本发明涉及一种单端口水平单管自然循环复合式电热水装置，属于热水器领域。
背景技术：
现有的电热水装置主要有电热水器、电热水锅炉等，加热方式有电阻式加热和电磁式加热。电阻式加热一般以内置加热元件为主，即：加热元件设置在储水箱内，电磁式加热一般采用外置加热元件。电阻式加热的加热元件主要采用电加热管，电加热管又有陶瓷加热管和金属加热管之分，其加热方式为热传导方式，优点是：能量转换率高、热损失小，缺点是：加热速度慢、电加热管表面结垢严重；电磁式加热的加热元件主要电磁线圈，其加热方式为电磁涡流加热，水管从电磁线圈中心穿过，优点是：水即过即热，加热速度快，水电分离，安全性高，缺点是：需要水泵驱动水进行循环加热，水管中易结垢堵塞水管。综上所述，无论是电阻式加热还是电磁式加热，加热管件本身结垢，是一个世界性难题，目前没有好的解决办法。对于小型电热水器，现有的防止结垢的方法是在储水箱内安装镁棒，该方法只能延缓加热管件结垢的速度，不能阻止结垢，而对于电热水锅炉而言，有在锅炉进水管上安装强磁装置的物理防垢方法，但效果并不十分明显，所以这种物理防垢只能用在小吨位锅炉之上，而对于大吨位锅炉，要求配备水处理装置，对水进行软化，这将大大增加锅炉的运行成本。对于电阻式加热方式，电加热管外壁结垢太厚，会阻止电阻丝的热量向外扩散，使得热量在电加热管集聚，造成加热元件过热而损坏；对于电磁式加热方式，水管中结垢会堵塞水管。加热管件结垢不好清除，不仅大大降低了电热水装置的换热效率，而且大大缩短了其使用寿命，甚至要经常更换加热元器件，造成电热水装置的使用成本偏高。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种能量转换率高、加热速度快、维护成本低，并能够巧妙解决电热水装置的加热管件受水垢影响发热效率低使用寿命短的问题的单端口水平单管自然循环复合式电热水装置。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
本发明包括储水箱、电加热管件，其特征是：电加热管件由内管、外管、发热元件组成，内管为一端开口另一端封闭的盲管，内管从外管的尾部插入外管中，仅开口端露外管之外，外管的尾端与内管的开口端外侧壁闭合连接，形成内、外套管结构，外管的另一端为开口端；发热元件套装在内管外侧壁上，发热元件的接线端子从外管的开口端引出；在储水箱的侧壁上开有电加热管件安装孔，电加热管件从储水箱的电加热管件安装孔外部插入储水箱中，外管的开口端与储水箱电加热管件安装孔密闭连接，且电加热管件内管的轴线与水平面平行。
所述发热元件能够相对于内管进行滑移；
在外管的开口端上连接有法兰盘；
所述发热元件是电磁加热线圈、电阻丝类加热线圈、碳膜发热套管、炭晶发热套管、红外发射石英套管中的一种；
在发热元件与电加热管件的内管外侧壁间设有绝缘层；
在储水箱上能够连接一个以上的电加热管件；
在储水箱的底部设有排污口。
本发明的优点是：电加热管件的内管作为主要的换热部件，通过单端口水平单管自然循环完成内换热，提高了热转换效率，最大程度的降低了热损失，单管自然循环可实现持续的沸腾传热，有很高的转换效率，因沸腾传热自然循环使水平单管内不会结垢，沸腾传热与水平单管自然循环的结合，流速很快，也就是说，越热越快，内管的内壁不会结垢，浮垢和杂质都会因循环被带到所加热的储水箱内而沉积底部，水箱底部的排污口，可排除浮垢和杂质，这种电加热管件，可实现长期稳定工作，使用安全可靠，很少有故障，即使在电加热管件的外管外壁上结垢，不会对内管的换热效率造成任何影响，巧妙的解决了传统电热水装置的加热管件受水垢影响发热效率的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是电加热管件中的发热元件采用电磁加热线圈的结构示意图；
图3是电加热管件中的发热元件采用电阻丝类加热线圈的结构示意图。
具体实施方式
参照附图，本发明包括储水箱1、电加热管件2，储水箱可以是电热水器箱体，也可以是锅炉炉体，储水箱箱体为保温箱体，即：储水箱箱体由内胆、外壳和夹在内胆与外壳之间的保温层构成，电加热管件由内管10、外管11、发热元件12组成，内管为一端开口另一端封闭的盲管，内管从外管的尾部插入外管中，仅开口端露外管之外，外管的尾端与内管的开口端外侧壁闭合连接，形成内、外套管结构，外管的另一端为开口端；发热元件套装在内管外侧壁上，且能够相对于内管进行滑移，发热元件的接线端子14从外管的开口端引出，所述发热元件是电磁加热线圈、电阻丝类加热线圈、碳膜发热套管、炭晶发热套管、红外发射石英套管中的一种，在发热元件与电加热管件的内管外侧壁间设有绝缘层；在外管的开口端上连接有法兰盘13；在储水箱的侧壁上开有电加热管件安装孔，电加热管件从储水箱的电加热管件安装孔外部插入储水箱中，并通过法兰盘与储水箱密闭连接，且电加热管件内管的轴线与水平面平行，在储水箱上能够连接一个以上的电加热管件；电加热管件的外管开口端也可以不安装法兰盘，而是采用焊接的方式使外管的开口端与储水箱的侧壁上的电加热管件安装孔密闭连接。
参照附图1，以电热锅炉为例，在储水箱的顶部设有人孔3、仪表安装口4，在储水箱的上部设有溢流口5、锅炉上水口6、热水出水口7，在储水箱的底部设有回水口8、排污口9。
参照附图2，电加热管件中的发热元件采用电磁加热线圈。
参照附图3，电加热管件中的发热元件采用电阻丝类加热线圈。
在实际应用时，针对具体的发热元件，应配套相应的控制器。目前，本发明中所述的发热元件及其配套的控制器，市场上均有出售，如：用于电加热锅炉的电阻丝类加热线圈及其控制器，控制器为电脑版的智能控制器，具有全中文带背光液晶显示屏，具有丰富的显示功能，将锅炉的运行状态和采集到的循环泵工作状态、加热器工作状态、炉水温度、水位状态、当前时间、报警信息等准确直观的显示出来。利用控制器键盘进行操作设置，并可查核、设定和修改各种调节参数，实现人机对话，易懂、易学、易记，操作简单、方便。控制器带内藏式数字时钟，系统可按用户要求，在一天内4个时间段任意设定开、关机时间，节省电损耗，降低锅炉使用费用。并且具有锅炉缺水、超温、短路、漏电、缺相、过流等多项保护功能，使得锅炉运行更加稳定、安全。
本发明在使用时，其储水箱中的水位必须高于电加热管件的位置，即：所有电加热管件必须全部浸入水中，不得干烧。其工作原理是：在储水箱加水到位后，电加热管件内管的管腔中充满了水，内管管腔中的水与储水箱的水是相互融合的，当发热元件通电发热或通过电磁涡流使内管管腔中的水升温时，由于有热能，内管管腔中的水开始运动，温度高的水从内管的开口端流出，温度低的水从内管的开口端流入，与储水箱的水形成自然对流循环。随着发热元件的持续发热，水温不断升高，内管管腔与储水箱的水的对流循环速度会越来越快，并伴有沸腾，在这种沸腾加高速自然循环的状态下，内管管腔内壁不会结垢，在加热过程中虽然也有水垢从水中析出，但无法在管壁上凝结，作为浮垢会因循环被带到储水箱内而沉积底部，同时水中的杂质也会沉积到储水箱底部，定期通过储水箱底部的排污口排出即可。本发明主要依靠电加热管件的内管进行换热，但外管也会向储水箱中的水传递热能，形成复合加热。由于本发明的电加热管件的特殊的结构设计，使得电加热管件的内管管腔内壁不会结垢，且能够与储水箱的水形成自然对流循环，不仅换热速度快，而且维护简单，使用寿命大大增加。