由包括含有一定量水的加热主体的热水器和至少一个专门用于电器的感应模块的发电机 ...的制作方法
【专利说明】由包括含有一定量水的加热主体的热水器和至少一个专门用于电器的感应模块的发电机形成的组件
[0001]本发明涉及由热水器和至少一个专门用于电器的感应模块的发电机形成的组件及用于冷却所述发电机的方法，该热水器包括用于容纳一定量的水的加热主体。
[0002]下文中，热水器是指这样一种储水装置，该储水装置具有至少一个用于储存热水的槽，也常被称为缸。根据本发明的热水器也指瞬时型加热装置。该缸是水加热区。这种缸的容量多少取决于该装置专门用于的对象的需要，例如通过与一个或多个洗手池固定装置或浴盆等关联。
[0003]已知电热器具有加热元件，加热元件浸入用作加热主体的缸内，加热主体能够加热容纳在其中的水。这种加热元件通常为电阻，一般叫做“屏蔽电阻”(r6sistanceblind6e)，该“屏蔽电阻”具有小尺寸及归因于其工艺的与水交换的特别小的表面。因此，屏蔽电阻的功率不大以防止屏蔽电阻引起局部沸腾或防止当屏蔽电阻由于被水垢覆盖而不再与待加热的水进行适当能量交换时被毁坏。
[0004]水垢悬浮在水中几乎无处不在，且当容纳在用作加热元件的缸中的水被加热时，分子搅动将引起水垢析出或在屏蔽电阻及热水器的管道所处的热的部分产生水垢。由于水的特性，生水垢是热水器的主要问题，一次次加热后，加热元件由水垢覆盖。这导致与水的热交换减少，同时，导致加热元件使用寿命缩短，加热元件过热并最终被毁坏。沉积的水垢使向水的热传递减少，且加热元件过热。如果加热元件大量沉积水垢，向水的热传递变得困难，或者是因为恒温器在达到用于加热水的设定温度前停止加热以保护可能被毁坏的加热元件，或者是因为恒温器未检测到继续加热元件的加热元件过热并因此毁坏，由此水不能被适当地加热。
[0005]结果是具有至少一个电阻形式的加热元件的热水器的输出不令人满意。此外，这种加热元件仅由恒温器调节并以开-关方式运行，这与新电力生产或家庭自动化安装技术不相配，且其与家庭自动化安装的结合不适应。
[0006]由于绿色能源的发展和智能能源管理系统日益广泛的使用，这种不相配特别不利。
[0007]风力发电机和光电池型绿色能源的问题是电力的生产和使用难以匹配。风力发电机仅在有风的日子生产，光电池在晴天生产。这种情况下需求和生产不能匹配。解决方案在于将能量储存为电池中的电流，或例如储存为热水器中的热水。
[0008]本发明的问题是提供功耗最佳化的热水器。
[0009]为实现该目的，本发明一方面提供一种组件，该组件包括热水器，所述热水器包括加热主体，所述加热主体用于容纳一定量的水，所述加热主体包括用于待加热的水的进水管和用于加热后的水的出水管。有利地，所述组件包括至少一个发电机、至少一个感应模块、以及热交换装置，其中，所述感应模块配置成在电感应元件中产生感应电流(至少一个感应模块专门用于一种电器；所述电感应元件也可例如为加热系统的负载)，所述热交换装置用于水流经区域和所述至少一个发电机之间的热交换，所述水流经区域为水流向或流至所述加热主体的流经区域。所述发电机与至少一个感应模块相联系。
[0010]获得的技术效果在于使用容纳在热水器中的水冷却发电机。由于容纳在其中或向其提供的水量，这种热水器尤其适于热交换，且因此重新获得的热量用于冷却发动机并进一步用于改善对热水器中容纳的水的加热。待加热的相当冷的水与发电机间的温差大，这引起有效的热交换。发电机中热损失传递到水中并重新获得以提供对容纳在热水器中的水制热。
[0011]根据本发明的一种未被限制的实施方式，感应设备专门用于加热容纳在热水器中的水。因此输出显著提高。
[0012]最近研制出用于加热灶面的感应加热设备。由于一些原因，这种类型的加热装置仍未被推广至热水器。
[0013]第一个原因涉及感应加热设备陷入缸中。事实上，这种感应加热设备比加热电阻更复杂，因为其包括例如为发电机和线圈(例如感应模块)的电子元件，这些电子元件必须与容纳在缸中的水完全电屏蔽。在本发明的一个实施方式中，感应器浸入水中。因此，感应器和负载浸入水中，且因此它们均与出现在加热主体内的水接触。有利地，感应器和发电机之间的空间使水能够出现在这两个元件之间。感应设备陷入热水器的加热主体内引起比加热电阻陷入更大的问题。因此，现有技术中有强烈的偏见，反对将感应加热设备陷入热水器的加热主体内。而本发明并不强制感应器应当陷入。
[0014]此外，感应设备需要用于将低频电流转变为高频电流的发电机。这种发电机包括散热的电子元件，且该损失常常要求发电机具有与成本不相配的通风设备，使用这种设备变得嘈杂，这是第二个缺点。因此在许多情况下，有必要冷却使用散热器并强制通风的发电机的所谓功率电子元件。
[0015]这特别应用于热水器的感应加热设备，所述热水器常常陷入小的封闭的且不充分通风的空间，例如橱柜、柜子或箱子。在本发明的申请人限制热水器的感应加热设备损失并疏散运行中的发电机的部件产生的热的处理中，本发明的申请人意识到可以外推至加热器附近的任何家用感应设备。
[0016]根据本发明的组件可进一步可选择包括下述特征中的任何一个:
[0017]-发电机布置在与感应模块的其余部分有一定距离并且靠近热水器处，所述发电机有利地容纳在接受收箱中，接收箱将发电机电屏蔽并优选为将其密封。
[0018]-热交换装置布置在加热主体内的待加热的水的进水管处。发电机和水之间的温差大，冷水提供更好的热交换。
[0019]-水流经区域与热交换装置一起能够实现热交换，所述水流经区域布置成通往所述加热主体的水循环回路。
[0020]-所述热交换装置包括护套，所述护套连接至所述发动机并例如环绕所述水循环回路。
[0021]-其包括通过发动机和待加热的水的进水管的旁通部分的补充回路。
[0022]-热交换装置包括套筒，该套筒有利地与接收箱和所述待加热的水的进水管的环绕或组成部分成一体。因此，热交换装置被结合至箱内，这加强了热交换。
[0023]-所述组件包括热交换装置，发电机(更具体地说散热器)布置为紧挨着加热主体，在非热绝缘区域上，所述热交换器布置在加热主体外部紧挨着发电机。这样获得的热交换(尽管比前一个效率低)却具有不涉及要特别适应发电机的优点。所述热交换装置可用作上述热交换装置的附加或替换。
[0024]-所述加热主体中的用于与水流经区域进行热交换的热交换装置包括所述发电机所附接至的所述加热主体的非热绝缘区域。
[0025]-所述热水器包括用于将水加热装置通入所述加热主体中的开口，所述开口由盖板封闭，所述盖板为所述发电机所附接(有利地从外部)至的所述加热主体的非热绝缘区域。
[0026]-所述加热主体中的用于与水流经区域进行热交换的热交换装置包括用于罩住陷入在所述热水器的家人主体中的发电机的箱，更具体地为散热器。
[0027]-发电机具有界面，该界面配备有通信装置，该通信装置能够例如根据各参数(其中例如绿色能源的有效性)遥控加热参数(例如功率、加热时间)、触发或停止加热。
[0028]-所述至少一个发电机包括至少两个电输出端，每一个电输出端用于专门针对一种电器的感应模块。所述发电机为至少两个电器所共用。这意味着节省空间并减小两个电器的成本。
[0029]-具有至少两个发电机，每个发电机专门针对于一种特定电器。因此，多个电器的发电机可用热水器冷却，且这种有效的冷却也可用于增加卡热量，热量的重新获得用于热水器的制热。
[0030]-发电机配置为使其连接至的感应模块能够选择电源。
[0031]-发电机配置为能够为其所连接至的感应模块同时和都供电。
[0032]-感应设备包括专门用于加热容纳在热水器的加热主体内的水的感应模块，所述感应模块包括感应器和至少一个负载，所述感应器配置为在负载中产生感应电流，所述感应器和所述至少一个负载陷入加热主体内。
[0033]-所述组件包括多条并置的、相互流体联通的纵向通道，至少一条纵向通道罩住感应加热设备的感应模块。
[0034]-所述加热主体的形状优选为长方体。
[0035]-所述加热主体具有约10公升的容量，且优选为大于20公升。本发明还涉及用于冷却感应设备的至少一个发电机的方法，包括至少一个专门针对一种电器的感应模块和用于在水流经区域和所述至少一个发电机之间的热交换的热交换装置，所述在水流经区域为水流向或流至所述加热主体的流经区域，其特征在于，包括水流经区域和所述至少一个发电机之间进行热交换的步骤，此步骤有助于所述至少一个发电机的冷却，同时能够对水流经区域中的水制热，所述水流经区域为水流向或流至所述加热主体的流经区域。
[0036]因此，执行发电机的冷却步骤而不包括将能量疏散至环境中的冷却系统，但能量通过热水器的制热恢复。因为用于发电机7的功率器件可在175°C下在硅片上运行，即在它们所固定至的散热器上