专利名称：容积式节能电热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热水器领域，特别涉及一种横置电热水器。
背景技术：
热水器是家庭中耗电最多的电器之一，横置电热水器与竖置电热水器相比，耗电更多，业界已开始认识到这一问题，着手开发各种热水器节能技术。对于热水器的节能，业界通常采用的方法包括改善保温层保温效果，增加加热管的热效率，以及改进温控器的控制精度等(付君萍，“电热水器节能成为发展方向”，电器，2004年7期)。现有技术着眼于从附加较复杂的装置入手，如世界上最大的热水器制造商之一——艾欧史密斯(AO SMITH)公司拥有的多项涉及热水器节能方面的专利中多以微电脑等复杂的部件实现(如专利号为ZL00112584.2的“智能型节能电热水器”)；另有一些关于电热水器节能方面的专利采用了诸如“利用污水余热提高热水器进水水温的热水器节能辅助装置”(见中国专利号为ZL02270814.6的“热水器节能辅助装置”)。以上技术措施虽然均产生了不同程度的节能效果，但由于热水器内胆中的冷水输入管出水口和热水输出管进水口采用图1所示的布置方式和构造，因而冷水输入管的出水口与热水输出管的进水口之间易发生短流，进入内胆的冷水与内胆中原有热水的掺混较强，致使节能效果的提高受到了限制。再则，以上节能方式均需附加其它装置或采用成本较高的技术手段达到节能的目的。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种容积式节能电热水器，此种电热水器不仅降低了内胆中冷水与热水的掺混程度，解决了冷水输入管的出水口与热水输出管的进水口之间的短流问题，而且不需附加任何装置。
本实用新型所述容积式节能电热水器为横置电热水器，包括外壳、内胆，与内胆组合的冷水输入管和热水输出管，安装在内胆中的温度传感器和加热元件，与温度传感器、加热元件连接的加热控制器；冷水输入管插入内胆中的管体位于内胆的底部，其冷水出口朝向并贴近内胆的一端端面；热水输出管插入内胆中的管体位于内胆的顶部，其热水进口朝向并贴近内胆的另一端端面。
为了进一步提高热水产率，对热水输出管和冷水输入管相对于内胆端面、顶壁和底壁的间距进行了优选。热水输出管的热水进口与该口所朝向的内胆端面之间的间距小于或等于5cm，冷水输入管的冷水出口与该口所朝向的内胆端面之间的间距小于或等于5cm；热水输出管与内胆顶壁的间距小于或等于5cm，冷水输入管与内胆底壁的间距小于或等于5cm。
本实用新型具有以下有益效果1、本实用新型所述容积式节能电热水器，其冷水输入管的出水口与热水输出管的进水口之间的距离达到了最远，同时冷水输入管的出水口朝向内胆端面，使冷水不直接射入热水中，经过内胆端面反射后的冷水流速可大幅降低，而热水输出管的进水口朝向内胆的另一端面，不会接收由内胆冷水端过来的直接来流，因而可有效避免热水器内胆中的冷热水掺混和短流的发生，从而提高了热水产率。
为了验证本实用新型的效果，使用计算流体力学及传热计算方法(参见Rodi，W.Prediction method for turbulent flows[M].McGraw-Hill International Book Company，NewYork，USA，1980；《湍流模型及有限分析法》，陈景仁著，上海交大出版社，1989；《流体流动与传热的数值计算》帕坦卡著，张政译，科学出版社，1984)对现有横置电热水器(见图1)和本实用新型所述横置电热水器(见图2)的进、出水口布置方案进行了模拟计算，模拟计算的内容包括热水器内胆中水温随时间的变化(见图4)和热水器中累计流出热量随水温下降的变化(见图5)。计算模拟了两种工况(1)5升/分钟等流量出(进)流；(2)保持用水流量为5升/分钟、用水温度为38摄氏度(人体最适宜使用温度)，进(出)水流量根据水温调节。两种工况的进水水温均为20摄氏度，热水器中热水的初始水温为75摄氏度。计算结果见表1(根据实际中可能的使用情况，表1中只统计了出水水温从75摄氏度下降到38摄氏度的累计流出热量)。
表1本实用新型与现有横置电热水器相比的节能效果
注因工况1(等流量出流)情况下水温下降到38度的时间没有实际意义，所以未计算。
从表1可以看出，本实用新型相对于现有横置电热水器具有明显的节能效果。
2、本实用新型不需附加任何装置，对现有热水器制造厂家而言，仅需对现有热水器的进、出水口布置方式进行调整，因而非常简单，不会增加成本，易于实施。
图1是现有横置电热水器的进、出水口布置方式图；图2是本实用新型所提供的容积式节能电热水器进、出水口布置方式图；图3是本实用新型所述容积式节能电热水器的一种结构简图；图4是现有横置电热水器和本实用新型所述容积式节能电热水器内胆中水温随时间变化的比较图；图5是现有横置电热水器和本实用新型所述容积式节能电热水器中累计流出热量随水温下降的变化比较图。
图中，1-内胆、2-冷水输入管、3-热水输出管、4-外壳、5-下层加热元件、6-温度传感器、7-上层加热元件、8-加热控制器、A-冷水输入管出水口、B-热水输出管进水口。
具体实施方式
本实用新型所述容积式节能电热水器的结构如图3所示，包括外壳4、内胆1，与内胆组合的冷水输入管2和热水输出管3，安装在内胆中的温度传感器6和加热元件5、7，与温度传感器、加热元件连接的加热控制器8。内胆1为圆筒体或矩形体，冷水输入管2插入内胆中的管体位于内胆的底部，与内胆底壁的间距小于或等于5cm，其冷水出口朝向内胆的右端端面，冷水出口与该口所朝向的内胆端面之间的间距小于或等于5cm；热水输出管3插入内胆中的管体位于内胆的顶部，与内胆顶壁的间距小于或等于5cm，其热水进口朝向内胆的左端端面，热水进口与该口所朝向的内胆端面之间的间距小于或等于5cm；加热元件包括上层加热元件7和下层加热元件5，上层加热元件7安装在热水输出管3的热水进口所朝向的内胆端面且位于热水进口附近(内胆的轴线之上)，下层加热元件5安装在冷水输入管2的冷水出口所朝向的内胆端面且位于冷水进口附近(内胆的轴线之下)；温度传感器6安装在热水输出管3的热水进口所朝向的内胆一端，用于监测热水器内胆中水体的温度。
权利要求1.一种容积式节能电热水器，包括外壳(4)、内胆(1)，与内胆组合的冷水输入管(2)和热水输出管(3)，安装在内胆中的温度传感器(6)和加热元件(5、7)，与温度传感器、加热元件连接的加热控制器(8)，其特征在于冷水输入管(2)插入内胆中的管体位于内胆的底部，其冷水出口朝向并贴近内胆的一端端面；热水输出管(3)插入内胆中的管体位于内胆的顶部，其热水进口朝向并贴近内胆的另一端端面。
2.根据权利要求1所述的容积式节能电热水器，其特征在于热水输出管(3)的热水进口与该口所朝向的内胆端面之间的间距小于或等于5cm，冷水输入管(2)的冷水出口与该口所朝向的内胆端面之间的间距小于或等于5cm。
3.根据权利要求1或2所述的容积式节能电热水器，其特征在于热水输出管(3)与内胆顶壁的间距小于或等于5cm，冷水输入管(2)与内胆底壁的间距小于或等于5cm。
专利摘要一种容积式节能电热水器，包括外壳、内胆，与内胆组合的冷水输入管和热水输出管，安装在内胆中的温度传感器和加热元件，与温度传感器、加热元件连接的加热控制器；冷水输入管插入内胆中的管体位于内胆的底部，其冷水出口朝向并贴近内胆的一端端面；热水输出管插入内胆中的管体位于内胆的顶部，其热水进口朝向并贴近内胆的另一端端面。此种电热水器不仅降低了内胆中冷水与热水的掺混程度，解决了冷水输入管的出水口与热水输出管的进水口之间的短流问题，而且不需附加任何装置。
文档编号F24H1/20GK2916487SQ20062003474
公开日2007年6月27日 申请日期2006年6月27日 优先权日2006年6月27日
发明者罗麟, 傅晓英 申请人:四川大学