专利名称：即热容积合一式电热水器及其加热方法
技术领域：
本发明涉及一种电热水器，具体地说是一种即热容积合一式电热水器及其加 热方法。
背景技术：
在现有技术中，不管是电热水器还是太阳能热水器，它们的承压式储水箱内 部均为一腔体结构。水箱内充满热水后，在使用热水时，首先需要向水箱内注入 冷水，水箱内的热水才能依靠冷水的压力流出。由于要不断向水箱内补充冷水， 补充进入的冷水就会很快与原来水箱内的热水混合，使水箱内热水温度迅速下 降，因而在实际使用中，只有整个水箱容积60%左右的热水能被利用，造成热量 的巨大浪费。目前通常的热水器储水箱均采用圆柱体结构，这种储水箱能承受较 高的压力而不产生变形，同时在加工过程中可采用自动化设备，制造简单方便。 在安装过程中，它可以将圆柱体竖直放置，也可以横向放置，但受圆面半径的影 响，整个水箱厚度很大，体积也很大，占据很大的生活空间，给安装和使用带来 很大的不便。现有的普通容积式电热水器存在的缺点1、 容积式电热水器都是采用固定在水箱内电热管进行加热，加热功率一般 在2000W左右，加热方式都是将整箱的水从常温一次性加热到需要的温度。因而 需加热较长时间， 一般在三小时左右。通常是夏季二小时多，冬季要近四小时。 同时由于采用顶压式出水方式，所以一次所能放出的理想水温的水量即热水出水 率平均在70%左右，夏季高一点，冬季低一点。因而受体积限制，往往只能满足 一到二人洗澡用水，且用水时温度下降变化大，给使用者带来很大的不便和浪费。 考虑到热水器整体体积因素，保温层一般都在2cm左右，保温效果相对较差，热 损耗很大。2、 电热管表面高温易老化结垢，必然导致加热功率衰退，电热管容易损坏， 减少了整机的使用寿命。3、 现有的容积式电热水器整机形状单一，都为圆柱体，需要吊装，造成安 装困难，占用空间大，影响家装效果。4、 水电始终混合安全性难以保障，尽管采用保护插头和防电墙防漏装置， 但无法从根本上消除安全隐患，人身伤亡事故时有发生。5、 考虑省电，则无法保证24小时全天随时提供热水，给居家生活造成不便。6、内胆使用寿命有限。 现有即热式电热水器的缺点1、 要保证即热用水温度达到日常洗浴要求，加热功率一般需要配置在7000W 至9000W。相当于5 7匹用电功率，配置电线的线径在4mnf以上，这会导致整 个用电系统成本大大提高，安全性降低，产品寿命也难以保证。由于存在这些严 重缺陷，是造成市场上用户认同率不高的重要原因。2、 如果功率在3000W以下，适用于家居常规配置，用电10安培，线径2.5m nf，即热温度却达不到理想水温，通常只能作为日常用水，无法用于先澡，尤其 是室温度在20。C以下，而一年中常温在2(TC的季节一般要占四分之三时间。因 而，功率在3000W以下的即热式电热水器不能满足要求。发明内容本发明的目的是提供一种即热容积合一式电热水器及其加热方法，该即热容 积合一式电热水器的水箱结构形式多样，既能承受较大的水压力，又制作方便， 成本低，且大大延长了使用寿命。该即热容积合一式电热水器使用快捷方便，能 满足随时提供热水的需要；而且节能效果好、使用寿命长、安装简便、热水出水 率高、安全性高。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种即热容积合一式电热水器，包括箱体，在箱体上设有进水口和出水口， 其特征在于在箱体内设有一组用来储水的腔体，各腔体间设有使水流通的导流 孔；在箱体外部设有电热膜加热器，电热膜加热器的一端通过循环泵与箱体的进 水口相通；另一端通过自动开关与水源连接；箱体的出水口通过电热膜加热器与 电热水器的用水管连接;在箱体内设有测温器，测温器与用来协调电热膜加热器、 循环泵和自动开关动作的控制装置连接。本发明中，所述箱体可以是一个整体，也可以分为左侧箱体和右侧箱体，在 左侧箱体和右侧箱体内均设有一组腔体；左侧箱体与右侧箱体间的腔体通过导流管连接。所述一组腔体中单个腔体是圆柱体或长方体。所述箱体由保温材料制成， 在各腔体之间填充有保温材料。本发明中，所述电热膜加热器设置在腔体的外部，可以设置在箱体的上端。 测温器设置在箱体的下部进水口处。本发明中，多腔体储热水箱结构形式可以多样化，以满足不同场合的安装要 求，所述箱体可制成分体式，箱体分为左侧箱体和右侧箱体，在左侧箱体和
右侧箱体内均设有一组腔体；左侧箱体与右侧箱体间的腔体通过导流管连接。 箱体内各腔体的排列方式和结构形式可以是多种组合，腔体的数量可以根据水量大小进行增减。为制作方便，箱体中的一组腔体中单个腔体是圆柱体或长方体，也可以是任意其它形状的组合。为防止热量流失，箱体由保温材料制成，在各腔体之间也填充有保温材料。而且，箱体和一组腔体也可均由塑料材料制成，在箱体表面和各腔体之间设有保温材料。一种本发明所述的即热容积合一式电热水器的加热方法，其特征在于它包括 以下步骤A) 在电热水器的用水管不出水的情况下，测温器测量箱体内水的温度；B) 当水的温度低于设定温度时，循环泵自动启动，经电热膜加热器给箱体内的水进行加热，在箱体内的水温提升到设定的中间温度时，电热膜加热器停止加热，循环泵自动关闭；C) 在电热水器的角水管出水的情况下，电热膜加热器对用水管前的出水再 次进行加热，使出水达到所需温度；D) 在电热水器的用水管暂时停止出水的情况下，测温器对箱体内的水的温 度进行测量，当水的温度低于设定温度时，循环泵自动启动，经电热膜加热器给 箱体内的水进行加热，直到箱体内的水温提升到设定的中间温度时，电热膜加热 器停止加热，循环泵自动关闭。本发明步骤B)中，设定的中间温度为30 40'C。测温器与控制装置连接， 并通过控制装置使电热膜加热器和循环泵动作。步骤C)中，出水所需温度为45 55。C。电热膜加热与电热管加热能效比较如下半导体薄膜发热系统为纯阻性半导体发热材料，复合电热膜直接涂敷热传导 壁表面，复合电热膜的类电容结构可以提高功率因数，将降低的无功功率损耗的 电量加起来，其电热总转换率达到或超过100%。经过测定这种薄膜发热的电 热转换次序比电阻丝发热效率高出30%左右，属目前电热转换率高的技术。此外， 电热薄膜发热反响极快，通常2 3秒钟便可达到平衡温度，而电阻丝自身热容 很大，做成电热管后受保温绝缘材料阻隔，热反响较慢。电热管内电阻丝工作时 一直处于高温之下，而电热管表面温度一般都很低，这样电阻丝极易高温氧化，
寿命一般不长；半导体薄膜本身是抗氧化的金属材料，加之工作时表面温度很低， 所以寿命很长，理论上可以达到无限寿命。此外，电热管内会因绝缘材料吸潮引 起漏电，或者金属外壳受腐蚀而漏电等不安全因素，而半导体电热膜发热系统石 英管水电全分离系统，安全性极好，不会产生漏电。本发明在水箱外部，配置一功率为3000W左右的电热膜加热器，中间设置一 只60W左右的循环泵，水箱中适当位置安装测温器，测温器与控制装置连接。当 进水温度低于设定温度时循环泵自动启动，经电热膜加热器加热，使水箱内水温 提升到设定的中间温度。测温器将测量数据传送给控制装置，由控制装置使电热 膜加热器停止加热，循环泵也停止工作。当需用水时，通过自动开关再启动电热 膜加热器，这时通过低功率电热膜加热器二次加热，达到所需温度热水， 一般在 50'C左右，从而实现即开即热的效果。停止用水时，水箱内底部水温必然会低于 设定的中间温度。这时控制装置又会使电热膜加热器开始加热，增温到设定的中 间温度时停止。由于本发明的热水出水率大于一次性用热水器，如此不断用水不 断补充使热水器始终能保持中间温度，也就自然保证了用水温度一直在理想范 围，实现"无限"供用热水。本发明采用多腔体结构和电热膜加热器结构，并采用分段加热的方式，与现 有技术相比，它的优点是1、 使用快捷方便，能实现随时提供热水服务；2、 节能，在获取同样热水量的条件下，降低耗电成本l/2左右；3、 使用寿命长，由于水箱具有独特技术和加热元器件能方便的维修更换， 比一般热水器使用寿命要增加三倍左右；4、 安装简便，由于外形有可塑性，整机可以隐藏在墙体、橱柜、盥洗盒下， 不占空间，不影响家装整体效果；5、 增大用水量，由于采用智能化自动补偿系统，正常使用几乎可以达到无 限供水的效果，尤其为人口效多的用户提供了更好的选择；6、 热水出水率高，由于使用多腔体独创结构水箱，使热水出水率提高50% 左右，单人用水温度变化极小；7、 安全性高，采用体外加热，水电彻底分离，不会出现伤人事故。
附图是本发明的结构示意图；
具体实施例方式
一种即热容积合一式电热水器，包括箱体1,在箱体1上设有进水口 2和出 水口3，在箱体l内设有一组用来储水的腔体4，各腔体4间设有使水流通的导 流孔5;在箱体1外部设有电热膜加热器6，电热膜加热器6的一端通过循环泵 7与箱体的进水口2相通；另一端通过自动开关8与水源连接；箱体l的出水口 3通过电热膜加热器6与电热水器的用水管连接；在箱体1内设有测温器9，测 温器9与用来协调电热膜加热器6、循环泵7和自动开关8动作的控制装置10 连接。本发明采用分段加热的方式，在水箱下部进水口处安装测温器，测温器与控 制装置连接。首先在电热水器的用水管不出水的情况下，测温器测量箱体内水的温度；当水的温度低于设定温度时，中间温度通常可以设定为4(TC。循环泵自动 启动，经电热膜加热器给箱体内的水进行加热，在箱体内的水温提升到设定的中 间温度时，测温器将测量数据传送给控制装置，由控制装置使电热膜加热器停止 加热，循环泵自动关闭；在电热水器的用水管出水的情况下，通过自动开关再启动电热膜加热器，电 热膜加热器对用水管前的出水再次进行加热，使出水达到所需温度， 一般在50°C 左右，从而实现即开即热的效果。在电热水器的用水管暂时停止出水的情况下，测温器对箱体内的水的温度进 行测量，水箱内底部水温必然会低于设定的中间温度。这时控制装置又会使循环 泵自动启动，经电热膜加热器给箱体内的水进行加热，直到箱体内的水温提升到 设定的中间温度时，电热膜加热器停止加热，循环泵自动关闭。当需用水时，通过自动开关再启动电热膜加热器，这时通过低功率电热膜加 热器二次加热，达到所需温度热水，从而实现即开即热的效果。由于本发明的热水出水率大于一次性用热水器，如此不断用水不断补充使热 水器始终能保持中间温度，也就自然保证了用水温度一直在理想范围，实现"无 限"供用热水。本发明中水箱结构形式可以多种多样，水箱可以是整体式也可以是分体式， 各腔体可以是各种形状，可以横向放置也可以竖向放置，可满足不同场合需要； 而且可以承受较大的水压力，制作方便，成本低，并大大延长使用寿命；同时， 可与盥洗盆配合使用，安装方便、占用空间少。本发明为准即热模式低温储水，即热式供水。比一般电热储热式供水本身 就节省大量中高温水温损失。这种模式是目前最节能的加热模式。
权利要求
1、一种即热容积合一式电热水器，包括箱体(1)，在箱体(1)上设有进水口(2)和出水口(3)，其特征在于在箱体(1)内设有一组用来储水的腔体(4)，各腔体(4)间设有使水流通的导流孔(5)；在箱体(1)外部设有电热膜加热器(6)，电热膜加热器(6)的一端通过循环泵(7)与箱体(1)的进水口(2)相通；另一端通过自动开关(8)与水源连接；箱体(1)的出水口(3)通过电热膜加热器(6)与电热水器的用水管连接；在箱体(1)内设有测温器(9)，测温器(9)与用来协调电热膜加热器(6)、循环泵(7)和自动开关(8)动作的控制装置(10)连接。
2、 根据权利要求1所述的即热容积合一式电热水器，其特征是所述箱体 (1)由保温材料制成，在各腔体(4)之间填充有保温材料。
3、 根据权利要求1所述的即热容积合一式电热水器，其特征是所述电热 膜加热器(6)设置在腔体(4)的外部。
4、 根据权利要求1所述的即热容积合一式电热水器，其特征是测温器(9) 设置在箱体(1)的下部。
5、 一种权利要求1所述的即热容积合一式电热水器的加热方法，其特征在于它包括以下步骤A) 在电热水器的用水管不出水的情况下，测温器(9)测量箱体(1)内水 的温度；B) 当水的温度低于设定温度时，循环泵(7)自动启动，经电热膜加热器(6) 给箱体(1)内的水进行加热，在箱体(1)内的水温提升到设定的中间温度时， 电热膜加热器(6)停止加热，循环泵(7)自动关闭；C) 在电热水器的用水管出水的情况下，电热膜加热器(6)对用水管前的出 水再次进行加热，使出水达到所需温度；D) 在电热水器的用水管暂时停止出水的情况下，测温器(9)对箱体(1) 内的水的温度进行测量，当水的温度低于设定温度时，循环泵(7)自动启动， 经电热膜加热器(6)给箱体(1)内的水进行加热，直到箱体(1)内的水温提 升到设定的中间温度时，电热膜加热器(6)停止加热，循环泵(7)自动关闭。
6、 根据权利要求5所述的即热容积合一式电热水器的加热方法，其特征在 于步骤B)中，设定的中间温度为30 40'C。
7、 根据权利要求5所述的即热容积合一式电热水器的加热方法，其特征在 于测温器(9)与控制装置(10)连接，并通过控制装置(10)使电热膜加热 器(6)和循环泵(7)动作。
8、根据权利要求5所述的即热容积合一式电热水器的加热方法，其特征在 于步骤C)中，出水所需温度为45 55'C。
全文摘要
本发明公开了一种即热容积合一式电热水器及其加热方法，包括箱体，在箱体上设有进水口和出水口，其特征在于在箱体内设有一组用来储水的腔体，各腔体间设有使水流通的导流孔；在箱体外部设有电热膜加热器，电热膜加热器的一端通过循环泵与箱体的进水口相通；另一端通过自动开关与水源连接；箱体的出水口通过电热膜加热器与电热水器的用水管连接；在箱体内设有测温器，测温器与用来协调电热膜加热器、循环泵和自动开关动作的控制装置连接。本发明使用快捷方便，能满足随时提供热水的需要；而且节能效果好、使用寿命长、安装简便、热水出水率高、安全性高。
文档编号F24H9/18GK101105331SQ200710025469
公开日2008年1月16日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者立 杨, 斌 王, 王国雄, 赵世华 申请人:斌 王