专利名称：用于储水式热水器的一体加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够改进热水器、特别是储水式热水器的性能的补充加热装置。本发明因此属于用电力加热卫生热水器领域的一部分，在该领域中通常有两类型的设备储水式热水器和直热式热水器，每种热水器均具有它的特定优点和缺点。
背景技术：
储水式热水器具有能够分配大量在一预定温度的水的优点，因而，虽然使用相对少量的功率(例如，在意大利最常使用的型号的功率为1200W)但能够同时满足许多用户的热水需求。不论是通过恒温混合器或者简单地通过转动开关龙头的旋钮来获得水流，都可非常简单地调节由这些设备所供给的水的温度。然而，缺点是需要用许多小时来重新装满容纳在储水箱中的热水的量；另外，尽管在水箱的壁上有保温材料存在，这些热水器均蒙受大量的热损失。直热式热水器的优点是通过仅仅将用户所需的水加热，即时供给在所要求的温度的水而且没有限量。缺点是它使用相当高的功率水平，即使每次仅仅满足一个用户的需要。另一个缺点是，当需要较低水流(相对于最高水流来说)时，温度的调节会变得更困难，其只可透过及时调整加热功率来达到；在直热式电热水器的情况，家庭用热水器的功率可以容易地达到大约IOkW或者甚至是20kW，很难在电阻的开-关时不产生导致无线电干扰或功率电涌。这些类型的热水器和上述相关的特征对于本领域的专家来说是长久以来熟悉的， 因此不需要再作详细叙述。大体上，储水式电热水器的构成元件包括水箱和其上安装有加热元件(通常是封装的加热元件)的法兰，、积存的水的温度控制装置(通常是设有一个或多个温度传感器的恒温器)、进水管和出水管(分别用于来自供水总管的冷水和输送到用户的热水)、以及必需的安全及防腐蚀装置(如镁阳极或阴极保护用的电极)。冷水通过在热水器底部的进水管流入水箱中，而已加热的积存的水通过出水管从水箱的顶部抽出。这些年来，业已尝试避免目前已知的关于储水式热水器的最常见问题，这些问题的其中一个存在于由在水箱中的高温度梯度所引起的热损失。事实上，当平均温度和积存的热能分别相同时，较高的温度梯度会导致更大的热损失和更高的能量损耗。为了使在热水器中的温度更均勻，通常在水箱的较低部分加热水，透过将电阻在它们自己之上屈曲以减小电阻的高度。所述目的由意大利专利申请第AN2004A000009号来达到，该申请除达到所述目的之外，还有可能减小混合的不便、提高平均温度、增加在正确的使用温度的可分配水量。当然，一种显而易见的限制热损失的方法是将积存的水的温度保持尽可能低，仅
3仅当需要时才将水加热，但这种设有封装的加热元件的热水器的另一个固有困难是在抽水的一刻将水进行最后加热有困难。这个困难被本专利申请的申请人所拥有的两个意大利专利所叙述的发明部分地解决了。意大利专利第1315636号尤其涉及印刷在出水管上的电阻，其设计用于在用户需要水时完成对被输送水的加热。这发明的缺点是在抽水阶段中，不是所有由印刷电阻所产生的热均被转移到被输送的水中，而是部分的热也被转移到剩余在储水箱中的水。意大利专利第1345037号也包括安装在储水箱外的辅助组件，该辅助组件用作后期加热器，其也是为了在抽水的一刻增加输送到用户的水的温度而设计。这方案的困难在于需要额外的成本来购买和安装该辅助组件。
发明内容
本发明的目的在于解决上述困难的至少一部分，提供一种能够结合储水式热水器和直热式热水器的好处、而限制各自的缺点的装置。具体地说，本发明的目的在于提供一种装置，该装置可以降低容纳在储水式热水器中的水的温度而导致热损失的减少，因此，确保用户得到传统储水式热水器的性能，且仅仅当实际需要时输送在所要求的温度的水。这些及其它将在随后变得明确的目的由根据权利要求1的位于水箱内的补充加热装置来实现。
通过以下较佳实施例的叙述，根据权利要求并以示例且非限定的方式结合附图来进行说明，将更好地确定本发明的附加特征，在图中图1是储水式热水器的水箱的截面图，其中包括根据本发明的补充加热装置；图2是该储水式热水器的法兰的透视图，该法兰安装在根据本发明的补充加热装置内；以及图3是根据本发明的补充加热装置的截面图。现使用附图中的附图标号叙述本发明的特征。
具体实施例方式参照图1，图中的附图标号1表示了储水式电热水器的水箱，其设有被设计成关闭所述水箱1的下开口的法兰2。法兰2支撑恒温器3的护套3. a,该恒温器被设计成调节积存在水箱1中的水的加热。如附图所示，恒温器3可以是杆状类型(rod-type)。或者，可以用电及机械热调节器或任何类型的电子调节器来调节积存在水箱1中的水的温度。附图标号4表示了用于加热积存在水箱1中的水的电阻。冷水透过第一冷水进水管5进入水箱1的底部，该进水管具有与水箱1的底部对应的出水端，而水透过第二管6在水箱1的顶部附近被抽出，该第二管在水箱1的上部具有进水端。第二管6实质上与水箱1的壁平行地延伸且以下端6. d结束，该下端对位于热水器内的补充加热装置8供电。该第二管因此执行作为这补充加热装置8的水流管的功能， 该补充加热装置具有腔室8. a，较佳地该腔室呈细长型。
第二管6具有越过大部分的腔室8. a且终止于出水端6. d的下端部分6. c，该出水端指向腔室8. a的下末端。在所示的实施例中，腔室8. a在容器8. b中建立，该容器8. b实际上表示了补充加热装置8的外壳(envelope)。被抽出的水通过第三管7从腔室8. a离开，该第三管具有初始上部分 (initialupper section) 7. b，该初始上部分越过大部分腔室8. a且具有指向腔室8. a的顶部的进水端7. a。第三管7执行作为腔室8. a的水流管的功能。在腔室8. a中还设有电阻9，该电阻较佳地为蛇形或者螺旋的形状，其用于加热越过腔室8. a的水。在抽水的一刻，电阻9被流动传感器装置10启动。第二管6的出水端6. d以及第三管7的进水端这样设置，以致于使水保留在腔室 8. a中的时间最大化而导致能够通过电阻9对这些水进行加热。总括来说，用户所需要抽出的水必须越过腔室8. a，该腔室又仅仅通过管6与水箱 1连接以及仅仅通过第三管7与外部连接。结果，根据本发明的储水式热水器与其他公知的储水式热水器的设计在外表上是完全相同的；更具体地说，在进水口和出水口的水力连接可以是完全相同且处于相同的通
常位置。在图中所示的实施例中，根据本发明目的的补充加热装置8的腔室8. a为由容器 8. b组成的外壳的空腔，该腔室由用作底表面的法兰2支撑。容器8. b与第二管6焊接或者通过另外的连接机构连接。第三管7包括在热水器外面的部分7. c以及在腔室8. a内的部分7. b，该部分7. b 终止于位于腔室8. a的顶部的上孔7. a。因此，根据图中所示的实施例，输送到用户的水首先从底部流到所述腔室8. a的顶部，包围电阻9，在所示的实施例中，该电阻呈蛇形，其围绕第二管6的下部分6. c以及第三管7的所述内部分7. b。由于有补充加热装置8，能够将积存在水箱1中的水保持在较用户所要求的温度低的温度，因为补充加热装置8仅仅当需要水时才进行将水加热到使用温度的处理。为了这目的，当水被抽出时，由流动传感器装置，如流量开关或压力开关控制补充加热装置8的蛇形电阻9的启动。附图标号10表示了这流动传感器装置，该流动传感器装置除了启动补充加热装置8的蛇形电阻9之外，同时地还可以通过作用于在图中未显示的开关上，停用储水箱的电阻4，以避免额外的能量损耗。补充加热装置8的好处在于它能够建造一种储水式热水器，其中通常电阻4将积存在水箱1中的水预先加热至较用户所要求的温度低的保持温度，而仅仅在输送水的时候到达使用温度，其中额外的热由补充加热装置8提供。结果，限制了能量损耗且减少了在水箱内的热损失，因为与被分配的水的温度相比，积存在水箱中的水的温度较低。作为例子， 如果用户希望水在40°C被输送且在储水箱中的水仅仅被加热至35°C，在20°C的室温时的热损失会减小25%。同理，将在脸盆(wastibasin)的水温从35°C上升至40°C所需要的功率大约为2kW。此外，积存在水箱1中的水在较低保持温度相当于减慢石灰的积聚；同时，在补充加热装置8内，其中水温永不超过55°C，石灰建立的风险相当低。
清楚的是，在不脱离本发明固有的创新概念的前提下对本发明的目的装置作出各种变型对本领域的技术人员来说是有可能的，且清楚的是，在本发明的实施方式中，上述的各种部件可由技术上等同的元件取代。例如，储水式电热水器业已在本文中常常被叙述，但一点也不阻止相同的教导可以应用于储水式燃气热水器，其中积存的水的加热装置由气体燃烧器表示而不是一个或多个电阻。同样地，还清楚的是，容器8. b可用任何适合于用作补充加热装置8的外壳的材料制造，如金属、塑料、泡沫材料或绝缘材料。在本发明的一个变型中，为了避免到达导致水沸腾的额外温度而产生噪音，还有可能使用安全热保护器使补充加热装置8的蛇形电阻9的温度保持被控制住。此外，还可包括与流动传感器装置10联系在一起的装置(图中未显示)，当抽水时，也可使用公知的手段调节电阻9的功率以控制温度以及将被输送的水达到默认的使用温度。因为电阻9的电功率是相等性能的直热式热水器的电功率的大约20%，它可以毫无困难地被调节。
权利要求
1.一种将在储水式热水器的水箱(1)中积存的水加热的补充加热装置(8)， 所述装置(8)被设计成位于所述水箱(1)之内并且包括-腔室(8. a)；-进入所述腔室(8. a)的流入管(6 ；6. c)； -离开所述腔室(8. a)的流出管(7 ；7.b)；以及-容纳于所述腔室(8. a)内的电阻(9)，当需要水的时候，所述电阻(9)被流动传感器装置(10)控制。
2.如权利要求1所述的补充加热装置(8)，其特征在于，所述流入管(6)具有下部分 (6. c)，所述下部分设有指向所述腔室(8. a)的底部的出水端(6. a)，以及所述流出管(7)具有上部分(7. b)，所述上部分设有指向所述腔室(8. a)的顶部的出水端(7. a)。
3.如权利要求1或2所述的补充加热装置(8)，其特征在于，所述补充加热装置与储水式热水器的法兰O)结合在一起。
4.如上述权利要求中任一项所述的补充加热装置(8)，其特征在于，所述电阻(9)以蛇形形状围绕所述流入管(6)的所述下部分(6. c)和所述流出管(7)的所述上部分(7.b)。
5.如上述权利要求中任一项所述的补充加热装置(8)，其特征在于，设有调节由所述补充加热装置(8)的所述电阻(9)供给的功率的装置，所述调节装置与所述流动传感器装置(10)相关并且能够使水的使用温度到达默认值。
6.如上述权利要求中任一项所述的补充加热装置(8)，其特征在于，使用安全热保护器以使所述补充加热装置(8)的所述电阻(9)的温度保持被控制住。
7.一种储水式热水器，包括 -储水箱⑴；-积存在所述水箱(1)中的水的加热装置(4)； -积存在所述水箱(1)中的水的温度的调节装置(3)； -具有设在所述水箱(1)的下部的出水端的冷水进水管(5)；以及 -输送到用户的热水出水管(6，7)，其特征在于，该储水式热水器具有附加的如权利要求1至6中任一项所述的补充加热装置⑶。
8.如前一权利要求所述的储水式热水器，其特征在于，流动传感器装置(10)除启动所述补充加热装置(8)的电阻(9)之外，能够同时地通过开关使积存的水的所述加热装置(4)停用。
全文摘要
本发明涉及一种用于储水式热水器的补充加热装置(8)，该补充加热装置被设计成位于热水器内且被设计成仅仅当需要时将从水箱(1)抽取的水加热。
文档编号F24H9/18GK102216693SQ200980127624
公开日2011年10月12日 申请日期2009年5月19日 优先权日2008年7月11日
发明者C·卡皮塔尼利 申请人:特莫瓦特股份公司