净化空气的电热水器的制作方法

本实用新型涉及一种电热水器，具体是一种净化空气的电热水器，属于环保设备技术领域。

背景技术：

家中的热水器是常见的产品，有电加热式和燃气加热式两种，其用途单一，能量未能得到充分的利用。另一方面，随着现代房地产业的发展，人们对生活质量的要求提高，各种精装修和新款家具层出不穷，其中的甲醛等有害气体的挥发是困扰人们日常生活的一个问题。

虽然也有一些除甲醛的喷剂、涂料等，其利用光催化的原理对捕获的甲醛分子进行催化氧化，但这些产品是被动式的，即等待甲醛等有害气体在空气中扩散到达催化剂表面，由于受到扩散传质速率的影响，被动式消除甲醛、异味等方式的速率慢，针对实验安排的特定小空间有一定效果，而对于家居、客厅等大空间效果并不好。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种净化空气的电热水器，能够主动式吸入空气并循环净化空气中的甲烷、异味等有害气体，且适用空间大，净化效果好。

本实用新型一种净化空气的电热水器，包括进风管、出风管、鼓风机、电源控制箱、催化转化室、换热器、热空气分散箱、热水罐；

其中，进风管出风口通过鼓风机与加热催化室进口相连，加热催化室中从进口处至出口处依次设有空气加热器和催化剂载体，催化剂载体上担载有催化剂，加热催化室出口与换热器进气口相连，换热器出气口与出风管进风口相连，换热器连接有进水管和出水管；电源控制箱为鼓风机和空气加热器提供电源。

优选地，换热器为列管式换热器，主要由热空气分散箱、换热列管、水箱和出风收集箱组成，水箱内部装有冷水，换热列管从上至下贯穿水箱，换热列管进口与热空气分散箱连通，出口与出风收集箱连接，热空气分散箱进口与加热催化室出口相连，出风收集箱出口与出风管进风口连通，进水管和出水管与水箱相连。

进一步，换热器出水口通过管路与热水罐连通。

优选地，还包括水温传感器、微控制器、进水电磁阀和出水电磁阀，水温传感器安装在水箱内，微控制器安装在电源控制箱，与电源控制箱内的电源相连，进水电磁阀连接在进水管上，出水电磁阀连接在出水管上；水温传感器、进水电磁阀和出水电磁阀均与微控制器电连接。

优选地，进风管和出风管为套筒结构，进风管套在出风管外部，进风管底部与出风管外壁密封连接，且进风管进风口低于出风管出风口；进风管和出风管均为加长的柔性风管。进水管连接在水箱上部，出水管连接在水箱下部，或进水管连接在水箱下部，出水管连接在水箱上部。

优选地，空气加热器为电加热丝。

优选地，催化剂载体为多孔陶瓷，该多孔陶瓷由多孔zro2、al2o3、sic、菁青石其中一种基质的多孔材料制作而成。

优选地，催化剂包括贵金属、非贵金属以及氧化物；金属为pt、pd、ag、ru其中一种或多种，非贵金属为ni、fe其中一种或多种，氧化物为ceo2。

进一步，在热水罐中安装有即热型电热丝，即热型电热丝与电源控制箱内的电源相连。

进一步，在加热催化室外部包裹保温棉。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型电热水器不是直接加热水，而是加热被污染的空气，空气加热到一定温度后，利用多孔陶瓷上担载的催化剂，对空气中的甲醛、异味等有害气体进行催化氧化，净化后的空气利用水冷却的方式降到室温，再重新回到室内，实现了主动去除空气中甲醛、异味等有害气体，对空气进行了净化，且净化效果好。另一方面，冷水吸收空气热量后被加热成为热水，可作日常生活用水，进一步提高了能源利用率。由上述可知，本实用新型具有热水器与空气清洁器的双重作用，显著提高了能量的利用率，有效地节约了能源。

2)本实用新型通过鼓风机将空气吸入到电热水器中，变被动式为主动式，大大提高了空气净化速率，满足了大空间使用的需求。

3)本实用新型进气管和出气管均采用柔性风管，可以伸展到所需要净化空气的空间，使用者可以根据需要，选择性地消除重点空间的空气中的甲烷、异味等有害气体。

4)本实用新型的催化剂可根据需要更换，且使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型电热水器内部结构示意图；

图2是本实用新型电原理框图。

图中：1.出风管，2.进风管，3.电源控制箱，4.鼓风机，5.空气加热器，6.加热催化室，7.催化剂载体，8.热空气分散箱，9.换热列管，10.水温计，11.进水电磁阀，12.进水管，13.水箱，14.出水电磁阀，15.出水管，16.出风收集箱，17.热水罐，18.换热器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图所示，本实用新型一种净化空气的电热水器，包括进风管2、出风管1、鼓风机4、电源控制箱3、催化转化室、换热器18、热空气分散箱8、热水罐17；

其中，进风管2出风口通过鼓风机4与加热催化室6进口相连，加热催化室6中从进口处至出口处依次设有空气加热器5和催化剂载体7，催化剂载体7上担载有催化剂，加热催化室6出口与换热器18进气口相连，换热器18出气口与出风管1进风口相连，换热器18还连接有进水管12和出水管15；电源控制箱3为鼓风机4和空气加热器5提供电源。

电源控制箱3、加热催化室6、换热器18、热水罐17均安装在电热水器的壳体(图中未显示)内。

作为本实用新型对上述技术方案的第一优选方式，换热器18为列管式换热器，主要由热空气分散箱8、换热列管9、水箱13和出风收集箱16组成，水箱13内部装有冷水，换热列管9从上至下贯穿水箱13，换热列管9进口与热空气分散箱8连通，出口与出风收集箱16连通，热空气分散箱8进口与加热催化室6出口相连，出风收集箱16出口与出风管1进风口相连，进水管12和出水管15与水箱13相连。

当然，也可以选择其他结构的换热器18，如盘管式，或其他具有特殊结构的热换气。本实施例之所以采用列管式冷凝换热器18，是因为空气通道开阔、压阻小，换热面积大，加快了换热的速度，换热面积可以通过调节换热列管9的根数来控制，同时对前端的鼓风机4要求低。

作为本实用新型对上述技术方案的改进，换热器18出水口通过出水管15与热水罐17连通，冷水与净化后的热空气换热后，成为热水，可通过出水管15排出到热水罐17中，作为日常生活用水，提高了能源利用率。

对上述技术进行进一步改进，为自动控制水箱13内的热水排出和冷水进水，本实用新型还包括水温传感器10、微控制器、进水电磁阀11和出水电磁阀14，水温传感器10安装在水箱13内，微控制器安装在电源控制箱3，与电源控制箱3内的电源相连，进水电磁阀11连接在进水管12上，出水电磁阀14连接在出水管15上；水温传感器10、进水电磁阀11和出水电磁阀14均与微控制器电连接。微控制器根据水温传感器10传送的电信号，控制进水电磁阀11和出水电磁阀14打开或关闭，从而实现了自动更换水箱13内的冷水，自动化程度高。

作为本实用新型对上述技术方案的第二优选方式，进风管2和出风管1为套筒结构，进风管2套在出风管1外部，进风管2底部与出风管1外壁密封连接，且进风管2进风口低于出风管1出风口，出风管1进风口高，进风管2进风口低，适应热风密度低，冷风密度高的特点，避免了空气自然对流。

进水管12连接在水箱13上部，出水管15连接在水箱13下部，也可以采用进水管12连接在水箱13下部，出水管15连接在水箱13上部，由于冷热水密度不同可产生自然对流，可以进一步促进换热效果。当然用户也可以根据需要自由设计出水管15和进水管12。

作为本实用新型对上述技术方案的第三优选方式，进风管2和出风管1均为加长的柔性结构，可以自由伸展到所需要净化空气的空间，使用者可以根据需要，选择性地消除重点空间空气中的甲烷、异味等有害气体。

作为本实用新型对上述技术方案的第四优选方式，空气加热器5为电加热丝，也可以先用其他加热方式，本实施例选用电加热丝，体积小，且加热速度快，从而使空气中甲醛、异味等有害气体迅速达到与催化剂反应的温度，提高了净化效果和速度。

作为本实用嘻嘻宁对上述技术方案的第五优选方式，催化剂载体7为多孔陶瓷，该多孔陶瓷可由多孔zro2、al2o3、sic、菁青石其中一种基质的多孔材料制作而成，当然也可以选用其他催化剂载体7，由于多孔陶瓷气孔率高，强度高，过滤精度高，还可以耐酸、碱腐蚀，也能够承受高温、高压，自身洁净状态好，不会造成二次污染，是一种绿色环保的功能材料，因此，本实施例选用多孔陶瓷作为催化剂载体7。

作为本实用新型对上述技术方案的第六优选方式，催化剂包括贵金属、非贵金属以及氧化物，贵金属为pt、pd、ag、ru其中一种或多种，非贵金属为ni、fe其中一种或多种，氧化物为ceo2。当然也可以根据需要选用其他种类的贵金属、非贵金属以及氧化物。

作为本实用新型对上述技术方案的进一步改进，在热水罐17中安装有即热型电热丝，即热型电热丝由电源控制箱3供电，当进入热水罐17中的热水温度达不够高，则可以用即热型电热丝进行加热，以满足使用者的用水温度。

工作时，室内空气通过进风管2，在鼓风机4的作用下被送入加热催化室6，经过电加热丝时被加热到所需要的温度，然后经过浸渍有催化剂的多孔陶瓷，当热空气与催化剂接触时，其中有害气体分子如甲醛、异味分子等与空气中的氧气发生氧化反应，被转化为无害的co2和h2o，因为有害气体分子浓度低，因此，这种转化对空气中氧气的浓度影响不大，只是消除了有害气体分子。反应完后的热空气在热空气分散箱8中被均匀地分配到换热列管9的各个列管中，以便与水箱13中的冷却水进行换热，换热之后空气的温度被降低，通过出风收集箱16收集后，被出风收集箱16送到出风管1，由于出风管1与进风管2采用套筒结构，具有换热功能，净化后的空气在出风管1与进风管2重合处，与进风管2中的空气进行二次换热，进一步降低了净化后的空气温度，因此，当净化后的空气到达出风管1出风口时，空气温度已经接近室温，可以直接排入室内。

而水箱13中的冷水在与热空气换热的同时，本身被加热，当水箱13内的水温传感器10感应到的水温达到设定高温时，将信号传送至控制器，控制器控制进水电磁阀11和出水电磁阀14打开，冷水通过冷水管进入水箱13，同时，水箱13内的热水通过出水管15进入热水罐17进行存储，作为日常生活用水，提高了能源利用率。当水箱13内的水温传感器10感应到的水温达到设定低温时，控制器控制进水电磁阀11和出水电磁阀14同时关闭，以达到更换水箱13内冷水的目的。

为了节能和安全，可在加热催化室6外部包裹保温棉，一方面可以保持加热催化室6的温度，另一方面可以降低加热催化室6表面温度，从而降低电热器表面温度，以防烫伤使用者。

实施例1：卧室

典型的居家卧室约15m2，装修吊顶后高度约3m，整体体积45m3，要达到平均每天置换一次空气的效果，则空气流量应该达到31.25升/min。

选择适当鼓风机4来组装本实用新型产品，催化剂工作温度300℃工况下，每摩尔空气从室温加热到300℃需吸热9.25kj，电加热功率选择为215w即可达到目标。催化剂消除甲醛后，设其与水换热的效率为90％(即热损失10％)，则每天24小时连续运行可产生的热水(设为65℃)量为99.9升，该热水量可满足一家3口的基本热水用量，考虑到噪声等影响，夜间休息时该热水器可能停止工作，因此，热水量将相应减少，不足部分可以在热水储罐安装即热型电热丝进行补热。

实施例2：刚装修的新房(未住人)

以面积约135m2的三室两厅住宅为例，扣除公摊等实际使用面积约100m2，装修吊顶后高度约3m；整体体积300m3。装修后地板、墙壁涂料、新购置家具等散发出难闻的强烈气味，门窗常开会顾忌安全，防雨等要求，多有不便。

以平均每3天置换一次空气的要求来选择本实用新型产品，则空气流量应该达到69.4升/min，选择适当鼓风机4来组装本实用新型产品，催化剂工作温度300℃工况下，电加热功率选择为478w即可达到目标。催化剂消除甲醛后，其产生的热水可以用于房间清洁，但用量比较有限，可以调节换热比，使得回流的干净空气的温度较高，能够达到使室内温度保持在40℃左右的效果，即便是在秋冬季节，室内温度也可以保持在夏天的水平，这样可以加速甲醛等异味的挥发，持续约一个月可以达到普通敞放约半年的效果。

实施例3：刚装修的宾馆

宾馆标准客房面积约20m2；装修高度约3m，整体体积60m3，以平均每天置换一次空气的要求来选择本实用新型产品，则空气流量应该达到41.7升/min。

选择适当鼓风机4来组装本实用新型产品，催化剂工作温度300℃工况下，电加热功率选择为287w即可达到目标，先以新装修模式每天24小时连续工作15天，除甲醛效果相当于普通连续敞放3个月。15天后开始营业，以每天平均工作16小时模式催化消除室内甲醛，设其与冷水换热的效率为90％(即热损失10％)，连续运行可产生的热水(设为65℃)量为88.8升，该热水量可以满足单人间的淋浴需求，对于标准间略显不足部分可以在热水储罐安装即热型电热丝进行补热，安装该热水器消除甲醛的客房，辅助通风情况下的效果，可以提高客户的满意度。

综上所述，利用本实用新型净化空气中的甲醛、异味等有害气体分子，净化效果好，且速度快，适用空间大。