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    重庆时时彩后1玩法: 高热水输出率和恒温出水的电热水器.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410071208.2

    申请日:

    2014.03.01

    公开号:

    CN103791625A

    公开日:

    2014.05.14

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F24H 9/20申请日:20140301|||公开
    IPC分类号: F24H9/20 主分类号: F24H9/20
    申请人: 林子春
    发明人: 林子春
    地址: 315201 浙江省宁波市镇海区骆驼街道南二路258号4F
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410071208.2

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.05.04|||2014.06.11|||2014.05.14

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    高热水输出率和恒温出水的电热水器,在热水器的内胆中间设置隔膜(9)、热水循环口(7)、冷水口(13)和热水口(20);在热水器的内胆外面设置流量传感器(1)、加热器(2)、水泵(4)、三位三通阀(5)、流量传感器(6)。隔膜(9)将热水器的内胆分隔为冷水仓(15)和热水仓(16),分别用于存储冷水和热水;隔膜(9)柔性构造具有3个特性:能够传递压力,能够随着内胆中冷水和热水的体积变化进行延伸,能够和内胆的内壁紧密的贴合,挤出全部的冷水或热水;因为有隔膜(9)将冷水和热水分隔开,冷水和热水不会勾兑,这样就实现了恒温出水,同时也达到将热水仓(16)中的热水完全输出的效果。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种高热水输出率和恒温出水的电热水器,其特征在于:设置隔膜、透气阀、循环口、热水口、冷水口、柔性水管、水泵、流量传感器、三位三通阀、加热器。

    2.  根据权利要求1所述的高热水输出率和恒温出水的电热水器,其特征是:内胆中设置隔膜、热水循环口、冷水口、热水口,内胆外设置水泵、流量传感器、三位三通阀、加热器。

    3.  根据权利要求1所述的高热水输出率和恒温出水的电热水器,其特征是:隔膜将内胆分隔成二个功能固定的冷水仓和热水仓,分别用于储存冷水和热水。

    4.  根据权利要求1所述的高热水输出率和恒温出水的电热水器,其特征是:设置水泵,组成热水循环加热通路,组成冷水由冷水仓输送到热水仓的通路,并为上述二通路提供动力。

    说明书

    说明书高热水输出率和恒温出水的电热水器
    技术领域
    本发明涉及一种家用的储水式电热水器。
    背景技术
    现有的电热水器普遍存在着以下3方面的不足。
    热水输出率低,现有的电热水器只有一个储水仓,使用热水时,等量的冷水也同时注入到该储水仓内,冷水和热水的勾兑,储水仓的水温就会降低,温度<45℃的热水使用价值就不高,这样冷水被加热到45℃这部分所消耗的能量就没法输出,降低了热水输出率。这种结构导致了现有的热水器热水输出率都很低,国标GB21519-2008要求的一级能效热水输出水率才0.7,五级能效只有0.5。另外,热水器处在通电状态下,使用热水时,随着冷水的注入,内胆中的热水温度会降低,这时加热器就自动开始加热;一般现有热水器的加热器安装在内胆底部,加热使刚注入到内胆的冷水和上层的热水形成对流,这样热水器内胆里的水温很快趋于平均,这会使得热水输出率大幅降低。热水器一般都是在通电的状态下使用,而在通电状态下的热水输出率实际值,会低于国标GB21519-2008停止加热的状态下的测量值。
    舒适性差,热水输出过程中,随着冷水的注入,输出热水的温度由高慢慢变底,温度的变化使得舒适性变差。需要不断调整混水阀,来满足用水的舒适性。
    缺少防止出水温度过高的安全?;ご胧?,过高的出水温度可能会烫伤使用者,存在安全隐患。
    发明内容
    为了克服现有的储水式电热水器热水输出率低,及热水输出过程中热水温度由高变低等的不足;本发明提供一种储水式电热水器,该热水器可以将热水输出率提升到98%以上,实现降低能耗的目的;采用电脑板(单片机)智能控制,实现恒温出水,快速加热,低温储水,防止出水水温过高的安全?;すδ?,临时性提高储水水温的增容功能,出水率和进水温度无关等优点。
    本发明解决其技术问题采用的技术方案是:在热水器的内胆中间设置隔膜(9)、循环口(7)、冷水口(13)和热水口(20);其他的配件设置在热水器的内胆外面。隔膜(9)将热水器的内胆分隔为冷水仓和热水仓,分别用于存储冷水和热水;隔膜(9)采用柔性构造,该构造具有:能够传递压力,能够随着内胆中冷水和热水的体积变化进行延伸,能够和内胆的内壁紧密的贴合,挤出全部的冷水或热水;因为有隔膜(9)将冷水和热水分隔开,冷水和热水不会勾兑,这样就实现了恒温出水,同时也达到将热水仓(16)中的热水完全输出的效果。
    平常状态下,隔膜(9)贴到冷水仓(15)的底部,整个热水器内胆充满热水,如图1所示;当有热水输出,在自来水的压力作用下,等量的冷水注入进冷水仓(15),隔膜(9)向热水仓(16)方向延伸;当热水用到一半时,隔膜(9)停留在内胆的中间位置,如图2所示;当热水全部输出,隔膜(9)延伸贴到热水仓(16)的顶部,冷水充满整个热水器的内胆,如图3所示;当热水停止输出后,水泵(4)启动,冷水流经加热器(2)加热,最后被输送到热水仓(16),直到热水充满整个内胆为止。
    本发明热水器的有益效果是:热水输出率高,达到98%的热水输出能力(考虑了联接的管路、加热器(2)、内胆和隔膜(9)缝隙之间残留的少量水);对比现有1级能效的热水器,热水输出率为70%,储水温度为65℃;在同等的容量和热水的输出量(转化成能量计算)情况下,本发明热水器可以将储水温度降低到50.7℃:
    C*M*(65℃-15℃)*0.7= C*M*(50.7℃-15℃)*0.98。
    上式中,15℃为进水温度,C为比热容,M为质量。降低储水温度使得散热功耗减少,现有1级能效热水器和本发明热水器的散热能耗之比为:
    [λ*S*d*(65℃-20℃)] ∕ [λ*S*d*(50.7℃-20℃)]=1.47。
    上式中,20℃为环境温度,λ为热导率、S为表面积、d为保温厚度。
    对比现有5级能效的热水器,本发明热水器可以将储水温度降低到40.5℃,现有5级能效热水器和本发明热水器的散热能耗之比为:
    [λ*S*d*(65℃-20℃)] ∕[λ*S*d*(40.5℃-20℃)]=2.20。
    本发明的热水器通电使用时,输出的热水经过加热器(2)再次升温,在上面描述低温储水的基础上,还能降低平时储水温度,实现能耗降低;流量5L/min时,3Kw的加热功率使出水温度升高8.57℃;这样储水温度又可以降低8.57℃,再次加热升温和没有再次加热升温的散热能耗之比为:
    [λ*S*d*(65℃-20℃)] ∕[λ*S*d*(65℃-20℃-8.57℃)]=1.24。
    通过上面对比,本发明的热水器节能降耗显著。
    具备迅速出热水的能力,当冷水从冷水仓(15)被输送到热水仓(16),流经加热器(2)加热,因是只对流经加热器(2)的小量水进行加热,温升就快;如控制流量在1.5L/min时(现在很多的单片机都自带PWM功能,结合流量计,直流水泵的流量控制很容易低成本实现),温升达到28.58℃;如进水水温为15℃,加热后的水温为43.58℃;在热水全部用完的情况下,可以作为应急使用。
    具有防止出水温度过高的安全?;すδ?,热水输出时,温度传感器(18)检测到热水储水温度高于75℃(危险温度),三位三通阀(5)动作(A-C联通,B-C关闭),冷水通过三位三通阀(5),勾兑热水,使输出水温降低到安全的温度:(75℃+15℃)/2=45℃,起到安全?;さ淖饔?。
    因为有防止出水温度过高的安全?;すδ?,必要时(建议临时性使用,储水温度高,功耗相对变大),可以大幅提高热水的存储温度的上限,来增加热水的储存能力。譬如将储水温度提升到85℃,相比65℃的储水温度,输出热水的能力大幅提高:(85℃-15℃)/(65℃-15℃)=140%,(15℃为进水温度,质量和比热容相同,公式中省略)。
    附图说明
    下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
    图1为热水全部充满时的结构示意图,平常待机保温的状态。
    图2为热水用到一半时的结构示意图。
    图3为热水全部用光时的结构示意图。
    图中,1-流量传感器,2-加热器,3-温控开关,4-水泵,5-三位三通阀,6-流量传感器,7-循环口,8-柔性水管,9-隔膜,10-混水阀,11-进水点,12-安全阀,13-冷水口,14-透气阀,15-冷水仓,16-热水仓,17-温控开关,18-温度传感器,19-热水器壳体,20-热水口。
    具体实施方式
    本发明的热水器内胆中只有隔膜(9)和3个出入水口,内胆结构简单,故障率低;其他的部件全部放到内胆的外面,维护方便。不需要改造现有热水器合理的内胆结构,利用原有成熟的加工工艺,就可以快速、低技术风险、低成本实施。
    各器件功能和具体实施说明。 
    隔膜(9),固定在热水器内胆中间部位,隔膜(9)和固定隔膜(9)的型材可以通过现有的加热器安装孔,就能放入到热水器的内胆中,并进行固定;不需要对现有的热水器内胆进行大的改造就可实施。因为工作温度一般≤85℃,隔膜(9)可选用材料范围很广,如丁腈橡胶、尼龙等材料;透气阀(14)选用多层高密度尼龙编织物,泡水后膨胀,阻尼增加,为冷水仓提供排气的通路。
    流量传感器(1)安装在加热器(2)和热水口(20)之间,用于检测加热器(2)有无水流过,没有水流动,加热器(2)不启动;该传感器主要是为了确保加热器(2)加热的能量全部被水流带走,使得加热器(2)部件工作在安全温度范围;流量传感器(6),安装于加热器(2)和混水阀(10)之间,对输出的热水进行计量,当热水使用到一定的水量时,可以用声光提示使用者热水即将用完;另外的用处是检测有无热水输出,作为控制的信号。
    三位三通阀(5),通过切换,来控制水流方向;来实现冷水输送到热水仓(16)、热水仓(16)循环加热、防止出水温度过高的?;さ裙δ?。
    水泵(4),安装在热水器的外部,便于检修;将冷水由冷水仓(15)输送到热水仓(16),或者为热水仓(16)循环加热时提供动力。
    温控开关(3),90℃断开,限制加热器(2)外壳的最高温度,起?;すδ?;温控开关(17),90℃断开,限制最高储水温度,起?;すδ?;其他配件和普通的热水器一样:加热器(2)、温度传感器(18)、热水器壳体(19)、电脑板、显示操作面板、热水器内胆、保温、支架、电源线、漏电安全?;?、联接管件等。
    当新热水器安装后,初次使用依照步骤1至步骤7逐步操作;正常使用时依照步骤4至步骤7自动循环。
    步骤1、开启混水阀(10)热水测。
    步骤2、首次自来水进水路径和内胆中的空气排出路径。
    自来水→进水点(11)→安全阀(12)→冷水口(13)→冷水仓(15)。
    冷水仓(15)里的空气→透气阀(14)→热水仓(16)→热水口(20)→流量传感器(1)→加热器(2)→流量传感器(6)→混水阀(10)→排出。
    热水仓(16)里的空气→热水口(20)→流量传感器(1)→加热器(2)→流量传感器(6)→混水阀(10)→排出。
    随着冷水的注入,隔膜(9)往热水仓(16)方向延伸,内胆中的空气慢慢被挤出,直到冷水注满整个热水器的内胆空间,如附图3所示;当混水阀(10)有冷水排出时,关闭混水阀(10)。
    步骤3、插上热水器电源。
    步骤4、冷水由冷水仓(15)输送到热水仓(16)的水流路径:冷水仓(15)冷水→冷水口(13)→三位三通阀(5)→水泵(4)→加热器(2)→流量传感器(1)→热水口(20)→热水仓(16)。
    启动水泵(4),三位三通阀(5)(A-C联通,B-C关闭),当流量传感器(1)检测到有水流,加热器(2)上电加热(如果没有水流,加热器(2)不工作,起?;ぷ饔茫?;直到流量传感器(1)检测到没有水流,说明冷水仓(15)里的冷水全部被水泵(4)输送到热水仓(16),这过程是边输送边加热的。 
    步骤5、热水仓(16)热水循环加热的水流路径:热水仓(16)热水→柔性水管(8)→循环口(7)→三位三通阀(5)→水泵(4)→加热器(2)→流量传感器(1)→热水口(20)→热水仓(16)。
    当温度传感器(18)检测到,水温<设定值,启动水泵(4),三位三通阀(5)(A-C关闭,B-C联通);热水仓(16)里的热水通过加热器(2)循环加热,直到温度达到设定值。
    步骤6、输出热水的水流路径:热水仓(16)热水→热水口(20)→流量传感器(1)→加热器(2)→流量传感器(6)→混水阀(10)→出热水。
    加热器(2)加热;当热水温度<75℃时,三位三通阀(5)(A-C关闭,B-C关闭);热水温度≥75℃时,三位三通阀(5)(A-C联通,B-C关闭),降低热水的出水温度。
    步骤7、补充冷水的水流路径:自来水→进水点(11)→安全阀(12)→冷水口(13)→冷水仓(15)。
    当热水输出的同时,在自来水压力的作用下,等量的冷水自动注入冷水仓(15),隔膜(9)往热水仓(16)方向延伸。

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    热水 输出 恒温 出水 电热水器
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