專利名稱：豎置容積式節(jié)能電熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熱水器領(lǐng)域，特別涉及一種豎置電熱水器。
背景技術(shù)：
熱水器是家庭中耗電最多的電器之一，業(yè)界已開始認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題，著手開發(fā)各種熱水器節(jié)能技術(shù)。對(duì)于熱水器的節(jié)能，業(yè)界通常采用的方法包括改善保溫層保溫效果，增加加熱管的熱效率，以及改進(jìn)溫控器的控制精度等(付君萍，“電熱水器節(jié)能成為發(fā)展方向”，電器，2004年7期)?，F(xiàn)有技術(shù)著眼于從附加較復(fù)雜的裝置入手，如世界上最大的熱水器制造商之一——艾歐史密斯(AO SMITH)公司擁有的多項(xiàng)涉及熱水器節(jié)能方面的專利中多以微電腦等復(fù)雜的部件實(shí)現(xiàn)(如專利號(hào)為ZL00112584.2的“智能型節(jié)能電熱水器”)；另有一些關(guān)于電熱水器節(jié)能方面的專利采用了諸如“利用污水余熱提高熱水器進(jìn)水水溫的熱水器節(jié)能輔助裝置”(見(jiàn)中國(guó)專利號(hào)為ZL02270814.6的“熱水器節(jié)能輔助裝置”)。以上技術(shù)措施雖然均產(chǎn)生了不同程度的節(jié)能效果，但由于熱水器內(nèi)膽中的冷水輸入管出水口和熱水輸出管進(jìn)水口采用圖1所示的布置方式和構(gòu)造，因而冷水輸入管的出水口與熱水輸出管的進(jìn)水口之間易發(fā)生短流，進(jìn)入內(nèi)膽的冷水與內(nèi)膽中原有熱水的摻混較強(qiáng)，致使節(jié)能效果的提高受到了限制。再則，以上節(jié)能方式均需附加其它裝置或采用成本較高的技術(shù)手段達(dá)到節(jié)能的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種豎置節(jié)能型電熱水器，此種電熱水器不僅降低了內(nèi)膽中冷水與熱水的摻混程度，而且有效解決了冷水輸入管的出水口與熱水輸出管的進(jìn)水口之間的短流問(wèn)題。
冷、熱水由于其比重不同，冷水較重而熱水較輕，所以熱水器中的理想流動(dòng)狀態(tài)是冷水由下端進(jìn)入，自下而上緩慢上升，推動(dòng)熱水由上端流出，以盡可能多的利用熱水器內(nèi)膽里已加熱的熱水。本實(shí)用新型建筑在上述原理上，通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有豎置電熱水器內(nèi)膽中的冷水輸入管出水口和熱水輸出管進(jìn)水口的布置方式，使進(jìn)入熱水器內(nèi)膽的冷水經(jīng)內(nèi)膽下端面反射后較均勻的分布于內(nèi)膽整個(gè)斷面，形成較為理想的冷水自下而上的流動(dòng)。
本實(shí)用新型所述豎置容積式節(jié)能電熱水器，包括外殼、內(nèi)膽，與內(nèi)膽組合的冷水輸入管和熱水輸出管，安裝在內(nèi)膽中的溫度傳感器和加熱元件，與溫度傳感器、加熱元件連接的加熱控制器。冷水輸入管插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽底部，其冷水出口處于內(nèi)膽的中心位置且朝向內(nèi)膽的下端面；熱水輸出管插入內(nèi)膽中的管體延伸至內(nèi)膽頂部，其熱水進(jìn)口處于內(nèi)膽的中心位置且朝向內(nèi)膽的上端面。
為了更好地解決短流問(wèn)題，可在熱水輸出管的熱水進(jìn)口處設(shè)置集水杯，集水杯的形狀最好為傘狀。
本實(shí)用新型具有以下有益效果1、本實(shí)用新型所述豎置電熱水器，可使內(nèi)膽中的水形成較理想的流態(tài)并避免短流，因而提高了熱水器的熱水產(chǎn)出率，具有明顯的節(jié)能的效果。
為了驗(yàn)證本實(shí)用新型的效果，使用計(jì)算流體力學(xué)及傳熱計(jì)算方法(參見(jiàn)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》，陳景仁著，上海交大出版社，1989；《流體流動(dòng)與傳熱的數(shù)值計(jì)算》帕坦卡著，張政譯，科學(xué)出版社，1984)對(duì)現(xiàn)有豎置電熱水器(見(jiàn)圖1)和本實(shí)用新型所述豎置電熱水器(見(jiàn)圖2)的進(jìn)、出水口布置方案進(jìn)行了模擬計(jì)算，模擬計(jì)算的內(nèi)容包括熱水器內(nèi)膽中水溫隨時(shí)間的變化(見(jiàn)圖5)和熱水器中累計(jì)流出熱量隨水溫下降的變化(見(jiàn)圖6)。計(jì)算模擬了兩種工況(1)5升/分鐘等流量出(進(jìn))流；(2)保持用水流量為5升/分鐘、用水溫度為38攝氏度(人體最適宜使用溫度)，進(jìn)(出)水流量根據(jù)水溫調(diào)節(jié)。兩種工況的進(jìn)水水溫均為20攝氏度，熱水器中熱水的初始水溫為75攝氏度。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1(根據(jù)實(shí)際中可能的使用情況，表1中只統(tǒng)計(jì)了出水水溫從75攝氏度下降到38攝氏度的累計(jì)流出熱量)。
表1本實(shí)用新型與現(xiàn)有豎置電熱水器相比的節(jié)能效果

注因工況1(等流量出流)情況下水溫下降到38度的時(shí)間沒(méi)有實(shí)際意義，所以未計(jì)算從表1可以看出，本實(shí)用新型熱水產(chǎn)率大幅度提高，具有明顯的節(jié)能效果。
2、對(duì)現(xiàn)有熱水器制造廠家而言，僅需對(duì)現(xiàn)有熱水器的進(jìn)、出水口布置方式進(jìn)行調(diào)整，因而非常簡(jiǎn)單，不會(huì)增加成本，易于實(shí)施。
3、集水杯的設(shè)置可更好地解決短流問(wèn)題，但該構(gòu)件的增加對(duì)熱水器的成本基本無(wú)影響，且易于實(shí)現(xiàn)。


圖1是現(xiàn)有豎置電熱水器的進(jìn)、出水口布置方式圖；圖2是本實(shí)用新型提供的豎置容積式節(jié)能電熱水器進(jìn)、出水口布置方式圖；圖3是本實(shí)用新型所述豎置容積式節(jié)能電熱水器的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖4是本實(shí)用新型所述豎置容積式節(jié)能電熱水器的另一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖5是現(xiàn)有豎置電熱水器和本實(shí)用新型所述豎置容積式節(jié)能電熱水器內(nèi)膽中水溫隨時(shí)間變化的比較圖；圖6是現(xiàn)有豎置電熱水器和本實(shí)用新型所述豎置容積式節(jié)能電熱水器中累計(jì)流出熱量隨水溫下降的變化比較圖。
圖中，1-內(nèi)膽、2-冷水輸入管、3-熱水輸出管、4-外殼、5-加熱元件、6-溫度傳感器、7-加熱控制器、8-集水杯、A-冷水輸入管出水口、B-熱水輸出管進(jìn)水口。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)施例所述豎置容積式節(jié)能電熱水器的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括外殼4、內(nèi)膽1，與內(nèi)膽組合的冷水輸入管2和熱水輸出管3，安裝在內(nèi)膽中的溫度傳感器6和加熱元件5，與溫度傳感器、加熱元件連接的加熱控制器7。內(nèi)膽1為圓筒體，冷水輸入管2插入內(nèi)膽中的管體為彎管，該彎管位于內(nèi)膽底部，冷水輸入管2的冷水出口朝向內(nèi)膽的下端面，該口與內(nèi)膽下端面之間的間距小于或等于5cm，冷水輸入管2的冷水出口的中心位于內(nèi)膽的軸線上或偏離軸線±5cm之內(nèi)。熱水輸出管3插入內(nèi)膽中的管體延伸至內(nèi)膽頂部，其熱水進(jìn)口朝向內(nèi)膽的上端面，該口與內(nèi)膽上端面之間的間距小于或等于5cm，熱水輸出管3的熱水進(jìn)口的中心位于內(nèi)膽的軸線上或偏離軸線±5cm之內(nèi)。加熱元件5安裝在內(nèi)膽的下端面并靠近冷水輸入管2的冷水出口，溫度傳感器6安裝在內(nèi)膽的上端面。
實(shí)施例2本實(shí)施例所述豎置容積式節(jié)能電熱水器的結(jié)構(gòu)如圖4所示，與實(shí)施例2不同之處是1、熱水輸出管3的熱水進(jìn)口處設(shè)置有集水杯8，該集水杯為傘狀。2、內(nèi)膽1為矩形筒體，冷水輸入管2的出水口和熱水輸出管3的進(jìn)水口的中心位于內(nèi)膽的中心線上或偏離中心線±5cm之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種豎置容積式節(jié)能電熱水器，包括外殼(4)、內(nèi)膽(1)，與內(nèi)膽組合的冷水輸入管(2)和熱水輸出管(3)，安裝在內(nèi)膽中的溫度傳感器(6)和加熱元件(5)，與溫度傳感器、加熱元件連接的加熱控制器(7)，其特征在于冷水輸入管(2)插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽底部，其冷水出口處于內(nèi)膽的中心位置且朝向內(nèi)膽的下端面；熱水輸出管(3)插入內(nèi)膽中的管體延伸至內(nèi)膽頂部，其熱水進(jìn)口處于內(nèi)膽的中心位置且朝向內(nèi)膽的上端面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎置容積式節(jié)能電熱水器，其特征在于熱水輸出管(3)的熱水進(jìn)口處設(shè)置有集水杯(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎置容積式節(jié)能電熱水器，其特征在于熱水輸出管(3)的熱水進(jìn)口與該口所朝向的內(nèi)膽上端面之間的間距小于或等于5cm，冷水輸入管(2)的冷水出口與該口所朝向的內(nèi)膽下端面之間的間距小于或等于5cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的豎置容積式節(jié)能電熱水器，其特征在于內(nèi)膽(1)為圓筒體，冷水輸入管(2)的出水口和熱水輸出管(3)的進(jìn)水口的中心位于內(nèi)膽(1)的軸線上或偏離軸線±5cm之內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的豎置容積式節(jié)能電熱水器，其特征在于內(nèi)膽(1)為矩形筒體，冷水輸入管(2)的出水口和熱水輸出管(3)的進(jìn)水口的中心位于內(nèi)膽(1)的中心線上或偏離中心線±5cm之內(nèi)。
專利摘要一種豎置容積式節(jié)能電熱水器，包括外殼、內(nèi)膽，與內(nèi)膽組合的冷水輸入管和熱水輸出管，安裝在內(nèi)膽中的溫度傳感器和加熱元件，與溫度傳感器、加熱元件連接的加熱控制器。冷水輸入管插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽底部，其冷水出口處于內(nèi)膽的中心位置且朝向內(nèi)膽的下端面；熱水輸出管插入內(nèi)膽中的管體延伸至內(nèi)膽頂部，其熱水進(jìn)口處于內(nèi)膽的中心位置且朝向內(nèi)膽的上端面。此種電熱水器提高了熱水產(chǎn)出率，具有明顯的節(jié)能效果。
文檔編號(hào)F24H1/20GK2916486SQ20062003474
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者羅麟, 傅曉英 申請(qǐng)人:四川大學(xué)