專利名稱：貯水式和即熱式熱水器及太陽能熱水器和熱泵熱水器及其水箱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運(yùn)用電熱管加熱，水電完全徹底分離的貯水式、即熱式電熱水器及太 陽能熱水器和熱泵熱水器及其冬天采用電熱管補(bǔ)充加熱的水箱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
貯水式與即熱式熱水器以及太陽能熱水器，冬天補(bǔ)充加熱是將電熱管浸泡在水 中，長(zhǎng)期使用電熱管腐蝕，水中帶電會(huì)產(chǎn)生安全隱患；同時(shí)貯水式要連續(xù)不斷預(yù)熱，浪費(fèi)電 能，而熱泵熱水器冬天則不能有效工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明對(duì)貯水式，即熱式熱水器及太陽能和熱泵熱水器及其水箱進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn) 水和電完全徹底分離和增加熱水供應(yīng)量；水箱采用金屬材料制成，水箱上裝有1根以上，兩 端對(duì)外敞開的圓形(或方形或翼形下同)的管狀體，(若僅是一端敞開做為盲管，相同功 能)並與水箱牢固連接，確保水箱內(nèi)完全密封，不會(huì)漏水，管狀體中間安裝有電熱管，(電熱 管可采用碳纖維管、鹵素管、外表面或內(nèi)表面涂導(dǎo)電發(fā)熱材料的玻璃管等任何電發(fā)熱體)， 啟動(dòng)電源工作后，電熱管便開始發(fā)熱，產(chǎn)生熱輻射，使水箱中安裝有電熱管部位的表面受到 高溫輻射后，熱量會(huì)通過熱傳導(dǎo)方式使水實(shí)現(xiàn)隔水快速加熱；在貯水式熱水器中，1根電熱 管安裝在水箱偏下部位，主要是對(duì)水箱中的水進(jìn)行預(yù)熱，還有與可構(gòu)成小容量水箱的管狀 構(gòu)件制成的即熱水箱，能使通過其中的水即速加熱；在水箱出水管與進(jìn)水管之間或即熱水 箱與預(yù)熱水箱之間還可以安裝一個(gè)水泵，預(yù)熱時(shí)，強(qiáng)迫水流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)，吸收電熱管 發(fā)出的熱量，使水溫提高至約35°c的中溫狀態(tài)；視水箱結(jié)構(gòu)不同，電熱管可以橫向安裝也 可豎向安裝，功能相同。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是電熱管隔水加熱，絕對(duì)安全，同時(shí)可增加熱水供應(yīng)量，而且不需要 連續(xù)預(yù)熱。


圖1是現(xiàn)有貯水式電熱水器結(jié)構(gòu)示意2是改進(jìn)后水電完全徹底分離隔水加熱的貯水式電熱水器結(jié)構(gòu)圖(最佳實(shí)施 例)圖3是圖IA-A截面4是圖2B-B截面5是圖2C-C截面6是太陽能熱水器示意7是空氣能熱泵熱水器示意8是圖6和圖7的水箱截面圖
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圖9是圖1現(xiàn)有貯水式電熱水器中在上部電熱管外套裝一個(gè)管形熱水通道示意10是上部水箱由多根電熱管構(gòu)成的即熱水箱結(jié)構(gòu)11是圖10、圖12的D-D截面12是立式結(jié)構(gòu)的貯水式電熱水器的示意13、圖14是下部預(yù)熱電熱管與裝有超導(dǎo)液部件和涂有超導(dǎo)物質(zhì)的導(dǎo)熱板配合 工作示意15是即熱式電熱水器結(jié)構(gòu)示意16是即熱式電熱水器中電熱管典型安裝17至圖26是圖15的E-E截面27、圖28、圖29是安裝有水泵的熱水器示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)行說明，附圖中包括水箱1，(容量小的為即熱水箱1A、容量大的 為預(yù)熱水量為1B)，冷水進(jìn)水管2、熱水出水管3、電熱管4、微處理器及控制板5、電源電路 6、溫度檢測(cè)和控制電路7、操作顯示電路8、外殼和底板9、空氣10、水11、加強(qiáng)板12、水箱連 接管13、電熱管安裝支架14、絕緣板15、保溫層16、放置電熱管的圓形或方形或翼形管狀體 17、可構(gòu)成小容量即熱水箱的管狀或翼形構(gòu)件18、水流缺口 19、氣孔20、圓形或方形或翼形 管狀熱水通道21、循環(huán)水進(jìn)口 22、循環(huán)水出口 23、超導(dǎo)液箱24、超導(dǎo)液25、超導(dǎo)散熱板26、 水泵27 ；圖1是現(xiàn)有貯水式電熱水器，由2個(gè)直徑較小的圓桶構(gòu)成，也有由一個(gè)直徑較大的 圓桶制成，基本特征是電熱管4完全浸泡在水中，同時(shí)電熱管要全天候?qū)λM(jìn)行加熱以及 限量供應(yīng)熱水。圖2是改進(jìn)后，水電完全徹底分離，隔水加熱的貯水式電熱水器，由2個(gè)直徑較小 的圓形管構(gòu)成，若用一個(gè)直徑較大的圓形管制作其功能相同；水箱上制有多個(gè)圓形管狀體 17，並與水箱1牢固連接為一體，(可用焊接或機(jī)械連接)能保證水箱完全密封，管的兩端 對(duì)外敞開，電熱管4安裝在管狀體17內(nèi)與水完全徹底分離，實(shí)現(xiàn)隔水加熱；若放置電熱管的 圓形管狀體僅為一層，則用于對(duì)水預(yù)熱；有的放置電熱管的圓形管狀體17，外面還被一個(gè) 可構(gòu)成小容量即熱水箱的管狀構(gòu)件18包住，二者之間組成即熱水箱IA ；圖10是由2根電 熱管4和零件17，零件18構(gòu)成的串連式即熱水箱1A，需要時(shí)，電熱管的數(shù)量還可以增加，可 使流過的水，吸收熱量的時(shí)間加長(zhǎng)；圖2、圖5中，裝在下部的電熱管4是對(duì)上、下整個(gè)水箱 進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)即熱水箱中電熱管是不工作的；只有在沐浴時(shí)與即熱式水箱配合工作的 電熱管4才能接通電源開始工作並將水加熱；由于即熱水箱容積很小，而裝在即熱水箱中 電熱管4的功率卻比較大，能對(duì)流過即熱水箱IA的水及時(shí)提高到可以沐浴的溫度。圖6是太陽能熱水器，圖7是熱泵熱水器，這兩種熱水器冬天都不能供應(yīng)熱水，改 進(jìn)后水箱1按圖2結(jié)構(gòu)增加幾組隔水加熱的電熱管4，就使這兩種熱水器冬天也能全天候使 用；也可將圖15作為太陽能熱水器和熱泵熱水器的輔助加熱裝置，使二者實(shí)現(xiàn)連接，當(dāng)探 測(cè)到供應(yīng)的水，溫度低于沐浴溫度時(shí)，便自動(dòng)啟動(dòng)使電熱管工作，對(duì)水補(bǔ)充加熱，達(dá)到42°C 以上。圖8是圖6、圖7水箱1的截面圖，僅用一個(gè)直徑較大的圓桶制作水箱，將預(yù)熱電熱管 4和即熱水箱IB裝在同一個(gè)圓桶中；圖7、圖12水箱是立式結(jié)構(gòu)，與橫臥式使用功能全同，
4用于預(yù)熱和用于即熱的電熱管4，視結(jié)構(gòu)不同確定安裝位置。圖10是即熱水箱IA中采用2根電熱管4的結(jié)構(gòu)圖，對(duì)于電熱管的功率和數(shù) 量要根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，若能對(duì)已預(yù)熱的水，通過即熱水箱IA再加熱后，水溫能再提高 IO0C -15°c，無論采用1根或幾根均可。圖9與圖1結(jié)構(gòu)相同，是在現(xiàn)有貯水式熱水器中，對(duì)安裝在上部的電熱管4外面套 裝一個(gè)管狀熱水通道21，熱水通道21中的水與預(yù)熱水箱IB的水相連通，已預(yù)熱的水，通過 熱水通道21時(shí)被上部電熱管4對(duì)流過的水再加熱，流出的水溫度會(huì)提高，圖中左側(cè)虛線是 為安裝方便將熱水流出管3安裝在外側(cè)；本結(jié)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)真正水電隔離，隔水加熱，因此還 要使用防電墻，其他功能與圖2結(jié)構(gòu)相同。圖13、圖14是電熱管4與裝有超導(dǎo)液和超導(dǎo)板配合工作示意圖，圖13中抽真空的 超導(dǎo)液箱24中裝有超導(dǎo)液25，超導(dǎo)液是一種能極速傳導(dǎo)熱量的液體，圖14中放置電熱管4 的圓形管狀體與涂有超導(dǎo)物質(zhì)的超導(dǎo)散熱板26相連；當(dāng)電熱管4工作時(shí)，超導(dǎo)液25或超導(dǎo) 散熱板26能將電熱管4所發(fā)出的熱量傳導(dǎo)到水中，提高熱效率。圖15是即熱式電熱水器，圖17至圖26是圖15不同結(jié)構(gòu)形式的E-E剖視圖；即熱 式熱水器與貯水式熱水器相比較僅是將水箱做小，電熱管4的數(shù)量增加，功率增大做到即 時(shí)出熱水；圖17至圖26中剖面結(jié)構(gòu)形式不同為示意圖，采用的制造工藝也不同，使用電熱 管4的數(shù)量從3根到6根，需要時(shí)還可以增加，電熱管4數(shù)量增加可以降低單根電熱管的功 率負(fù)荷，增加水受熱的面積，延長(zhǎng)水受熱時(shí)間；放置電熱管的管狀體17有圓形，也有方形， 方形與水接觸的面積約可增加20%以上；在圖17、圖19、圖22、圖26中，即熱水箱1A，被預(yù) 熱水箱IB包圍在中間，熱能利用率最高，使用功率相同時(shí)，流出熱水的溫度最高；在其他圖中， 有的即熱水箱IA和預(yù)熱水箱IB並無明顯的界限；圖中加強(qiáng)板12的上端和下端開有水流動(dòng)的 缺口 19，當(dāng)水流缺口開在下端時(shí)，其上端有氣孔20 ；附圖中箭頭所指方向?yàn)樗鲃?dòng)的方向。為了增加熱水供應(yīng)量，提高出水溫度，圖17至26的不同結(jié)構(gòu)可以組合使用，圖26 就是圖19與圖12右側(cè)安裝有2根預(yù)熱電熱管4的組合使用的截面圖。圖27、圖28、圖29是在圖2、圖9、圖12中安裝有水泵27，水泵的進(jìn)水口與熱水出 水管3或即熱水箱IA相連接，水泵的出水口與冷水進(jìn)水管2或預(yù)熱水箱IB相連接；水泵27 的功用是預(yù)熱時(shí)水泵27和電熱管4同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱內(nèi)的水進(jìn)行循環(huán)；其工作原理是 水泵27工作后，吸入流過即熱水箱1A，已被加熱，提高了溫度的水，送入IB水箱中；同時(shí)， IB水箱內(nèi)也有電熱管4，在不斷對(duì)水加熱，因此IB水箱中的水通過IA水箱幾次循環(huán)后，能 使預(yù)熱水箱IB中的水，快速提升到35°C左右；此時(shí)水泵27便自動(dòng)停止工作；需要時(shí)水泵可 以斷續(xù)工作，洗浴同時(shí)，仍可將部分熱水注入到預(yù)熱水箱中；為了防止預(yù)熱水箱IB中的水， 倒流進(jìn)入水泵27中，在水泵出水口處應(yīng)有單向活門。改進(jìn)后的貯水式熱水器，一年之中多數(shù)時(shí)間不必預(yù)熱，自然水溫在25°C以上時(shí)，可 即開即熱；春秋自然水溫10多度時(shí)，只需短時(shí)間加熱就可以使用；在冬天，本結(jié)構(gòu)啟動(dòng)電源 工作后，下部電熱管4開始對(duì)整個(gè)水箱中的水進(jìn)行預(yù)熱，到設(shè)定溫度時(shí)停止工作，並保持水 溫，需要沐浴時(shí)，已預(yù)熱的水，流過即熱水箱IA再被加熱，並通過熱水流出管3流出來，改進(jìn) 后的結(jié)構(gòu)預(yù)熱水溫只需到30°C左右就能提供40°C以上的熱水，一年中在多數(shù)情況下，能連 續(xù)不斷供應(yīng)熱水；若熱水器中安裝水泵，水箱的容積在30L以內(nèi)就可滿足使用要求；即使最 寒冷的冬天，強(qiáng)制預(yù)熱時(shí)間，僅需幾分鐘，就可連續(xù)不斷供應(yīng)熱水。
權(quán)利要求
貯水式和即熱式電熱水器及太陽能熱水器和熱泵熱水器及其水箱結(jié)構(gòu)，其特征在于水箱采用金屬材料制成，水箱上有1根以上兩端對(duì)外敞開的圓形或方形管狀體，並與水箱牢固連接，確保水箱內(nèi)完全密封，管狀體中間安裝有電熱管，電熱管工作時(shí)產(chǎn)生熱輻射，使水箱中裝有電熱管部位的表面受到高溫輻射，吸收了熱量的金屬會(huì)將熱量通過熱傳導(dǎo)方式使水箱中的水實(shí)現(xiàn)隔水快速加熱；若放置電熱管的圓形或翼形管狀體僅為一層，則用于對(duì)水預(yù)熱；有的放置電熱管的圓形管狀體外面還被一個(gè)可構(gòu)成小容量水箱的管狀構(gòu)件包圍住，二者之間組成即熱水箱；熱水必須通過即熱水箱流出；水箱及與水箱相固連的放置電熱管的圓形、方形或翼形管狀體可以橫向設(shè)置或豎向設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1、貯水式和即熱式電熱水器及太陽能和熱泵熱水器及其水箱結(jié)構(gòu)其 特征在于熱水器中安裝有水泵，水泵的進(jìn)水口與熱水出水管或即熱水箱相連接，水泵的出 水口與冷水進(jìn)水管或預(yù)熱水箱相連接；水泵的功能是將流過即熱水箱被加熱的水送入熱水 箱，進(jìn)行循環(huán)；水泵出水口應(yīng)有單向活門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、貯水式和即熱式電熱水器及太陽能和熱泵熱水器及其水箱結(jié)構(gòu)其 特征在于水箱中電熱管外面套裝一個(gè)管狀熱水通道，熱水通道中的水與預(yù)熱水箱相連通， 已預(yù)熱的水，通過熱水通道時(shí)會(huì)被再加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、貯水式和即熱式電熱水器和熱泵熱水器及其水箱結(jié)構(gòu)其特征在于 水箱中的電熱管可與裝有超導(dǎo)液的超導(dǎo)液箱相結(jié)合，可與涂有超導(dǎo)物質(zhì)的超導(dǎo)板相配合工 作，極速將電熱管所發(fā)出的熱量傳導(dǎo)到水中。
全文摘要
貯水式和即熱式電熱水器及太陽能熱水器和熱泵熱水器及其水箱結(jié)構(gòu)，水箱采用金屬材料制成，水箱上有1根以上兩端對(duì)外敞開的圓形或方形管狀體，並與水箱牢固連接，確保水箱完全密封，管狀體中間安裝電熱管，電熱管工作時(shí)產(chǎn)生熱輻射，使水箱中的水受熱；管狀體外面還被一個(gè)可構(gòu)成小容量水箱的管狀構(gòu)件包圍住，二者之間組成即熱水箱，熱水必須通過即熱水箱流出。
文檔編號(hào)F24H1/18GK101871687SQ20091013508
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者劉運(yùn)柳 申請(qǐng)人:劉運(yùn)柳