專利名稱：半導體熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種家用熱水器，具有極低的功率消耗的半導體電熱水器。
現(xiàn)有技術中的電熱水器主要是供淋浴、洗刷使用。它們的構成形式各異，但其功率消耗一般都在500-3000瓦之間，被加熱的水溫通常為30-60℃左右，具有加熱時間短，使用方便的特點。但是，現(xiàn)有技術中的電熱水器，由于其結構、設計、功能等方面的要求及限制，存在以下一些不足之處1、發(fā)熱元件為電熱管，且置于水中加熱，所以在使用前必須在水箱內先注滿水后才能通電加熱，否則將燒毀電熱管；長期使用之后電熱管上的積鈣使得熱效率降低，需要定時清洗。
2、必須設置自動恒溫裝置以調節(jié)水溫，但是自動恒溫裝置給產品增加了附加的故障系數(shù)。
3、必須設置阻流環(huán)，迫使注入的冷水泄至水箱底部，同時防止在突然停水時水箱中的水從進水口流出，出現(xiàn)電熱管干燒現(xiàn)象。
4、電熱管與箱體聯(lián)結處的絕緣墊圈的老化或松動等原因，均會導致漏電現(xiàn)象，從而造成事故或危機人身安全。
5、電熱絲在高溫使用條件下的氧化現(xiàn)象，使其加速老化，故其使用壽命通常為1000-2000小時。
6、整體結構較為復雜，要求有一定的安裝條件。
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術中的不足之處，設計一種可克服上述現(xiàn)有技術中的不足，且使用安全、結構簡單、無污染、低功耗、可長時間通電無需人照管、使用壽命長、成本低的一種半導體熱水器。
本實用新型所說的半導體熱水器主要有水箱、外殼、進出水管、電加熱器件、保溫裝置等組成。其構成為，在水箱1上設置有進水裝置2和出水裝置3，進水裝置2的進水口4可用通過進水管5伸向水箱1的底部的方案實施，出水裝置3的出水口6可設置在水箱1的上部，水箱內呈密封狀態(tài)；在水箱1的外壁上設置有電加熱器件7，水箱1與外殼8之間設置有保溫材料9，在保溫材料9與水箱1之間可設置空氣隔熱層10，在水箱1與外殼7之間可設置箱體固定墊11。另外，為增強本實用新型所說的半導體熱水器的控制功能，可配套設置一個溫升控制和顯示裝置12。
本實用新型所說的半導體熱水器具有如下優(yōu)點和效果1、安全可靠。本實用新型所說的電加熱器件為PTC恒溫發(fā)熱器件，貼附于金屬水箱的外壁之上，水箱與進出水裝置連通，且直接與電源的零錢連接，由于進出水管與電源的零線之間為等電位，故本裝置實現(xiàn)的是零電位加熱。如果當使用者錯誤地將電網(wǎng)的相線連接到水箱的外壁上，則一旦接通電源，相當于將其電網(wǎng)的相線與零線短路，隨即燒毀保險絲；如果一旦當電網(wǎng)的零線開路，由于金屬水箱與自來水管連通，形成可靠的接地連接，水箱仍然處于零電位，從而起到保護作用。
此外，由于PTC恒溫發(fā)熱體工作時無明火、無氧耗、不發(fā)光且具有自動恒溫控溫的能力，因此不會產生超溫、爆炸、或無水干燒而損壞設備器件等一系列問題。
2、高效節(jié)能。由于PTC恒溫發(fā)熱體的電熱轉換效度在95％以上，而且它的熱容量系數(shù)低，因此發(fā)熱體升溫迅速，且有自限溫能力；當溫度升高時，其電阻急劇增大，電流、功率迅速減小，反之當溫度降低時，其電阻急劇減小，電流、功率迅速增大。
利用本實用新型所說的半導體熱水器，具有及其低的功率消耗，如果根據(jù)家用熱水器的使用計算，一般一臺熱水器僅需要100瓦左右的功率即可，若每天24小時連續(xù)使用，年平均每天僅消耗約兩度電。
3、結構簡單。由于PTC恒溫發(fā)熱體具有自動恒溫的優(yōu)點，且可以進行干燒，所以不必遵守在水箱內先注滿水后再通電的原則，而且可以使水倒流，因此它可不需要溫度控制器、恒溫器、限溫器、過熱保護器或熱脫扣器等裝置，也不必加設防電蝕裝置、漏電保護裝置和安全止逆組合閥等。
4、安裝、維護方便。由于本實用新型所說的半導體熱水器的進水裝置和進水口可以設置在水箱的任何部位，因此既可以做成立式的，也可以做成懸掛式的，還可以做成座式的，安裝時不必穿墻打孔。此外，PTC發(fā)熱元件不需要清洗，更換時也不需要作任何處理和調整。
5、使用簡單方便、使用壽命長。本裝置只要在接好進出水管，通上電源后即可運行，如按附圖所示的方式安裝，待水加熱后只要打開水閥即可使用到熱水；而且可以連續(xù)工作，其連續(xù)工作時間不低于120小時，PTC恒溫發(fā)熱體的使用壽命可達1萬小時以上。
6、此外，該貯水式半導體熱水器對環(huán)境無污染，可凈化使用環(huán)境。
附


圖1；本實用新型所說的熱水器示意圖。
以下對本實用新型所說的半導體熱水器的結構和原理作進一步的說明。
本實用新型所說的半導體熱水器的主要結構如上所述，水源通過水閥13與進水裝置2相連接，在進水裝置2與出水裝置3之間可設置有水溫調節(jié)閥14。當打開水閥13時，冷水經進水管5送到水箱1的底部，熱水從出水口6壓出，若調節(jié)水溫調節(jié)閥14，則可輸出冷水，起到調節(jié)輸出熱水的水溫作用。
水箱1、進水裝置2和出水裝置3之間均采用導電體的形式相接，電加熱器件7可用綁扎材料15綁扎在水箱1的外壁上。電源可使用電網(wǎng)提供的單項交流電，使用單項三線插頭插座，在插頭處設置一個適合的小安培保險絲，并使其電源的零線和地線16與水箱1或出水管裝置3間有可靠的電的連接，電源的相線17與PTC電加熱器件7的另一端相連接。這種電接線方式的原理是，由于自來水水管與電網(wǎng)的零線(或地線)均處于零電位，因此水箱中的水不會帶電，保證了使用者的人身安全。如果當使用者錯誤地將電網(wǎng)的相線連接到水箱的外壁上，則一旦接通電源，相當于將其電網(wǎng)的相線與零線短路，隨即燒毀保險絲；如果一旦電網(wǎng)的零線開路，由于金屬水箱與自來水管連通，形成可靠的接地連接，水箱仍然處于零電位，從而起到保護作用。
所說的電加熱器件7可采用若干個PTC恒溫發(fā)熱體組成，這若干個PTC恒溫發(fā)熱體可分為一組或一組以上，每一組可分別控制其導通狀態(tài)。這樣控制的好處在于，當加入或減少PTC恒溫發(fā)熱體的通電組數(shù)對，可以人為地對升溫的時間和升溫的快慢進行控制，也可以起到節(jié)能的作用。
在所說的出水裝置3或出水口6處，可設置溫度傳感器18，將溫度傳感器18所檢測到的溫度信號送到溫升控制和顯示裝置12中，從而顯示出當時水箱內的水溫。
所說的保溫裝置是在外殼內設置保溫材料9，在保溫材料9與水箱1之間設置有空氣隔熱層10，或在僅外殼8內設置保溫材料9，或僅水箱1與外殼8之間設置有空氣隔熱層10。
權利要求1.一種半導體熱水器，主要有水箱、外殼、進出水管、電加熱器件、保溫裝置組成，其特征在于，在水箱上設置有進水裝置和出水裝置，進水裝置的進水口伸向水箱的底部，出水裝置的出水口設置在水箱的上部，水箱內呈密封狀態(tài)；在水箱的外壁上設置有電加熱器件，水箱與外殼之間設置有保溫裝置。
2.按照權利要求1所說的熱水器，其特征在于，所說的電加熱器件可采用PTC恒溫發(fā)熱體組成，PTC恒溫發(fā)熱體可分為分別控制其導通狀態(tài)的一組或一組以上，并設置在水箱的外壁上。
3.按照權利要求1所說的熱水器，其特征在于，在所說的出水管或出水口處，可設置溫度傳感器，溫度傳感器與溫升控制和顯示裝置相連接。
4.按照權利要求1所說的熱水器，其特征在于，所說的水箱、進水裝置和出水裝置之間均采用導電體的形式相接，電加熱器件可綁扎或貼附在水箱的外壁上；在電加熱器件的電源線中設置有保險絲，電源的零線和地線與水箱或出水裝置間有可靠的電的連接，電源的相線與PTC電加熱器件的另一端相連接。
5.按照權利要求1所說的熱水器，其特征在于，所說的保溫裝置是在外殼內設置保溫材料，在保溫材料與水箱之間設置有空氣隔熱層；或僅在外殼內設置保溫材料；或僅在水箱與外殼之間設置有空氣隔熱層。
6.按照權利要求1所說的熱水器，其特征在于，在所說的水箱與外殼之間可設置箱體固定墊。
7.按照權利要求1所說的熱水器，其特征在于，進水裝置與水閥相連接，在進水裝置與出水裝置之間可設置水溫調節(jié)閥。
專利摘要一種低功耗半導體熱水器，主要有水箱、外殼、進出水管、電加熱器件、保溫、隔熱裝置組成。在水箱上設置有進出水裝置，進水口伸向水箱的底部，出水口設置在水箱的上部，在水箱的外壁上設置有電加熱器件，水箱與外殼之間設置有保溫材料和空氣隔熱層。所說的電熱水器具有安全可靠、無漏電、不怕干燒，高效節(jié)能，結構簡單、不需要溫度控制器、過熱保護器或熱脫扣器等裝置，安裝、使用、維護方便，使用壽命長，對環(huán)境無污染等優(yōu)點。
文檔編號F24H1/18GK2250503SQ9620128
公開日1997年3月26日 申請日期1996年1月10日 優(yōu)先權日1996年1月10日
發(fā)明者肖華昌, 李國英 申請人:華中理工大學