專利名稱：豎置容積式節(jié)能電熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于熱水器領域，特別涉及一種豎置電熱水器。
背景技術：
熱水器是家庭中耗電最多的電器之一，業(yè)界已開始認識到這一問題，著手開發(fā)各種熱水器節(jié)能技術。對于熱水器的節(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)。現(xiàn)有技術著眼于從附加較復雜的裝置入手，如世界上最大的熱水器制造商之一——艾歐史密斯(AO SMITH)公司擁有的多項涉及熱水器節(jié)能方面的專利中多以微電腦等復雜的部件實現(xiàn)(如專利號為ZL00112584.2的“智能型節(jié)能電熱水器”)；另有一些關于電熱水器節(jié)能方面的專利采用了諸如“利用污水余熱提高熱水器進水水溫的熱水器節(jié)能輔助裝置”(見中國專利號為ZL02270814.6的“熱水器節(jié)能輔助裝置”)。以上技術措施雖然均產生了不同程度的節(jié)能效果，但由于熱水器內膽中的冷水輸入管出水口和熱水輸出管進水口采用圖1所示的布置方式和構造，因而冷水輸入管的出水口與熱水輸出管的進水口之間易發(fā)生短流，進入內膽的冷水與內膽中原有熱水的摻混較強，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手段達到節(jié)能的目的。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，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水口之間的短流問題。
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狀態(tài)是冷水由下端進入，自下而上緩慢上升，推動熱水由上端流出，以盡可能多的利用熱水器內膽里已加熱的熱水。本實用新型建筑在上述原理上，通過改進現(xiàn)有豎置電熱水器內膽中的冷水輸入管出水口和熱水輸出管進水口的布置方式，使進入熱水器內膽的冷水經內膽下端面反射后較均勻的分布于內膽整個斷面，形成較為理想的冷水自下而上的流動。
本實用新型所述豎置容積式節(jié)能電熱水器，包括外殼、內膽，與內膽組合的冷水輸入管和熱水輸出管，安裝在內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。冷水輸入管插入內膽中的管體位于內膽底部，其冷水出口處于內膽的中心位置且朝向內膽的下端面；熱水輸出管插入內膽中的管體延伸至內膽頂部，其熱水進口處于內膽的中心位置且朝向內膽的上端面。
為了更好地解決短流問題，可在熱水輸出管的熱水進口處設置集水杯，集水杯的形狀最好為傘狀。
本實用新型具有以下有益效果1、本實用新型所述豎置電熱水器，可使內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出率，具有明顯的節(jié)能的效果。
為了驗證本實用新型的效果，使用計算流體力學及傳熱計算方法(參見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；《流體流動與傳熱的數(shù)值計算》帕坦卡著，張政譯，科學出版社，1984)對現(xiàn)有豎置電熱水器(見圖1)和本實用新型所述豎置電熱水器(見圖2)的進、出水口布置方案進行了模擬計算，模擬計算的內容包括熱水器內膽中水溫隨時間的變化(見圖5)和熱水器中累計流出熱量隨水溫下降的變化(見圖6)。計算模擬了兩種工況(1)5升/分鐘等流量出(進)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(出)水流量根據(jù)水溫調節(jié)。兩種工況的進水水溫均為20攝氏度，熱水器中熱水的初始水溫為75攝氏度。計算結果見表1(根據(jù)實際中可能的使用情況，表1中只統(tǒng)計了出水水溫從75攝氏度下降到38攝氏度的累計流出熱量)。
表1本實用新型與現(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度的時間沒有實際意義，所以未計算從表1可以看出，本實用新型熱水產率大幅度提高，具有明顯的節(jié)能效果。
2、對現(xiàn)有熱水器制造廠家而言，僅需對現(xiàn)有熱水器的進、出水口布置方式進行調整，因而非常簡單，不會增加成本，易于實施。
3、集水杯的設置可更好地解決短流問題，但該構件的增加對熱水器的成本基本無影響，且易于實現(xiàn)。


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