本發(fā)明涉及一種熱水器，尤其涉及一種具有水位智能控制的電熱水器。

背景技術：

熱水器是目前家庭生活中必不可少的一個家用電器。目前各種的熱水器的自動化操作需要親自去操作，這樣可能會影響對熱水器的有效使用，而且因為無法確定熱水器的具體使用時間，可能過早的打開熱水器，造成熱水器不斷的反復加熱，例如當達到溫度停止加熱，當?shù)陀谠O定溫度開始進行加熱，造成能源的浪費。因此需要設計智能控制的熱水器以及通過手機APP進行智能監(jiān)控的電熱水器。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中熱水器的不足，提供一種電加熱熱水器。該熱水器能夠通過手機APP進行智能控制，而且具有加熱迅速、溫度分布均勻、功率自動控制、安全可靠的功能，提高了加熱效率。

本發(fā)明的另一個目的是提供了一種新式結(jié)構(gòu)的熱水器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種水箱水位控制的電熱水器，所述電熱水器包括控制器、電加熱裝置、水箱，所述電加熱裝置設置在水箱中，還包括水位檢測裝置、入口管閥門，水位檢測裝置、入口管閥門與控制器通訊連接，入口管閥門設置在水箱入口管上；所述的入口管閥門用來控制水箱入口管上的水的流速，所述水位檢測裝置用于測量熱水器水箱的水位，控制器根據(jù)測量的水位來控制入口管閥門的開度，所述控制器連接云端服務器，云端服務器與熱水器客戶端連接，其中控制器將測量的水位、閥門開度傳遞給云端服務器，然后通過云端服務器傳送給客戶端，所述客戶端是手機，所述手機安裝APP程序，用戶通過客戶端得到數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，如果水位下降，控制器則通過控制入口管閥門開度來增加進入水箱的水的流量，如果水位過高，則通過降低入口管閥門開度或者關閉入口管閥門來減少進入水箱內(nèi)水流量或者停止向水箱內(nèi)供水。

作為優(yōu)選，當測量的水位低于第一水位時，控制器控制入口管閥門以第一開度進行供水；當測量的水位低于比第一水位低的第二水位時，控制器控制入口管閥門以高于第一開度的第二開度進行供水；當測量的水位低于比第二水位低的第三水位時，控制器控制入口管閥門以高于第二開度的第三開度進行供水；當測量的水位低于比第三水位低的第四水位時，控制器控制入口管閥門以高于第三開度的第四開度進行供水；當測量的水位低于比第四水位低的第五水位時，控制器控制入口管閥門以高于第四開度的第五開度進行供水。

作為優(yōu)選，第一水位是第二水位的1.1-1.3倍，第二水位是第三水位的1.1-1.3倍，第三水位是第四水位的1.1-1.3倍，第四水位是第五水位的1.1-1.3倍。

作為優(yōu)選，第五開度是第四開度的1.7-1.9倍，第四開度是第三開度的1.6-1.8倍，第三開度是第二開度的1.5-1.7倍，第二開度是第一開度的1.3-1.5倍。

作為優(yōu)選，水箱出水管上設置出水管閥門，出水管閥門與控制器數(shù)據(jù)連接，所述控制器根據(jù)測量的水位來控制入口管閥門和出水管閥門的開度。

作為優(yōu)選，所述電加熱裝置包括左管箱、右管箱和浮動盤管，浮動盤管與左管箱和右管箱相連通，形成加熱流體封閉循環(huán)，電加熱棒設置在左管箱和右管箱內(nèi)；左管箱、右管箱和浮動盤管內(nèi)填充加熱流體；浮動盤管為一個或者多個，每個浮動盤管包括多根圓弧形的管束，多根圓弧形的管束的中心線為同心圓的圓弧，相鄰管束的端部連通，從而使得管束的端部形成管束自由端；所述同心圓是以左管箱的中心為圓心的圓。

作為優(yōu)選，所述左管箱的管徑大于右管箱的管徑，所述左管箱內(nèi)設置第一電加熱器，右管箱內(nèi)設置第二電加熱器，第一電加熱器的加熱功率大于第二電加熱器的加熱功率。

作為優(yōu)選，左管箱的內(nèi)徑為R1，右管箱的內(nèi)徑為R2，左管箱的電加熱棒的功率是P1，右管箱的電加熱棒的功率是P2，滿足如下關系：

P1/P2＝a*(R1/R2)²-b*(R1/R2)+c；

a，b，c是系數(shù)，其中0.82＜a＜0.91，1.95＜b＜2.05，2.67＜c＜2.77；

其中58mm＜R1＜87mm；

29mm＜R2＜68mm；

1.2＜R1/R2＜2.1；優(yōu)選，1.5＜P1/P2＜2.3；

950W＜P1＜1500W；

400W＜P2＜1000W。

作為優(yōu)選，隨著R1/R2的增加，a，c增加，b減小。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明通過閥門控制實現(xiàn)熱水器的水箱的水位智能控制，保證水位的高度恒定，節(jié)約能源，提高了熱水器的智能化。

2、本發(fā)明通過手機APP就能監(jiān)控熱水器的水位高度，實現(xiàn)了熱水器的遠程監(jiān)控。

3、本發(fā)明將浮動盤管應用于熱水器的加熱，通過設置浮動盤管，加熱流體受熱后會產(chǎn)生體積膨脹，誘導浮動盤管自由端BC、B’C’產(chǎn)生振動，從而強化傳熱。

4、本發(fā)明通過大量的試驗，優(yōu)化了浮動盤管的參數(shù)的最佳關系，從而進一步提高加熱效率。

5、本發(fā)明通過將電加熱器設置在管箱中，因此可以直接避免流體與電加熱器接觸，從而避免觸電，起到保護的作用。

6、本發(fā)明通過不同管箱的電加熱器功率的設置，提高了加熱效率及其加熱的均勻性。

附圖說明：

圖1為手機APP對熱水器進行控制的流程示意圖。

圖2為熱水器橫切面示意圖。

圖3是圖2中的電加熱裝置截面視圖。

圖4是圖3中的A-A截面視圖。

圖5是圖4結(jié)構(gòu)的尺寸示意圖。

圖6是電加熱器控制結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、浮動盤管，2、左管箱，3、控制器，4、溫度傳感器，5、進水管，6、出水管，7、自由端，8、右管箱，9、壓力傳感器，10、電加熱裝置，11、水箱，12管束，13電加熱器，131第一電加熱棒，132第二電加熱棒，14入口管閥門，15流量傳感器

具體實施方式

一種水箱水位控制的電熱水器，所述電熱水器包括控制器3、電加熱裝置10、水箱11，所述電加熱裝置10設置在水箱3中，還包括水位檢測裝置、入口管閥門，水位檢測裝置、入口管閥門與控制器3通訊連接，入口管閥門設置在水箱入口管上；所述的入口管閥門14用來控制水箱入口管上的水的流速，所述水位檢測裝置用于測量熱水器水箱的水位，控制器3根據(jù)測量的水位來控制入口管閥門的開度，所述控制器3連接云端服務器，云端服務器與熱水器客戶端連接，其中控制器將測量的水位、入口管閥門的開度傳遞給云端服務器，然后通過云端服務器傳送給客戶端，所述客戶端是手機，所述手機安裝APP程序，用戶通過客戶端得到數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，如果水位下降，控制器則通過控制入口管閥門開度來增加進入水箱的水的流量，如果水位過高，則通過降低入口管閥門開度或者關閉入口管閥門來減少進入水箱內(nèi)水流量或者停止向水箱內(nèi)供水。

作為優(yōu)選，當測量的水位低于第一水位時，控制器3控制入口管閥門14以第一開度進行供水；當測量的水位低于比第一水位低的第二水位時，控制器3控制入口管閥門14以高于第一開度的第二開度進行供水；當測量的水位低于比第二水位低的第三水位時，控制器3控制入口管閥門14以高于第二開度的第三開度進行供水；當測量的水位低于比第三水位低的第四水位時，控制器3控制入口管閥門14以高于第三開度的第四開度進行供水；當測量的水位低于比第四水位低的第五水位時，控制器3控制入口管閥門14以高于第四開度的第五開度進行供水。

作為優(yōu)選，第一水位是第二水位的1.1-1.3倍，第二水位是第三水位的1.1-1.3倍，第三水位是第四水位的1.1-1.3倍，第四水位是第五水位的1.1-1.3倍。

作為優(yōu)選，第一水位是第二水位的1.1-1.15倍，第二水位是第三水位的1.15-1.2倍，第三水位是第四水位的1.2-1.25倍，第四水位是第五水位的1.25-1.3倍。

作為優(yōu)選，第五開度是第四功率的1.7-1.9倍，第四開度是第三開度的1.6-1.8倍，第三開度是第二開度的1.5-1.7倍，第二開度是第一開度的1.3-1.5倍。

通過上述水位和閥門開度的優(yōu)選，尤其是通過差別化的水位和閥門開度的設定，可以快速的實現(xiàn)水位的高度恒定，節(jié)省時間。通過實驗發(fā)現(xiàn)，能夠提高15-20％左右的時間。而且還可以保證及時的進行預警。

作為優(yōu)選，水箱出水管上設置出水管閥門，出水管閥門與控制器數(shù)據(jù)連接，所述控制器根據(jù)測量的水位來控制入口管閥門和出水管閥門的開度。

例如，如果水位過高，則通過增加出水管閥門的開度，減少入口管閥門的開度，如果水位過低，則通過降低出水管閥門的開度，增加入口管閥門的開度。

具體控制的流程圖參見圖1。

圖2展示了電熱水器的切面示意圖，如圖2所示，所述電熱水器包括水箱11以及位于水箱內(nèi)的電加熱裝置10，所述電加熱裝置10包括左管箱2、右管箱8和浮動盤管1，浮動盤管1與左管箱2和右管箱8相連通，加熱流體在左管箱2和右管箱8以及浮動盤管內(nèi)進行封閉循環(huán)，所述電加熱裝置10內(nèi)設置電加熱器13，所述電加熱器13用于加熱電加熱裝置10的內(nèi)流體，然后通過加熱的流體來加熱水箱內(nèi)的水。

作為優(yōu)選，電加熱裝置10設置在左管箱2或者右管箱8內(nèi)。

浮動盤管1為一組或者多組，每組浮動盤管1包括多根圓弧形的管束12，多根圓弧形的管束12的中心線為同心圓的圓弧，相鄰管束12的端部連通，從而使得盤管1的端部形成管束自由端7，例如圖2中的自由端7。

作為優(yōu)選，所述的加熱流體為導熱油。

傳統(tǒng)的浮動盤管都是利用流體的流動的沖擊進行振動除垢作用進行強化傳熱，都是用于強制對流換熱，而熱水器中的水流動性差，無法進行強制對流換熱流動，而本發(fā)明首次將浮動盤管應用于熱水器，通過設置浮動盤管，加熱流體受熱后會產(chǎn)生體積膨脹，誘導浮動盤管1自由端7產(chǎn)生振動，因為該振動傳遞至周圍水，對周圍的水產(chǎn)生擾動效果，從而產(chǎn)生了強化傳熱的效果。

在本發(fā)明中，因為電加熱器13設置在管箱2、8中，因此可以直接避免流體與電加熱器接觸，從而避免觸電，起到保護的作用。

作為以優(yōu)選，所述左管箱2、右管箱8以及浮動盤管1都是圓管結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，浮動盤管1的管束是彈性管束。

通過將浮動盤管1的管束設置彈性管束，可以進一步提高換熱系數(shù)。

作為優(yōu)選，所述同心圓是以左管箱2的中心為圓心的圓。即浮動盤管1的管束12圍繞著左管箱2的中心線布置。

如圖4所示，管束12不是一個完整的圓，而是留出一個口部，從而形成管束的自由端。所述口部的圓弧所在的角度為65-85度，即圖5夾角b和c之和是65-85度。

作為優(yōu)選，所述左管箱2的管徑大于右管箱8的管徑。

通過上述設置，可以進一步強化傳熱，提高8-15％的換熱效率。

作為優(yōu)選，左管箱的內(nèi)徑為R1，右管箱的內(nèi)徑為R2，則1.5＜R1/R2＜2.5。

通過上述的優(yōu)選設置，能夠使得換熱效率達到最佳。

作為優(yōu)選，隨著距離左管箱2的中心越遠，相鄰管束之間的距離越來越大。

作為優(yōu)選，相鄰管束之間的距離越來越大的幅度不斷的增加。

通過上述的優(yōu)選設置，可以進一步提高換熱效率，增加加熱的均勻性。通過實驗發(fā)現(xiàn)，通過上述設置可以提高10-11％的換熱效率。

作為優(yōu)選，隨著距離左管箱2的中心越遠，管束的直徑越來越大。

作為優(yōu)選，管束的直徑越來越大的幅度不斷的增加。

通過上述的優(yōu)選設置，可以進一步提高換熱效率，增加加熱的均勻性。通過實驗發(fā)現(xiàn)，通過上述設置可以提高10％左右的換熱效率。

作為優(yōu)選，如圖2、3所述電加熱器13分別設置在左管箱2和右管箱8內(nèi)，即第一電加熱器131設置在左管箱2內(nèi)，第二電加熱器132設置在右管箱8內(nèi)。

作為優(yōu)選，左管箱2和右管箱8的長度相同。

作為優(yōu)選左管箱的管徑大于右管箱的管徑。

作為優(yōu)選，如圖2、3所示，在熱水器運行的時候，第一電加熱器131的加熱功率大于第二電加熱器132的加熱功率。通過上述設置，通過實驗發(fā)現(xiàn)，能夠使得水箱內(nèi)熱水的加熱更加均勻。

作為優(yōu)選，第一電加熱器131的加熱功率是第二電加熱器132的功率的1.3-1.8倍，優(yōu)選為1.4-1.65倍。

在數(shù)值模擬以及相應的試驗中發(fā)現(xiàn)，左管箱2、右管箱8的尺寸以及第一加熱器131和第二加熱器132之間的比例關系可以對加熱效率以及均勻性產(chǎn)生影響。如果左管箱2和右管箱8的尺寸相差太多，而第一加熱器131和第二加熱器132加熱功率相差比較小，則會產(chǎn)生加熱效率低以及加熱出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，同理如果左管箱2、右管箱8的尺寸差距太小以及第一加熱器131和第二加熱器132加熱功率相差比較大，也會出現(xiàn)加熱效率低以及加熱出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象。因此本發(fā)明通過大量的數(shù)值模擬，對上述的關系進行了總結(jié)，通過實驗進行了驗證。得到了左管箱2、右管箱8的尺寸以及第一加熱器131和第二加熱器132加熱功率之間的最佳關系。

作為優(yōu)選，左管箱的內(nèi)徑為R1，右管箱的內(nèi)徑為R2，左管箱的電加熱棒的功率是P1，右管箱的電加熱棒的功率是P2，滿足如下關系：

P1/P2＝a*(R1/R2)²-b*(R1/R2)+c；

a，b，c是系數(shù)，其中0.82＜a＜0.91，1.95＜b＜2.05，2.67＜c＜2.77；

其中58mm＜R1＜87mm；

29mm＜R2＜68mm；

1.2＜R1/R2＜2.1；優(yōu)選，1.5＜P1/P2＜2.3；

950W＜P1＜1500W；

400W＜P2＜1000W。

作為優(yōu)選，隨著R1/R2的增加，a，c增加，b減小。

作為優(yōu)選，管束的數(shù)量為3-5根，優(yōu)選為3或4根。

作為優(yōu)選，a＝0.87，b＝2，c＝2.72。

左管箱2和右管箱8中心線的距離為220-270mm；優(yōu)選為240-250mm。

管束的半徑優(yōu)選為10-25mm；

作為優(yōu)選，距離左管箱中心線最近的管束中心線所在的圓弧與其相鄰的管束的中心線所在的圓弧之間的距離(例如圖4中管束A和B所在的圓弧中心線之間的距離)為兩根管束平均外徑(外部直徑)的1.1-2.0倍，優(yōu)選為1.2-1.7倍，優(yōu)選為1.3-1.5倍。

兩個管束的直徑的平均為兩個管直徑的加權平均數(shù)。

作為優(yōu)選，管束在同一側(cè)的端部對齊，在同一個平面上，端部的延長線(或者端部所在的平面)經(jīng)過左管箱2的中線，如圖5所示。

進一步優(yōu)選，所述電加熱器13是電加熱棒。

本發(fā)明所述電加熱裝置，如圖4所示，所述左管箱2與浮動盤管A端相連通；右管箱8與浮動盤管D端相連通。

作為優(yōu)選，如圖4所示，浮動盤管1的內(nèi)側(cè)管束的第一端與第一管箱2連接，第二端與相鄰的外側(cè)管束一端連接，浮動盤管1的最外側(cè)管束的一端與第二管箱8連接，相鄰的管束的端部連通，從而形成一個串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。

第一端所在的平面與第一管箱2和第二管箱8中心線所在的平面形成的夾角c為40-50度。

第二端所在的平面與第一管箱2和第二管箱8中心線所在的平面形成的夾角b為25-35度。

通過上述優(yōu)選的夾角的設計，使得自由端的振動達到最佳，從而使得加熱效率達到最優(yōu)。

如圖4所示，浮動盤管的管束為4個，管束A、B、C、D聯(lián)通。當然，不局限于四個，可以根據(jù)需要設置多個，具體連接結(jié)構(gòu)與圖4相同。

所述浮動盤管1為多個，多個浮動盤管1分別獨立連接第一管箱2和第二管箱8，即多個浮動盤管1為并聯(lián)結(jié)構(gòu)。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。