[发明专利]高热水输出率和恒温出水的电热水器

说明书

技术领域

本发明涉及一种家用的储水式电热水器。

背景技术

现有的电热水器普遍存在着以下3方面的不足。

热水输出率低，现有的电热水器只有一个储水仓，使用热水时，等量的冷水也同时注入到该储水仓内，冷水和热水的勾兑，储水仓的水温就会降低，温度＜45℃的热水使用价值就不高，这样冷水被加热到45℃这部分所消耗的能量就没法输出，降低了热水输出率。这种结构导致了现有的热水器热水输出率都很低，国标GB21519-2008要求的一级能效热水输出水率才0.7，五级能效只有0.5。另外，热水器处在通电状态下，使用热水时，随着冷水的注入，内胆中的热水温度会降低，这时加热器就自动开始加热；一般现有热水器的加热器安装在内胆底部，加热使刚注入到内胆的冷水和上层的热水形成对流，这样热水器内胆里的水温很快趋于平均，这会使得热水输出率大幅降低。热水器一般都是在通电的状态下使用，而在通电状态下的热水输出率实际值，会低于国标GB21519-2008停止加热的状态下的测量值。

舒适性差，热水输出过程中，随着冷水的注入，输出热水的温度由高慢慢变底，温度的变化使得舒适性变差。需要不断调整混水阀，来满足用水的舒适性。

缺少防止出水温度过高的安全保护措施，过高的出水温度可能会烫伤使用者，存在安全隐患。

发明内容

为了克服现有的储水式电热水器热水输出率低，及热水输出过程中热水温度由高变低等的不足；本发明提供一种储水式电热水器，该热水器可以将热水输出率提升到98%以上，实现降低能耗的目的；采用电脑板（单片机）智能控制，实现恒温出水，快速加热，低温储水，防止出水水温过高的安全保护功能，临时性提高储水水温的增容功能，出水率和进水温度无关等优点。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：在热水器的内胆中间设置隔膜（9）、循环口（7）、冷水口（13）和热水口（20）；其他的配件设置在热水器的内胆外面。隔膜（9）将热水器的内胆分隔为冷水仓和热水仓，分别用于存储冷水和热水；隔膜（9）采用柔性构造，该构造具有：能够传递压力，能够随着内胆中冷水和热水的体积变化进行延伸，能够和内胆的内壁紧密的贴合，挤出全部的冷水或热水；因为有隔膜（9）将冷水和热水分隔开，冷水和热水不会勾兑，这样就实现了恒温出水，同时也达到将热水仓（16）中的热水完全输出的效果。

平常状态下，隔膜（9）贴到冷水仓（15）的底部，整个热水器内胆充满热水，如图1所示；当有热水输出，在自来水的压力作用下，等量的冷水注入进冷水仓（15），隔膜（9）向热水仓（16）方向延伸；当热水用到一半时，隔膜（9）停留在内胆的中间位置，如图2所示；当热水全部输出，隔膜（9）延伸贴到热水仓（16）的顶部，冷水充满整个热水器的内胆，如图3所示；当热水停止输出后，水泵（4）启动，冷水流经加热器（2）加热，最后被输送到热水仓（16），直到热水充满整个内胆为止。

本发明热水器的有益效果是：热水输出率高，达到98%的热水输出能力（考虑了联接的管路、加热器（2）、内胆和隔膜（9）缝隙之间残留的少量水）；对比现有1级能效的热水器，热水输出率为70%，储水温度为65℃；在同等的容量和热水的输出量（转化成能量计算）情况下，本发明热水器可以将储水温度降低到50.7℃：

C*M*（65℃-15℃）*0.7= C*M*（50.7℃-15℃）*0.98。

上式中，15℃为进水温度，C为比热容，M为质量。降低储水温度使得散热功耗减少，现有1级能效热水器和本发明热水器的散热能耗之比为：

[λ*S*d*（65℃-20℃）] ∕ [λ*S*d*（50.7℃-20℃）]=1.47。

上式中，20℃为环境温度，λ为热导率、S为表面积、d为保温厚度。

对比现有5级能效的热水器，本发明热水器可以将储水温度降低到40.5℃，现有5级能效热水器和本发明热水器的散热能耗之比为：

[λ*S*d*（65℃-20℃）] ∕[λ*S*d*（40.5℃-20℃）]=2.20。

本发明的热水器通电使用时，输出的热水经过加热器（2）再次升温，在上面描述低温储水的基础上，还能降低平时储水温度，实现能耗降低；流量5L/min时，3Kw的加热功率使出水温度升高8.57℃；这样储水温度又可以降低8.57℃，再次加热升温和没有再次加热升温的散热能耗之比为：

[λ*S*d*（65℃-20℃）] ∕[λ*S*d*（65℃-20℃-8.57℃）]=1.24。

通过上面对比，本发明的热水器节能降耗显著。