一種熱水器及供暖系統的製作方法

2023-09-16 06:22:25 2

本發明涉及一種熱水器及供暖系統。

背景技術：

現有的傳統供暖模式，主要是用熱水循環系統進行集中採暖，採用大型鍋爐將水加熱，熱水通過主管和支管輸送到各家各戶的暖氣片，暖氣片散熱加熱空氣，達到室內採暖的目的。集中供暖長期存在著四大問題：一是造價高，如鍋爐房的用地和建造，主管和支管的鋪設，都是巨大的投入。二是浪費大，有近30～40％的熱能消耗在主支管網上。三是汙染重，排放二氧化碳和二氧化硫，不符合環保要求。四是維護難，水循環系統複雜，鍋爐維修，管道的鏽蝕和滲漏，都需經常進行日常維護。

現有的油汀式、石英式和輻射式電暖器，使用方便、乾淨環保，但存有三大難以克服的缺陷：一是耗電量巨大，採暖費用不堪重負，買得起，用不起。二是採暖效果差，室內溫差大，表面溫度達90-100℃，離近有烘烤感，離得稍遠則氣溫低，而且容易燙傷人的皮膚，使用不安全。三是功率太大，每臺功率大多都在1800w-2500w，電路負荷大，線路要求高，大大增加了變壓器和電路的負載，經常故障不斷。

技術實現要素：

本發明的目的提供一種水電分離、加熱快、加熱效率高的熱水器以及供熱系統，而且節能、環保。

為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：一種熱水器，包括水箱，所述水箱的側壁上設置有一凹部，所述凹部內設置有導熱塊，所述導熱塊的內部設置有水管和加熱管，所述水管和所述加熱管並行繞制在所述導熱塊的內部，所述水管一端連接有進水管，另一端連接出水管；當所述熱水器單獨使用時，所述進水管和所述出水管與所述水箱的內部相連通；當該熱水器應用到供暖系統中時，所述進水管和所述出水管與所述水箱的內部相連通，或者所述進水管與供暖系統的供暖出水管相連通。

進一步地，所述水管和所述加熱管在所述導熱塊內形成並行接觸。

進一步地，所述水管和所述加熱管的橫截面為方形。

進一步地，所述出水管包括進行水箱內部水循環的第一出水管和提供生活用水的第二出水管。

進一步地，所述加熱管為電加熱管。

進一步地，所述水管材質為金屬，所述加熱管的材質為不鏽鋼。

進一步地，所述出水管包括進行水箱內部水循環的第一出水管和提供生活用水的第二出水管。

進一步地，所述第一出水管上設置有消音器和/或單向閥。

進一步地，所述凹部位於水箱側壁的開口處設置有門。

一種包括上述熱水器的供熱系統。

本發明的熱水器能夠完全實現水電分離，使用起來非常安全，而且由於該熱水器加熱快、熱傳遞效率高，非常適合應用到供熱系統中用以替代傳統的燃煤加熱的供熱系統，節能且環保。而且本發明的熱水器造價低，不會產生水垢，能夠一機多用(可沐浴、提供生活用水、供暖)，維護簡單，能夠廣泛應用到住宅小區，商業樓以及老舊小區中。

附圖說明

圖1為實施例1的加熱部分的結構示意圖；

圖2為實施例1中水管和加熱管的結構示意圖；

圖3為實施例2中水管和加熱管的結構示意圖；

圖4為實施例3水管和加熱管的結構示意圖；

圖5為實施例4水管和加熱管的結構示意圖；

圖6為實施例5的加熱部分的結構示意圖；

圖中：1-導熱塊；2-水管；3-加熱管；4-第一出水管；5-第二出水管；6-進水管。

具體實施方式

下面將結合具體實施方式對本發明進行詳細的說明。

實施例1

一種熱水器包括儲水用的水箱，水箱為加熱水箱，水箱的側壁上設置有一凹部，如圖1所示，凹部內設置有水管2和加熱管3，水管2和加熱管3並行繞制並形成面接觸，水管2的一端連接有進水管6，另一端連接有出水管。

水管2和加熱管3並行繞制並形成面接觸，一方面並行繞制使得水管2和加熱管3在一定體積的空間內，能夠有更多接觸的機會，提高熱傳遞效率；另一方面形成面接觸這樣能夠使得水管2和加熱管3能夠直接發生熱交換，提高了熱傳遞效率與速度。水管2和加熱管3為導熱效果好的銅管，設計的出發點是除了熱傳導效率高，還要易於製作。另外，在該熱水器中，水完全不與加熱管3相接觸，因此該熱水器在加熱快的基礎上完全實現了水電分離，使用起來非常安全。

如圖2所示，水管2和加熱管3的橫截面均為矩形，且加熱管3設置在中間，兩側設置有水管2，水管2和加熱管3之間形成雙面的面接觸。這樣使得水管2和加熱管3之間的熱交換更快。在本實施例中，這樣的設置可以設置1組。

在本實施例中，加熱管3為電加熱管，方便衛生環保。加熱管3和水管2在凹部內由下向上延伸，水管2的出水口設置在上部，所述出水口上連接有出水管，水管2的進水口設置在下部，所述進水口上連接有進水管6。水箱內部的水由進水管6進入到水管2中，當加熱管3電加熱到一定溫度時，加熱管一般能加熱到500-600℃，水箱內部的水進入到水管2中時很快就會被加熱為沸水和熱蒸汽的混合物，沸水沸騰往上冒，熱蒸汽也因為密度低而不斷上升，這樣沸水和熱蒸汽上升到水管2的頂端並進入水箱中，與水箱中的水融合，使得水箱內部的水溫升高。這樣沸水和熱蒸汽不斷生成，不斷上升進入水箱，水箱內部的水又不斷地進入水管2內變成沸水和熱蒸汽，循環往復使水箱內的水迅速變熱。

傳統的集中供熱系統是不能夠提供生活用水的，如果用戶私自將供熱用水用作生活用水，不僅會大大影響自己的供熱效果，更會影響到附近多個用戶的供熱效果。但是本發明卻能夠提供生活用水。該熱水器的出水管包括進行水箱內部水循環的第一出水管4和提供生活用水的第二出水管5，第二出水管5即能夠提供生活用水，生活用水直接來自水管2，不會影響水箱中水的溫度，不影響供熱效果。

實施例2

實施例2與實施例1的區別在於，如圖3所示，位於中間的橫截面為矩形的加熱管3和位於兩側的橫截面為三角形的水管2，這樣使得水管2和加熱管3之間的熱交換更快。在本實施例中，這樣的設置可以設置2組。

實施例3

實施例2與實施例1的區別在於，如圖4所示，位於中間的圓形加熱管3和位於兩側的弧狀水管2，這樣的設置，能夠增加水管2與加熱管3的接觸面積，進一步提高熱交換率。在本實施例中，這樣的設置可以設置3組。

實施例4

實施例2與實施例1的區別在於，如圖5所示，位於中間的圓形加熱管3和包裹在加熱管3外側的弧狀水管2，這樣的設置，加熱管3散發的熱量基本上都被水管2吸收，熱交換效率相當高。在本實施例中，這樣的設置可以設置3組。

實施例5

實施例5與實施例1的不同之處在於，本實施例的熱水器還包括導熱塊1，凹部內設置導熱塊1，導熱塊1的內部設置有水管2和加熱管3，水管2和所述加熱管3並行繞制在所述導熱塊1的內部，可設置導熱塊1的材質為金屬。為了好加工，導熱塊1一般都設置為規則的形狀，例如，如圖5所示，導熱塊1被設置成長方體，加熱管3和水管2在導熱塊1內由下向上延伸。

將導熱塊1放入水箱側壁的凹部中，導熱塊1還能直接與水箱發生熱交換。這樣在本發明的熱水器中，水箱中水的加熱方式有兩種，一種是水箱中的水流經水管2，與水管2發生熱交換，循環往復，加熱水箱中的水；另一種是導熱塊1設置在凹部，直接與水箱進行熱交換，加熱水箱中的水。這兩種加熱方式同時進行，能夠使水箱中的水迅速加熱，這樣的設計能夠最大限度的保證熱傳遞效率，本發明的熱水器，熱傳遞效率能達到99％。加熱管3一般設置為電加熱管，

如果本發明的熱水器僅僅當做普通的熱水器使用時，進水管6和出水管分別與水箱的內部相連通，如果本發明的熱水器應用到供暖系統中時，還可以將供暖系統的供暖出水管與熱水器的進水管相連，直接將冷卻的水加熱後進入水箱中，這樣水箱中水的溫度不會因為供暖出水管中冷水的進入而降低。

水箱的側壁上設置有一凹部，導熱塊1設置在其中，在凹部位於水箱側壁的開口處，導熱塊1有一部分是不與水箱壁接觸的，因此導熱塊1有一部分熱量會與空氣發生熱交換，使得熱量流失。在水箱凹部位於水箱側壁的開口處設置有門，最好設置成保溫門，能夠阻擋導熱塊1上的熱量流失，還能避免用戶不小心與導熱塊1接觸，發生危險。另一方面，門的設置使得水箱外觀完整，美觀。此外門的設置，還便於故障維修。

另外，本發明的熱水器可採用手動調溫或者自動調溫。當採用自動調溫時，在熱水器中設置溫度計、溫控器和加熱功率調節器等，其中溫度計用於採集水箱中水的溫度；溫控器可以根據設定的溫度來控制加熱管工作與否；加熱功率調節器可以根據需要來變換熱水器的加熱功率，如果只是通常的供暖，可以調節在低檔位，如果要同時使用熱水器中的水洗澡、做飯等時，可以將功率調高，供暖、生活用水兩不誤。

本實施例中的熱水器可作為普通的熱水器使用，能夠真正意義上實現水電分離，非常安全；但是本實施例中的熱水器將更多的應用在供熱系統中，加熱快，效率高。

為了驗證本發明的熱水器的供熱效果，選取位於青島市李滄區的一座100平方米的房屋進行試驗。該房屋是普通的居民樓，保溫效果一般。試驗時採用功率為3000w的加熱管進行試驗，該熱水器連接有3個暖氣片，3個暖氣片中的水總共重130斤左右，室內的溫度約為10-13℃，暖氣片中的水溫為20℃，開始加熱後，經過5分鐘左右，暖氣片中的水溫到達50-60℃左右，加熱速度非常快，經過20分鐘左右，室內溫度達到18-23℃，(此處所述的時間，是熱水器水箱中的水的溫度已經保持在50-60℃，並不是初次加熱的時間)。經過連續一周的測量，該熱水器在保持室內溫度為18-23℃時，平均每小時耗費0.8度電。這樣一天24小時要耗費19.2kwh，按照青島市居民用電為0.55元/kwh，這樣一天需要花費：

19.2kwh*0.55元/kwh＝10.56元/天

一個月需要花費：

10.56元/天*30天＝316.8元/月

青島市李滄區冬季取暖費的收取標準為33.06元/平方米，100平米的房子的實際取暖面積為70平方米，整個供暖季要繳納2314元的取暖費。青島市的供暖日期一般為上一年的11月15號開始到次年的4月5號終止，大約有4.5個月的供暖時間，平均到每個月需要花費514元,與之相比較，本發明的供暖系統的取暖費用每個月要節省38.3％，而且這是一天24小時保持室內溫度在18-23℃之間。

如果是上班族，白天不在家，根本沒有必要像集中供暖那樣一天24小時供暖，上班族一般一天最少有8-10小時的時間不在家，不在家的時間段不需要供暖。在使用本發明的供暖系統進行供暖時，上班時間可以關掉供熱循環，並且設置熱水器的保溫溫度，當熱水器中的水溫加熱到該溫度時，熱水器停止加熱，進入保溫狀態，保溫狀態下幾乎不費電；下班後，將供熱循環打開，熱水器開始加熱，房間內很快就能達到18-23℃。這樣實際上該熱水器只有14-16個小時在工作，因此每天實際的花費只有6元左右，一個月大約花費180元左右，相比集中供暖每個月的花費要節省幾乎三分之二的費用。