具有除垢功能的電熱水器的製造方法
2023-05-20 09:12:16
具有除垢功能的電熱水器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有除垢功能的電熱水器，其包括帶有加熱管的內膽，還包括除垢裝置，除垢裝置的電源輸入端與市電連接，除垢裝置的電源輸出端與加熱管的電源輸入端連接，市電、除垢裝置及加熱管組成加熱管幹燒除垢迴路。在將內膽中的水排空後，啟動除垢裝置，除垢裝置給加熱管供電，加熱管以低於其額定功率的預設除垢功率幹燒一段時間，由於加熱管的金屬外管的熱膨脹係數比水垢的熱膨脹係數大，因此在加熱管幹燒的過程中，加熱管表面黏附的水垢會在金屬外管的膨脹作用力下開裂和脫落，從而達到除垢的目的，提高了電熱水器的熱交換效率和延長了加熱管的使用壽命，且除垢裝置結構簡單、成本低廉，可廣泛應用於儲水式電熱水器的除水垢處理。
【專利說明】具有除垢功能的電熱水器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電熱水器【技術領域】，尤其是涉及一種具有除垢功能的電熱水器。【背景技術】
[0002]現有的儲水式電熱水器是將金屬管狀加熱管置於內膽內直接對水進行加熱的，通常水含有一定濃度的鈣、鎂離子，當水受熱或蒸發時，鈣、鎂化合物等會沉澱在加熱管的表面和內膽的內壁上，從而形成水垢。水垢的導熱率低，當加熱管的表面黏附的水垢達到一定厚度後，將會降低加熱管與水之間的熱交換效率，電能消耗增大。此外，當水垢過厚時，力口熱管因其內部的熱量不能及時向外傳導而出現燒斷髮熱絲的現象，縮短了加熱管的使用壽命O
[0003]當前，行業中主要採用兩種方式防止水垢沉積在加熱管上:一、在金屬加熱管表面塗覆防積垢材料(例如，特氟龍、搪瓷等)來防止加熱器結水垢，這種技術的缺點是它僅能延緩加熱管結水垢的速度，而不能去除水垢，此外，加熱管表面塗覆的防積垢塗層本身就是一種熱阻，降低了熱交換效率；二、通過將加熱管置於強磁場或強電場中以阻止水垢沉積在加熱管表面，這種技術的缺點是結構複雜，成本高，難以廣泛推廣使用。
實用新型內容
[0004]本實用新型的主要目的在於提供一種具有除垢功能的電熱水器，旨在實現定期去除加熱元件的水垢，提高熱交換效率和延長加熱元件的使用壽命。
[0005]為達以上目的，本實用新型提出一種具有除垢功能的電熱水器，其包括帶有加熱管的內膽，還包括除垢裝置，所述除垢裝置的電源輸入端與市電連接，所述除垢裝置的電源輸出端與所述加熱管的電源輸入端連接，市電、所述除垢裝置及所述加熱管組成加熱管幹燒除垢迴路。
[0006]優選地，所述除垢裝置提供可變電壓輸出。
[0007]優選地，所述除垢裝置包括控制器和電壓輸出模塊，所述控制器與所述電壓輸出模塊連接，所述電壓輸出模塊的電源輸入端與市電連接，所述電壓輸出模塊的電源輸出端與所述加熱管的電源輸入端連接，其中:所述控制器在接收到啟動除垢功能的指令時，控制所述電壓輸出模塊對接入的市電進行降壓處理以得到預設的除垢電壓，並提供給所述加熱管。
[0008]優選地，所述加熱管包括具有PTC特性的加熱絲。
[0009]優選地，所述加熱絲由鎳鐵合金製成。
[0010]優選地，所述除垢裝置包括控制器和電壓輸出模塊，所述控制器與所述電壓輸出模塊連接，所述電壓輸出模塊的輸入端與市電連接，所述電壓輸出模塊的輸出端與所述加熱管的電源輸入端連接，其中:所述控制器在接收到啟動除垢功能的指令時，控制所述電壓輸出模塊對接入的市電進行降壓處理以得到預設的除垢電壓，或者，控制所述電壓輸出模塊輸出所述加熱管的額定工作電壓，並提供給所述加熱管。[0011]優選地，所述除垢裝置還包括與所述控制器連接的除垢開關模塊，所述電壓輸出模塊經由所述除垢開關模塊與所述加熱管連接，其中:所述控制器在接收到啟動除垢功能的指令時，控制所述除垢開關模塊按預設的時間周期間隔接通所述電壓輸出模塊和所述加熱管之間的電連接。
[0012]優選地，所述除垢裝置還包括與所述控制器連接的溫度檢測模塊，其中:所述控制器在所述溫度檢測模塊檢測到所述加熱管的溫度達到預設的閾值時，控制所述除垢開關模塊斷開所述電壓輸出模塊和所述加熱管之間的電連接。
[0013]優選地，所述除垢裝置還包括與所述控制器連接的提示模塊，所述提示模塊在所述除垢裝置完成除垢工作後發出除垢完畢的提示信息。
[0014]本實用新型所提供的一種具有除垢功能的電熱水器，設置有用於清除加熱管表面水垢的除垢裝置，在將內膽中的水排空後，啟動除垢裝置，除垢裝置給加熱管供電，加熱管以低於其額定功率的預設除垢功率幹燒一段時間，由於加熱管的金屬外管的熱膨脹係數比水垢的熱膨脹係數大，因此在加熱管幹燒的過程中，加熱管表面黏附的水垢會在金屬外管的膨脹作用力下開裂和脫落。本實用新型的除垢裝置結構簡單，成本低廉，且無電磁、化學汙染，通過定期去除加熱管表面黏附的水垢，達到了提高電熱水器的熱交換效率和延長加熱管使用壽命的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型電熱水器較佳實施例的結構示意圖；
[0016]圖2是本實用新型電熱水器的加熱管較佳實施例的結構示意圖。
[0017]圖3是本實用新型電熱水器的除垢裝置較佳實施例的功能模塊圖；
[0018]本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0019]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0020]參見圖1，圖1是本實用新型電熱水器較佳實施例的結構示意圖。
[0021]本實施例所提供的具有除垢功能的電熱水器，包括殼體10，帶有加熱管12的內膽11，內膽11的外層包覆有保溫層(圖中未示出)並置於殼體10中，加熱管12設置在內膽11中，用於對內膽11中的水體進行加熱。參見圖2，其中，加熱管12包括導電引棒121、加熱絲122、氧化鎂粉123和金屬外管124，金屬外管124將導電引棒121、加熱絲122和氧化鎂粉123包覆密封，導電引棒121的一端與加熱絲122連接，並埋設於氧化鎂粉123中，導電引棒121的另一端外露於金屬外管124，用於連接電源。此外，該電熱水器還包括分別與內膽11連通的進水口 13、出水口 14及排汙口 15，在電熱水器工作的過程中，冷水通過進水口13流進內膽11中，熱水則通過出水口 14流出以供沐浴，並循環供應洗浴用水。然而，通常水含有一定濃度的鈣、鎂離子，當水受熱時，鈣、鎂化合物等會沉澱在加熱管12的表面和內膽11的內壁上，從而形成水垢，黏附在加熱管12表面的水垢會大大降低加熱管12與水之間的換熱效率，由於加熱管12的熱量不能及時傳導出去，極端情況下加熱管12內部的加熱絲122還會燒斷。為了實現定期去除加熱管12上的水垢，保證電熱水器具有較高的熱交換效率和延長加熱管12的使用壽命，該電熱水器還包括用於去除加熱管12表面水垢的除垢裝置20，其中，除垢裝置20的電源輸入端與市電連接，除垢裝置20的電源輸出端與加熱管12的電源輸入端連接，市電、除垢裝置20及加熱管12組成加熱管幹燒除垢迴路。由於加熱管12的金屬外管124的熱膨脹係數比水垢的熱膨脹係數大，因此在加熱的過程中，金屬外管124受熱膨脹的變形量比水垢的變形量大，金屬外管124與水垢之間將產生一定的擠壓力，且水垢是脆性材料，在金屬外管124對水垢的擠壓力作用下，水垢會開裂進而脫落。基於金屬外管124和其表面黏附的水垢的熱膨脹特性，本實用新型的除垢裝置20可以通過控制加熱管12幹燒一段時間以去除加熱管12上的水垢，結構簡單，成本低廉，且無電磁、化學汙染，可以廣泛應用於儲水式電熱水器的除垢處理。通過定期去除加熱管12表面黏附的水垢，達到了提高電熱水器的熱交換效率和延長加熱管12使用壽命的目的。本實施例所提供的除垢裝置20的工作原理為:
[0022]先通過排汙口 15將內膽11中的水排空，然後啟動除垢裝置20，此時除垢裝置20給加熱管12供電，加熱管12將以低於其額定功率的除垢功率(例如，額定功率的30%?60%)幹燒一段時間，加熱管12的具體幹燒功率和時間可通過試驗測得。在加熱管12幹燒的過程中，加熱管12的金屬外管124和黏附在其表面的水垢均受熱膨脹，但金屬外管124的熱膨脹係數比水垢的熱膨脹係數大，因此水垢將受到金屬外管124的擠壓力作用，水垢會開裂進而脫落，從而脫離於金屬外管124，達到除垢的目的，提高了熱交換效率和延長加熱管12的使用壽命。
[0023]參見圖3，圖3是本實用新型電熱水器的除垢裝置較佳實施例的功能模塊圖。
[0024]本實施例的除垢裝置20提供可變電壓輸出，除垢裝置20的電源輸出端與加熱管12的電源輸入端連接。在啟動除垢裝置20時，除垢裝置20對接入加熱管12的市電(例如，工頻為50Hz，電壓為220V的交流電)進行降壓處理，例如，提供50%?80%的額定電壓給加熱管12，在滿足幹燒除垢功率的同時還可防止加熱管12的功率過大而燒壞加熱管12。此夕卜，除垢裝置20還可間斷地給加熱管12供電，使加熱管12幹燒若干次，例如，加熱管12通電幹燒N秒，斷電冷卻M秒(其中N、M為正整數)，水垢在冷、熱循環的作用下，更加容易從金屬外管124上開裂脫落。
[0025]具體地，除垢裝置20包括控制器201和電壓輸出模塊202，控制器201與電壓輸出模塊202連接，電壓輸出模塊202的電源輸入端與市電連接，電源輸出模塊202的電源輸出端與加熱管12的電源輸入端連接，其中，控制器201在接收到啟動除垢功能的指令時，控制電壓輸出模塊202對接入的市電進行降壓處理以得到預設的除垢電壓(例如，加熱管12額定電壓的50%?80%)，並提供給加熱管12。本實施例的除垢裝置20採用傻瓜式操作方式，從而提高電熱水器的安全性能，例如，電熱水器的操作面板上設有除垢功能鍵，當需要對加熱管12進行除垢時，按下該除垢功能鍵即可啟動除垢程序，除垢過程中不需要相關人員參與，完成除垢後，自動切換到正常工作模式。
[0026]本實施例中，除垢裝置20除了通過降低加熱管12的工作電壓來使加熱管12幹燒以去除水垢的方式外，還可通過採用具有PTC (正的溫度係數，電阻率隨溫度升高而增大)特性的材料製作加熱絲122，並給加熱管12提供額定電壓進行幹燒的除垢方式去除水垢。加熱絲122在幹燒的過程中，其電阻值隨著溫度的升高呈階躍性增大，因此，即使給加熱管12提供額定電壓以進行幹燒除垢，也不會出現加熱絲122燒斷的現象。當然，為了進一步提高電熱水器的安全性，在採用具有PTC特性的材料製成的加熱絲122的情況下，除垢裝置20還可以降低加熱管12幹燒時的工作電壓。為了降低成本，同時保證加熱絲122具有良好的發熱性能，本實施例的加熱絲122的材料優選為鎳鐵合金。
[0027]進一步地，本實施例中，除垢裝置20還包括除垢開關模塊203 (例如繼電器)，該除垢開關模塊203連接在電壓輸出模塊202和加熱管12之間，且除垢開關模塊203與控制器201連接。其中，當控制器201接收到啟動除垢功能的指令時，控制器201控制除垢開關模塊203按預設的時間周期間隔接通電壓輸出模塊202和加熱管12之間的電連接，即電壓輸出模塊202持續輸出穩定的電壓，通過除垢開關模塊203的電開關作用來控制加熱管12的幹燒時間。例如，每隔時間周期T (例如，T=20秒)接通電壓輸出模塊202和加熱管12之間的電連接，且保持一定時間後斷開電連接，即加熱管12進行周期性的幹燒，水垢在冷、熱循環的作用下，更加容易從金屬外管124上開裂脫落，除垢效果更好。
[0028]進一步地，為了防止加熱管12在幹燒過程中由於溫度過高而損壞加熱管12的部件，例如高溫灼傷金屬外管124或燒斷加熱絲122等，從而降低加熱管12的加熱性能。本實施例中，除垢裝置20還包括溫度檢測模塊204，該溫度檢測模塊204與控制器201連接，溫度檢測模塊204可以是溫度傳感器，或者其他適用於檢測加熱管12溫度的檢測裝置。溫度檢測模塊204的檢測探頭設置在加熱管12上且與加熱管12緊密貼合，從而提高溫度檢測的準確度。在加熱管12幹燒的過程中，溫度檢測模塊204實時檢測加熱管12的溫度，當控制器201接收到由溫度檢測模塊204檢測到的溫度值達到預設的閾值(可根據加熱管12的實際規格和材料確定，例如，為200°C)時，控制器201控制除垢開關模塊203斷開電壓輸出模塊202和加熱管12之間的電連接，從而防止加熱管12因繼續幹燒而出現損壞加熱管12的現象，因此，本實用新型的除垢裝置20安全性能高。
[0029]更進一步地，為了能讓用戶更加直觀地得知除垢裝置20是否完成除垢程序，從而及時提醒用戶進行內膽11的後期清理工作以恢復電熱水器的正常使用。該除垢裝置20還包括與控制器201連接的提示模塊205，在除垢裝置20完成除垢程序後，控制器201控制提示模塊205發出除垢完畢的提示信息。本實施例的提示模塊205可以是人機界面、語音模塊、或指示燈模塊等。提示模塊205發出的提示信息可以是文字信息、圖像信息、語音信息或者燈光信息等，例如，人機界面接收到文字信息或圖像信息後顯示相應的文字或圖像以告知用戶除垢裝置20的工作狀態，或者指示燈模塊(例如LED燈)接收到提示信息後閃爍發光或變換燈光的顏色以告知用戶除垢裝置20的工作狀態。
[0030]本實用新型所提供的電熱水器，通過增設控制加熱管進行幹燒除垢的除垢裝置，在將內膽中的水排空後，啟動除垢裝置，除垢裝置給加熱管供電，加熱管以低於其額定功率的預設除垢功率幹燒一段時間，由於加熱管的金屬外管的熱膨脹係數比水垢的熱膨脹係數大，因此在加熱管幹燒的過程中，加熱管表面黏附的水垢會在金屬外管的膨脹作用力下開裂和脫落，從而達到除垢的目的，提高了電熱水器的熱交換效率和延長了加熱管的使用壽命，且除垢裝置結構簡單、成本低廉，可廣泛應用於儲水式電熱水器的除水垢處理。
[0031]應當理解的是，以上僅為本實用新型的優選實施例，不能因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種具有除垢功能的電熱水器，包括帶有加熱管的內膽，其特徵在於:還包括除垢裝置，所述除垢裝置的電源輸入端與市電連接，所述除垢裝置的電源輸出端與所述加熱管的電源輸入端連接，市電、所述除垢裝置及所述加熱管組成加熱管幹燒除垢迴路。
2.根據權利要求1所述的電熱水器，其特徵在於:所述除垢裝置提供可變電壓輸出。
3.根據權利要求2所述的電熱水器，其特徵在於:所述除垢裝置包括控制器和電壓輸出模塊，所述控制器與所述電壓輸出模塊連接，所述電壓輸出模塊的電源輸入端與市電連接，所述電壓輸出模塊的電源輸出端與所述加熱管的電源輸入端連接，其中: 所述控制器在接收到啟動除垢功能的指令時，控制所述電壓輸出模塊對接入的市電進行降壓處理以得到預設的除垢電壓，並提供給所述加熱管。
4.根據權利要求1所述的電熱水器，其特徵在於:所述加熱管包括具有PTC特性的加熱絲。
5.根據權利要求4所述的電熱水器，其特徵在於:所述加熱絲由鎳鐵合金製成。
6.根據權利要求4所述的電熱水器，其特徵在於:所述除垢裝置包括控制器和電壓輸出模塊，所述控制器與所述電壓輸出模塊連接，所述電壓輸出模塊的輸入端與市電連接，所述電壓輸出模塊的輸出端與所述加熱管的電源輸入端連接，其中: 所述控制器在接收到啟動除垢功能的指令時，控制所述電壓輸出模塊對接入的市電進行降壓處理以得到預設的除垢電壓，或者，控制所述電壓輸出模塊輸出所述加熱管的額定工作電壓， 並提供給所述加熱管。
7.根據權利要求3或6所述的電熱水器，其特徵在於:所述除垢裝置還包括與所述控制器連接的除垢開關模塊，所述電壓輸出模塊經由所述除垢開關模塊與所述加熱管連接，其中: 所述控制器在接收到啟動除垢功能的指令時，控制所述除垢開關模塊按預設的時間周期間隔接通所述電壓輸出模塊和所述加熱管之間的電連接。
8.根據權利要求7所述的電熱水器，其特徵在於:所述除垢裝置還包括與所述控制器連接的溫度檢測模塊，其中: 所述控制器在所述溫度檢測模塊檢測到所述加熱管的溫度達到預設的閾值時，控制所述除垢開關模塊斷開所述電壓輸出模塊和所述加熱管之間的電連接。
9.根據權利要求3、6或8所述的電熱水器，其特徵在於:所述除垢裝置還包括與所述控制器連接的提示模塊，所述提示模塊在所述除垢裝置完成除垢工作後發出除垢完畢的提不?目息。
【文檔編號】F24H1/20GK203561044SQ201320616834
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】申勇兵, 曲紹鶴, 王明 申請人:蕪湖美的廚衛電器製造有限公司