专利名称：可变导热管电热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种电加热的方法和装置，尤其是一种家用电热水器加热的方法和装置。
背景技术：
作为一种生活热水的获取方法，电热水器广泛应用于居民家庭中。与其它种类的热水器相比，电热水器具有清洁、便利、不受天气影响等优点。
目前电热水器的加热方式，主要采用电热元件对水进行直接加热。电热水器可分为预热式和即热式，其中预热式占绝大多数。
预热式电热水器存在以下方面的显著缺点1、在使用热水前需要提前对水进行较长时间的加热，给使用带来很大的不便，尤其是在急需使用热水的情况下。
2、当热水器内热水用完后，必须要再一次等待预热，不能为多人洗澡连续提供热水。
3、热水器内的剩余热水需要间断加热保温，增加能耗。
4、具有一个体积较大的水箱，占据室内空间和影响美观。
即热型电热水器虽然能够解决无需提前加热的问题，但存在调温不便的缺陷，水温随用水量的变化有较大的波动，水温质量低，以至该种即热型电热水器难以得到广泛应用。
目前预热式电热水器之所以需要较长的预热时间，是因为需要对水箱内较多的水同时进行加热，若能将热水器分为优先加热区和过剩热量加热区，热水器启动后首先对优先加热区中少量的水进行加热，在很短时间内即可提供热水，在优先加热区的水达到一定温度后，自动地将热量转移到对过剩热量加热区中的水进行加热；反之，当用水量加大、优先加热区中的水温下降时，自动地减小对过剩热量加热区中的水进行加热，则可达到既能快速提供热水，又能保证水温稳定的目的。此外，该种加热方法能够连续提供热水，可大大减小目前预热式电热水器水箱的体积，这一方面降低水箱内大量存水保温所需的加热能耗，同时，较小的热水器体积还可节省室内空间，增加其美观性。
发明内容
技术问题本实用新型的目的是提供一种预热时间短、水温稳定、可连续提供热水、水箱体积小、能耗低、节省空间的可变导热管电热水器。
技术方案本实用新型的可变导热管电热水器包括水箱、电加热器、可变导热管、自然对流抑制板、过剩热量加热区、优先加热区、冷水进口、热水出口；其中，水箱上部为一容积较大的过剩热量加热区，水箱下部设置一容积较小的优先加热区，进水管接水箱上部，出水管接优先加热区底部；可变导热管的下部即蒸发段位于优先加热区内，可变导热管的上部即冷凝段位于过剩热量加热区内，电加热器位于优先加热区内可变导热管的下部即蒸发段；自然对流抑制板位于水箱内。电加热器位于优先加热区内可变导热管的下部即蒸发段的底部、或外周、或内部。可变导热管为一根或多根。自然对流抑制板为带有多孔的隔板，位于水箱内有多块，分别位于水箱内不同高度的层面上。
本实用新型的可变导热管电热水器的加热方法为热水器的加热部分分为优先加热区和过剩热量加热区，首先对优先加热区加热，当优先加热区中的水温达到一定温度后，可变导热管能够自动地将热量转移到对过剩热量加热区中的水进行加热；反之，当优先加热区中的水温下降时，可变导热管能够自动地减小对过剩热量加热区中的水进行加热，以保证优先加热区中水温的稳定。
其工作过程为热水器分为优先加热区和过剩热量加热区，电热水器中装有可变导热管，可变导热管的蒸发段位于优先加热区内，冷凝段位于过剩热量加热区内。电加热器安装在一根或多根可变导热管的下部即热管的蒸发段并位于热水器的优先加热区内，热水器启动后，电热元件首先对靠近热水器出口处的优先加热区中少量的水进行加热，在很短时间内即可提供热水。在电加热器对其周围水进行加热的同时，也对可变导热管进行加热，随着加热器周围的水和可变导热管底部温度的提高，可变导热管内部的工质开始相变汽化，热管开始工作，管内的压力随温度的升高而增加，可变导热管内的不凝性气体受到压缩而向管的上方退缩，使得热管内工质蒸气的冷凝传热面积增加，通过热管冷凝段对过剩热量加热区中的水进行加热。热管内温度越高，压力越大，管内不凝性气体受到的压缩越厉害，热管的冷凝面积就越大，放热得到加强，转移到过剩热量加热区的热量越多，从而避免优先加热区内的水温过高。反之，当热水用量加大、优先加热区中的水温下降时，可变导热管内的压力随热管温度的下降而降低，不凝性气体发生膨胀而占据较大的冷凝段放热面积，自动地减少热量向过剩热量加热区的排出，使得优先加热区的水温提高。由此可见，上述加热方式具有很好的自动恒温效应。可变导热管的冷凝段对水箱中的水自下而上地进行加热，为了减小水箱中不同高度、不同温度水之间的自然对流换热，在水箱中装有自然对流抑制板(既带有多孔的隔板)，以削弱水的自然对流效应。
有益效果该种电热水器加热方法具有很多特有的优点，并具有很强的实用性，广泛适用于为家庭提供生活热水1、不需较长的预热时间，其原因主要在于不需对水箱中的水整体同时加热，而首先仅对优先加热区中少量的水进行加热并提供使用。
2、热水温度稳定，当优先加热区的水温达到一定温度时，可变导热管能够自动将电热元件所加入的热量实现转移，用来对过剩热量加热区中的水进行自下而上地分段加热；而当优先加热区温度下降时，又能及时自动地减小对过剩热量加热区的加热；3、能够连续提供热水；4、可大大减小目前预热式电热水器水箱的体积，这一方面降低水箱内大量存水保温所需的加热能耗，具有节能效果，同时较小的热水器体积还可节省室内空间，增加其美观性。
图1是本实用新型可变导热管电热水器的结构示意图。其中有水箱1、电加热器2、可变导热管3、自然对流抑制板4、过剩热量加热区5、优先加热区6、冷水进口7、热水出口8。
具体实施方式
本实用新型是一种可变导热管电热水器，该装置包括水箱1、电加热器2、可变导热管3、自然对流抑制板4、过剩热量加热区5、优先加热区6、冷水进口7、热水出口8；其中，水箱1上部为一容积较大的过剩热量加热区5，水箱1下部设置一容积较小的优先加热区6，进水管7接水箱1上部，出水管8接优先加热区6底部；可变导热管3的下部即蒸发段位于优先加热区6内，可变导热管3的上部即冷凝段位于过剩热量加热区5内，电加热器2位于优先加热区6内可变导热管3的下部即蒸发段；自然对流抑制板4位于水箱1内。电加热器2位于优先加热区6内可变导热管3的下部即蒸发段的底部、或外周、或内部。可变导热管3为一根或多根。为了减小水箱中不同高度、不同温度水之间的自然对流换热，在水箱中装有自然对流抑制板(既带有多孔的隔板)，以削弱水的自然对流效应，自然对流抑制板分别位于水箱1内不同高度的层面上。
加热的方法为热水器分为优先加热区和过剩热量加热区，电热水器中装有可变导热管，可变导热管的蒸发段位于优先加热区内，冷凝段位于过剩热量加热区内。电加热器安装在一根或多根可变导热管下部(热管的蒸发段)并位于热水器的优先加热区内，热水器启动后，电热元件首先对靠近热水器出口处的优先加热区中少量的水进行加热，在很短时间内即可提供热水。在电加热器对其周围水进行加热的同时，也对可变导热管进行加热，随着加热器周围的水和可变导热管底部温度的提高，可变导热管内部的工质开始相变汽化，热管开始工作，管内的压力随温度的升高而增加，可变导热管内的不凝性气体受到压缩而向管的上方退缩，使得热管内工质蒸气的冷凝传热面积增加，通过热管冷凝段对过剩热量加热区中的水进行加热。热管内温度越高，压力越大，管内不凝性气体受到的压缩越厉害，热管的冷凝面积就越大，放热得到加强，转移到过剩热量加热区的热量越多，从而避免优先加热区中的水温过高。反之，当热水用量加大、优先加热区的水温下降时，可变导热管内的压力随热管温度的下降而降低，不凝性气体发生膨胀而占据较大的冷凝段放热面积，自动地减少热量向过剩热量加热区的排出，使得优先加热区的水温提高。由此可见，上述加热方式具有很好的自动恒温效应。可变导热管的冷凝段对水箱中的水自下而上地进行加热，为了减小水箱中不同高度、不同温度水之间的自然对流换热，在水箱中装有自然对流抑制板(既带有多孔的隔板)，以削弱水的自然对流效应。
权利要求1.一种可变导热管电热水器，其特征在于该装置包括水箱(1)、电加热器(2)、可变导热管(3)、自然对流抑制板(4)、过剩热量加热区(5)、优先加热区(6)、冷水进口(7)、热水出口(8)；其中，水箱(1)上部为一容积较大的过剩热量加热区(5)，水箱(1)下部设置一容积较小的优先加热区(6)，进水管(7)接水箱(1)上部，出水管(8)接优先加热区(6)底部；可变导热管(3)的下部即蒸发段位于优先加热区(6)内，可变导热管(3)的上部即冷凝段位于过剩热量加热区(5)内，电加热器(2)位于优先加热区(6)内可变导热管(3)的下部即蒸发段；自然对流抑制板(4)位于水箱(1)内。
2.根据权利要求1所述的可变导热管电热水器，其特征在于电加热器(2)位于优先加热区(6)内可变导热管(3)的下部即蒸发段的底部、或外周、或内部。
3.根据权利要求1或2所述的可变导热管电热水器，其特征在于可变导热管(3)为一根或多根。
4.根据权利要求1所述的可变导热管电热水器，其特征在于自然对流抑制板(4)为带有多孔的隔板，位于水箱(1)内有多块，分别位于水箱(1)内的不同高度的层面上。
专利摘要可变导热管电热水器及加热方法是一种快速提供热水、可保证水温稳定且节能的家用电热水器，该装置包括水箱(1)、电加热器(2)、可变导热管(3)、自然对流抑制板(4)、过剩热量加热区(5)、优先加热区(6)、冷水进口(7)、热水出口(8)；其中，水箱(1)上部为一容积较大的过剩热量加热区(5)，水箱(1)下部设置一容积较小的优先加热区(6)，进水管(7)接水箱(1)上部，出水管(8)接优先加热区底部；可变导热管(3)的下部即蒸发段位于优先加热区内，可变导热管(3)的上部即冷凝段位于过剩热量加热区内，电加热器(2)位于优先加热区内可变导热管的下部即蒸发段；自然对流抑制板(4)位于水箱内。
文档编号F28D15/02GK2781267SQ20052006866
公开日2006年5月17日 申请日期2005年1月28日 优先权日2005年1月28日
发明者袁竹林 申请人:东南大学