專利名稱：橫置電熱水器進(jìn)出水口的節(jié)能布置方法及橫置電熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱水器領(lǐng)域，特別涉及一種橫置電熱水器。
背景技術(shù)：
熱水器是家庭中耗電最多的電器之一，橫置電熱水器與豎置電熱水器相比，耗電更多，業(yè)界已開始認(rèn)識到這一問題，著手開發(fā)各種熱水器節(jié)能技術(shù)。對于熱水器的節(jié)能，業(yè)界通常采用的方法包括改善保溫層保溫效果，增加加熱管的熱效率，以及改進(jìn)溫控器的控制精度等(付君萍，“電熱水器節(jié)能成為發(fā)展方向”，電器，2004年7期)?，F(xiàn)有技術(shù)著眼于從附加較復(fù)雜的裝置入手，如世界上最大的熱水器制造商之一——艾歐史密斯(AO SMITH)公司擁有的多項涉及熱水器節(jié)能方面的專利中多以微電腦等復(fù)雜的部件實現(xiàn)(如專利號為ZL00112584.2的“智能型節(jié)能電熱水器”)；另有一些關(guān)于電熱水器節(jié)能方面的專利采用了諸如“利用污水余熱提高熱水器進(jìn)水水溫的熱水器節(jié)能輔助裝置”(見中國專利號為ZL02270814.6的“熱水器節(jié)能輔助裝置”)。以上技術(shù)措施雖然均產(chǎn)生了不同程度的節(jié)能效果，但由于熱水器內(nèi)膽中的冷水輸入管出水口和熱水輸出管進(jìn)水口采用圖1所示的布置方式和構(gòu)造，因而冷水輸入管的出水口與熱水輸出管的進(jìn)水口之間易發(fā)生短流，進(jìn)入內(nèi)膽的冷水與內(nèi)膽中原有熱水的摻混較強，致使節(jié)能效果的提高受到了限制。再則，以上節(jié)能方式均需附加其它裝置或采用成本較高的技術(shù)手段達(dá)到節(jié)能的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種橫置電熱水器的節(jié)能新方法和按照此方法設(shè)計的橫置電熱水器，此種方法及電熱水器不僅降低了內(nèi)膽中冷水與熱水的摻混程度，解決了冷水輸入管的出水口與熱水輸出管的進(jìn)水口之間的短流問題，而且不需附加任何裝置。
本發(fā)明所述橫置電熱水器進(jìn)出水口的節(jié)能布置方法將熱水器內(nèi)膽中的冷水輸入管出水口和熱水輸出管進(jìn)水口分別布置在熱水器內(nèi)膽兩端，冷水輸入管出水口處于低位，朝向內(nèi)膽的一端并與內(nèi)膽該端端面接近，熱水輸出管進(jìn)水口處于高位，朝向內(nèi)膽的另一端并與內(nèi)膽該端端面接近。
按照上述方法布置進(jìn)出水口的橫置電熱水器，包括外殼、內(nèi)膽，與內(nèi)膽組合的冷水輸入管和熱水輸出管，安裝在內(nèi)膽中的溫度傳感器和加熱元件，與溫度傳感器、加熱元件連接的加熱控制器；冷水輸入管插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽的底部，其冷水出口朝向并貼近內(nèi)膽的一端端面；熱水輸出管插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽的頂部，其熱水進(jìn)口朝向并貼近內(nèi)膽的另一端端面。
為了進(jìn)一步提高熱水產(chǎn)率，對熱水輸出管和冷水輸入管相對于內(nèi)膽端面、頂壁和底壁的間距進(jìn)行了優(yōu)選。熱水輸出管的熱水進(jìn)口與該口所朝向的內(nèi)膽端面之間的間距小于或等于5cm，冷水輸入管的冷水出口與該口所朝向的內(nèi)膽端面之間的間距小于或等于5cm；熱水輸出管與內(nèi)膽頂壁的間距小于或等于5cm，冷水輸入管與內(nèi)膽底壁的間距小于或等于5cm。
本發(fā)明具有以下有益效果1、按照本發(fā)明所述方法設(shè)計、制造的橫置電熱水器，其冷水輸入管的出水口與熱水輸出管的進(jìn)水口之間的距離達(dá)到了最遠(yuǎn)，同時冷水輸入管的出水口朝向內(nèi)膽端面，使冷水不直接射入熱水中，經(jīng)過內(nèi)膽端面反射后的冷水流速可大幅降低，而熱水輸出管的進(jìn)水口朝向內(nèi)膽的另一端面，不會接收由內(nèi)膽冷水端過來的直接來流，因而可有效避免熱水器內(nèi)膽中的冷熱水摻混和短流的發(fā)生，從而提高了熱水產(chǎn)率。
為了驗證本發(fā)明的效果，使用計算流體力學(xué)及傳熱計算方法(參見Rodi，W.Predictionmethod for turbulent flows[M].McGraw-Hill International Book Company，New York，USA，1980；《湍流模型及有限分析法》，陳景仁著，上海交大出版社，1989；《流體流動與傳熱的數(shù)值計算》帕坦卡著，張政譯，科學(xué)出版社，1984)對現(xiàn)有橫置電熱水器(見圖1)和本發(fā)明所述橫置電熱水器(見圖2)的進(jìn)、出水口布置方案進(jìn)行了模擬計算，模擬計算的內(nèi)容包括熱水器內(nèi)膽中水溫隨時間的變化(見圖4)和熱水器中累計流出熱量隨水溫下降的變化(見圖5)。計算模擬了兩種工況(1)5升/分鐘等流量出(進(jìn))流；(2)保持用水流量為5升/分鐘、用水溫度為38攝氏度(人體最適宜使用溫度)，進(jìn)(出)水流量根據(jù)水溫調(diào)節(jié)。兩種工況的進(jìn)水水溫均為20攝氏度，熱水器中熱水的初始水溫為75攝氏度。計算結(jié)果見表1(根據(jù)實際中可能的使用情況，表1中只統(tǒng)計了出水水溫從75攝氏度下降到38攝氏度的累計流出熱量)。
表1本發(fā)明與現(xiàn)有橫置電熱水器相比的節(jié)能效果

注因工況1(等流量出流)情況下水溫下降到38度的時間沒有實際意義，所以未計算。
從表1可以看出，本發(fā)明相對于現(xiàn)有橫置電熱水器具有明顯的節(jié)能效果。
2、本發(fā)明不需附加任何裝置，對現(xiàn)有熱水器制造廠家而言，僅需對現(xiàn)有熱水器的進(jìn)、出水口布置方式進(jìn)行調(diào)整，因而非常簡單，不會增加成本，易于實施。


圖1是現(xiàn)有橫置電熱水器的進(jìn)、出水口布置方式圖；圖2是本發(fā)明所述方法提供的橫置電熱水器進(jìn)、出水口布置方式圖；圖3是本發(fā)明所述橫置電熱水器的一種結(jié)構(gòu)簡圖；圖4是現(xiàn)有橫置電熱水器和本發(fā)明所述橫置熱水器內(nèi)膽中水溫隨時間變化的比較圖；圖5是現(xiàn)有橫置電熱水器和本發(fā)明所述橫置熱水器中累計流出熱量隨水溫下降的變化比較圖。
圖中，1-內(nèi)膽、2-冷水輸入管、3-熱水輸出管、4-外殼、5-下層加熱元件、6-溫度傳感器、7-上層加熱元件、8-加熱控制器、A-冷水輸入管出水口、B-熱水輸出管進(jìn)水口。
具體實施例方式
本發(fā)明所述方法的實施如圖2所示，將熱水器內(nèi)膽中的冷水輸入管出水口A和熱水輸出管進(jìn)水口B分別布置在熱水器內(nèi)膽1的兩端，冷水輸入管出水口A處于低位，朝向內(nèi)膽1的一端并與內(nèi)膽該端端面接近，熱水輸出管進(jìn)水口B處于高位，朝向內(nèi)膽的另一端并與內(nèi)膽該端端面接近。這樣的布置使冷水輸入管出水口A與熱水輸出管進(jìn)水口B之間的距離達(dá)到了最遠(yuǎn)，且進(jìn)入內(nèi)膽的冷水不直接射入熱水中。
本發(fā)明所述橫式節(jié)能熱水器的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括外殼4、內(nèi)膽1，與內(nèi)膽組合的冷水輸入管2和熱水輸出管3，安裝在內(nèi)膽中的溫度傳感器6和加熱元件5、7，與溫度傳感器、加熱元件連接的加熱控制器8。內(nèi)膽1為圓筒體或矩形體，冷水輸入管2插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽的底部，與內(nèi)膽底壁的間距小于或等于5cm，其冷水出口朝向內(nèi)膽的右端端面，冷水出口與該口所朝向的內(nèi)膽端面之間的間距小于或等于5cm；熱水輸出管3插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽的頂部，與內(nèi)膽頂壁的間距小于或等于5cm，其熱水進(jìn)口朝向內(nèi)膽的左端端面，熱水進(jìn)口與該口所朝向的內(nèi)膽端面之間的間距小于或等于5cm；加熱元件包括上層加熱元件7和下層加熱元件5，上層加熱元件7安裝在熱水輸出管3的熱水進(jìn)口所朝向的內(nèi)膽端面且位于熱水進(jìn)口附近(內(nèi)膽的軸線之上)，下層加熱元件5安裝在冷水輸入管2的冷水出口所朝向的內(nèi)膽端面且位于冷水進(jìn)口附近(內(nèi)膽的軸線之下)；溫度傳感器6安裝在熱水輸出管3的熱水進(jìn)口所朝向的內(nèi)膽一端，用于監(jiān)測熱水器內(nèi)膽中水體的溫度。
權(quán)利要求
1.一種橫置電熱水器進(jìn)出水口的節(jié)能布置方法，其特征在于熱水器內(nèi)膽中的冷水輸入管出水口和熱水輸出管進(jìn)水口分別布置在熱水器內(nèi)膽兩端，冷水輸入管出水口處于低位，朝向內(nèi)膽的一端并與內(nèi)膽該端端面接近，熱水輸出管進(jìn)水口處于高位，朝向內(nèi)膽的另一端并與內(nèi)膽該端端面接近。
2.一種按照權(quán)利要求1所述方法布置進(jìn)出水口的橫置電熱水器，包括外殼(4)、內(nèi)膽(1)，與內(nèi)膽組合的冷水輸入管(2)和熱水輸出管(3)，安裝在內(nèi)膽中的溫度傳感器(6)和加熱元件(5、7)，與溫度傳感器、加熱元件連接的加熱控制器(8)，其特征在于冷水輸入管(2)插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽的底部，其冷水出口朝向并貼近內(nèi)膽的一端端面；熱水輸出管(3)插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽的頂部，其熱水進(jìn)口朝向并貼近內(nèi)膽的另一端端面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橫置電熱水器，其特征在于熱水輸出管(3)的熱水進(jìn)口與該口所朝向的內(nèi)膽端面之間的間距小于或等于5cm，冷水輸入管(2)的冷水出口與該口所朝向的內(nèi)膽端面之間的間距小于或等于5cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的橫置電熱水器，其特征在于熱水輸出管(3)與內(nèi)膽頂壁的間距小于或等于5cm，冷水輸入管(2)與內(nèi)膽底壁的間距小于或等于5cm。
全文摘要
一種橫置電熱水器進(jìn)出水口的節(jié)能布置方法，將熱水器內(nèi)膽中的冷水輸入管出水口和熱水輸出管進(jìn)水口分別布置在熱水器內(nèi)膽兩端，冷水輸入管出水口處于低位，朝向內(nèi)膽的一端并與內(nèi)膽該端端面接近，熱水輸出管進(jìn)水口處于高位，朝向內(nèi)膽的另一端并與內(nèi)膽該端端面接近。按照上述方法布置進(jìn)出水口的橫置電熱水器，包括外殼、內(nèi)膽，與內(nèi)膽組合的冷水輸入管和熱水輸出管，安裝在內(nèi)膽中的溫度傳感器和加熱元件，與溫度傳感器、加熱元件連接的加熱控制器；冷水輸入管插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽的底部，其冷水出口朝向并貼近內(nèi)膽的一端端面；熱水輸出管插入內(nèi)膽中的管體位于內(nèi)膽的頂部，其熱水進(jìn)口朝向并貼近內(nèi)膽的另一端端面。
文檔編號F24H9/00GK1884937SQ20061002127
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者羅麟, 傅曉英 申請人:四川大學(xué)