一种电热水器及控制方法与流程

    专利2022-07-07  116


    本发明涉及热水器技术领域,尤其涉及一种电热水器及控制方法。



    背景技术:

    现有的电热水器包括内胆和外壳,内胆设置于外壳中,内胆中用于盛水。在内胆中设置进水管、出水管和电热管,电热管用于将内胆中的水加热。

    一般情况下,当电热管将内胆中的水加热到设定温度之后,停止加热。由于内胆中的水与周围介质存在温差,水的热量会不断与周围介质进行热交换导致水温降低,不能提供给用户恒温的水。

    现有技术中在外壳与内胆之间填充发泡剂用来保温,不仅生产工艺复杂,提高了生产成本,而且发泡剂填充不均匀,不能具有较好的保温效果。为了保持水温稳定在某个温度或温度范围,电热管会重复加热,影响电热管及电控元器件的寿命。



    技术实现要素:

    本发明的目的在于提供一种电热水器及控制方法,以解决现有技术中存在的电热水器保温效果差、成本高的技术问题。

    如上构思,本发明所采用的技术方案是:

    一种电热水器,包括:

    内胆;

    电加热件,设置于所述内胆中,能够将所述内胆中的水加热至设定温度;

    电保温件,绕设于所述内胆的外部,能够对所述内胆中的水保温,所述电保温件与所述电加热件交替工作。

    其中,所述电加热件为电热管,所述电热管于所述内胆中弯折延伸。

    其中,所述电热管呈螺旋状。

    其中,所述电保温件为电热丝,所述电热丝缠绕于所述内胆的外部。

    其中,所述电热丝设置有多股,多股所述电热丝于所述内胆的外周交叉缠绕,多股所述电热丝独立工作。

    其中,所述电加热件的功率是所述电保温件的功率的n倍,其中n≥10。

    其中,所述电热丝的表面包覆有绝缘层或者保温棉。

    一种电热水器控制方法,采用如上所述的电热水器,包括:

    在电加热件开启状态下,电保温件关闭;

    获得内胆中的水的实际温度,当实际温度等于设定温度时,电加热件关闭同时电保温件开启。

    其中,在电保温件开启状态下,当实际温度低于转换温度时,电保温件关闭同时电加热件开启。

    其中,在电保温件开启状态下,获得外界的环境温度,根据环境温度、水的实际温度和水的体积,调节电保温件的功率。

    本发明的有益效果:

    本发明提出的电热水器,通过在内胆的外部绕设电保温件,当电加热件将内胆中的水加热到设定温度时,电加热件关闭,停止加热,电保温件开启,对内胆中的水保温,减缓水的热量流失,避免电加热件频繁开启与关闭,延长了电加热件的寿命,减少水垢,无需设置发泡剂,具有较好的保温效果。

    附图说明

    图1是本发明实施例提供的一种电热水器的示意图;

    图2是本发明实施例提供的另一种电热水器的示意图;

    图3是本发明实施例提供的电热水器控制方法的流程图一;

    图4是本发明实施例提供的电热水器控制方法的流程图二;

    图5是本发明实施例提供的电热水器控制方法的流程图三。

    图中:

    1、内胆;2、电加热件;3、电保温件。

    具体实施方式

    下面详细描述本发明的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

    在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

    在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

    下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

    参见图1,本发明实施例提供一种电热水器,包括内胆1和外壳,内胆1设置于外壳内,内胆1用于盛水。电热水器还包括电加热件2和电保温件3,电加热件2设置于内胆1中,能够将内胆1中的水加热至设定温度,电保温件3绕设于内胆1的外部,能够对内胆1中的水保温,电保温件3与电加热件2交替工作。

    通过在内胆1的外部绕设电保温件3,当电加热件2将内胆1中的水加热到设定温度时,电加热件2关闭,停止加热,电保温件3开启,对内胆1中的水保温,减缓水的热量流失,避免电加热件2频繁开启与关闭,延长了电加热件2的寿命,减少水垢,无需设置发泡剂,具有较好的保温效果。

    电加热件2为电热管,电热管于内胆1中弯折延伸,增大与水的接触面积,提高加热效率。

    可选地,电热管呈螺旋状,与水的接触面积更大,使得水温更均匀。

    具体地,在内胆1的一端设置有法兰,电加热件2的一端与法兰固定连接,法兰起到固定支撑作用。

    电保温件3为电热丝,电热丝缠绕于内胆1的外部。电热丝在通电状态下将电能转化成热能,使得内胆1的表面温度升高,进而热量由外向内传递至内胆1的水中,以维持水温,减缓热量损失。

    可选地,电保温件3也可以为加热片,加热片绕设在内胆1的外部,更能够与内胆1充分接触。

    电热丝的表面包覆有绝缘层或者保温棉,以起到保温作用。

    电加热件2的功率是电保温件3的功率的n倍,其中n≥10。电加热件2的功率较大,便于实现快速加热,电保温件3的功率较小,能够节省能源。

    可选地,参见图2,电热丝设置有多股,多股电热丝于内胆1的外周交叉缠绕,以增大与内胆1的接触面积,使得内胆1受热更均匀。

    多股电热丝独立工作,不同的电热丝的功率可以不同,根据需要可调节电保温件3的整体功率,以适应保温需求。

    在本实施例中,电热丝设置有两股。

    此外,电热水器还包括进水管和出水管,进水管和出水管均与内胆1可拆卸连接,出水管的顶端靠近内胆1的顶部,进水管的顶端靠近内胆1的底部。

    电热水器还包括温度传感器和控制器,温度传感器用于检测内胆1中的水的实际温度,控制器与温度传感器电连接,控制器能够根据水的实际温度控制电保温件3与电加热件2的开启和停止。

    电热水器具有显示屏,显示屏与控制器电连接,显示屏能够显示内胆中的水的实际温度。当水的温度发生变化时,显示屏上的温度数值随之发生变化。该显示屏为触控屏,除了能够显示温度,还能够进行温度设置、选择加热模式等操作,显示屏为现有技术,在此不再赘述。

    本发明实施例提供一种电热水器控制方法,采用上述的电加热器,主要包括加热和保温两个阶段。

    在电热水器开启之后,若用户设置了所需的加热温度,控制器将用户设置的加热温度作为设定温度;若用户未设置所需的加热温度,控制器根据程序内部预设温度作为设定温度。

    温度传感器检测内胆1中的水的实际温度,并将检测结果发送至控制器,若电热水器开启时的实际温度低于设定温度,则电加热件2开启同时电保温件3关闭,进入加热阶段。一般情况下,也可以设置在电热水器开启的同时,电加热件2开启。

    在加热过程中,获得内胆1中的水的实际温度;具体地,每间隔设定时长检测一次温度,例如每间隔30s检测一次。

    参见图3,在电加热件2开启状态下,电保温件3关闭;检测内胆1中的水的实际温度,当实际温度等于设定温度时,电加热件2关闭同时电保温件3开启。

    通过电保温件3对内胆1中的水保温,减缓水的热量流失,避免电加热件2频繁开启与关闭,延长了电加热件2的寿命,无需设置发泡剂,具有较好的保温效果。

    在电保温件3开启状态下,处于保温阶段,在保温阶段,如果用户用水,水的实际温度会发生变化。当用水量较多时,水温变化较大,当用水量较少时,水温变化不大。如果用户只是用了少量水之后停止用水,且水温变化不大,无需开启电加热件2。如果用户用了大量水,且水温下降较多,则需开启电加热件2。

    因此,设置了电保温件3的保温范围,保温范围在转换温度至设定温度之间。参见图4,在电保温件3开启状态下,当实际温度低于转换温度时,此时水温变化较大,电保温件3关闭同时电加热件2开启,对水进行加热,当水的实际温度达到设定温度时,电加热件2关闭同时电保温件3开启,对水进行保温。

    在保温阶段,最好能够将内胆1中的水保持在设定温度不变,以使得用户能够用到恒温的水。此时需要根据环境温度、设定温度和水的体积,调节电保温件3的功率至初始功率。

    首先根据设定温度和水的体积,得出水温降低一度所需的时间和电能,将此电能分散到这段时间来给热水器进行补偿,电保温件3的功率在这段时间产生的电能等于水散失的电能。

    但是保温阶段内胆1中的水也会与外界有热交换,有一定的热量散失。因此,在这个过程中需要考虑补偿中的热量散失,因此需要乘以相关的热量散失系数。其中,热量散失系数与外界的环境温度有关,根据环境温度获得热量散失系数。具体地,可通过多次试验得出环境温度与热量散失系数的关系。

    参见图5,在电保温件3开启状态下,当实际温度高于转换温度且低于设定温度时,此时水温变化不大,可继续采用电保温件3保温,可根据环境温度、水的实际温度和水的体积,调节电保温件3的功率至第一功率。此时,第一功率可能大于初始功率,也可能小于初始功率,根据实际参数情况计算而得。

    在后续保温阶段,若水的温度继续降低但仍高于转换温度,可进一步调节电保温件3的功率至第二功率。

    为了更清楚地描述本实施例的技术方案,下面进行实例性介绍。

    在电热水器开启后,此时的水温为30℃,用户设定温度为60℃,在控制器中默认的转换温度比设定温度低5℃,即转换温度为55℃。此时的水温小于设定温度,电保温件3关闭同时电加热件2开启。

    在电加热件2开启状态下,检测内胆1中的水的实际温度,当实际温度等于设定温度时,电加热件2关闭同时电保温件3开启。

    在电保温件3开启状态下,检测内胆1中的水的实际温度,当实际温度低于设定温度且大于转换温度时,调节电保温件3的功率。当实际温度低于转换温度时,电保温件3关闭同时电加热件2开启。

    以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性,本发明不受上述实施方式限制,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还有各种变化和改变,这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


    技术特征:

    1.一种电热水器,其特征在于,包括:

    内胆(1);

    电加热件(2),设置于所述内胆(1)中,能够将所述内胆(1)中的水加热至设定温度;

    电保温件(3),绕设于所述内胆(1)的外部,能够对所述内胆(1)中的水保温,所述电保温件(3)与所述电加热件(2)交替工作。

    2.根据权利要求1所述的电热水器,其特征在于,所述电加热件(2)为电热管,所述电热管于所述内胆(1)中弯折延伸。

    3.根据权利要求2所述的电热水器,其特征在于,所述电热管呈螺旋状。

    4.根据权利要求1所述的电热水器,其特征在于,所述电保温件(3)为电热丝,所述电热丝缠绕于所述内胆(1)的外部。

    5.根据权利要求4所述的电热水器,其特征在于,所述电热丝设置有多股,多股所述电热丝于所述内胆(1)的外周交叉缠绕,多股所述电热丝独立工作。

    6.根据权利要求4所述的电热水器,其特征在于,所述电热丝的表面包覆有绝缘层或者保温棉。

    7.根据权利要求1所述的电热水器,其特征在于,所述电加热件(2)的功率是所述电保温件(3)的功率的n倍,其中n≥10。

    8.一种电热水器控制方法,其特征在于,采用权利要求1-7任一项所述的电热水器,包括:

    在电加热件(2)开启状态下,电保温件(3)关闭;

    获得内胆(1)中的水的实际温度,当实际温度等于设定温度时,电加热件(2)关闭同时电保温件(3)开启。

    9.根据权利要求8所述的电热水器控制方法,其特征在于,在电保温件(3)开启状态下,当实际温度低于转换温度时,电保温件(3)关闭同时电加热件(2)开启。

    10.根据权利要求8所述的电热水器控制方法,其特征在于,在电保温件(3)开启状态下,获得外界的环境温度,根据环境温度、水的实际温度和水的体积,调节电保温件(3)的功率。

    技术总结
    本发明公开了一种电热水器及控制方法,其属于热水器技术领域,电热水器包括内胆、电加热件和电保温件,电加热件设置于所述内胆中,能够将所述内胆中的水加热至设定温度;电保温件绕设于所述内胆的外部,能够对所述内胆中的水保温,所述电保温件与所述电加热件交替工作。电热水器控制方法,包括:在电加热件开启状态下,电保温件关闭;获得内胆中的水的实际温度,当实际温度等于设定温度时,电加热件关闭同时电保温件开启。通过电保温件对内胆中的水保温,减缓水的热量流失,避免电加热件频繁开启与关闭,延长了电加热件的寿命,减少水垢,无需设置发泡剂,具有较好的保温效果。

    技术研发人员:丁建鹏;蔡想周;刘洋;盛保敬;于水生
    受保护的技术使用者:青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司;海尔智家股份有限公司
    技术研发日:2020.12.02
    技术公布日:2021.03.12

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