《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》是奧特朗電器（廣州）有限公司於2010年8月12日申請的專利，該專利的公布號為CN101900409A，授權公布日為2010年12月1日，發明人是馮俊。
《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》涉及電熱水器，提出一種雙模單核預即熱式電熱水加熱器，其包括儲水膽、加熱膽、電熱管、儲水膽進水管和加熱膽出水管，內有電熱管的加熱膽連線安裝於儲水膽內，加熱膽設有導流孔，儲水膽進水管和加熱膽出水管的內連線埠分別位於儲水室和加熱室內，一儲水膽出水管和加熱膽進水管將儲水膽內部和加熱室內部連通。最佳化方案是在儲水膽出水管、加熱膽進水管和儲水膽進水管上串接一個混水裝置。該發明的顯著進步有：1、雙模單核結構，只用一組電熱管就實現了預熱和即熱兩種工作模式，簡化了電熱水加熱器的結構。2、採用導流口實現了預熱階段的儲水室和加熱室中水的循環對流。3、採用儲水膽出水管來合理使用預熱水。4、通過混水裝置調節使用預熱水的比例，在低溫環境下可延長熱水器的熱水供給時間。
2018年12月20日，《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：雙模單核預即熱式電熱水加熱器
- 公告號：CN101900409A
- 授權日：2010年12月1日
- 申請號：2010102522525
- 申請日：2010年8月12日
- 申請人：奧特朗電器(廣州)有限公司
- 地址：廣東省廣州市科學城南翔一路68號
- 發明人：馮俊
- Int.Cl.：F24H1/00(2006.01)I; F24H9/20(2006.01)I
- 代理機構：廣州市紅荔專利代理有限公司
- 代理人：唐弟
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
預即熱式電熱水器克服了即熱式電熱水器功率大和儲水式電熱水器體積大的缺點，其體積比儲水式電熱水器小得多（大約是儲水式電熱水器的1/3），其功率設計在普通家庭用戶可安裝使用的範圍內（一般為5500瓦），具有節能和加熱快的特點，很受消費者歡迎。
該專利申請人較早前申請的一種電熱水加熱器（專利申請號為200920061762.7）就是一種用於預即熱式電熱水器的水加熱器，如圖1所示，其包括有儲水膽2、即熱發熱管13、預熱發熱管23、進水管1和出水管5。即熱發熱管13用一具有開口120的加熱膽12罩蓋著安裝於儲水膽2的上端，預熱發熱管23安裝於儲水膽2的下端，加熱膽12內的空間為即熱室10，加熱膽12與儲水膽2之間的空間為儲水室20，進水管1穿過儲水膽2，其內連線埠11位於儲水室20內靠預熱發熱管23端，出水管5的內連線埠51位於即熱室10內。
這種結構的預即熱式電熱水加熱器是這樣工作的：在夏、秋、春由即熱發熱管13進行加熱，可以即開即熱，在冬天，通過預熱發熱管23先對儲水室20的水進行預加熱，在使用熱水的過程中根據儲水室的水溫由預熱發熱管23和即熱發熱管13對儲水室20的熱水進行再加熱，這樣便可保證在環境溫度較低（例如冬天）時，熱水器的出水溫度仍達到要求。
由於儲水室20預先儲存有一定量經過預熱的熱水，使用時即熱發熱管13的功率不需要太大也能達到用水流量和溫度要求，因此即熱發熱管13的功率設計在普通家庭用戶允許使用的5500瓦就可以滿足用戶要求，從而克服了即熱式電熱水器功率過大的問題。
截至2010年8月12日的技術中，預即熱式電熱水器中採用的電熱水加熱器的美中不足是必須採用兩組發熱管（俗稱雙模雙核結構），結構複雜，製造成本較高。
發明內容
專利目的
《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》的目的是設計一種用於預即熱式電熱水器的電熱水加熱器，是預即熱式電熱水加熱器的改進，其只用一組電發熱管就能實現預熱和即熱兩種功能，稱之為雙模單核預即熱式電熱水加熱器，具有結構合理、熱效率高和製造成本低等特點。
技術方案
《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》的目的可通過如下技術方案來實現：
一種雙模單核預即熱式電熱水加熱器，包括儲水膽、加熱膽、電熱管、儲水膽進水管和加熱膽出水管，儲水膽的一端具有安裝口，加熱膽通過安裝座與儲水膽的安裝口連線安裝於儲水膽內，電熱管安裝於加熱膽內，加熱膽內的空間為加熱室，加熱膽和儲水膽之間的空間為儲水室，儲水膽進水管穿過儲水膽或安裝座，儲水膽進水管的內連線埠位於儲水室內靠近安裝座端，加熱膽出水管穿過安裝座，加熱膽出水管的內連線埠位於加熱室內，其特徵在於：加熱膽設有上導流口和下導流口，一條儲水膽出水管將儲水室遠離加熱膽的一端與加熱室連通。
最佳化方案是：加熱膽出水管的內連線埠位於加熱室內遠離安裝座端，一條加熱膽進水管穿過安裝座，其內連線埠位於加熱室內靠近安裝座端；儲水膽出水管穿過儲水膽，其內連線埠位於儲水室內遠離加熱內膽端部，其外端與加熱膽進水管外端管連通。
進一步最佳化方案是：儲水膽出水管和加熱膽進水管通過一混水裝置連線，即：加熱膽進水管的外端連線到混水裝置的出水口，儲水膽出水管的外端連線到混水裝置的一進水口，混水裝置的另一個進水口連線到儲水膽進水管。混水裝置的作用是當使用熱水時，能使來自儲水膽進水管的冷水和來自儲水膽出水管的預熱水按比例混合通過加熱膽進水管再進入加熱室。混水裝置包括混水閥、恆溫閥或比例閥。
此方案可以簡化為：一連線管將加熱膽進水管和儲水膽進水管連線通，一流量閥串接於儲水膽進水管或儲水膽出水管上，調節流量閥能使來自儲水膽進水管的冷水和來自儲水膽出水管的預熱水按比例混合通過加熱膽進水管再進入加熱室。
將這種電熱水加熱器安裝於預即熱電熱水器中使用，當採用豎向安裝時，加熱內膽位於下方，當採用橫向安裝時，讓儲水膽進水管的內連線埠和儲水膽出水管的內連線埠應分別位於儲水室的下半部和上半部，其工作原理如下：
預熱階段，儲水室和加熱室內充滿水，按需要，啟動電熱水器的預熱功能，加熱膽的電熱管工作，加熱室內的水溫升高，儲水室和加熱室的水經加熱膽的上導流口和下導流口形成循環對流，水循環方向為：加熱室→上導流口→儲水室→下導流口→加熱室，由於電熱管的功率較大（可設計到5500瓦）和儲水室的空間較小（可設計到20L），儲水室和加熱室的水溫很快就達到預定溫度（例如80℃），電熱管停止工作。
即熱階段，啟動電熱水器的即熱功能，並打開用戶混水水龍頭，電熱水器的控制電路根據加熱室內的水溫啟動電熱管在適當功率下工作，電熱水加熱器內的水流方向根據結構不同有如下幾種情況：
內置儲水膽出水管（無需加熱膽進水管）結構：儲水膽進水管→儲水室下部→儲水室上部→儲水膽出水管→加熱室→加熱膽出水管，與此同時，有少部分水從加熱膽的上（下）導流口進入加熱室。
儲水膽出水管外連線加熱膽進水管結構：儲水膽進水管→儲水室下部→儲水室上部→儲水膽出水管→（混水裝置→）加熱膽進水管→加熱室→加熱膽出水管，與此同時，有少部分水從加熱膽的上（下）導流口進入加熱室。[0018]對採用混水裝置的結構，還有如下水流通道：儲水膽進水管→混水裝置→加熱膽進水管→加熱室→加熱膽出水管；在這種情況下，當熱水器使用了預熱功能後，其可以通過混水裝置來調節（通過加熱膽進水管）進入加熱室的水的溫度，即進入加熱室的水可以是全部來自儲水室的預熱水、全部來自儲水膽進水管的冷水（不使用預熱水）、或部分來自儲水室的預熱水和部分來自儲水膽進水管的冷水，從而達到節約使用預熱水，在環境溫度較低的情況下延長用熱水時間的目的。調節混水裝置的方式可以是手動的（混水閥），也可以是自動的（恆溫閥或比例閥配合其它元部件）。
改善效果
1.雙模單核結構，只用一組電熱管就實現了預熱和即熱兩種工作模式，簡化了電熱水加熱器的結構及減少其控制部件，增加了儲水室的有效容積。
2.採用導流口容易實現預熱階段的儲水室和加熱室之間水的循環對流。
3.採用儲水膽出水管，實現了位於下部的加熱內膽可優先使用預熱水，避免了即熱階段的冷熱水相衝。
4.通過設定混水裝置，將預熱水和冷水按比例搭配後再進入加熱室，可控制進入加熱室的水的溫度，從而達到節約使用預熱水、在環境溫度較低的情況下延長使用熱水時間的目的。
附圖說明
圖1為《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》的結構示意圖；
圖2為《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》的一種結構（內置儲水膽出水管）示意圖；
圖2A為圖2的結構橫向安裝示意圖；
圖3為《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》的另一種結構（儲水膽出水管外連線加熱膽進水管）示意圖；
圖3A為圖3的結構橫向安裝示意圖；
圖4為《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》的優選結構（具有混水裝置）示意圖；
圖4A為圖4的結構橫向安裝示意圖；
圖5、圖6為《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》的另外2種優選結構（流量閥）示意圖。
技術領域
《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》涉及電熱水器，尤其是預即熱式電熱水器。
權利要求
1.雙模單核預即熱式電熱水加熱器，包括儲水膽（2）、加熱膽（12）、電熱管（13）、儲水膽進水管（1）和加熱膽出水管（5），儲水膽（2）的一端具有安裝口，加熱膽（12）通過安裝座（21）與儲水膽（2）的安裝口連線安裝於儲水膽（2）內，電熱管（13）安裝於加熱膽（12）內，加熱膽（12）內的空間為加熱室（10），加熱膽（12）和儲水膽（2）之間的空間為儲水室（20）；儲水膽進水管（1）穿過儲水膽（2）或安裝座（21），其內連線埠（11）位於儲水室（20）內靠近安裝座（21）端；加熱膽出水管（5）穿過安裝座（21），其內連線埠（51）位於加熱室（10）內，其特徵在於：加熱膽（12）設有上導流口（15）和下導流口（14），一條儲水膽出水管（3）將儲水室（20）遠離加熱膽（12）的一端與加熱室（10）連通。
2.如權利要求1所述的雙模單核預即熱式電熱水加熱器，其特徵在於：加熱膽出水管（5）的內連線埠（51）位於加熱室（10）內遠離安裝座（21）端；一條加熱膽進水管（4）穿過安裝座（21），其內連線埠（41）位於加熱室（10）內靠近安裝座（21）端；儲水膽出水管（3）穿過儲水膽（2），其內連線埠（31）位於儲水室（20）內遠離加熱膽（12）的一端，其外端與加熱膽進水管（4）外端管連通。
3.如權利要求2所示的雙模單核預即熱式電熱水加熱器，其特徵在於儲水膽出水管（3）和加熱膽進水管（4）通過一混水裝置（6）連線，即：加熱膽進水管（4）的外端連線到混水裝置（6）的出水口，儲水膽出水管（3）的外端連線到混水裝置（6）的一進水口，混水裝置（6）的另一進水口連線到儲水膽進水管（1），所述混水裝置（6）包括混水閥、恆溫閥或比例閥。
4.如權利要求2所示的雙模單核預即熱式電熱水加熱器，其特徵在於：一連線管（8）管連線於加熱膽進水管（4）和儲水膽進水管（1）之間，一流量閥（7）串接於儲水膽進水管（1）或儲水膽出水管（3）上。
實施方式
下面用實施例對《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》作進一步說明：
- 實施例1
參考圖2，一種雙模單核預即熱式電熱水加熱器，包括儲水膽2、加熱膽12、電熱管13、儲水膽進水管1和加熱膽出水管5，儲水膽2的一端具有安裝口，加熱膽12通過安裝座21與儲水膽2的安裝口連線安裝於儲水膽2內，電熱管13安裝於加熱膽12內，加熱膽12內的空間為加熱室10，加熱膽12和儲水膽2之間的空間為儲水室20，加熱膽12設有上導流口15和下導流口14；儲水膽進水管1（即電熱水加熱器的進水管）穿過儲水膽2，其內連線埠11位於儲水室20內靠近安裝座21端；加熱膽出水管5（即電熱水加熱器的出水管）穿過安裝座21，其內連線埠51位於加熱室10內遠離安裝座21端；儲水膽出水管3穿過加熱膽12，其上連線埠31位於儲水室20內遠離加熱膽12的一端，其下連線埠32位於加熱室10內靠安裝座21端。
將這種電熱水加熱器安裝於預即熱於電熱水器中使用，採用豎向安裝，即加熱內膽位於下方，安裝使用時，將儲水膽進水管1的外連線埠16與自來水管連通，加熱膽出水管5的外連線埠52串接用水閥（水龍頭），使儲水室20和加熱室10充滿由自來水管輸送的冷水。
當外界溫度較低（例如冬天）需要預熱時（預熱階段），打開電熱水器的預熱開關，加熱膽12內的電熱管13作為預熱加熱管啟動，預即熱式電熱水加熱器進入預熱程式，假定預熱溫度設定為80℃。
這時，電熱管13將加熱室10內的水加熱，加熱室10內的水溫升高使其與儲水室20的水形成循環流動：加熱室10→上導流口15→儲水室20→下導流口14→加熱室10，直到儲水室20和加熱室10內的水溫達到預加熱溫度（80℃），電熱管13停止工作，預熱程式停止。
使用熱水時（即熱階段），啟動電熱水器的即熱程式，電熱管13作為即熱加熱管工作，其根據加熱室10內的水溫或出水溫度變化而啟動適當的加熱功率，加熱室10內的水經電熱管13再加熱後由加熱膽出水管5排出，同時儲水室20內的水從頂部通過儲水膽出水管3補充入加熱室10，水流方向為：儲水膽進水管1→儲水室20下部→儲水室20上部→儲水膽出水管3→加熱室10→加熱膽出水管5，與此同時，儲水室20下部有小部分水直接通過上導流口15和下導流口14進入加熱室10。
當不使用預熱功能就使用熱水（如在春、秋、夏天）時，加熱膽12和電熱管13作為即熱式電熱水加熱器使用，儲水膽2和儲水膽出水管3作為進入加熱室10的水流通道。
當使用了預熱功能後再使用熱水（如冬天）時，進入加熱室10的水大部分是來自儲水室20（開始水溫較高）的預熱水，這時電熱水器的控制電路根據進入加熱室10的水溫控制電熱管3不工作或部分工作。
隨著熱水使用時間增加，位於儲水室20上部的預熱水逐漸減少，新進入儲水室20下部的冷水逐漸增加，同時也由於儲水室內水的對流作用，從儲水膽出水管3流出的水的溫度逐漸降低，這時電熱水器的控制電路根據進入加熱室10的水溫控制電熱管3全部工作或部分工作，以保證出水溫度。由此可見，該實施例具有預熱水優先使用的效果。
再參考圖2A，為了讓該實施例可以橫向安裝於電熱水器中使用，設計時，將儲水膽進水管1和儲水膽出水管3分別位於儲水室20的兩側，當橫向安裝時，讓儲水膽進水管1的內連線埠和儲水膽出水管3的內連線埠分別位於儲水室20的下半部和上半部（下進上出結構）；上導流口15和下導流口14的位置有所變化，即位於加熱膽12中心線上方的導流口為上導流口15，位於加熱膽12中心線下方的導流口為下導流口14。其它結構及工作不理與上面所述的完全相同。
- 實施例2
參考圖3，該實施例和實施例1的區別在於：一條加熱膽進水管4穿過安裝座21，其內連線埠41位於加熱室10內靠近安裝座21端；儲水膽出水管3穿過儲水膽2，其內連線埠31位於儲水室20內遠離加熱膽12的一端，其外端與加熱膽進水管4的外端管連通。
該實施例的使用及工作原理與實施例一相同。
使用熱水時，其水流方向為：儲水膽進水管1→儲水室20下部→儲水室20上部→儲水膽出水管3→加熱膽進水管4→加熱室10→加熱膽出水管5，與此同時，儲水室20下部有小部分水直接通過上導流口15和下導流口14進入加熱室10。
該實施例也可以橫向安裝於電熱水器中使用（如圖3A）。
- 實施例3
參考圖4，該實施例與實施例2的區別在於：加熱膽進水管4和儲水膽出水管3通過一混水閥6連線，即：加熱膽進水管4的外端連線到混水閥6的出水口，儲水膽出水管3的外端連線到混水閥6的一個進水口，混水閥6的另一個進水口用水管連線到儲水膽進水管1。
通過調節混水閥6，能使儲水膽進水管1的水全部或部分通過混水閥6與儲水膽出水管3的水混合後，再經加熱膽進水管4進入加熱室10，從而達到合理使用預熱水的目的：當有部分進水從儲水膽進水管1經混水閥6直接進入加熱室10時，另一部分進水則從儲水膽進水管1進入儲水室20的下部，使儲水室20上部的預熱水經儲水膽出水管3以大致相等的流量經混水閥6進入加熱室10。
混水閥6也可改用恆溫閥來自動調節，還可以採用比例閥並通過控制電路根據出水溫度和設定溫度自動調節為優先使用冷水（節約使用預熱水）或優先使用預熱水。當將控制電路設計為優先使用冷水時，比例閥首先將與儲水膽出水管3連線的連線埠開到最小（節約使用預熱水），同時將與儲水膽進水管1連線的連線埠開到最大，這時進入加熱室10的水全部或大部分是直接來自於儲水膽進水管1的水，進水溫度較低，電熱水器的控制電路根據出水溫度調節電熱管3的功率，當電熱管3的功率用到最大（例如5500瓦）仍不能滿足出水溫度要求時，便調節比例閥，逐步增加從儲水膽出水管3進入加熱室10的水的比例，提高加熱室10的進水溫度，使出水溫度符合要求。
該實施例的特點在於：電熱水器可根據出水溫度調節使用預熱水的比例，當環境溫度較低時，節約使用預熱水，可延長用熱水時間。
該實施例也可以橫向安裝於電熱水器中使用（如圖4A）。
- 實施例4
參考圖5，該實施例與實施例3的區別在於將混水閥改為流量閥：將流量閥7串接於儲水膽進水管1上，一連線管8連線於加熱膽進水管4和儲水膽進水管1之間，調控流量閥7，能使直接來自儲水膽進水管1的水和來自儲水膽出水管3的水按比例通過加熱膽進水管4後進入加熱室。其效果與實施例3相同。
- 實施例5
參考圖6，該實施例與實施例3的區別在於將混水閥改為流量閥：將流量閥7串接於預熱出水管3上，一連線管8連線於加熱膽進水管4和儲水膽進水管1之間，調控流量閥7，能使直接來自儲水膽進水管1的水和來自儲水膽出水管3的水按比例通過加熱膽進水管4後進入加熱室。其效果與實施例3相同。
榮譽表彰
2018年12月20日，《雙模單核預即熱式電熱水加熱器》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。
