一种以碳纤维光波管为热源的储水式电热水器

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种以碳纤维光波管为热源的储水式电热水器。

背景技术

热水器市场每一个新品推出，之所以能够受消费者追捧，就是因为具备安全、节能、方便、舒适中的一项或多项优势。伴随着市场不断提出的新要求，结合着社会和科学技术的不断发展，未来的热水器行业，将走向安全与节能并重，技术多元化发展的道路，使之更好的为人类的日常生活带去方便。

中国专利公开号CN115388552A，公布了一种电热水器，包括：外壳，所述外壳的一端部设置第一端盖，所述外壳的另一端部设置有第二端盖，所述外壳中设置有安装盖板，所述安装盖板与所述第一端盖之间形成安装腔体，所述安装盖板与所述第二端盖之间形成电器腔体；内胆，所述内胆设置在所述安装腔体中；电加热模块，所述电加热模块设置在所述内胆中并用于通电加热水；其中，所述安装腔体中设置有第一垫块和第二垫块，所述第一垫块设置在所述第一端盖上，所述第二垫块设置在所述第二端盖上，所述内胆位于所述第一垫块和所述第二垫块之间。

电热水器本身具备的初装成本低、适应性强、安全系数高等优点，使其销量快速增长，特别是在广袤的三四五级市场及广袤的乡镇农村，电热水器仍是首选的热水器产品。市场上原有的电热水器结构简单、外观设计简单、控制功能不够智能化，并且质量存在诸多问题。

发明内容

为此，本发明提供一种以碳纤维光波管为热源的储水式电热水器，用以克服现有技术中存在的控制功能不够智能化问题。

为实现上述目的，本发明提供一种以碳纤维光波管为热源的储水式电热水器，包括：

外壳；

内胆，其设置在所述外壳内部，其内表面设置有内胆涂层；

进水管，其用于向所述内胆进水，所述进水口一端位于所述外壳底部的一侧，另一端位于内胆底部内；

出水管，其一端设置在所述内胆内部，一端设置在所述外壳外部，用于排出所述进水管的水；

碳纤维光波管，其设置在所述内胆的侧壁上，并延伸至内胆内部，用于对内胆内的水进行加热；

温控探头，其与所述碳纤维光波管相邻，用于检测内胆内的水温；

呼吸阀，其设置在所述内胆的侧壁上，并位于所述碳纤维光波管的上部；

泄压阀，其设置在所述进水管下端；

控制单元，其与所述温控探头、所述碳纤维光波管、所述进水管、所述出水管、所述呼吸阀分别相连，用于调节热水器内各部件工作运行状态。

以碳纤维光波管为热源的储水式电热水器，还包括：

镁棒，其设置在所述进水管一侧；

排污口，其设置在所述出水口的一侧；

保温层，其设置在所述外壳与所述内胆之间，用于对内胆内的水进行保温。

进一步地，所述控制单元内设置有加热启动温度Z1与加热达标温度Z2，所述温控探头实时检测内胆内的水温P，

若P≤Z1，所述控制单元控制碳纤维光波管进行加热；

若P≥Z2，所述控制单元控制碳纤维光波管停止加热；

所述加热启动温度Z1与所述加热达标温度Z2正相关，设定Z1＝Z2-z，其中，z为加热启动温度计算补偿参数；

其中，k1为加热启动温度计算补偿参数最小值，k2为加热启动温度计算补偿参数最大值，z1为加热启动温度计算补偿参数第一评价值，z2为加热启动温度计算补偿参数第二评价值。

进一步地，所述碳纤维光波管的加热功率能够调节，

若所述出水管未进行出水，所述碳纤维光波管的加热功率根据所述内胆内的水温和加热达标温度确定；

若所述出水管进行出水，所述碳纤维光波管的加热功率根据所述内胆内的水温、加热达标温度和出水、入水流速确定。

进一步地，若所述出水管未进行出水，所述碳纤维光波管的加热功率为Q1，

其中，p为加热差值评价参数，a1为加热功率第一补偿参数，q1为加热功率第一基础值。

进一步地，若所述出水管进行出水，所述第二水流速检测装置检测出水口的水流速B，所述水位检测装置检测所述内胆内的水位H，所述控制单元内设置有补水水位Hz，

若H＜Hz，所述控制单元控制所述进水管打开，对所述内胆进行补水，所述第一水流速检测装置检测进水管水流速C，所述碳纤维光波管的加热功率调节为Q2；

若H≥Hz，所述碳纤维光波管的加热功率调节为Q3。

进一步地，

其中，a2为加热功率第二补偿参数。

进一步地，

其中，a3为加热功率第三补偿参数。

进一步地，所述控制单元设置有最大加热功率Qm，对于碳纤维光波管的加热功率Qi,i＝1，2，3，

若Qi＜Qm，所述控制单元控制碳纤维光波管以Qi功率进行加热；

若Qi≥Qm，所述控制单元控制碳纤维光波管以Qm功率进行加热。

进一步地，所述碳纤维光波管外表面包覆有不锈钢管。

进一步地，所述进水口位于内胆内部的一侧的出水角度水平设置。

进一步地，所述进水口和所述排污口各安装一个电磁阀并分别与所述控制单元相连，控制单元能够控制两个电磁阀的开闭。

进一步地，所述排污口内设置有具有压缩功能的排污管。

进一步地，所述控制单元设有联网模组，能够连接外部网络。

进一步地，所述不锈钢管外壁涂有铁氟龙材料。

进一步地，以碳纤维光波管为热源的储水式电热水器，还包括，显示单元，其与所述控制单元相连，能够显示热水器各部件的工作状态。

进一步地，所述联网模组能够与个人手机连接。

与现有技术相比，本发明有益效果在于，本发明通过对内胆内的水温进行检测，并检测进出水管的水流速，对碳纤维光波管的加热功率进行调节，保障了热水器加热的智能性，通过对加热功率的调节，增加了热水器水温控制的准确性，在满足节能的前提下，使得水温尽快达到所需温度。

进一步地，在加热达标温度数值较大时，说明对热水的需求较大，同时，较大的加热达标温度数值需要的加热能量与时长较大，此时设置的加热启动温度计算补偿参数数值较大，保障了对水温的及时加热，满足对热水的需求；在加热达标温度数值较小时，说明对热水的需求较小，同时，较小的加热达标温度数值需要的加热能量与时长较小，此时设置的加热启动温度计算补偿参数数值较小，使得水温能够长时间稳定在一定的区间内。

进一步地，在出水管、入水管未进行工作时，碳纤维光波管仅仅对内胆内的水进行加热，此时只考虑实时水温与加热达标温度之间的关系，当出水管、入水管进行工作时，说明实时的需要热水，此时对碳纤维光波管的加热功率进行调节，保障对水加热的及时性。

进一步地，在实时水温与加热达标温度之间的差值较小时，采用较小的功率进行加热，在满足温度提升的同时，适当降低能量的消耗，从而达到节能的目的，同时，通过较小的功率进行加热，延长温度达标所需的时长，减小碳纤维光波管反复启停的次数，进一步的降低能量的消耗；当实时水温与加热达标温度之间的差值较大时，加大碳纤维光波管的加热功率，使得水温快速上升，尽快满足温度的需求。

进一步地，当出水管进行出水而进水管未进行进水时，说明此时已经有热水需求，此时加大碳纤维光波管的加热功率，使得水温快速上升，尽快满足温度的需求。

进一步地，当出水管进行出水而进水管进行进水时，说明此时已经有热水需求，并且进水管将外部水补充至内胆内，此时进一步加大碳纤维光波管的加热功率，使得水温快速上升，尽快满足温度的需求。

进一步地，通过设置最大加热功率，保障了热水加热的安全性。

进一步地，将原有光波管的外形进行重新设计，由两端出线的方式改为一端出线，同时增加光波管和不锈钢管的直径，保证加热丝可以缠绕一圈，有足够的长度，也保证不锈钢管有足够的面积进行散热，表面温度降低不易结垢。原有的光波管长度较长两端固定，需要将从原有长度进行缩短，一端进行固定。可以采用丝接的方式进行固定，在光波管的出线端增加一个带丝扣的管件与水箱内部的不锈钢管上的管箍进行连接，可以实现一端固定。

进一步地，在不锈钢管外壁涂铁氟龙材料。铁氟龙涂料结合了耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性。由于铁氟龙具有强烈的惰性，除个别介质外，铁氟龙几乎不受任何化学品侵蚀，可以保护零件免于遭受任何种类的化学腐蚀。利用铁氟龙涂料的特性，可将其涂在不锈钢管与水接触的外表面起到防结垢的作用。

进一步地，在设备进水口和排污口各安装一个电磁阀，控制单元可以控制两个电磁阀的开闭，自动清洗时进水口处的电磁阀关闭，排污口处的电磁阀打开，先将热水器内部的水排空。然后打开进水口处的电磁阀，用水对热水器内胆进行冲洗，冲洗完成后排污口处的电磁阀关闭，电热水器加满水后可重新进行使用。

进一步地，进水口的出水角度设计为趋近于水平，这样自来水平行注入可以有效的清理内胆底部的水垢。控制系统自动计算水箱排水所需时间。水箱内排空后，排污口电磁阀常开，进水口的排污阀间歇性打开，采用脉冲注水的方式，将水箱内胆底部无法通过自然排水流出的水垢，冲洗至排污口并经排污口流出，清洗效果更彻底。

附图说明

图1为实施例中以碳纤维光波管为热源的储水式电热水器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，图1为本发明提供一种以碳纤维光波管为热源的储水式电热水器，包括：

外壳1；

内胆3，其设置在所述外壳内部，其内表面设置有内胆涂层；

进水管10，其用于向所述内胆进水，所述进水口一端位于所述外壳底部的一侧，另一端位于内胆底部内，所述进水管设置有第一水流速检测装置；

出水管11，其一端设置在所述内胆内部，一端设置在所述外壳外部，用于排出所述进水管的水，所述出水管设置有第二水流速检测装置；

碳纤维光波管5，其设置在所述内胆的侧壁上，并延伸至内胆内部，用于对内胆内的水进行加热；

温控探头7，其与所述碳纤维光波管相邻，用于检测内胆内的水温；

温控器6，其与所述碳纤维光波管相邻，用于控制内胆温度；

呼吸阀8，其设置在所述内胆的侧壁上，并位于所述碳纤维光波管的上部；

泄压阀，其设置在所述进水管下端；

控制单元，其与所述温控探头、所述碳纤维光波管、所述进水管、所述出水管、所述呼吸阀分别相连，用于调节热水器内各部件工作运行状态，所述控制单元能根据内胆内水的温度、进水管、出水管的水流速对碳纤维光波管的加热功率进行调节。

本发明通过对内胆内的水温进行检测，并检测进出水管的水流速，对碳纤维光波管的加热功率进行调节，保障了热水器加热的智能性，通过对加热功率的调节，增加了热水器水温控制的准确性，在满足节能的前提下，使得水温尽快达到所需温度。

以碳纤维光波管为热源的储水式电热水器，还包括：

镁棒9，其设置在所述进水管一侧；

排污口12，其设置在所述出水口的一侧；

保温层2，其设置在所述外壳与所述内胆之间，用于对内胆内的水进行保温。

具体而言，所述控制单元内设置有加热启动温度Z1与加热达标温度Z2，所述温控探头实时检测内胆内的水温P，

若P≤Z1，所述控制单元控制碳纤维光波管进行加热；

若P≥Z2，所述控制单元控制碳纤维光波管停止加热；

所述加热启动温度Z1与所述加热达标温度Z2正相关，设定Z1＝Z2-z，其中，z为加热启动温度计算补偿参数；

其中，k1为加热启动温度计算补偿参数最小值，k2为加热启动温度计算补偿参数最大值，z1为加热启动温度计算补偿参数第一评价值，z2为加热启动温度计算补偿参数第二评价值。

在加热达标温度数值较大时，说明对热水的需求较大，同时，较大的加热达标温度数值需要的加热能量与时长较大，此时设置的加热启动温度计算补偿参数数值较大，保障了对水温的及时加热，满足对热水的需求；在加热达标温度数值较小时，说明对热水的需求较小，同时，较小的加热达标温度数值需要的加热能量与时长较小，此时设置的加热启动温度计算补偿参数数值较小，使得水温能够长时间稳定在一定的区间内。

具体而言，所述碳纤维光波管的加热功率能够调节，

若所述出水管未进行出水，所述碳纤维光波管的加热功率根据所述内胆内的水温和加热达标温度确定；

若所述出水管进行出水，所述碳纤维光波管的加热功率根据所述内胆内的水温、加热达标温度和出水、入水流速确定。

在出水管、入水管未进行工作时，碳纤维光波管仅仅对内胆内的水进行加热，此时只考虑实时水温与加热达标温度之间的关系，当出水管、入水管进行工作时，说明实时的需要热水，此时对碳纤维光波管的加热功率进行调节，保障对水加热的及时性。

具体而言，若所述出水管未进行出水，所述碳纤维光波管的加热功率为Q1，

其中，p为加热差值评价参数，a1为加热功率第一补偿参数，q1为加热功率第一基础值。

在实时水温与加热达标温度之间的差值较小时，采用较小的功率进行加热，在满足温度提升的同时，适当降低能量的消耗，从而达到节能的目的，同时，通过较小的功率进行加热，延长温度达标所需的时长，减小碳纤维光波管反复启停的次数，进一步的降低能量的消耗；当实时水温与加热达标温度之间的差值较大时，加大碳纤维光波管的加热功率，使得水温快速上升，尽快满足温度的需求。

具体而言，若所述出水管进行出水，所述第二水流速检测装置检测出水口的水流速B，所述水位检测装置检测所述内胆内的水位H，所述控制单元内设置有补水水位Hz，

若H＜Hz，所述控制单元控制所述进水管打开，对所述内胆进行补水，所述第一水流速检测装置检测进水管水流速C，所述碳纤维光波管的加热功率调节为Q2；

若H≥Hz，所述碳纤维光波管的加热功率调节为Q3。

具体而言，

其中，a2为加热功率第二补偿参数。

当出水管进行出水而进水管未进行进水时，说明此时已经有热水需求，此时加大碳纤维光波管的加热功率，使得水温快速上升，尽快满足温度的需求。

进一步地，

其中，a3为加热功率第三补偿参数。

当出水管进行出水而进水管进行进水时，说明此时已经有热水需求，并且进水管将外部水补充至内胆内，此时进一步加大碳纤维光波管的加热功率，使得水温快速上升，尽快满足温度的需求。

具体而言，所述控制单元设置有最大加热功率Qm，对于碳纤维光波管的加热功率Qi,i＝1，2，3，

若Qi＜Qm，所述控制单元控制碳纤维光波管以Qi功率进行加热；

若Qi≥Qm，所述控制单元控制碳纤维光波管以Qm功率进行加热。

通过设置最大加热功率，保障了热水加热的安全性。

具体而言，所述碳纤维光波管外表面包覆有不锈钢管4。

具体而言，所述进水口位于内胆内部的一侧的出水角度水平设置。

具体而言，所述进水口和所述排污口各安装一个电磁阀并分别于所述控制单元相连，控制单元能够控制两个电磁阀的开闭。

具体而言，所述排污口内设置有具有伸缩功能的排污管。水箱排污时，排污口距离地面较高，会造成热水或污水四散迸溅。如果热水迸溅到人员皮肤上，有可能造成伤害。本发明为防止热水或污水迸溅，使用伸缩式排污管。排污前将卡头旋转45°以上，卡头和卡座分离，拉伸排污口至接近地面。排污口距离地面小于0.5米，有效减少迸溅面积。

排污结束，手持卡头向上托，伸缩式排污管自动压缩至初始位置，旋转卡头令突出部分滑入卡座，结束排污工作。

具体而言，所述控制单元设有联网模组，能够连接外部网络。

具体而言，所述不锈钢管外壁涂有铁氟龙材料。

具体而言，以碳纤维光波管为热源的储水式电热水器，还包括，显示单元，其与所述控制单元相连，能够显示热水器各部件的工作状态。

通过控制单元实现自动控制技术，包括，

自动控制：根据设定自动运行，无需人员手动启停。

智能物联：内置WI FI模块，可连接家庭网络，使用手机APP可以监控热水器运行状态、查看故障代码、自动报修、预约加热等功能。

预约加热：可设定定时开和定时关，手机App可同步此设定。

水温记忆：当系统断电时，系统将保存“热水设置温度”，当系统通电后系统工作参数与保存的参数一样。

故障报修：当产品出现故障，显示屏的指定位置提示故障代码。根据《使用说明书》中的提示报修。

剩余使用时间计算：根据水箱容量和热水出水速度计算热水剩余使用时间，显示在屏幕上。

加热电量实时显示：可以直接在显示屏上显示，也可以用功能键切换方式，主要显示当前运行功率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。