空气补压混水装置、电热水器

技术领域

本发明涉及电热水器技术领域，特别涉及一种空气补压混水装置、电热水器。

背景技术

现有技术中使用的电电热水器通常由储水箱、电加热棒、防干烧温度开关、温度控制器、进水管路、出水管路、安全泄压阀、防电墙等基本部件构成，其操作简单、性价比高而被广泛应用。

但是电热水系统的热水口出水的同时需要补充相应的冷水进入储水箱，极易造成储水箱内因不断涌入冷水而导致水温快速下降。

为了抵消不断涌入储水箱的冷水造成的温降，一般采用如下两种方法：

第一种方法是采用持续电加热的方法，但是存在触电风险，并且非常耗能，使用成本过高。

第二种方法是将水加热到足够高的温度，一方面要抵消储水箱内涌入的冷水造成的温降，另一方面热水还需要在使用时和冷水混合以达到适宜的温度，但是，采用这种方法常常由于水温的非线性下降导致使用后期温度骤降。

以上无论哪种方法，都会产生“热残留”，即当储水箱内的温度低于体感温度后，即使水仍然是“热”的，都无法再被使用，从而造成严重的热能损耗和浪费，并且，由于水温具有“惯性”，以及温度传感器安装位置的影响，温度指示盘上的水温并非水箱的实际的“温度”，从而造成储水箱的反馈剩余使用时间不准，降低用户体验。

另外，电热水器本身具有“储水”功能，当停水时，储水箱内有水而无法被使用，不能充分发挥储水箱的潜在功能。长期使用后，会造成严重的水垢堆积严重、不易清理。当供水水压不稳定时，与水垢的影响相叠加，极易造成水流不畅，用户体验大大降低。

发明内容

根据本发明实施例，提供了一种空气补压混水装置，用于电热水器，包含：

进出水模块，进出水模块与电热水器的储水箱相连通，用于储水箱的进水和出水；

进出气模块，进出气模块与储水箱相连通，用于储水箱中进气和出气；

电气控制模块，电气控制模块与外部的市电电源相连。

进一步，进出水模块包含：

混水阀，混水阀分别与储水箱和外部的市政冷水管相连，用于为用户端提供热水；

进水电磁阀，进水电磁阀分别与储水箱和市政冷水管相连，用于为储水箱补充冷水；混水阀和进水电磁阀连接至储水箱的同一水口；

泄压逆止阀，泄压逆止阀与进水电磁阀串联连接；

第一旁通阀，第一旁通阀分别与储水箱和市政冷水管相连。

进一步，还包含：过滤器，过滤器设置在储水箱与进出水模块之间。

进一步，进出气模块包含：进气组件和出气组件，进气组件和出气组件分别与储水箱相连，分别用于储水箱的进气和排气；进气组件和出气组件连接至储水箱的同一气口；

进气组件包含：压力开关、单向阀以及串联连接的空气增压泵和进气电磁阀；

进气电磁阀与储水箱相连，空气增压泵与电气控制模块相连；

压力开关，压力开关连接在空气增压泵的出口，用于检测空气增压泵出口的压力并为空气增压泵设定压力；

单向阀，单向阀设置在储水箱与进气电磁阀之间；

出气组件包含：第二旁通阀以及串联或并联连接的出气电磁阀和自动排气阀；

出气电磁阀与储水箱相连，自动排气阀将储水箱中的空气排出；

第二旁通阀，第二旁通阀分别与储水箱和自动排气阀相连。

进一步，电气控制模块包含：电源适配器、增压开关和加热开关；

电源适配器与市电电源相连，用于为增压开关和加热开关提供工作电源；

增压开关和加热开关与电热水器的电加热棒、进出水模块和进出气模块电气相连，用于储水箱的进水、出水和加热。

进一步，电气控制模块还包含：加热继电器，加热继电器连接在加热开关与电加热棒之间。

进一步，电气控制模块还包含：增压继电器，增压继电器连接在增压开关与进出水模块和进出气模块之间。

进一步，空气补压混水装置还包含：液位检测模块，液位检测模块用于检测储水箱中的液位。

进一步，液位检测模块包含：高液位开关、低液位开关、空液位开关和报警器；

高液位开关连接在加热继电器与电加热棒之间，当液位低于高液位开关时，加热继电器不上电；

低液位开关与报警器相连，当液位低于低液位开关时，报警器通电；

空液位开关分别与进出水模块、进出气模块相连，当液位低于空液位开关时，进出气模块断电，进出水模块上电并往储水箱中进水。

根据本发明又一实施例，提供了一种电热水器，包含储水箱，包含上述任一项的空气补压混水装置；电热水器的储水箱包含一气口和一水口；空气补压混水装置的进出水模块连接至水口，水口用于储水箱进冷水和出热水；空气补压混水装置的进出气模块连接至气口，气口用于储水箱进气和出气。

根据本发明实施例的空气补压混水装置和电热水器，大大降低了能耗且节省了加热时间；水温不会剧烈波动，不仅增加了洗浴舒适度，而且反馈的剩余使用时间准确，提升了用户体验；同时，热水出水和冷水进水为同一个水口，能够在热水出水的时候带出水垢，减少水沟沉积，有利于改善水质及水箱储水量，并可以通过过滤器定期在外部清理水垢。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

图1为根据本发明实施例空气补压混水装置与电热水器的管路连接示意图；

图2为根据本发明实施例空气补压混水装置的电路原理图。

具体实施方式

以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。

首先，将结合图1~2描述根据本发明实施例的空气补压混水装置，用于电热水器，其应用场景很广。

如图1所示，本发明实施例的空气补压混水装置具有：进出水模块、进出气模块和电气控制模块。

进一步，如图1所示，本发明实施例的空气补压混水装置还具有：过滤器4，设置在储水箱与进出水模块之间。在本实施例中，过滤器4采用透明过滤器，方便观察和检修，以及及时在电热水器外清除水垢。

具体地，如图1所示，进出水模块与电热水器5的储水箱51相连通，用于储水箱51的进水和出水，包含：混水阀11、进水电磁阀12、泄压逆止阀13和第一旁通阀14。

进一步，如图1所示，混水阀11分别与储水箱51和外部的市政冷水管6相连，用于为用户端提供热水；进水电磁阀12分别与储水箱51和市政冷水管6相连，用于为储水箱51补充冷水，在本实施例中，混水阀11和进水电磁阀12连接至储水箱51的同一水口511，由于冷水入口同时又是热水入口，在储水箱51向外排水时，会一同带出储水箱51内的水垢，不至于在储水箱51内大量累积，减少水垢沉积，有利于改善水质及储水箱51的储水量；泄压逆止阀13与进水电磁阀12串联连接；第一旁通阀14分别与储水箱51和市政冷水管6相连。

具体地，如图1所示，进出气模块与储水箱51相连通，用于储水箱51中进气和出气，包含：进气组件和出气组件，分别与储水箱51相连，分别用于储水箱51的进气和排气；在本实施例中，进气组件和出气组件连接至储水箱51的同一气口512。

如图1所示，进气组件包含：压力开关213、单向阀214以及串联连接的空气增压泵211和进气电磁阀212。其中，进气电磁阀212与储水箱51相连，空气增压泵211与电气控制模块相连；压力开关213连接在空气增压泵211的出口，用于检测空气增压泵211出口的压力，并为空气增压泵211设定压力，当压力开关213的压力达到设定上限压力，其常闭触点断开，从而切断空气增压泵211的供电电源，当压力下降到下限压力时，空气增压泵211重新得电开始工作；单向阀214设置在储水箱51与进气电磁阀212之间。

如图1所示，出气组件包含：第二旁通阀221，以及，串联或并联连接的出气电磁阀222和自动排气阀223。其中，出气电磁阀222与储水箱51相连，自动排气阀223将储水箱51中的空气排出；第二旁通阀221分别与储水箱51和自动排气阀223相连，当出气电磁阀222失效时，可以手动排气。

在本实施例中，进水电磁阀12、进气电磁阀212、出气电磁阀222选用常闭电磁阀，失电关闭，得电打开。

具体地，如图1、2所示，电气控制模块与外部的220V市电电源相连，包含：电源适配器31、增压开关32和加热开关33。其中，电源适配器31与220V市电电源相连，用于为增压开关32和加热开关33提供工作电源，在本实施例中，电源适配器31把电压整流降压为24V直流电。增压开关32和加热开关33与电热水器5的电加热棒、进出水模块和进出气模块电气相连，用于储水箱51的进水、出水和加热。

进一步，如图2所示，电气控制模块还包含：加热继电器34，加热继电器34连接在加热开关33与电加热棒之间。

进一步，如图2所示，电气控制模块还包含：增压继电器35，连接在增压开关32与进出水模块和进出气模块之间，当增压继电器35得电，其常闭触点351断开，常开触电352闭合。

在本实施例中，分别在增压继电器35和加热继电器34上并联一指示灯，分别用于进行增压指示和加热指示。

进一步，如图1、2所示，空气补压混水装置还包含：液位检测模块，用于检测储水箱51中的液位，液位检测模块包含：高液位开关71、低液位开关72、空液位开关73和报警器74；其中，高液位开关71连接在加热继电器34与电加热棒之间，当液位低于高液位开关71时，加热继电器34不上电；低液位开关72与报警器74相连，当液位低于低液位开关72时，报警器74通电；空液位开关73分别与进出水模块、进出气模块相连，当液位低于空液位开关73时，进出气模块断电，进出水模块上电并往储水箱51中进水。

进一步，在本实施例中，如图2所示，液位检测模块还包含：低液位继电器75和空液位继电器76，低液位继电器75连接在低液位开关72与报警器74之间，当低液位开关72断开，则低液位继电器75失电，报警器74报警；空液位继电器76与空液位开关73相连，当空液位开关73断开，则空液位继电器76失电。

接线时，如图2所示，将进水电磁阀12和出气电磁阀222并联后与增压继电器35的增压常闭触点351相连；将空气增压泵211与压力开关213的常闭触点串联，再并联进气电磁阀212后，与增压继电器35的增压常开触点352相连；将低液位继电器75和低液位开关72串联，低液位继电器75的低液位常闭触点751与报警器74串联，空液位继电器76与空液位开关73串联；将高液位开关71、低液位继电器75的低液位常开触点752、空液位继电器76的空液位常开触点761、增压继电器35的增压常闭触点351以及加热继电器34串联连接；将增压开关32与增压继电器35的增压常开触点352并联后再与加热开关33、空液位继电器76的空液位常开触点761、增压继电器35串联。

当工作时，如图2所示，按下增压开关32，增压继电器35得电，同时用于增压指示的灯点亮进行增压指示，增压继电器35得电后，其增压常闭触点351断开，加热继电器34断电，电加热棒断电停止加热，同时加热指示的灯断电熄灭，其中增压常闭触点351闭合，进气电磁阀212得电打开，空气增压泵211开始根据压力开关213的压力设定值得电工作，空气补充至储水箱51中，其中增压常闭触点351断开，进水电磁阀12和出气电磁阀222同时断电闭合，即同时停止排气和进冷水，空气增压后的储水罐51内的热水和市政冷水管6的冷水经混水阀11排出热水，从而实现了冷水和热水在储水箱51外进行混合，大大降低了能耗且节省了加热时间，并且储水箱51内的水温不会剧烈波动，不仅增加了洗浴舒适度，而且由于水温稳定，因而基于储水箱51内的水温所得出的反馈的剩余使用时间非常准确，提升了用户体验。

在使用过程中，如图2所示，液位分别经过高液位开关71、低液位开关72、空液位开关73，直至用完。当液位低于高液位开关71时，加热继电器34无法上电，形成第一层防护；当液位低于低液位开关72时，报警器74上电，发出报警提示，同时加热继电器34无法上电，形成第二层防护；当液位低于空液位开关73时，实现强制复位，空气增压泵211、进气电磁阀212、加热继电器34断电，进水电磁阀12和出气电磁阀222得电，冷水经进水电磁阀12、泄压逆止阀13、过滤器4进入储水箱51，储水箱51内的空气在冷水的压力下逐步向上，经出气电磁阀222排出储水箱51。当储水箱51内的液位达到高液位开关71时，此时加热继电器34串联的高液位开关71、低液位继电器75的低液位常开触点752、空液位继电器76的空液位常开触点761会处于闭合状态，电加热棒正常得电开始加热。

正常用水完成后，如图2所示，按下加热开关33后，空气增压泵211、进气电磁阀212断电，电加热继电器34的常闭触点得电，同时，进水电磁阀12和出气电磁阀222得电，冷水经进水电磁阀12、泄压逆止阀13、过滤器4进入储水箱51，储水箱51的空气在冷水的压力下逐步向上，经出气电磁阀222排出储水箱51。当储水箱51内的液位达到高液位开关71时，此时加热继电器34串联的高液位开关71、低液位继电器75的低液位常开触点752、空液位继电器76的空液位常开触点761会处于闭合状态，电加热棒正常得电开始加热。

如图1所示，当进水电磁阀12和出气电磁阀222损坏或失电时，可通过第一旁通阀14进入储水罐51，在使用时，关闭第一旁通阀14打开第二旁通阀221，从而保证储水箱51内的水在自身重力下从储水箱51中缓速流出。

如上，在根据本发明实施例的空气补压混水装置中，大大降低了能耗且节省了加热时间；水温不会剧烈波动，不仅增加了洗浴舒适度，而且反馈的剩余使用时间准确，提升了用户体验；同时，热水出水和冷水进水为同一个水口，能够在热水出水的时候带出水垢，减少水沟沉积，有利于改善水质及水箱储水量，并可以通过过滤器定期在外部清理水垢。

以上结合附图1~2描述了根据本发明实施例的空气补压混水装置。进一步地，本发明还可以应用于电热水器5。

如图1所示，本发明实施例的电热水器5，具有储水箱51，包含上述实施例的空气补压混水装置；电热水器5的储水箱51包含一气口512和一水口511；空气补压混水装置的进出水模块连接至水口511，水口511用于储水箱51进冷水和出热水，结构简单，并能够在热水出水的时候带出水垢，减少水沟沉积，有利于改善水质及水箱储水量；空气补压混水装置的进出气模块连接至气口512，气口512用于储水箱51进气和出气。

以上，参照图1~2描述了根据本发明实施例的空气补压混水装置和电热水器，大大降低了能耗且节省了加热时间；水温不会剧烈波动，不仅增加了洗浴舒适度，而且反馈的剩余使用时间准确，提升了用户体验；同时，热水出水和冷水进水为同一个水口，能够在热水出水的时候带出水垢，减少水沟沉积，有利于改善水质及水箱储水量，并可以通过过滤器定期在外部清理水垢。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。