《硅谷》杂志：一种冷热双模式热水器的研究 |
| 2013-01-08 11:33 作者：曹卫东 赵永恒 张帅 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第21期刊文称，通过对现有热水器结构分析研究并设计创新，在原有只能提供开水功能的基础上新增提供白开水的功能，实现冷热双模式的效果，其原理仅是利用进水水温降低已有的开水水温从而得到两种不同温度的水，具有结构简单、高效利用能源、实用性强的优点。
关键词：双模式；热水器；波浪形导水管；节约能源
中图分类号：F24文献标识码：A文章编号：1671—7597（2012）1110
热水器作为一种供热水工具，由于其实用性强，结构简单，操作方便被广泛应用于学校、车站和家庭等各种场合。但是由于热水器只有一个开水箱只能提供开水，在一些公共场合，有些人如果需要及时饮水，必须接水后待水温下降到一定程度才能饮用，不能达到即接即饮的目的，夏日时此类问题愈发严重。因此，为了适应快节奏的生活并更好的服务于人，对原有热水器进行分析，提出一种冷热双模式热水器，即可提供开水又可提供白开水，充分满足人们的不同需求，无论夏季还是冬季实现即接即饮的目的。
1国内现用热水器概况分析
电热开水器作为现代商用场所及家用必不可少的服务类设备，已经经历了至少三代的更新。随着不锈钢在中国内地的广泛使用，加之办公自动化的不断推进，公共饮水系统跟着发展起来，开水器进入第一代的生产（即现有容积式开水器）。产品主要以不锈钢的实用为主要标志，在有了电加热系统、温控系统和自进水系统后，真正意义上的自动电开热水器诞生了，但是从产品本生来看，这种热水器包括外壳、开水箱、磁化器、加热器、开水出水管、进水管和电路部件，其只有一个开水箱，自来水由进水管进入经磁化器后由加热器加热生成开水，储存在开水水箱中供人们饮用。人们如果需要饮水只能事先接好开水，待水下降至适合温度后再饮用，不能达到即接即饮的目的，因此在快节奏的今天会造成烫伤和不能及时解决人们口渴的麻烦，尤其在车站、教室、宿舍等人口多的公共场合，正当夏日时此类问题愈发严重。因此热水器在原有的基础上还需要有一个可以提供白开水的可以即接即饮的白开水水箱，满足人们急需饮水的需求。冷热双模式热水器通过波浪形导水管中冷水的流动带走开水热量得到白开水，满足人们在口渴时即接即饮的需求，同时，波浪形导水管吸收的热量可以升高进水温度，对进水进行一定程度的预热，有效利用能源，真正的为人们提供开水与白开水。
2新型冷热双模式热水器结构
分析现有的热水器并对其改进创新，提出一种新型冷热双模式热水器，该热水器主要包括外壳、开水箱、白开水水箱、磁化器、隔热层、直线型导水管（两端有过滤网）、开水出水管、白开水出水管、进水管和电路部件，其中开水箱由冷水进水阀、冷水水位控制器、开水水位控制器、主加热管和保温加热管组成，白开水水箱由开水进水阀、白开水水位控制器、波浪形导水管（一端口有过滤网）和限温加热管组成。在白开水水箱中波浪形导水管贯穿整个白开水水箱，尽量大的增加与白开水水箱中水的接触面积，其有过滤网的一端与磁化器连接，另一端连接开水箱中的冷水进水阀。开水箱位于白开水水箱的上部，开水箱与白开水水箱通过波浪形导水管与直线型导水管连通，直线形导水管的两端装有可更换的过滤网用来过滤开水流经时带来的水垢或杂质，两水箱之间以隔热层隔开，避免不必要的热量流失。白开水水箱下部为电路部件，控制整个热水器的正常工作。
具体结构如图：
1外壳2白开水水箱3白开水水位控制器4开水进水阀5直线型导水管（两端有过滤网）6保温加热管7开水水位控制器8磁化器9进水管10开水箱11冷水水位控制器12冷水进水阀13主加热管14隔热层15波浪形导水管（两端有过滤网）16开水出水管17白开水出水管18电路部件19限温加热管
3工作原理
1）接通电源与冷水管，冷热双模式热水器按原有程序正常工作。
2）由于刚启动冷热双模式热水器时，开水箱内没有开水冷水流经时不会生成白开水，因此白开水水箱内没有白开水，所有水箱只有开水，待接过几次水使水循环后便可正常工作。
3）正常工作时：冷水由进水管进入磁化器，并通过波浪形导水管到达开水箱，在开水箱中经主加热管与保温加热管加热形成开水。开水通过直线型导水管流入白开水水箱，由于冷水流经波浪形导水管时带走了白开水水箱中开水的一部分热量，使得白开水水箱中的开水水温降低形成白开水，同时波浪形导水管吸收的热量使得进水温度提高，缩短预热时间，在开水箱中冷水可迅速被加热形成开水。白开水水箱内的限温加热管可以控制白开水水温不至过低。待开水箱与白开水水箱的水位饱和后，开水水位控制器和冷水水位控制器控制冷水进水阀关闭，白开水水位控制器控制开水进水阀关闭；若开水箱水位降低，则开水水位控制器和冷水水位控制器控制冷水进水阀打开，加热冷水生成开水使水位饱和；若白开水水箱水位降低，则白开水水位控制器控制开水进水阀打开，添加开水，同时，开水箱开水水位也降低，开水水位控制器和冷水水位控制器控制冷水进水阀打开，添加冷水，此时冷水流经波浪形导水管便又形成白开水使白开水水箱水位达到饱和。
4优点
1）新型冷热双模式热水器具有双水箱既可提供开水又可提供白开水，满足人们的饮水需求。
2）采用波浪形导水管大大增加相互之间的接触面积使白开水形成快，同时冷水预热效果明显。
3）利用进水管中冷水对开水进行降温实现白开水同时也为冷水预热，达到高效利用能源的目的。
4）开水箱的保温加热管保证开水管出来开水避免开水与生水混合，白开水水箱的限温加热管保证冬季白开水不会应时间长而温度过低影响饮用。
5）冷热双模式热水器自身水的循环使开水与白开水达到平衡，不另外消耗能源，绿色环保。
6）结构简单，操作方便，没有贵重仪器，便于维护与操作。
5清理与维护
1）本产品全自动控制，接通水、电，开水箱即按程序运行，但如果长时间断水，为包延长电器寿命应切断总电源。
2）定期清理。热水器使用一段时间后，其表面会形成水垢污物，影响出水水质，造成热交换效率大大降低。如果不及时清理，不但浪费电能，而且因加热管热传导不良，造成加热管寿命缩短，甚至加热损坏。因各地水质不同，定期对主加热管、保温加热管、限温加热管和浮球开关等清理水垢，特别注意波浪形导水管上的水垢清理，清垢时不要敲击碰撞。
3）由于热水器中波浪形导水管是形成白开水的关键，所以应勤检查热水中直线形导水管和波浪形导水管各自端口的过滤网，如有水垢应及时清理，严重时应及时更换，以免影响热水器正常运行。
6故障排除与检修
1）冷水溢水，应检查冷水水位控制器的浮球璃芯是否失灵，导致冷水进水阀关闭出问题。
2）开水箱溢水，应检查开水水位电控浮球是否失灵，即浮动位置，另外检查浮球箱外微动开关是否损坏。
3）无法形成开水，检查冷水进水阀口是否有杂质卡住，关不住水造成进水多，就会形成水不开，另外保温管损坏或开关接触不良，保温功能失灵也会导致水不开。
4）白开水水箱水温高，检查开水进水阀是否失灵；另外如果白开水大量使用也可能导致白开水不能及时形成，出现白开水水箱流出开水的现象。
5）指示灯不显示，检查线路和指示灯灯泡。
7结语
新型冷热双模式热水器新增波浪型导水管与白开水水箱，波浪形导水管利用进来的冷水使已有开水水温降低同时冷水自身预热，实现白开水与开水的双重效果，满足人们急需饮水的需求，避免了因开水水温过高带来的一些麻烦，并达到节能环保、能源高效利用的目的。但白开水的形成是利用进水管的冷水实现的，其形成速度有限需要一定的时间，当白开水大量使用而开水使用量较少时，热水器自身平衡被打破，白开水便不能及时供应，因此新型冷热双模式热水器还有待继续改进。 |
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