CN205648066U - 一种石墨块电极热水装置 - Google Patents

Abstract

一种石墨块电极热水装置，由外壳1、石墨块正电极2、石墨块负电极3、水通道4、进水管接口5、出水管接口6、排气阀7构成。石墨块正电极2和石墨块负电极3两两相对组合安装在外壳1的加热腔体内，正、负电极之间预留的间隙构成水通道4的水流回转运动渠道。外壳的周边上设有多个连接螺钉8，各电极上分别设有连接螺栓9，并通过该螺栓接通相应的电源输出端。由于该热水装置的石墨块电极热交换面积大，导电率高，无水垢，寿命长，且热量产生于被加热的水本身，属于内部加热，热交换速度快，热效率高，结构简单，成本低。已成功应用在即热式热水器上，是一种理想的快速加热装置，市场前景非常广阔。

Description

一种石墨块电极热水装置

技术领域

本实用新型属于电加热设备技术领域，特别涉及一种即热式热水器的加热装置。

背景技术

目前市场上常见的电加热热水器，通常分为贮水式和即热式两大类。

1、贮水式的优点：安装简单、方便；功率相对较小，对电线要求低，一般家庭都能安装使用；可多路供水，既可沐浴，也可洗手、洗菜。缺点：带一个容积大的水箱，要承重墙才能装，对于开放式的浴室还影响美观。使用前需要预热，不能连续使用超出额定容量的水，要是家庭人多，洗澡中途还得等。另外，洗完后没用完的热水会慢慢冷却，造成浪费。水温高时，易结垢，污垢清理麻烦，不清又影响发热器寿命。

2、即热式的优点：出热水快，只需3秒钟即可；热水量不受限制，可连续不断供热水；体积小，外形精致；安装、使用方便快捷；需多少热水用多少电，耗能少；恒温机型可实现多路供水。缺点：功率高，需预留至少4平方的铜芯专线电线，部分南方用户可以使用2.5平方的电线。

3、市场需求趋势：即热式具备了比传统的贮水式热水器更节省时间，节省空间，节省能源的优势，具有更大的发展远景。

4、即热式技术发展态势：即热式热水器的核心加热技术目前已发展形成“金属管”、“玻璃管”、“铸铝”和“半导体陶瓷”四大流派。

①金属管”流派的优点：技术来源于贮水式热水器，将发热管直接浸泡于水中，热效率高，快速制热，配套成熟，是目前普遍采用的加热技术。弱点：金属发热体无法避免结垢问题，从而会带来漏电、漏水的隐患，维修率较高。

②玻璃管”流派的优点：将电阻膜涂抹在玻璃管外壁，而水流通过玻璃管内壁，水电分离，在正常情况下安全性能好。弱点：导热性能差，在加热过程中会造成大量能量浪费，热效率低；采用外壁加热时，管壁外侧温度极高，内部有冷水通过，玻璃管内部收缩膨胀，产生很大的扭曲应力，容易导致玻璃管炸裂。即使不炸裂，也会大大缩短玻璃管的使用寿命；玻璃管硬度大，但韧性很小，承压能力有限，当自来水压力过高时，容易破裂。

③“铸铝”流派的优点：水路与发热元件完全隔离，水在管路里流动的过程中逐渐升温，是一个低温循环流动的“活水”加热原理，避免了高温静水加热带来的水垢问题，理论上完全不产生水垢；具有长寿命、耐腐蚀等优点。弱点：发热体偏重、工艺比较复杂、且成本较高，新技术的推广还需要时间。

④“半导体陶瓷”流派的优点：由于材料自身温度不会超过260℃，长时间通电干烧，也不会引发火灾。半导体寿命超长，设计寿命在10万小时。即使在无水通电加热情况下，仍可连续加热5000小时而不损坏。管式换热，水电永久隔离。水流管道与陶瓷完全分离，且水管为光洁度较高的金属管，不存在爆管、漏水等潜在风险。低温加热，难结水垢，发热体最高260摄氏度，远远低于一般加热体600-1200度的温度，能适应各种水质。智能材料，电压波动适应性强。半导体陶瓷可以随着温度的高低自动调节自身电阻特性，消除电压变化对功率的影响，解决了热水器冬天“电压低，水不热，”这一长久技术难题。高承压结构，耐水压16公斤以上，适应各种环境下的水压。弱点：刚开始冷水启动时加热速度会慢几秒；制造成本高

5、市场需求对即热式热水器核心加热技术的期望：

①加大热交换面积，加快热交换速度，提高效率；

②延长受热时间，管路通道加热，管路长的，受热时间长，热传递更充分；

③用良好的热交换介质，传热快的热交换速度快；

④加热器水流通道及管路不宜用焊接方式连接，不宜大面积的并液密封，防止腐蚀液漏；

⑤发热元件不能受潮、水电必需要彻底的隔离，确保安全万无一失；

⑥降低发热元件的热负荷，减少水垢的产生，延长使用寿命。

⑦发热元件端子因接点会产生热量，应处于发热体的低温区，接线端子应分散，降低自身热量，才能确保安全；

发明内容

本实用新型的目的是为即热式热水器提供一种新型电加热装置。以求发扬现有即热式热水器的优点，克服其当前存在的弱点，从而最大限度的满足市场的实际需求，实现环保节能高效的水加热效果。

本实用新型包括外壳、石墨块正电极、石墨块负电极、水通道、进水管接口、出水管接口、排气阀。外壳内含加热腔体，该腔体对电绝缘，其中设有水通道。水通道的一端设有进水管接口，另一端设有出水管接口，多块石墨块正电极和石墨块负电极两两相对组合安装在外壳的腔体内，正、负电极之间预留的间隙构成水通道的水流回转运动渠道。排气阀设在加热腔体顶端，并与水通道联通。外壳的周边上设有多个连接螺钉；各个电极上分别设有连接螺栓，并通过该螺栓接通相应的电源输出端。

本实用新型的工作原理，是电阻加热和感应加热方式的叠加。

1)电阻加热：实际工作时，石墨块正、负电极的电源电压直接加到被加热的水介质上，当有电流流过水介质时，水便因本身的导体电阻而发热。

2)感应加热：实际工作时，正、负电极上接有工频交流电源(50赫)，且电压可调。处于正、负电极之间的水导体，因处于交变电磁场中产生感应电流(涡流)所形成的热效应使水导体本身发热。

由于本实用新型石墨块电极热交换面积大，导电率高，无水垢，寿命长，且热量产生于被加热的水本身，属于内部加热，热交换速度快，热效率高，结构简单，成本低。目前，已成功应用在即热式热水器上，是一种理想的快速加热装置，市场前景非常广阔。

附图说明

图1为本实用新型实施例的剖面结构示意图

图2为本实用新型实施例的工作原理示意图

图中标注：

1.外壳 2.石墨块正电极 3.石墨块负电极 4.水通道

5.进水管接口 6.出水管接口 7.排气阀 8.连接螺钉

9.连接螺栓

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行具体说明：

参考附图1，本实用新型实施例由外壳1、石墨块正电极2、石墨块负电极3、水通道4、进水管接口5、出水管接口6、排气阀7构成；外壳1内含加热腔体，该腔体对电绝缘，其中设有水通道4，水通道4的一端设有进水管接口5，另一端设有出水管接口6，三块石墨块正电极2和两块石墨块负电极3两两相对组合安装在外壳1的加热腔体内，正、负电极之间预留的间隙构成水通道4的水流回转运动渠道。排气阀7设在加热腔体顶端，并与水通道4联通。外壳1的周边上设有十三个连接螺钉8。三块石墨块正电极2和两块石墨块负电极3上分别设有一个连接螺栓9，各电极通过该螺栓接通220V工频交流电源(50赫)相应的电源输出端，调节电压可控制水温。

参考附图1、2，当本实用新型实施例接通220V交流电源时，电磁水阀自动打开，常温的水通过进水管接口5流入全封闭的加热腔，再经由石墨块正电极2和石墨块负电极3构成的水通道4，从出水管接口6流出。同时，石墨块正、负电极的电源电压直接加到被加热的水流上，当电流流过水流时，水流便因本身的导体电阻而发热。而正、负电极上接有的交流电源，使得正、负电极之间的水导体，因处于交变电磁场中产生感应电流(涡流)所形成的热效应使水导体本身发热。两种加热方式叠加的作用，使水通道4中的水快速升温，过压的水蒸汽由设在加热腔体顶端的排气阀7排除。

本实用新型实施例的外壳采用工程塑料制成，最大电功率为26A×220V＝5720VA，每分钟可将3.7Kg流量的水从18℃加温到42℃。

每分钟直接升温24℃。

Claims (4)

1.一种石墨块电极热水装置，其特征在于：包括外壳(1)、石墨块正电极(2)、石墨块负电极(3)、水通道(4)、进水管接口(5)、出水管接口(6)；外壳(1)内含加热腔体，腔体中设有水通道(4)，水通道(4)的一端设有进水管接口(5)，另一端设有出水管接口(6)，多块石墨块正电极(2)和石墨块负电极(3)两两相对组合安装在外壳(1)的加热腔体内，正、负电极之间预留的间隙构成水通道(4)的水流回转运动渠道。

2.根据权利要求1所述的一种石墨块电极热水装置，其特征在于：还包括排气阀(7)；排气阀(7)设在加热腔体顶端，并与水通道(4)联通。

3.根据权利要求1所述的一种石墨块电极热水装置，其特征在于：外壳(1)内含的加热腔体对电绝缘，外壳(1)的周边上设有多个连接螺钉(8)。

4.根据权利要求1所述的一种石墨块电极热水装置，其特征在于：所述的石墨块正电极(2)、石墨块负电极(3)上分别设有连接螺栓(9)，各电极通过该螺栓接通相应的电源输出端。