[发明专利]用于在箱式热水器中处理和加热水的装置

说明书

一种系统，包含安装到箱式热水器的法兰上的装置，该装置同时与AC电源连接，从而在芯部中的电极之间的通道内处理和加热水，同时输送无菌的经改善的温水或热水，而没有水垢问题，并且能效提高20％到30％。此外，结合控制方案描述了使用泵将水输送至装置的方法。

本发明涉及一种装置的使用，该装置安装至箱式热水器(water heater，水加热器)的法兰，同时与AC电源连接，从而处理和加热水，同时输送无菌的经改善的热水。

背景技术

热水存储箱(也称为热水箱、蓄热箱、热水蓄热单元、储热箱和热水缸)是用于存储为空间加热或家用的热水的水箱。

水是一种方便的储热介质，因为它具有高比热容。这意味着，与其他物质相比，它每单位重量可以存储更多的热。水是无毒的且低成本的。

高效隔热箱可以将所存储的热保留几天，降低燃料成本。热水箱可以具有内置的气体或燃油燃烧器系统、浸没式电加热器。一些类型使用外部热交换器诸如中央加热器系统或来自另一能源的经加热的水。在国内环境中，最典型的是化石燃料燃烧器、浸没式电元件或区域加热方案。

用于洗涤、沐浴或洗衣的热水器具有恒温控制以将温度调节到40至60℃(104至140°F)的范围内，并且连接到家用冷水供应上。

在当地供水中溶解的矿物质诸如石灰石含量高的情况下，对水加热会导致矿物质在箱体中沉淀(结垢)。仅过几年，箱体就可能因腐蚀而发生泄漏，水中加速箱体和配件两者的腐蚀的溶解氧使问题恶化。

热水器箱体可以由玻璃搪瓷内衬的碳钢、不锈钢或铜制成。

铜和不锈钢的家用热水箱在欧洲更为普遍，而碳钢箱体在美国更为普遍，在美国，定期检查通常会被忽略，箱体出现泄漏因此使整个电器被更换。即使被忽略，碳钢箱体也往往比其制造商的保修——在美国通常为3至12年——要多持续几年。

玻璃内衬箱体的初始成本要低许多，并且经常包括一个或多个牺牲阳极棒，该牺牲阳极棒被设计来保护箱体，使其免受腐蚀——因为含氯水对碳钢非常有腐蚀性因此必然会有腐蚀——引起的穿孔的影响。由于几乎不可能完美地涂覆任何保护涂层(保护层中没有微裂纹或针孔瑕疵)，制造商可能建议定期检查任何牺牲阳极，在必要时进行更换。

一些制造商提供了扩展保修套件，其包括备用阳极棒。由于传统的热水存储存箱体预计每5到15年会泄漏，因此高质量的安装将包括——并且现在大多数美国建筑/暖通管道规范要求——浅金属盘或浅塑料盘，以在泄露发生时收集渗液。

当流动从最上面的出口开始时，冷水在底部进入箱体。这种温度的下降使得恒温器开启箱体底部处的电热元件。当箱体顶部处的水被排出，顶部处的热水被相对较冷的水代替，顶部恒温器打开顶部元件。当流动停止时，元件将保持打开，直到满足其设置为止。

为了节省能源，通常顶部和底部的恒温器被不同地设置，但热水上行这一事实意味着控制上部元件的恒温器应该供应最热的供给，而下部元件的供应最温暖的供给。

如果调换了此类系统中的恒温器——从顶部供应温水，从中央供应热水——则可能不仅会影响系统的能源效率，而且将滚烫的水供应至家用热水出口可能是危险的，或者如果将其直接供应到温水进水的洗衣机可能损坏洗衣机使得无法修复。

热水会导致疼痛的、危险的烫伤，尤其是在儿童和老人中。

出口处的水不应超过49摄氏度。一些辖区将箱体设定点温度限制为49度。另一方面，存储60摄氏度以下的水会允许细菌生长，诸如引起军团病的细菌，该细菌对缺乏抵抗力的免疫系统的人们特别危险。一种技术方案是在用于水槽、浴缸或淋浴器的出口处使用混合阀，该混合阀将自动混合冷水以保持最高温度低于49C。将该提议添加到加拿大的建筑规范中的提案并未成功。