軌道車輛用電熱水器及水加熱方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電熱水器，特別涉及一種在軌道車輛上使用的可以同時提供溫水和開水的電熱水器及水加熱方法。
【背景技術】
[0002]目前鐵路客車上為了滿足乘客的需要，多會同時配備溫水器及電開水器，溫水器提供盥洗用的溫水，電開水器則提供飲用水。溫水器及電開水器是完全獨立的兩套設備，各自獨立工作，而且用電負荷較大，占用車上空間也較大。
[0003]現有的鐵路客車上使用的電開水器多采用沸騰式電開水器，如專利號為200820037388.X的中國專利“列車用電熱開水器保溫裝置”中就公開了一種電熱開水器的結構，包括燒水容器和存儲容器，燒水容器安裝在存儲容器的下方，在燒水容器內安裝加熱器，燒水容器連通一個向上延伸的連通管，連通管伸入至存儲容器內，連通管頂部的出水口靠近存儲容器的頂部，冷水進入燒水容器中，經過加熱器加熱后，沸騰的開水從連通管的頂部進入存儲容器內，開水儲存在存儲容器內。這種電熱開水器，沸騰的開水從連通管的頂部向外翻出進入存儲容器，但能翻出進入存儲容器的水大約僅有一多半，一小半的水又順著連通管流回燒水容器，使水重復加熱。
[0004]在現有技術中，還提供了一種在列車上使用的可以同時提供開水和溫水的設備，如專利號為88203587.8的中國專利“一種高效茶爐”中所公開的茶爐，但其是通過燒煤為冷水加熱，污染列車環境，在現在的動車組等高速軌道車輛上已無法安裝使用。
【發明內容】
[0005]本發明主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種將溫水和開水設備集成在一起、結構簡單緊湊、節省車上空間，可同時向車上提供溫水和開水的軌道車輛用電熱水器及水加熱方法。
[0006]為實現上述目的，本發明的技術方案是:
[0007]一種軌道車輛用電熱水器，包括預熱水容器、開水存儲容器和第一加熱器，在所述預熱水容器中安裝第二加熱器用于將水加熱至第一設定溫度，所述預熱水容器的出水口與所述開水存儲容器的進水口之間通過所述第一加熱器連接，所述第一加熱器用于將從所述預熱水容器出來的水加熱至第二設定溫度，在所述開水存儲容器、預熱水容器上分別設置有高溫取水口和低溫取水口，所述預熱水容器連接水源，所述預熱水容器、第一加熱器和開水存儲容器按水從低向高的流向布置。
[0008]進一步，所述第一加熱器包括用于將所述預熱水容器的出水口與開水存儲容器的進水口連接的水管路、加熱元件及將所述水管路及加熱元件包裹在其中的第一保溫層。
[0009]進一步，所述加熱元件為PTC加熱元件，所述水管路呈S形串接在所述PTC加熱元件的各層加熱片之間，所述水管路的管壁與加熱片密貼。
[0010]進一步，所述水管路為鋁型材一體加工而成。
[0011]進一步，所述開水存儲容器的進水口開在容器的底壁上。
[0012]進一步，在所述預熱水容器的出水口串接一用于通斷所述預熱水容器、開水存儲容器之間水通路的電磁閥。
[0013]進一步，所述預熱水容器、第一加熱器、開水存儲容器集成在一個箱體內，分上中下三層布置，各層之間用隔熱層隔開；或所述預熱水容器和開水存儲容器集成在一個箱體內，分上下兩層布置，中間用隔熱層隔開，第一加熱器外掛在箱體的外壁。
[0014]本發明的另一個技術方案是:
[0015]一種采用上述軌道車輛用電熱水器的水加熱方法，包括如下步驟:
[0016]在預熱水容器中將水源的水加熱至第一設定溫度；
[0017]將加熱至第一設定溫度的水輸送到第一加熱器；
[0018]再通過第一加熱器將水加熱至第二設定溫度；
[0019]將加熱至第二設定溫度的水存儲在開水存儲容器。
[0020]進一步，經所述第一加熱器加熱后的第二設定溫度為沸點的溫度，處于沸騰狀態的水進入所述開水存儲容器存儲。
[0021]進一步，在開水存儲容器的水處于低水位時，接通預熱水容器與開水存儲容器之間的水通路，同時啟動第一加熱器加熱；在開水存儲容器的水處于高水位時，切斷預熱水容器與開水存儲容器之間的水通路，同時第一加熱器停止工作。
[0022]綜上內容，本發明所述的軌道車輛用電熱水器及水加熱方法，與現有技術相比較，具有如下優點:
[0023](I)采用預熱水容器對水源的水預熱并提供盥洗用的溫水，再通過進一步加熱提高水溫至沸騰，生產開水供使用者飲用，一臺設備實現兩種功能，節省了車上占用空間。
[0024](2)通過預熱水容器對水源的水進行預熱，此時水溫可以達到45-65?，再對其進行加熱至沸騰，起到節能的效果，大幅減少用電負荷。
[0025](3)經第一加熱器燒開至沸騰的水進入開水存儲容器存儲，水不會回流，不會發生重復燒水的現象。
[0026](4)第一加熱器獨立于開水存儲容器安裝，其中的加熱元件不需要浸泡在水里，不會存水垢，可以提高其加熱效率，同時可以增加使用壽命。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明電熱水器結構示意圖。
[0028]如圖1所示，預熱水容器I，開水存儲容器2，第一加熱器3，第二加熱器4，進水管5，溫度控制器6，缺水保護開關7，出水口 8，進水口 9，水管路10，PTC加熱元件11，第一保溫層12，加熱片13，低溫取水口 14，高溫取水口 15，電磁閥16，低水位傳感器17，高水位傳感器18，通氣閥19，第二保溫層20，第三保溫層21，防干燒保護器22。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述:
[0030]如圖1所示，本發明提供的一種軌道車輛用電熱水器，包括預熱水容器1、開水存儲容器2和第一加熱器3，預熱水容器1、第一加熱器3和開水存儲容器2的水通路相互連通，且按水從低向高的流向布置，預熱水容器I與水源連接，利用水源的水壓作為水流動的動力。
[0031]水源為安裝在車體底部的儲水箱(圖中未示出)，在預熱水容器I的底壁上連接進水管5，進水管5與車上的水源連接，依靠水源的水壓向預熱水容器I內供水。進水管5安裝在底壁上，而且按水從低向高的流向布置預熱水容器1、第一加熱器3和開水存儲容器2，有利于在冬季時將預熱水容器1、開水存儲容器2和第一加熱器3水通路中的水全部排干凈，避免水凍結而損壞設備。
[0032]在預熱水容器2中安裝第二加熱器4，第二加熱器4采用浸沒式加熱器，如電加熱管等，第二加熱器4用于將水源的低溫水加熱至第一設定溫度，第一設定溫度為45-65?，提供盥洗用的溫水，因為不是供飲用的水，所以此時不需要將水燒開，以節省能源。在預熱水容器2的外壁上包裹一層第二保溫層20，保證預熱水容器2內水的溫度，達到降低電負荷的作用。在預熱水容器I的側壁頂部連接低溫取水口 14，低溫取水口 14通過水管與盥洗室的水龍頭連接，使用者打開水龍頭即可有溫水使用，而且利用水源的水壓進行供水，也可以避免水流速度過快，造成浪費，也方便由車輛供水系統統一控制。
[0033]在預熱水容器I內安裝有溫度控制器6，溫度控制器6根據檢測到的預熱水容器I內水的溫度，控制第二加熱器4的通斷，進而控制預熱水容器I內水的溫度在第一設定溫度的45-65 °C范圍內，滿足盥洗使用。
[0034]在預熱水容器I內還安裝有缺水保護開關7和防干燒保護器22，缺水保護開關7安裝在預熱水容器I的頂部，預熱水容器I中的水永遠是滿的，只有當車下水箱缺水時，缺水保護開關7動作，發出缺水信號。防干燒保護器22避免第二加熱器4溫度過高，保證其正常工作。
[0035]預熱水容器I的頂壁上設有出水口 8，與開水存儲容器2的進水口 9之間連接第一加熱器3，利用水源的水壓將預熱水容器I內的水輸送到一加熱器3內，第一加熱器3用于將從預熱水容器I出來的水加熱至第二設定溫度。預熱水容器I將水的溫度提高，起到預熱的作用，在此溫度基礎上再將水燒開，燒開時間短，耗電也少，達到節能的目的。
[0036]第一加熱器3由水管路10、加熱元件及第一保溫層12組成，水管路10將預熱水容器I的出水口 8與開水存儲容器2的進水口 9連接形成水通路。本實施例中，加熱元件優選采用PTC加熱元件11，PTC加熱元件11由多層平行設置的陶瓷加熱片13組成，加熱片13由低向高平行間隔設置，水管路10也由低向高呈S形串接在PTC加熱元件11的各層加熱片13之間，由PTC加熱元件11給水管路10中的水加熱。水管路10的進水在低位，出水在高低，可以利于在冬季或檢修時水管路10中水的排空，水管路10中的水排空時流回預熱水容器I內，再通過預熱水容器I底部的進水管5排出，流回車輛的儲水箱。
[0037]第一加熱器3獨立于開水存儲容器2安裝，其中的PTC加熱元件11不需要浸泡在水里，不會存水垢，可以提高其加熱效率，同時可以增加使用壽命。同時，由于PTC加熱元件11只需要給水管路10中的水進行加熱，不需要給整個水箱的水進行加熱，可以進一步減少用電負荷，達到節能的效果。
[0038]為提高傳熱效率，水管路10采用鋁材料，本實施例中，則優選采用鋁型材，由鋁型材一體加工而成，便于制造和安裝，水管路10的斷面呈扁平的結構，其上下的管壁與加熱片13密貼，保證水管路10里的水能較好地吸收PTC加熱元件11的熱量，提高加熱效率。
[0039]