本發(fā)明涉及熱水器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種相變儲熱式熱水器換熱裝置及具有該相變儲熱式熱水器換熱裝置的熱水器。

背景技術(shù)：

相變儲熱式熱水器因其具有較高的儲熱密度、較長的使用壽命等特點，而且可以利用便宜的谷電進(jìn)行儲熱，響應(yīng)移峰填谷的國家節(jié)能政策，而得到大力推廣。因相變材料的導(dǎo)熱率低，在相變之前為固體，無法用電加熱管直接對相變材料進(jìn)行加熱，其儲熱方式都是通過二次換熱，目前常用的是通過螺旋式、分布式或翅片是管道埋藏于相變材料內(nèi)部，相變儲熱模塊外部單獨有輔助能源加熱水，然后通過外置循環(huán)泵強制循環(huán)熱水給相變材料充熱儲能，此方法有以下缺點：

(1)額外增加管路、循環(huán)泵、保溫材料等附件，成本高且故障漏水點增多；

(2)循環(huán)泵可靠性低，易損壞，運行有噪音，影響用戶使用體驗；

(3)管路、循環(huán)泵等附件的安裝占用大量的體積，導(dǎo)致整個熱水器占用大量空間，空間利用率低；

(4)輔助能源加熱在外部，通過循環(huán)熱水給相變充熱儲能，熱量散失嚴(yán)重，能源轉(zhuǎn)化率低。

基于以上描述，亟需要一種新的相變儲熱式熱水器換熱裝置，以解決現(xiàn)有相變儲熱式熱水器存在的連接附屬件多，成本高，管路接口多，漏水故障隱患多；循環(huán)泵可靠性低，運行有噪音，影響用戶使用體驗；連接管路和附屬件占用空間，熱水器體積大，空間利用率低；輔助能源加熱轉(zhuǎn)換效率低等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于提出一種相變儲熱式熱水器換熱裝置，該換熱裝置利用相變材料實現(xiàn)了儲熱和放熱，提高了電加熱效率；不需要額外增加連接附屬件，節(jié)省了空間，節(jié)約了成本，降低了故障率，增加了用戶使用體驗，降低了熱量損耗。

本發(fā)明的另一個目的在于提出一種熱水器，該熱水器具有如上所述的相變儲熱式熱水器換熱裝置，該熱水器空間利用率高，制造成本低，故障率低，用戶使用體驗良好，能源轉(zhuǎn)化率高。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種相變儲熱式熱水器換熱裝置，包括相變儲熱殼體及設(shè)置在相變儲熱殼體內(nèi)的加熱裝置、換熱管和導(dǎo)熱翅片，所述相變儲熱殼體內(nèi)填充有相變材料，所述相變儲熱殼體內(nèi)相變材料中設(shè)置溫度傳感器，所述導(dǎo)熱翅片安裝在所述換熱管上，所述換熱管的兩端分別與進(jìn)水管和出水管相連通，所述加熱裝置設(shè)置在換熱管與進(jìn)水管的連接處，并與溫度控制器電連接，用于加熱由進(jìn)水管流入換熱管的自來水。

作為一種優(yōu)選方案，所述換熱裝置還包括安裝在相變儲熱殼體內(nèi)的第一集水器和第二集水器，所述第二集水器分別與換熱管和進(jìn)水管相連通，所述加熱裝置安裝在所述第二集水器內(nèi)，所述第一集水器分別與換熱管和出水管相連通。

作為一種優(yōu)選方案，所述換熱管的進(jìn)水口與所述第二集水器相連通，其出水口與所述第一集水器相連通。

作為一種優(yōu)選方案，所述相變材料填充在相變儲熱殼體與換熱管之間的容腔內(nèi)。

作為一種優(yōu)選方案，所述導(dǎo)熱翅片平行地垂直穿設(shè)在所述換熱管上。

作為一種優(yōu)選方案，所述換熱管豎直且相互平行地布置在相變儲熱殼體內(nèi)。

作為一種優(yōu)選方案，所述加熱裝置為電加熱管，所述電加熱管外表面套設(shè)有加熱套管。

作為一種優(yōu)選方案，所述進(jìn)水管的進(jìn)水口和所述出水管的出水口均伸出相變儲熱殼體外。

本發(fā)明還提供了一種熱水器，包括如以上任一項所述的相變儲熱式熱水器換熱裝置。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供了一種相變儲熱式熱水器換熱裝置，該相變儲熱式熱水器換熱裝置包括相變儲熱殼體及設(shè)置在相變儲熱殼體內(nèi)的加熱裝置、換熱管和導(dǎo)熱翅片，所述相變儲熱殼體內(nèi)填充有相變材料，所述相變儲熱殼體內(nèi)相變材料中設(shè)置溫度傳感器，所述導(dǎo)熱翅片安裝在所述換熱管上，所述換熱管的兩端分別與進(jìn)水管和出水管相連通，所述加熱裝置設(shè)置在換熱管與進(jìn)水管的連接處，并與溫度控制器電連接，用于加熱由進(jìn)水管流入換熱管的自來水。本發(fā)明可以使得相變材料的儲熱和放熱共用一套換熱管路，加熱裝置內(nèi)置，不需要額外增加循環(huán)泵和單向閥等連接附屬件，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省了管路和空間，提高了電加熱效率，節(jié)約了成本，降低了故障率，增加了用戶使用體驗，降低了熱量損耗。

本發(fā)明提供了一種熱水器，該熱水器包括如上所述的相變儲熱式熱水器換熱裝置，該熱水器的空間利用率高，制造成本低，故障率低，用戶使用體驗良好，能源轉(zhuǎn)化率高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是 本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的相變儲熱式熱水器換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的左視圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的電加熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的第一集水器或第二集水器的局部俯視圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、相變儲熱殼體；2、換熱管；3、導(dǎo)熱翅片；4、進(jìn)水管；5、出水管；6、第一集水器；7、第二集水器；8、電加熱管。

具體實施方式

為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

優(yōu)選實施例

如圖1和圖2所示，本實施例提供了一種較優(yōu)選的相變儲熱式熱水器換熱裝置，所述相變儲熱式熱水器換熱裝置包括相變儲熱殼體1及設(shè)置在相變儲熱殼體1內(nèi)的加熱裝置、數(shù)根換熱管2、數(shù)組導(dǎo)熱翅片3、第一集水器6和第二集水器7(如圖4所示)，相變儲熱殼體1內(nèi)填充有相變材料，相變儲熱殼體1內(nèi)相變材料中設(shè)置用于檢測相變材料溫度的溫度傳感器，數(shù)組導(dǎo)熱翅片3安裝在 換熱管2上，數(shù)根換熱管2的兩端均分別與進(jìn)水管4和出水管5相連通，加熱裝置設(shè)置在換熱管2與進(jìn)水管4的連接處，并與溫度控制器電連接，用于加熱由進(jìn)水管4流入換熱管2的自來水。

于本實施例中，如圖1至圖3所示，加熱裝置安裝在第二集水器7內(nèi)，加熱裝置優(yōu)選為結(jié)構(gòu)簡單的電加熱管8，電加熱管8外表面套設(shè)有加熱套管，加熱套管固定安裝在熱水器封頭的法蘭上。本實施例相變儲熱式熱水器換熱裝置通過內(nèi)置電加熱管進(jìn)行加熱，實現(xiàn)加熱與換熱一體化設(shè)計，節(jié)省了空間，提高了加熱效率。

于本實施例中，作為優(yōu)選方案，數(shù)根換熱管2豎直且相互平行地布置在相變儲熱殼體1內(nèi)，具體的，如圖1、圖2和圖5所示，數(shù)根換熱管2呈13列布置，每列具有平行排布的三根換熱管2，每根換熱管2的進(jìn)水口與第二集水器7的出水口相連通，每根換熱管2的出水口與第一集水器6的進(jìn)水口相連通，同時，第二集水器7的進(jìn)水口與進(jìn)水管4相連通，第一集水器6的出水口與出水管5的進(jìn)水口相連通。進(jìn)水管4的進(jìn)水口和出水管5的出水口均伸出相變儲熱殼體1外。本實施例中的換熱管2的排布方式不限，可根據(jù)換熱能效率和成本方面調(diào)整排布。

數(shù)組導(dǎo)熱翅片3優(yōu)選為數(shù)組整版式導(dǎo)熱翅片，為了增加換熱面積和換熱能力，數(shù)組整版式導(dǎo)熱翅片平行地垂直穿設(shè)在數(shù)根換熱管2上。相鄰兩導(dǎo)熱翅片3之間的間距大小可根據(jù)相變材料的傳熱特性來確定。本實施例中的導(dǎo)熱翅片3不局限于上述結(jié)構(gòu)或安裝形式，還可以設(shè)計成數(shù)組導(dǎo)熱翅片單元間隔陣列排布或?qū)?dǎo)熱翅片3螺旋式纏繞在換熱管2上，以增加傳熱面積，提高換熱能力。

于本實施例中，作為優(yōu)選方案，相變材料填充在相變儲熱殼體1與換熱管2之間的容腔內(nèi)，于是，導(dǎo)熱翅片3之間也會填充有相變材料。

本發(fā)明的工作原理和工作流程是：

在用電低谷時段需要儲熱時，溫度控制器控制電加熱管8通過加熱套管加熱經(jīng)進(jìn)水管4流入第二集水器7內(nèi)的自來水，熱水通過換熱管2上升，熱水通過換熱管2和周圍分布的導(dǎo)熱翅片3將熱量傳遞給相變材料，溫度降低后變?yōu)槔渌陆?，然后再被電加熱?加熱，如此反復(fù)循環(huán)，直至相變材料的溫度達(dá)到預(yù)定溫度，完成儲熱過程。在儲熱過程中，相變材料由于吸收熱量后溫度逐漸升高，在未達(dá)到相變溫度-熔點前儲存顯熱，相變材料獲得足夠的熱量后逐漸發(fā)生相變儲存潛熱，相變結(jié)束并達(dá)到設(shè)定溫度時儲熱過程完成，溫度控制器控制電加熱管8停止加熱。

當(dāng)相變材料進(jìn)行放熱時，冷水由進(jìn)水管4進(jìn)入換熱管2中，相變材料逐漸發(fā)生晶格變化-凝固，將所攜帶的熱量通過導(dǎo)熱翅片3和換熱管2傳遞給流入換熱管2內(nèi)的水，相變材料溫度下降并釋放顯熱，冷水溫度升高，匯集到出水管5輸出熱水。在放熱過程中，當(dāng)冷水帶走的熱量使相變材料的溫度低于設(shè)定溫度時，在溫度控制器的控制下繼續(xù)啟動電加熱管8進(jìn)而給相變材料加熱儲能，當(dāng)相變材料的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時，停止加熱即可。

本申請的相變儲熱式熱水器換熱裝置可以使得相變材料的儲熱和放熱共用一套換熱管路，不需要額外增加循環(huán)泵和單向閥等連接附屬件，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省了管路和空間，提高了電加熱效率，節(jié)約了成本，降低了故障率，增加了用戶使用體驗，降低了熱量損耗。

本申請還提供了一種熱水器，包括如以上任一項所述的相變儲熱式熱水器換熱裝置。該熱水器的空間利用率高，制造成本低，故障率低，用戶使用體驗良好，能源轉(zhuǎn)化率高。

本發(fā)明的“第一”、“第二”等等，僅僅用于在描述上加以區(qū)分，并沒有特 殊的含義。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。