相變蓄熱式熱水器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種相變蓄熱式熱水器，其包括填充有相變蓄熱材料的內(nèi)膽；加熱裝置，設(shè)置在內(nèi)膽中，用于加熱相變蓄熱材料；以及換熱水管，浸設(shè)相變蓄熱材料內(nèi)，并且換熱水管內(nèi)部固定設(shè)置有沿?fù)Q熱水管的軸線方向延伸的螺旋導(dǎo)流片。本實(shí)用新型的相變蓄熱式熱水器中，螺旋導(dǎo)流片將換熱水管的內(nèi)部空間分隔成兩個(gè)螺旋形的流道，一方面增強(qiáng)了水的湍流程度，從而提升了水與管壁的換熱效率。另一方面將水流由平行于換熱水管的軸線方向流動(dòng)引導(dǎo)為螺旋流動(dòng)，延長了水流路程，增強(qiáng)了換熱效率。
【專利說明】
相變蓄熱式熱水器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及熱水器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種相變蓄熱式熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中存在一類相變蓄熱式熱水器，是利用相變蓄熱材料在相變過程中釋放的熱量來制備熱水。與傳統(tǒng)的電熱水器不同，相變蓄熱式熱水器的電加熱管和換熱水管均設(shè)置在相變蓄熱材料中。水流經(jīng)換熱水管的過程中，通過管壁吸收相變蓄熱材料釋放的熱量。相比傳統(tǒng)的電加熱管直接對(duì)水進(jìn)行加熱的方式，這種形式的熱水器水與電加熱管并不直接接觸，使換熱效率受到影響，特別是在水快速流過換熱水管時(shí)，有可能無法得到充分地加熱。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]鑒于上述問題，提出本實(shí)用新型以便提供一種克服上述問題或者至少部分解決上述問題的相變蓄熱式熱水器，以提升其換熱效率。
[0004]特別地，本實(shí)用新型提供了一種相變蓄熱式熱水器，其包括:
[0005]填充有相變蓄熱材料的內(nèi)膽；
[0006]加熱裝置，設(shè)置在內(nèi)膽中，用于加熱相變蓄熱材料；以及
[0007]換熱水管，浸設(shè)在相變蓄熱材料內(nèi)，并且換熱水管內(nèi)部固定設(shè)置有沿?fù)Q熱水管的軸線方向延伸的螺旋導(dǎo)流片。
[0008]可選地，螺旋導(dǎo)流片從換熱水管的進(jìn)口端延伸至其出口端。
[0009]可選地，螺旋導(dǎo)流片的螺旋角由換熱水管的進(jìn)口端至出口端的方向上逐漸變小。
[0010]可選地，換熱水管上安裝有相互間隔設(shè)置的多個(gè)換熱翅片。
[0011]可選地，多個(gè)換熱翅片在內(nèi)膽內(nèi)部從上至下相互平行設(shè)置。
[0012]可選地，換熱水管穿透多個(gè)換熱翅片設(shè)置。
[0013]可選地，加熱裝置為電加熱管，電加熱管穿透多個(gè)換熱翅片設(shè)置。
[0014]可選地，相變蓄熱式熱水器還包括外殼，內(nèi)膽設(shè)置在外殼內(nèi)，且外殼內(nèi)壁與內(nèi)膽外壁之間填充有隔熱保溫材料
[0015]本實(shí)用新型的相變蓄熱式熱水器中，內(nèi)膽內(nèi)設(shè)置有相變蓄熱材料，加熱裝置和換熱水管均設(shè)置在相變蓄熱材料之中，利用相變蓄熱材料的相變過程加熱熱水。螺旋導(dǎo)流片將換熱水管的內(nèi)部空間分隔成兩個(gè)螺旋形的流道，一方面增強(qiáng)了水的湍流程度，從而提升了水與管壁的換熱效率。另一方面，將水流由平行于換熱水管的軸線方向流動(dòng)引導(dǎo)為螺旋流動(dòng)，延長了水流路程，增強(qiáng)了換熱效率。
[0016]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的相變蓄熱式熱水器中，螺旋導(dǎo)流片可從換熱水管的進(jìn)口端延伸至其出口端，增強(qiáng)水的湍流程度。另外，還可使其螺旋角由換熱水管的進(jìn)口端至出口端的方向上逐漸變小，以使冷水起初進(jìn)入換熱水管時(shí)，使其湍流程度較高，水流路程較長，使其較快地進(jìn)行換熱，而在靠近出口即水與相變蓄熱材料溫差不大時(shí)，使流道更平緩，減少流動(dòng)阻力。
[0017]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的相變蓄熱式熱水器中，換熱水管上可設(shè)置多個(gè)換熱翅片來增強(qiáng)換熱水管與相變蓄熱材料的換熱效率。換熱水管和電加熱管可穿透換熱翅片，以增強(qiáng)換熱效果。
[0018]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的相變蓄熱式熱水器中，內(nèi)膽可設(shè)置在外殼中，內(nèi)膽與外殼之間可填充隔熱保溫材料以增強(qiáng)內(nèi)膽的保溫效果。
[0019]根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本實(shí)用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。
【附圖說明】
[0020]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0021]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的相變蓄熱式熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是圖1所示的相變蓄熱式熱水器去掉外殼、內(nèi)膽和部分換熱翅片后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是圖1所示的相變蓄熱式熱水器中的換熱水管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是圖3所示的換熱水管中的螺旋導(dǎo)流片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的相變蓄熱式熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示的相變蓄熱式熱水器去掉外殼、內(nèi)膽和部分換熱翅片后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1所示的相變蓄熱式熱水器中的換熱水管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中的換熱水管中的螺旋導(dǎo)流片的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種相變蓄熱式熱水器100，其一般性地可包括內(nèi)膽110、頂蓋170、加熱裝置120以及換熱水管130。其中，內(nèi)膽110內(nèi)部具有容納空間，頂蓋170用于封蓋內(nèi)膽110，內(nèi)膽110中填充有相變蓄熱材料(圖中未表示)。加熱裝置120設(shè)置在內(nèi)膽110中，用于加熱相變蓄熱材料。換熱水管130浸設(shè)在相變蓄熱材料內(nèi)，其進(jìn)口端和出口端(參考圖1中的箭頭)從頂蓋170的表面伸出相變蓄熱式熱水器100之外。
[0026]相變蓄熱材料可為石蠟、石墨復(fù)合醋酸鈉等材料，相變蓄熱式熱水器100在工作過程中，先利用加熱裝置120(可為電加熱管)對(duì)相變蓄熱材料進(jìn)行加熱，使其由一種物態(tài)變化到另一種物態(tài)，例如從固態(tài)加熱至液態(tài)。在該相變過程，相變蓄熱材料將吸收大量熱量。當(dāng)用戶需使用熱水時(shí)，使冷水從換熱水管130的進(jìn)口端進(jìn)入換熱水管130，通過管壁與相變蓄熱材料進(jìn)行換熱。相變蓄熱材料將發(fā)生相變，例如由液態(tài)放熱變?yōu)楣虘B(tài)，在此過程中向冷水釋放大量熱量。相變蓄熱式熱水器100中，水與加熱裝置120并不接觸，具有健康無垢、無觸電風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。
[0027]在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，為了使冷水在流動(dòng)過程中被充分加熱，換熱水管130內(nèi)部固定設(shè)置有沿?fù)Q熱水管130的軸線方向延伸的螺旋導(dǎo)流片140。圖3示意了一種結(jié)構(gòu)形式的換熱水管130，圖4示意了與圖3中的換熱水管130配合使用的螺旋導(dǎo)流片140，圖3中的箭頭示意了水流方向。螺旋導(dǎo)流片140的設(shè)置將換熱水管130的內(nèi)部空間分隔成兩個(gè)螺旋形的流道，增強(qiáng)了水的湍流程度。與層流相比，湍流流動(dòng)使水與管壁的換熱效率得到提升。與此同時(shí)，水以螺旋形的軌跡而非沿著換熱水管130的軸線流動(dòng)，流動(dòng)路程延長，增加了水與管壁的接觸時(shí)間，同樣使換熱效果更好。
[0028]在一些實(shí)施例中，螺旋導(dǎo)流片140從換熱水管130的進(jìn)口端延伸至其出口端。另外，螺旋導(dǎo)流片140的螺旋角由換熱水管130的進(jìn)口端至出口端的方向上逐漸變小，也就是說使螺旋導(dǎo)流片140靠近進(jìn)口端的部分扭曲地更加強(qiáng)烈，參考圖4，以增強(qiáng)從進(jìn)口端進(jìn)入換熱水管130的冷水的湍流程度，提升其加熱速度。而在靠近出口端即水與相變蓄熱材料溫差不大時(shí)，使流道更平緩，減少流動(dòng)阻力，使水更加順暢地流出。
[0029]為了增強(qiáng)換熱水管130與相變蓄熱材料的換熱效率，換熱水管130上還可安裝多個(gè)相互間隔設(shè)置的換熱翅片150，多個(gè)換熱翅片150可從內(nèi)膽110內(nèi)部從上至下相互平行設(shè)置，參考圖1，以使整個(gè)內(nèi)膽110內(nèi)的水換熱更加均勻，提升換熱效率。換熱水管130可穿透多個(gè)換熱翅片150設(shè)置，為增大其與相變蓄熱材料的總接觸面積，換熱水管130可做多次彎折。加熱裝置120為電加熱管時(shí)，電加熱管同樣可穿透多個(gè)換熱翅片150設(shè)置，詳見圖2，圖中為了清楚示意換熱水管130和電加熱管，去掉了內(nèi)膽110以及部分換熱翅片。
[0030]在部分實(shí)施例中，如圖1所示，相變蓄熱式熱水器100還可包括外殼160，內(nèi)膽110設(shè)置在外殼160內(nèi)。外殼160內(nèi)壁與內(nèi)膽110外壁之間填充有隔熱保溫材料(圖中未表不)，以形成隔熱保溫層，從而減少內(nèi)膽110內(nèi)部熱量的損失。隔熱保溫材料可采用發(fā)泡聚氨酯或氣凝膠。
[0031]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實(shí)用新型的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實(shí)用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實(shí)用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實(shí)用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種相變蓄熱式熱水器，其特征在于包括: 填充有相變蓄熱材料的內(nèi)膽； 加熱裝置，設(shè)置在所述內(nèi)膽中，用于加熱所述相變蓄熱材料；以及換熱水管，浸設(shè)在所述相變蓄熱材料內(nèi)，并且所述換熱水管內(nèi)部固定設(shè)置有沿所述換熱水管的軸線方向延伸的螺旋導(dǎo)流片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述螺旋導(dǎo)流片從所述換熱水管的進(jìn)口端延伸至其出口端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述螺旋導(dǎo)流片的螺旋角由所述換熱水管的進(jìn)口端至出口端的方向上逐漸變小。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述換熱水管上安裝有相互間隔設(shè)置的多個(gè)換熱翅片。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述多個(gè)換熱翅片在所述內(nèi)膽內(nèi)部從上至下相互平行設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述換熱水管穿透所述多個(gè)換熱翅片設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述加熱裝置為電加熱管，所述電加熱管穿透所述多個(gè)換熱翅片設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 還包括外殼，所述內(nèi)膽設(shè)置在所述外殼內(nèi)，且所述外殼內(nèi)壁與所述內(nèi)膽外壁之間填充有隔熱保溫材料。
【文檔編號(hào)】F24H7/00GK205579978SQ201620226617
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日
【發(fā)明人】盧豪杰, 趙小勇, 馬峰, 范博慧
【申請(qǐng)人】青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)海爾熱水器有限公司