CN101852483A - 一种基于多次循环节能技术的热交换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多次循环节能技术的热交换装置，具有一热交换腔以及与外界连通的一进水口和一出水口，所述的进水口连接所述的热交换腔，所述的热交换腔内设有一加热模块，该加热模块包括发热元件和包覆该发热元件的导热体，所述的导热体中至少穿设有一条管道，所述管道的其中一个端口延伸出所述的热交换腔作为出水口，另一个端口与所述的热交换腔内部连通，该端口与热交换腔的连通部远离所述的进水口设置，本发明具有提高热交换效率，节能等优点。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种加热装置，属于热水器领域，尤其是涉及一种基于同时利用腔体循环和管道循环的热交换装置。
[技术背景]
传统的加热模块往往致力于增加发出的热量来获得更多的热量交换，而忽略了对热交换效率的考量，其改进的加热模块往往也主要致力于使加热更加均匀或者避免产生水垢等方面的改进。
通常为了使加热更加均匀，可以采取将发热元件包覆在导热体中的方式，但是，这种方式会导致导热体本身吸收大量的热量，无法有效的传递到水中，而导致能源白白浪费掉。
同时，现有的热交换装置通常单纯使用水流的腔体循环或者管道循环，单纯使用管道循环比较普遍，一般是将热交换管道缠绕在发热元件上，水流经过管道时获得热能，这种方式存在以下缺点：管道直接与外界环境接触，水流经过时，热量通过管道向外大量散失，导致极大的能源损耗。
另一种方式是通过腔体循环。如本申请人的中国专利申请号为：名称为：“热交换装置及电热水装置”的专利申请，公开了一种通过腔体循环实现的热交换装置，极大的改善了管道循环的不足，但是，由于腔体和发热元件较难做到大面积的紧密贴合，因此，在极大的改善了管道循环方式的缺陷的同时，也存在一定程度的热能损耗。
[发明内容]
本发明的目的是：提供一种基于多次循环节能技术的热交换装置，实现热交换率高、节能的目的。
本发明的目的是这样实现的：
一种基于多次循环节能技术的热交换装置，具有一热交换腔以及与外界连通的一进水口和一出水口，所述的进水口连接所述的热交换腔，所述的热交换腔内设有一加热模块，该加热模块包括发热元件和包覆该发热元件的导热体，所述的导热体中至少穿设有一条管道，所述管道的其中一个端口延伸出所述的热交换腔作为出水口，另一个端口与所述的热交换腔内部连通，该端口与热交换腔的连通部远离所述的进水口设置。
在导热体中至少穿设一条管道，则当水流经过管道时，便能够带走导热体本身所集聚的热量，避免能量集聚在导热体内而导致的热能浪费掉，实现节能的目的。
通过以上技术方案，冷水经过进水口进入，经过整个热交换腔充分交换热能后从加热模块的其中一个端口进入，进行损耗能源的再次循环利用，经过整个管道再次充分交换热能后从管道的另一个端口，即出水口流出，经过以上过程，热能得到充分交换，相比传统的热交换系统，大大提高了热能的利用率，在得到同样水温的情况下，极大降低了能量损耗。
进一步，上述的热交换腔设有至少一个隔离层，该至少一个隔离层将所述的热交换腔分隔为至少两个腔室，其中任何两相邻的腔室在结构上呈内外关系，该任何两相邻的腔室通过连通口彼此相通，所述的进水口设于最外的腔室，所述加热模块位于最里的腔室，相邻的连通口之间彼此远离设置，且进水口和连通部远离与其相邻的连通口设置。
设置至少一个隔离层是为了实现热交换腔的多次热能交换，若干个连通口彼此远离设置，且入水口和连通部均远离与其相邻的连通口设置的目的是让水流尽可能的流经整个热交换腔的所有角落，尽可能多的交换热量，避免热能损耗；同时，进水口设于距离发热元件最远的腔室，连通部设于距离发热元件最近的腔室，其目的在于：让水流从远离发热元件的最外层腔室往靠近发热元件的最内层腔室循环，由于距离发热元件越远能够交换到的热量越少，因此，实现了冷水从预热到逐渐加热的过程，更加充分的利用了热能。
进一步，上述的热交换腔设有一个隔离层，该隔离层将所述的热交换腔分隔为内腔室和外腔室，该内腔室和外腔室通过连通口彼此相通，所述的进水口设于外腔室，所述的连通部设于内腔室，且所述的进水口和连通部均远离连通口设置。
以上技术方案是只设置一个隔离层的情况。
进一步，上述的管道紧挨所述的发热元件迂回或螺旋设置。
发热元件附件的热量最高，因此，管道紧挨发热元件设置能够吸收更多的热量。管道在导热体中迂回设置能够增加管道经过导热体的有效距离，进一步增加能量的交换。在导热体呈柱状等形状时，螺旋设置能获得更大的经过导热体的有效距离，增加能量交换。
进一步，上述的导热体由铝合金材料制成。
铝合金材料具有更高的热传递效率，能够使热能更高效和更均匀的传递和吸收。
进一步，上述的热交换腔呈圆柱体状或长方体状。
热交换腔的外形根据不同的使用场合进行设计，并不以此为限。
[附图说明]
图1为本发明的整体结构拆解图；
图2为本发明的右视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为本发明的主视图；
图5为图4的B-B剖视图；
图6为图5中D的局部放大图；
图7为整体水流方向示意图；
[具体实施方式]
以下结合附图和具体实施案例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明技术方案的限定。
如附图所示，本实施例采用电热管1作为发热元件，热交换腔2采用两个腔室的设计，本实施例中，热交换腔由外壳2-1，隔离层2-2和导热体2-3组成，外壳2-1和隔离层2-2构成外腔室2-5，隔离层2-2和导热体2-3构成内腔室2-6。进水口2-4连接到外腔室2-5，且与外界相通；管道3的其中一个端口延伸出热交换腔2作为出水口3-2，另一个端口与热交换腔2内部连通，其连通部3-1远离进水口2-4设置。
通过以上技术方案，冷水经过进水口2-4进入，经过整个热交换腔2充分交换热能后从连通部3-1进入，进行损耗能源的再次循环利用，经过整个管道3再次充分交换热能后从出水口3-2流出，经过以上过程，热能得到充分交换，相比传统的热交换系统，大大提高了热能的利用率，在得到同样水温的情况下，极大降低了能量损耗。
本实施例的外腔室2-5和内腔室2-6通过连通口彼此相通，该连通口远离进水口2-4和连通部3-1。进水口2-4和连通部3-1均远离连通口设置的目的是让水流尽可能的流经整个热交换腔2的所有角落，尽可能多的交换热量，避免热能损耗。
本实施例的管道3设于热交换腔2的内部，管道3沿电热管1的发热面迂回设置。
由于管道3设于热交换腔2的内部，热交换腔2能够阻止热量的散失，保证管道2和电热管1之间更多的热量交换；而管道3的设置使得热交换腔2内部的结构更加紧凑，同样有效的阻止了热量的散失。同时，管道2沿电热管1的发热面迂回设置，保证了水能够在管道3得到较多的热能交换，进一步减少热能的损耗。
在本实施例中，电热管1和管道3设置在导热体2-3中，导热体2-3设于热交换腔2内，管道的连通部3-1开口于导热体2-3外，且与热交换腔的内腔室2-6连通。
导热体2-3将电热管1和管道3封闭在其中，能够非常有效的避免热能散失，同时，导热体2-3能够保证电热管1发出的热量均匀的散发出去，避免局部过热。
本实施例的导热体2-3由铝合金材料构成。铝合金材料具有良好的散热性能，能够保证热量较好的散发和吸收。
图7中，箭头标识的方向为水流的方向。
需要特别说明的是，上述实施例仅为一较佳实施方式，但实施方式并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本方案创新点所作的改变、替代、组合或简化，都应视为等效的置换方式，都包含在保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于多次循环节能技术的热交换装置，具有一热交换腔以及与外界连通的一进水口和一出水口，所述的进水口连接所述的热交换腔，其特征在于：所述的热交换腔内设有一加热模块，该加热模块包括发热元件和包覆该发热元件的导热体，所述的导热体中至少穿设有一条管道，所述管道的其中一个端口延伸出所述的热交换腔作为出水口，另一个端口与所述的热交换腔内部连通，该端口与热交换腔的连通部远离所述的进水口设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于多次循环节能技术的热交换装置，其特征在于：所述的热交换腔设有至少一个隔离层，该至少一个隔离层将所述的热交换腔分隔为至少两个腔室，其中任何两相邻的腔室在结构上呈内外关系，该任何两相邻的腔室通过连通口彼此相通，所述的进水口设于最外的腔室，所述加热模块位于最里的腔室，相邻的连通口之间彼此远离设置，且进水口和连通部远离与其相邻的连通口设置。
3.根据权利要求1所述的一种基于多次循环节能技术的热交换装置，其特征在于：所述的热交换腔设有一个隔离层，该隔离层将所述的热交换腔分隔为内腔室和外腔室，该内腔室和外腔室通过连通口彼此相通，所述的进水口设于外腔室，所述的连通部设于内腔室，且所述的进水口和连通部均远离连通口设置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于多次循环节能技术的热交换装置，其特征在于：所述的管道紧挨所述的发热元件迂回或螺旋设置。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于多次循环节能技术的热交换装置，其特征在于：所述的导热体由铝合金材料制成。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于多次循环节能技术的热交换装置，其特征在于：所述的热交换腔呈圆柱体状或长方体状。
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