CN105066426A - 新型碳纤维螺旋加热电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型碳纤维螺旋加热电热水器，包括热水器壳体，设置在热水器壳体内的集成式加热装置，集成式加热装置与热水器壳体之间的空腔内填充有保温绝缘材料；集成式加热装置包括水管，缠绕在水管上的碳纤维加热线；水管上设置有进水阀和出水阀；碳纤维加热线的两端分别设置有第一接线端和第二接线端。本发明结构简单，成本低廉，铜管将发热率高，且导热性好的碳纤维发热线缠绕在水管的管体上，能够实现对管体内的流水长距离长时间内加热，保证了热水的供应量；同时为了更好的利用碳纤维发热线所发出的热量，将其嵌入在管体上设置有螺旋缠绕的凹槽内，更加增加了碳纤维发热线与水管体的接触面积，大大提高了导热率，降低了能耗，减少了对于电能资源的浪费，同时加热过程清洁、安全，大大提高了其普及应用范围。

Description

新型碳纤维螺旋加热电热水器

技术领域

本发明涉及碳纤维线加热应用领域，具体为一种新型碳纤维螺旋加热电热水器。

背景技术

碳纤维(carbonfiber，简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

近年来，随着城镇化的飞速发展，尤其是以家庭小汽车为主导的交通工具的飞速发展，加之快速化的社会发展，导致了我们赖以生存的环境在日益恶化，其中雾霾的出现就是一个警示。为了改善环境，政府加大了治理污染的力度，其中以关闭多少燃煤碳企业为主导，而对于一些城市赖以基础生活资料供应的以燃煤碳为主的企业也在向清洁化、无污染化方向引导发展。而快速化的城镇发展，使基础性的一些生活条件无法向公民提供，如天然气、热力取暖等，这就需要人们通过用电来进行满足上述设备应该提供的条件，其中热水器就是其中很重要的一个组成部分。

目前的市场上的热水器多为传统的电阻加热、铜管对流等加热方式，表现为能耗高、功率大且水流小，并且冷热水变化比较快，恒温不好控制等不足。

因此，提供一种将碳纤维材料制成的碳纤维发热线应用于电热水器领域，进而降低热水器能耗，和功率，并能够持续性的提供热水的电热器，已经是一个值得研究的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种结构简单，且生产成本低廉，并且能耗低、功率小，且能够持续性提供热水的新型碳纤维螺旋加热电热水器。

本发明的目的是这样实现的：

新型碳纤维螺旋加热电热水器，包括热水器壳体6，设置在热水器壳体6内的集成式加热装置，所述的集成式加热装置与热水器壳体6之间的空腔内填充有保温绝缘材料5；所述的集成式加热装置包括水管3，缠绕在水管3上的碳纤维加热线4；所述的水管3上设置有进水阀1和出水阀7；所述的碳纤维加热线4的两端分别设置有第一接线端2和第二接线端8；所述的第一接线端2和第二接线端8连接PLC控制器10；

所述的水管3上设置螺旋缠绕的凹槽9，凹槽9内缠绕有碳纤维加热线4；

所述的凹槽9的开口距离略小于碳纤维发热线4的横截面直径；

所述的碳纤维发热线4为多条并列连接于PLC控制器10上，同时缠绕在水管3上；

所述的保温绝缘材料5包括珍珠岩和绝缘发泡保温材料；

所述的绝缘发泡保温材料为聚氨酯或酚醛材料；

所述的水管3为导热性能好的材料，包括铜管或者不锈钢管。

积极有益效果：本发明结构简单，成本低廉，铜管将发热率高，且导热性好的碳纤维发热线缠绕在水管的管体上，能够实现对管体内的流水长距离长时间内加热，保证了热水的供应量；同时为了更好的利用碳纤维发热线所发出的热量，将其嵌入在管体上设置有螺旋缠绕的凹槽内，更加增加了碳纤维发热线与水管体的接触面积，大大提高了导热率，降低了能耗，减少了对于电能资源的浪费，同时加热过程清洁、安全，大大提高了其普及应用范围。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为水管的局部结构放大示意图；

图中为：进水阀1、第一接线端2、水管3、纤维加热线4、保温绝缘材料5、

热水器壳体6、出水阀7、第二接线端8、凹槽9。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的说明：

如图1所示，新型碳纤维螺旋加热电热水器，包括热水器壳体6，设置在热水器壳体6内的集成式加热装置，所述的集成式加热装置与热水器壳体6之间的空腔内填充有保温绝缘材料5；所述的集成式加热装置包括水管3，缠绕在水管3上的碳纤维加热线4；所述的水管3上设置有进水阀1和出水阀7；所述的碳纤维加热线4的两端分别设置有第一接线端2和第二接线端8；所述的第一接线端2和第二接线端8连接PLC控制器10；

如图2所示，所述的水管3上设置螺旋缠绕的凹槽9，凹槽9内缠绕有碳纤维加热线4；

所述的凹槽9的开口距离略小于碳纤维发热线4的横截面直径；

所述的碳纤维发热线4为多条并列连接于PLC控制器10上，同时缠绕在水管3上；

所述的保温绝缘材料5包括珍珠岩和绝缘发泡保温材料；

所述的绝缘发泡保温材料为聚氨酯或酚醛材料；

所述的水管3为导热性能好的材料，包括铜管或者不锈钢管。

使用时，首先将碳纤维发热线沿着凹槽依次缠绕至水管上，然后将缠绕过碳纤维发热线的水管固定在热水器壳体内，扣合热水器壳体，将保温绝缘材料填充至集成式加热装置于与热水器壳体中间的空腔内；然后将漏在热水器壳体外的水管头上分别通过进水阀连接自来水管，出水阀连接出水管；同时漏在热水器壳体外的碳纤维发热线的第一接线端和第二接线端分别连接电源控制器。

首次开始时，需要进行水管内的水进行几秒钟的余热后，便可以实现长时间的持续性提供热水。根据用水量的大小和水温度的高度，及时的调节水阀和碳纤维线连接的电源控制器。

本发明结构简单，成本低廉，铜管将发热率高，且导热性好的碳纤维发热线缠绕在水管的管体上，能够实现对管体内的流水长距离长时间内加热，保证了热水的供应量；同时为了更好的利用碳纤维发热线所发出的热量，将其嵌入在管体上设置有螺旋缠绕的凹槽内，更加增加了碳纤维发热线与水管体的接触面积，大大提高了导热率，降低了能耗，减少了对于电能资源的浪费，同时加热过程清洁、安全，大大提高了其普及应用范围。

以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

Claims (6)

1.新型碳纤维螺旋加热电热水器，包括热水器壳体（6），设置在热水器壳体（6）内的集成式加热装置，其特征在于：所述的集成式加热装置与热水器壳体（6）之间的空腔内填充有保温绝缘材料（5）；所述的集成式加热装置包括水管（3），缠绕在水管（3）上的碳纤维加热线（4）；所述的水管（3）上设置有进水阀（1）和出水阀（7）；所述的碳纤维加热线（4）的两端分别设置有第一接线端（2）和第二接线端（8）；所述的第一接线端（2）和第二接线端（8）连接PLC控制器（10）。

2.根据权利要求1所述的新型碳纤维螺旋加热电热水器，其特征在于：所述的水管（3）上设置螺旋缠绕的凹槽（9），凹槽（9）内缠绕有碳纤维加热线（4）。

3.根据权利要求2所述的新型碳纤维螺旋加热电热水器，其特征在于：所述的凹槽（9）的开口距离略小于碳纤维发热线（4）的横截面直径。

4.根据权利要求1到3任意项所述的新型碳纤维螺旋加热电热水器，其特征在于：所述的碳纤维发热线（4）为多条并列连接于PLC控制器（10）上，同时缠绕在水管（3）上。

5.根据权利要求1所述的新型碳纤维螺旋加热电热水器，其特征在于：所述的保温绝缘材料（5）包括珍珠岩和绝缘发泡保温材料；所述的绝缘发泡保温材料为聚氨酯或酚醛材料。

6.根据权利要求1或2所述的新型碳纤维螺旋加热电热水器，其特征在于：所述的水管（3）为导热性能好的材料，包括铜管或者不锈钢管。