CN105091335A - 一种双内胆蓄能水箱 - Google Patents

Abstract

一种双内胆蓄能水箱，包括外保温壳体、换热盘管、第一内胆、第二内胆、相变蓄能材料及温度传感器，其特征在于，所述的第一内胆设置在所述的外保温壳体内，所述的第二内胆设置在所述的第一内胆内且第一内胆的内壁和第二内胆的外壁之间的空隙构成一个环形空腔，所述的换热盘管缠绕在所述的第一内胆的外壁上，或者缠绕在所述的第二内胆的外壁上，或者设置在所述的第二内胆内，所述的相变蓄能材料设置在所述的环形空腔内或所述的第二内胆内，所述的外保温壳体上至少设置有冷水接口、热水接口、工质进口、工质出口、感温口，所述的换热盘管一端连接所述的工质进口，另一端连接所述的工质出口，所述的温度传感器设置在所述的感温口内。

Description

一种双内胆蓄能水箱

技术领域

本发明属于热水器及储能、节能技术领域，涉及一种双内胆蓄能水箱的技术，尤其涉及和热泵热水器配套的能蓄能的冷凝器水箱技术。

背景技术

随着人们生活水平以及对工作与居住环境舒适度要求的提高，电能等消耗随之大幅度增高，造成能源消耗过快、环境污染增加、电网负荷峰谷过大、峰负荷时电力供应严重不足等建筑能耗增加的问题，目前欧美发达国家的建筑能耗已达到全社会总能耗的40％，在我国建筑能耗约占全国总能耗的30左右％，随着经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，建筑能耗的比重将进一步增加。因此，建筑节能技术的开发与应用已成为当前建筑和建筑材料领域的热点问题之一。

相变蓄能是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，也是常用于缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式，在太阳能的利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用、工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，目前已成为世界范围内的研究热点。利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存和利用，有助于提高能效和开发可再生能源，是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。

当前的大环境下，低碳、节能环保、蓄能等技术是国际上重点发展方向。

热泵热水器因为节能效果好，该项技术得到迅速的推广和普及，但是，现有的热泵热水器的冷凝器水箱体积过于大，而且在节能方面还有提升的空间，现有的市场上，还没有看到能蓄能的热泵热水器水箱，如果能实现，不仅能大大减小水箱的体积，而且在节能方面还能得到有效的提高。

发明内容

本发明的目的是针对现有市场的需求，提供一种设计合理、结构简单、体积小、储能量大、通用性强的一种双内胆蓄能水箱。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种双内胆蓄能水箱，包括外保温壳体、换热盘管、第一内胆、第二内胆、相变蓄能材料及温度传感器，其特征在于，所述的第一内胆设置在所述的外保温壳体内，所述的第二内胆设置在所述的第一内胆内且第一内胆的内壁和第二内胆的外壁之间的空隙构成一个环形空腔，所述的换热盘管缠绕在所述的第一内胆的外壁上，或者缠绕在所述的第二内胆的外壁上，或者设置在所述的第二内胆内，所述的相变蓄能材料设置在所述的环形空腔内或所述的第二内胆内，所述的外保温壳体上至少设置有冷水接口、热水接口、工质进口、工质出口、感温口，所述的换热盘管一端连接所述的工质进口，另一端连接所述的工质出口，所述的温度传感器设置在所述的感温口内。通常，外保温壳体包括外壳体以及处于外壳体和第一内胆之间的保温材料。

在上述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的换热盘管缠绕在所述的第一内胆的外壁上，所述的相变蓄能材料设置在所述的环形空腔内，所述的冷水接口和热水接口分别和所述的第二内胆贯通。

在上述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的换热盘管缠绕在所述的第二内胆的外壁上，所述的相变蓄能材料设置在所述的环形空腔内，所述的冷水接口和热水接口分别和所述的第二内胆贯通。

在上述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的换热盘管设置在所述的第二内胆内，所述的相变蓄能材料设置在所述的环形空腔内，所述的冷水接口和热水接口分别和所述的第二内胆贯通。

在上述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的换热盘管缠绕在所述的第二内胆的外壁上，所述的相变蓄能材料设置在所述的第二内胆内，所述的冷水接口和热水接口分别和所述的环形空腔贯通。

在上述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的换热盘管缠绕在所述的第一内胆外壁上，所述的相变蓄能材料设置在所述的第二内胆内，所述的冷水接口和热水接口分别和所述的环形空腔贯通。

在上述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的第二内胆的外壁上设置有整体呈环状或螺旋状导热翅片，所述的导热翅片外边缘上设置有若干开口，所述的导热翅片和所述的第二内胆的外壁通过过盈配合或高频焊接固定。通常，这样的设计大大增加了第二内胆的外表面导热面积；通常，通过高频焊接固定，利于导热翅片和第二内胆的外表面更紧密的接触，进一步加强了导热效果。本技术中，导热翅片环绕在第二内胆外壁上且和第二内胆外壁相互过盈配合或通过高频焊接成一体，使得电加热元件由于通电后产生的热量能快速通过导热翅片均匀传递给环形空腔内的相变蓄能材料，反之，在相变蓄能材料释放热量的时候，能将环形空腔中的热量快速的导出，还因为第二内胆外壁上的环状或螺旋状的导热翅片把环形空腔内的相变蓄能材料分隔成若干层，大大降低了相变蓄能材料的单层厚度，起到防止相变蓄能材料在使用过程中有可能出现的相分离问题，有效地解决了相变蓄能材料的加热、导热以及相分离等主要问题。

在上述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的第二内胆内还设置有一电加热装置，所述的电加热装置包括若干电加热元件和若干导热隔板，所述的导热隔板上设置有若干通孔和缺口，所述的电加热元件通过所述的通孔把若干导热隔板相互串接成一体，且导热隔板相互间呈平行设置，且所述的电加热元件的外壁和所述的通孔之间设置成过盈配合或相互焊接固定，相应的，所述的外保温壳体上设置有与之配套的电加热元件接口。通常，相变蓄能材料的相变温度点在50℃至70℃之间；本技术中，若干导热隔板和电加热元件相互过盈配合或通过焊接成一体，使得电加热元件由于通电后产生的热量能快速通过导热隔板均匀传递给相变蓄能材料，反之，在相变蓄能材料释放热量的时候，能将第二内胆中部的热量快速的导出，还因为若干呈水平等间距设置的导热隔板把内胆内的相变蓄能材料分隔成若干层，大大降低了相变蓄能材料的单层厚度，起到防止相变蓄能材料在使用过程中有可能出现的相分离问题，这是本技术的亮点之一，即本技术有效地解决了相变蓄能材料的蓄热、导热以及相分离等主要问题。

在上述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的第二内胆内还设置有一电加热元件，相应的，所述的外保温壳体上设置有与之配套的电加热元件接口。

与现有热泵热水器的冷凝水箱的技术相比，本双内胆蓄能水箱设计合理、结构简单、体积小、能蓄能、节能效果明显的优点。

附图说明

图1是本发明实施例2一种双内胆蓄能水箱的结构示意图；

图2是本发明实施例1一种双内胆蓄能水箱的结构示意图；

图3是本发明实施例3一种双内胆蓄能水箱的结构示意图；

图4是本发明实施例4一种双内胆蓄能水箱的结构示意图；

图5是本发明实施例5一种双内胆蓄能水箱的结构示意图；

图6是本发明实施例4内胆外部盘绕换热盘管及内部加装电加热装置和相变蓄能材料后的结构示意图；

图7是本发明提供的图8的俯视图；

图8是本发明提供的一种环状导热翅片的结构示意图；

图9是本发明提供的图8所示的导热翅片俯视图；

图10是本发明提供的一种电加热装置的结构示意图；

图11是本发明提供的图10中所示的导热隔板的结构示意图；

图12是本发明提供的图11所示的导热隔板俯视图。

图中，外保温壳体1、换热盘管2、第一内胆3、第二内胆4、相变蓄能材料5、温度传感器6、环形空腔7、导热翅片8、电加热装置9、冷水接口10、热水接口11、工质进口12、工质出口13、感温口14、电加热元件接口15、外壳体16、保温材料17、夹套30、环形容置腔31、导热液32、开口80、电加热元件90、导热隔板91、通孔92、缺口93。

具体实施方式

实施例1：

如图2、图8和图9所示，一种双内胆蓄能水箱，包括外保温壳体1、换热盘管2、第一内胆3、第二内胆4、相变蓄能材料5及温度传感器6，第一内胆3设置在外保温壳体1内，第二内胆4设置在第一内胆3内且第一内胆3的内壁和第二内胆4的外壁之间的空隙构成一个环形空腔7，换热盘管2缠绕在第一内胆3的外壁上，相变蓄能材料5设置在环形空腔7内，外保温壳体1上至少设置有冷水接口10、热水接口11、工质进口12、工质出口13、感温口14，换热盘管2一端连接工质进口12，另一端连接工质出口13，温度传感器6设置在感温口14内。冷水接口10和热水接口11分别和第二内胆4贯通。

本实施例中，第二内胆4的外壁上设置有整体呈环状的导热翅片8，如图8和图9所示，导热翅片8外边缘上设置有若干开口80，导热翅片8和第二内胆4的外壁通过过盈配合或高频焊接固定。

第二内胆4内还设置有一电加热元件90，相应的，外保温壳体1上设置有与之配套的电加热元件接口15。

本发明所述的相变蓄能材料5为高导热无机相变材料，可按照如下组成成份及质量百分比含量的其中一个配方制备：

(1)蓄能材料93％、成核剂2％、改性剂1％、水2％、导热增强材料2％；

(2)蓄能材料93％、成核剂0.5％、改性剂3％、水2.5％、导热增强材料1％；

(3)蓄能材料80％、成核剂0.25％、改性剂0.1％、水0.65％、导热增强材料19％；

(4)蓄能材料99.4％、成核剂0.25％、改性剂0.1％、水0.1％、导热增强材料0.15％；

(5)蓄能材料80％、成核剂10％、改性剂4％、水1％、导热增强材料5％；

(6)蓄能材料81％、成核剂0.4％、改性剂15％、水3％、导热增强材料0.6％；

(7)蓄能材料80％、成核剂4％、改性剂0.7％、水15％、导热增强材料0.3％。

其中，蓄能材料为结晶水合盐，该结晶水合盐为十二水磷酸氢钠、十二水硫酸钠、三水醋酸钠、八水氢氧化钡、五水硫代硫酸钠、六水氯化钙、七水硫酸镁、十水碳酸钠中的一种或者几种的混合物。成核剂为碳酸盐或硼酸盐，碳酸盐为碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶、碳酸镁中的一种或者几种的混合物，硼酸盐为硼砂。改性剂为聚丙烯酸乳液或增稠粉，增稠粉为稠度增倍剂、即溶全透明增稠粉、速溶耐酸碱透明增稠粉、全透明增稠粉、半透明增稠粉中的一种或者几种的混合物。导热增强材料为石墨、碳粉、铜粉、碳纤维、碳化硅粉中的一种或者几种的混合物。

实施例2：

如图1、图8、图9所示，换热盘管2缠绕在第二内胆4的外壁上，相变蓄能材料5设置在环形空腔7内，冷水接口10和热水接口11分别和第二内胆4贯通。其他的和实施例1类同，在此不再一一赘述。

实施例3：

如图3、图8和图9所示，换热盘管2设置在第二内胆4内，相变蓄能材料5设置在环形空腔7内，冷水接口10和热水接口11分别和第二内胆4贯通。其他的和实施例1类同，在此不再一一赘述。

实施例4：

如图4、图6、图7、图10、图11和图12所示，一种双内胆蓄能水箱，包括外保温壳体1、换热盘管2、第一内胆3、第二内胆4、相变蓄能材料5及温度传感器6，第一内胆3设置在外保温壳体1内，第二内胆4设置在第一内胆3内且第一内胆3的内壁和第二内胆4的外壁之间的空隙构成一个环形空腔7，换热盘管2缠绕在第二内胆4的外壁上，相变蓄能材料5设置在第二内胆4内，冷水接口10和热水接口11分别和环形空腔7两端口贯通。外保温壳体1上至少设置有冷水接口10、热水接口11、工质进口12、工质出口13、感温口14，换热盘管2一端连接工质进口12，另一端连接工质出口13，温度传感器6设置在感温口14内。

第二内胆4内还设置有一电加热装置9，电加热装置9包括若干电加热元件90和若干导热隔板91，导热隔板91上设置有若干通孔92和缺口93，电加热元件90通过通孔92把若干导热隔板91相互串接成一体，且导热隔板91相互间呈平行设置，且电加热元件90的外壁和通孔92之间设置成过盈配合或相互焊接固定，相应的，外保温壳体1上设置有与之配套的电加热元件接口15。

实施例5：

如图5所示，换热盘管2缠绕在第一内胆3外壁上，相变蓄能材料5设置在第二内胆4内，冷水接口10和热水接口11分别和环形空腔7贯通。其他的和实施例4类同，在此不再一一赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了外保温壳体、换热盘管、第一内胆、第二内胆、相变蓄能材料、温度传感器、环形空腔、导热翅片、电加热装置、冷水接口、热水接口、工质进口、工质出口、感温口、电加热元件接口、外壳体、保温材料、夹套、环形容置腔、导热液、开口、电加热元件、导热隔板、通孔、缺口等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种双内胆蓄能水箱，包括外保温壳体(1)、换热盘管(2)、第一内胆(3)、第二内胆(4)、相变蓄能材料(5)及温度传感器(6)，其特征在于，所述的第一内胆(3)设置在所述的外保温壳体(1)内，所述的第二内胆(4)设置在所述的第一内胆(3)内且第一内胆(3)的内壁和第二内胆(4)的外壁之间的空隙构成一个环形空腔(7)，所述的换热盘管(2)缠绕在所述的第一内胆(3)的外壁上，或者缠绕在所述的第二内胆(4)的外壁上，或者设置在所述的第二内胆(4)内，所述的相变蓄能材料(5)设置在所述的环形空腔(7)内或所述的第二内胆(4)内，所述的外保温壳体(1)上至少设置有冷水接口(10)、热水接口(11)、工质进口(12)、工质出口(13)、感温口(14)，所述的换热盘管(2)一端连接所述的工质进口(12)，另一端连接所述的工质出口(13)，所述的温度传感器(6)设置在所述的感温口(14)内。

2.根据权利要求1所述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的换热盘管(2)缠绕在所述的第一内胆(3)的外壁上，所述的相变蓄能材料(5)设置在所述的环形空腔(7)内，所述的冷水接口(10)和热水接口(11)分别和所述的第二内胆(4)贯通。

3.根据权利要求1所述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的换热盘管(2)缠绕在所述的第二内胆(4)的外壁上，所述的相变蓄能材料(5)设置在所述的环形空腔(7)内，所述的冷水接口(10)和热水接口(11)分别和所述的第二内胆(4)贯通。

4.根据权利要求1所述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的换热盘管(2)设置在所述的第二内胆(4)内，所述的相变蓄能材料(5)设置在所述的环形空腔(7)内，所述的冷水接口(10)和热水接口(11)分别和所述的第二内胆(4)贯通。

5.根据权利要求1所述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的换热盘管(2)缠绕在所述的第二内胆(4)的外壁上，所述的相变蓄能材料(5)设置在第二内胆(4)内，冷水接口(10)和热水接口(11)分别和所述的环形空腔(7)贯通。

6.根据权利要求1所述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的换热盘管(2)缠绕在所述的第一内胆(3)外壁上，所述的相变蓄能材料(5)设置在所述的第二内胆(4)内，所述的冷水接口(10)和热水接口(11)分别和所述的环形空腔(7)贯通。

7.根据权利要求1所述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的第二内胆(4)的外壁上设置有整体呈环状或螺旋状导热翅片(8)，所述的导热翅片(8)外边缘上设置有若干开口(80)，所述的导热翅片(8)和所述的第二内胆(4)的外壁通过过盈配合或高频焊接固定。

8.根据权利要求1或5或6所述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的第二内胆(4)内还设置有一电加热装置(9)，所述的电加热装置(9)包括若干电加热元件(90)和导热隔板(91)，所述的导热隔板(91)上设置有若干通孔(92)和缺口(93)，所述的电加热元件(90)通过所述的通孔(92)把若干导热隔板(91)相互串接成一体，且导热隔板(91)相互间呈平行设置，且电加热元件(90)的外壁和所述的通孔(92)之间设置成过盈配合或相互焊接固定，相应的，所述的外保温壳体(1)上设置有与之配套的电加热元件接口(15)。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种双内胆蓄能水箱，其特征在于，所述的第二内胆(4)内还设置有一电加热元件(90)，相应的，所述的外保温壳体(1)上设置有与之配套的电加热元件接口(15)。