CN106813290A - 家用供暖装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家用供暖装置，加热装置，其包括顶部具有进水管和出水管的长方体外壳、以及外壳内的金属导热块，所述导热块与外壳内除顶部外的其余内表面接触，所述导热块内部具有蛇形弯道空间、以及与弯道空间平行设置的多个U形空间，所述弯道空间上接触设置有介质管，所述U形空间上容纳有加热管；套设于所述加热装置外壳外日隔热箱，所述隔热箱包括贴敷于所述外壳外表面的铝箔层、所述铝箔层外表面上间隔设置的向外凸出的水包、包裹所述铝箔层外表面和所述水包外表面并填补所述水包间隔所形成沟槽的玻璃棉、包裹所述玻璃棉外表面的隔热箱壳；散热器和具有散热管路的饮用水桶。本发明具有升温快、热能利用率高以及可加热饮用水的有益效果。

Description

家用供暖装置

技术领域

本发明涉及家庭供暖领域。更具体地说，本发明涉及一种家用供暖装置。

背景技术

现有技术中水暖装置包括加热管和与加热管相连的进水管和出水管，通过加热管加热自进水管导入的介质，使介质气化并散发至房间内，从而达到使整个房间温度均匀上升的效果，但是现有技术中存在以下缺陷，在装置工作的过程中，通过加热管升温而使加热管内的介质升温并气化，加热管只能加热管壁附近介质，只能通过热传导性逐渐使离管壁较远的介质升温，介质传热系数小，导致介质加热时间长，加热效率低，从而降低了供暖的供暖效率，使装置供暖效果差。

现有技术中在加热装置周边也设有隔热装置，但装置在工作时，加热管及其周围环境的温度过高，使得装置运行时间长了，隔热装置的温度较高，而隔热装置所吸收的热量难于转化成家庭供暖，因此降低了加热装置中热能供暖的效率。

现在每个家庭几乎都配备有饮水机，但饮水机每次提供热水能力有限，大多一次提供热水能力在300～380ml，易造成供应不足的现象，而如果有开水瓶储存开水，当天喝不完的开水第二天多数会被丢弃，造成一定的资源浪费，并且对于儿童和老人，从开水瓶中取出热水，存在较大安全隐患；饮水机持续使饮用水保持在90℃以上温度，对于有老人和儿童的家庭，存在安全隐患，而其实35～38℃的水为最佳饮水温度，这一温度最接近人体体温，但是目前大多饮水机都未设置此温度范围内的饮用水，只能通过用户自己用冷热水混合得到适宜水温的水，但是用户自己调整存在温度调整不准确，且麻烦的缺点，尤其是儿童自己动手调整饮用水时，更是存在不安全因素。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种升温快、热能利用率高以及可加热饮用水的家用供暖装置。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种家用供暖装置，包括：

加热装置，其包括顶部具有进水管和出水管的长方体外壳、以及外壳内的导热块，所述导热块与外壳内除顶部外的其余内表面接触，所述导热块内部具有蛇形弯道空间、以及与弯道空间平行设置的多个U形空间，所述弯道空间上接触设置有介质管，所述介质管一端穿出所述导热块与所述进水管连通，介质管另一端穿出所述导热块与所述出水管连通，所述U形空间上容纳有加热管，所述导热块外表面、所述导热块与介质管接触的表面、以及所述导热块与加热管接触的表面均具有绝缘材料；

散热器，其包括散热管、以及散热管上的第一循环泵，所述散热管的两端分别与所述加热装置的出水管和进水管连通，以使所述介质管内的介质从所述出水管流出进入到所述散热管内，再从所述散热管的另一端流出，经所述加热装置的进水管回到介质管内；

隔热箱，其套设于所述加热装置外壳外，所述隔热箱包括贴敷于所述外壳外表面的铝箔层、所述铝箔层外表面上间隔设置的向外凸出的水包、包裹所述铝箔层外表面和所述水包外表面并填补所述水包间隔所形成沟槽的玻璃棉、包裹所述玻璃棉外表面的隔热箱壳，其中，所述水包呈长方体形，所述水包的外壁由铝箔制成，里面填充水，所述隔热箱的顶部设置有分别供所述加热装置的进水管和出水管穿出的通孔，所述通孔与所述加热装置的进水管外壁和出水管外壁密封连接；

顶部具有桶盖的空心圆柱形饮用水桶，

所述饮用水桶的桶壁内埋设有散热管路，所述散热管路的两端分别与所述加热装置外壳的进水管和出水管连通，所述介质管中的介质从所述出水管流出并流经所述散热管路后回到所述进水管进入介质管中循环，其中，所述散热管路上设置有第二循环泵，所述饮用水桶靠下侧壁上设置有饮用水龙头。

优选的是，所述导热块表面的绝缘材料为导热绝缘弹性橡胶。

优选的是，所述导热块用的金属材料为铜。

优选的是，所述饮用水桶的容量为2～3L。

优选的是，所述水包相对于所述铝箔层的垂直高度为1～2cm，另外两边的长度分别为2～3cm和2～3cm。

优选的是，所述玻璃棉相对于所述铝箔层的垂直高度为4～6cm。

优选的是，所述隔热箱壳的材料包括硅酸铝纤维毡。

优选的是，所述饮用水桶还包括设置于所述饮用水桶空腔内用于检测所述饮用水桶内饮用水温度的温度传感器、处理所述温度传感器温度信号的控制器、以及控制器控制的电控阀门，所述电控阀门设置于所述散热管路与所述加热装置的出水管连通的一端；

当温度传感器检测的温度信号小于第一阈值时，控制器控制所述电控阀门打开，所述加热装置介质管中的介质从所述加热装置的出水管进入所述散热管路内，流经散热管路后从所述加热装置的进水管回到所述加热装置介质管中循环；

当温度传感器检测的温度信号大于第二阈值时，控制器控制所述电控阀门关闭；

其中，第一阈值小于第二阈值。

优选的是，所述第一阈值设置为35℃，所述第二阈值设置为45℃。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、热导率，是指材料直接传导热量的能力，或称热传导率。空气的热传导率在0.022～0.033W/m-K之间，水的热传导率在0.5～0.7W/m-K之间，金属中银的热传导率为429W/m-K，铜的热传导率仅次于银，为401W/m-K，铝的热传导率为237W/m-K，铁的热传导率为80W/m-K，采用将介质管和加热管均设置于金属导热块内，使加热管的热能不是主要通过水或者空气来传导，而主要是利用热传导率比水和空气大数百上千倍的金属传导热能，可以大大提高热能的传导速度，使介质管内的介质，比如水，快速升温，从而可以加快介质在散热器与加热装置内的循环，达到快速供暖的效果；

第二、铝是热的很好的导体，但铝箔是良好的绝热材料，它的绝热性能可表现在它表面的热辐射性能上。铝是一种温度辐射性能极差的金属。铝箔对辐射能的吸收和发射率特别小，因此具有良好的隔热性能，铝箔对辐射能的吸收非常小，能使80～95％的辐射热反射回去，是良好的隔热保温材料，在加热装置外设置铝箔层，可以将大多数加热装置内的辐射热能反射回去，减少加热装置的热损失，提高加热效果；

第三、在铝箔层外间隔设置水包，并采用铝箔包裹，可以使水包内的水吸收铝箔未反射回去的热能，使铝箔和水包的温度得以提高，减小铝箔与加热装置的温度差，从而降低通过热传导方式传导热的速度，减少加热装置的热损失；玻璃棉的热传导率极低，具有优越的保温性能，将玻璃棉包裹于铝箔层外表面和所述水包外表面并填补于所述水包间隔所形成沟槽，可以大部分阻止水包所吸收的热能向外传播；两者结合，可以进一步减少铝箔与加热装置的温度差，进一步减少热损失，进一步提高加热装置的热能利用率，提高加热装置的热能用于供暖的效率；

第四、大多家用饮水机单次提供热水能力为300～380ml，易造成供应不足的现象，而如果用开水瓶储存开水，当天喝不完的开水第二天多数会被丢弃，造成一定的资源浪费，并且对于儿童和老人，从开水瓶中取出热水，存在较大安全隐患，因此在加热装置外部增设一个桶壁内部具有散热管路的饮用水桶，在饮用水桶内加入饮用水，即可为家庭额外提供热水，弥补大多家用饮水机单次供应热水能力太小的缺陷，也可以避免使用开水瓶储存热水的安全隐患。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的家用供暖装置整体示意图；

图2为本发明的导热块剖面示意图；

图3为本发明的饮用水桶局部侧壁结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1～3所示，本发明提供一种家用供暖装置，包括：

加热装置1，其包括顶部具有进水管11和出水管12的长方体外壳13、以及外壳13内的金属导热块14，所述导热块14与外壳13内除顶部外的其余内表面接触，所述导热块14内部具有蛇形弯道空间、以及与弯道空间平行设置的多个U形空间，所述弯道空间上接触设置有介质管15，所述介质管15一端穿出所述导热块14与所述进水管11连通，介质管15另一端穿出所述导热块14与所述出水管12连通，所述U形空间上容纳有加热管16，所述导热块14外表面、所述导热块14与介质管15接触的表面、以及所述导热块14与加热管16接触的表面均具有绝缘材料；

散热器4，其包括散热管、以及散热管上的第一循环泵，所述散热管的两端分别与所述加热装置1的出水管12和进水管11连通，以使所述介质管15内的介质从所述出水管12流出进入到所述散热管内，再从所述散热管的另一端流出，经所述加热装置1的进水管11回到介质管15内；

隔热箱2，其套设于所述加热装置1外壳13外，所述隔热箱2包括贴敷于所述外壳13外表面的铝箔层、所述铝箔层外表面上间隔设置的向外凸出的水包22、包裹所述铝箔层外表面和所述水包22外表面并填补所述水包22间隔所形成沟槽的玻璃棉23、包裹所述玻璃棉23外表面的隔热箱壳24，其中，所述水包22呈长方体形，所述水包22的外壁由铝箔制成，里面填充水，所述隔热箱2的顶部设置有分别供所述加热装置1的进水管11和出水管12穿出的通孔，所述通孔与所述加热装置1的进水管11外壁和出水管12外壁密封连接；

顶部具有桶盖的空心圆柱形饮用水桶3，

所述饮用水桶3的桶壁内埋设有散热管路31，所述散热管路31的两端分别与所述加热装置1外壳13的进水管11和出水管12连通，所述介质管15中的介质从所述出水管12流出并流经所述散热管路31后回到所述进水管11进入介质管15中循环，其中，所述散热管路31上设置有第二循环泵，所述饮用水桶3靠下侧壁上设置有饮用水龙头34。

在此技术方案中，加热管16位于金属导热块14内部，工作时，加热管16产生的热能，不是通过水或者空气传导，而主要是通过金属导热块14将热能传导给同样位于金属导热块14内部的介质管15中的介质，由于金属导热块14的热传导率比水或空气要高数百上千倍，可以大大加快热能的传导速度，使介质管15中的介质迅速升温，升温后的介质从出水管12流出，进入散热器4的散热管中，通过散热器4散发热能，为家庭供暖，介质散热后，从进水管11回到介质管15中，继续吸收金属导热块14传递的热能，如此循环往复，达到为家庭持续供暖的效果，由于介质在此加热装置1中升温迅速，因此可以达到快速为家庭供暖的效果；金属导热块14表面均具有绝缘材料，具有避免金属导热块14导电的作用，避免电器短路；

在加热装置1外设置隔热箱2，可以取到隔热和保温的效果，进而可以减少加热装置1的热能损失，使加热管16的热能最大化转化为介质的热能；

铝是热的很好的导体，但铝箔是良好的绝热材料，它的绝热性能可表现在它表面的热辐射性能上，铝是一种温度辐射性能极差的金属，铝箔对辐射能的吸收和发射率特别小，因此具有良好的隔热性能，铝箔对辐射能的吸收非常小，能使80～95％的辐射热反射回去，是良好的隔热保温材料，在加热装置1外设置铝箔层，可以将大多数加热装置1内的辐射热能反射回去，减少加热装置1的热损失，提高加热效果；

在铝箔层外间隔设置水包22，并采用铝箔包裹，可以使水包22内的水吸收铝箔层未反射回去的热能，使铝箔层和水包22的温度得以提高，减小铝箔层与加热装置1的温度差，从而降低通过热传导方式传导热能的速度，减少加热装置1的热损失；玻璃棉23的热传导率极低，具有优越的保温性能，将玻璃棉23包裹于铝箔层外表面和所述水包22外表面并填补于所述水包22间隔所形成沟槽，可以大部分阻止水包22所吸收的热能向外传播；两者结合，可以进一步减少铝箔层与加热装置1的温度差，进一步减少热损失，进一步提高加热装置1的热能利用率，提高加热装置1的热能用于供暖的效率；

在加热装置1外部增设一个桶壁内部具有散热管路31的饮用水桶3，在饮用水桶3内加入饮用水，即可为家庭额外提供热水，弥补大多家用饮水机单次供应热水能力太小的缺陷，也可以避免使用开水瓶储存热水的安全隐患；

介质管15内的介质升温后，经出水管12流出，进入到饮用水桶3桶壁内的散热管路31中，散热管路31中的介质为饮用水桶3内的饮用水提供热能，通过热传导将热能传给饮用水，介质散热后从散热管路31的另一端流出，流经进水管11回到加热装置1的介质管15中吸收热能，如此循环往复，使饮用水桶3内的饮用水吸收热能后达到一定温度。

在另一种技术方案中，所述导热块14表面的绝缘材料为导热绝缘弹性橡胶。

在此技术方案中，导热绝缘弹性橡胶采用硅橡胶基材，氮化硼、氧化铝等陶瓷颗粒为填充剂，导热效果非常好，同等条件下，热阻抗要小于其它导热材料，具有柔软，干净，无污染和放射性，高绝缘性的特点，玻璃纤维加固提供了良好的机械性能，能够防刺穿、抗剪切、抗撕裂，可带导热压敏背胶；设于导热块14表面，可以取到绝缘的作用，同时，由于导热效果好，可以减小对金属导热块14的热传导性能的影响。

在另一种技术方案中，所述导热块14用的金属材料为铜。

在此技术方案中，选用铜作为导热块14的制作原料，是因为铜的热传导率为

401W/m-K，仅次于银，优于其它常见金属，如铝的热传导率为237W/m-K，如此可以加快使加热管16的热能传导给介质管15中的介质。

在另一种技术方案中，所述饮用水桶3的容量为2～3L。

在此技术方案中，人体每次适宜摄入水量为150～300ml，现在大多普通家庭常住人数为3～5人，因此将饮用水桶3容量设置为2～3升较适宜，如果设置过大了，加热保温的水量过多，浪费热能，如果设置过小了，不能满足家庭饮水需求。

在另一种技术方案中，所述水包22相对于所述铝箔层的垂直高度为1～2cm，另外两边的长度分别为2～3cm和2～3cm。

在此技术方案中，水包22需要吸收一定的热能以达到升温维持一定温度的性能，因此需要具有一定的体积，同时不能将水包22体积设置过大，而浪费热能，在保证一定水包22体积的前提下，使水包22与铝箔层的接触面积尽量增大，从而使其之间的热能传导加快，达到尽快使铝箔层和水包22升温，进而尽快减小铝箔层与加热装置1的温差，减小加热装置1热能损失的效果。

在另一种技术方案中，所述玻璃棉23相对于所述铝箔层的垂直高度为4～6cm。

在此技术方案中，由于水包22具有一定高度，那么相当于玻璃棉23表面至水包22表面的有效厚度为2～5cm，如此才能保证玻璃棉23的最小厚度达到2cm，以保证玻璃棉23的保温性能。

在另一种技术方案中，所述隔热箱壳24的材料包括硅酸铝纤维毡。

在此技术方案中，硅酸铝纤维毡具有以下优点，耐高温，最高使用温度可达1300℃；导热率低，隔热性能好，在同等条件下使用，硅酸铝制品比其它保温材料热传导率低30％以上；具有良好的化学稳定性；电气绝缘性好，有很高的介电常数；因此选用硅酸铝纤维毡做为隔热箱壳24的材料，可以取到隔热、保温和预防触电的效果。

在另一种技术方案中，所述饮用水桶3还包括设置于所述饮用水桶3空腔内用于检测所述饮用水桶3内饮用水温度的温度传感器32、处理所述温度传感器32温度信号的控制器、以及控制器控制的电控阀门33，所述电控阀门33设置于所述散热管路31与所述加热装置1的出水管12连通的一端。

在此技术方案中，当饮用水桶3内的水温未达到第一阈值的温度时，温度传感器32检测到饮用水桶3内的饮用水温度信号传递至控制器，控制器控制电控阀门33打开，介质管15内的介质经出水管12进入到饮用水桶3内的散热管路31中，将热能传递给饮用水桶3内的饮用水，饮用水吸收热能，介质放热后从散热管路31另一端经进水管11回到介质管15中吸收热能，如此循环往复，使饮用水温度上升，当饮用水温度上升至第二阈值时，温度传感器32检测到此时的温度信号并传递给控制器，控制器控制电控阀门33关闭，散热管路31内的介质停止循环，介质无法吸收加热装置1内的热能，从而不会有更多的热能传递至饮用水桶3内的饮用水，饮用水桶3内的饮用水不再继续升温；如此可以保持饮用水桶3内的饮用水的温度在第一阈值和第二阈值的范围内。

在另一种技术方案中，第一阈值设置为35℃，第二阈值设置为45℃。

在此技术方案中，当饮用水桶3内的水温未达到35℃时，温度传感器32检测到饮用水桶3内的饮用水温度信号传递至控制器，控制器控制电控阀门33打开，介质管15内的介质经出水管12进入到饮用水桶3内的散热管路31中，将热能传递给饮用水桶3内的饮用水，饮用水吸收热能，介质放热后从散热管路31另一端经进水管11回到介质管15中吸收热能，如此循环往复，使饮用水温度上升，当饮用水温度上升至45℃时，温度传感器32检测到此时的温度信号并传递给控制器，控制器控制电控阀门33关闭，散热管路31内的介质停止循环，介质无法吸收加热装置1内的热能，从而不会有更多的热能传递至饮用水桶3内的饮用水，饮用水桶3内的饮用水不再继续升温；如此可以保持饮用水桶3内的饮用水的温度在35～45℃范围内；

现在每个家庭几乎都配备有饮水机，但饮水机持续使饮用水保持在90℃以上温度，而其实35～38℃的水为最佳饮水温度，这一温度最接近人体体温，但是目前大多饮水机都未设置如此温度范围内的饮用水，只能通过用户自己用冷热水混合得到较低水温的水，但是用户自己调存在温度调整不准和麻烦的缺点；通过上述方案可以实现将水温自动控制在35～45℃范围内，用户使用水杯等容器取水后，水温较适宜，方便饮用，同时也不会消耗太多加热装置的热能。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种家用供暖装置，其特征在于，包括：

加热装置，其包括顶部具有进水管和出水管的长方体外壳、以及外壳内的金属导热块，所述导热块与外壳内除顶部外的其余内表面接触，所述导热块内部具有蛇形弯道空间、以及与弯道空间平行设置的多个U形空间，所述弯道空间上接触设置有介质管，所述介质管一端穿出所述导热块与所述进水管连通，介质管另一端穿出所述导热块与所述出水管连通，所述U形空间上容纳有加热管，所述导热块外表面、所述导热块与介质管接触的表面、以及所述导热块与加热管接触的表面均具有绝缘材料；

散热器，其包括散热管、以及散热管上的第一循环泵，所述散热管的两端分别与所述加热装置的出水管和进水管连通，以使所述介质管内的介质从所述出水管流出进入到所述散热管内，再从所述散热管的另一端流出，经所述加热装置的进水管回到介质管内；

隔热箱，其套设于所述加热装置外壳外，所述隔热箱包括贴敷于所述外壳外表面的铝箔层、所述铝箔层外表面上间隔设置的向外凸出的水包、包裹所述铝箔层外表面和所述水包外表面并填补所述水包间隔所形成沟槽的玻璃棉、包裹所述玻璃棉外表面的隔热箱壳，其中，所述水包呈长方体形，所述水包的外壁由铝箔制成，里面填充水，所述隔热箱的顶部设置有分别供所述加热装置的进水管和出水管穿出的通孔，所述通孔与所述加热装置的进水管外壁和出水管外壁密封连接；

顶部具有桶盖的空心圆柱形饮用水桶，

所述饮用水桶的桶壁内埋设有散热管路，所述散热管路的两端分别与所述加热装置外壳的进水管和出水管连通，所述介质管中的介质从所述出水管流出并流经所述散热管路后回到所述进水管进入介质管中循环，其中，所述散热管路上设置有第二循环泵，所述饮用水桶靠下侧壁上设置有饮用水龙头。

2.如权利要求1所述的家用供暖装置，其特征在于，所述导热块表面的绝缘材料为导热绝缘弹性橡胶。

3.如权利要求1所述的家用供暖装置，其特征在于，所述导热块用的金属材料为铜。

4.如权利要求1所述的家用供暖装置，其特征在于，所述饮用水桶的容量为2～3L。

5.如权利要求1所述的家用供暖装置，其特征在于，所述水包相对于所述铝箔层的垂直高度为1～2cm，另外两边的长度分别为2～3cm和2～3cm。

6.如权利要求1所述的家用供暖装置，其特征在于，所述玻璃棉相对于所述铝箔层的垂直高度为4～6cm。

7.如权利要求1所述的家用供暖装置，其特征在于，所述隔热箱壳的材料包括硅酸铝纤维毡。

8.如权利要求1所述的家用供暖装置，其特征在于，所述饮用水桶还包括设置于所述饮用水桶空腔内用于检测所述饮用水桶内饮用水温度的温度传感器、处理所述温度传感器温度信号的控制器、以及控制器控制的电控阀门，所述电控阀门设置于所述散热管路与所述加热装置的出水管连通的一端；

当温度传感器检测的温度信号小于第一阈值时，控制器控制所述电控阀门打开，所述加热装置介质管中的介质从所述加热装置的出水管进入所述散热管路内，流经散热管路后从所述加热装置的进水管回到所述加热装置介质管中循环；

当温度传感器检测的温度信号大于第二阈值时，控制器控制所述电控阀门关闭；

其中，第一阈值小于第二阈值。

9.如权利要求8所述的家用供暖装置，其特征在于，所述第一阈值设置为35℃，所述第二阈值设置为45℃。