CN108507151A - 一种红外加热热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种红外加热热水器。其包括筒体和设置于筒体的红外加热片；红外加热片包括第一绝缘层、第二绝缘层和形成于第一绝缘层和第二绝缘层之间的红外辐射发生层，红外加热片呈螺旋状排布于筒体内，使得在筒体内形成一呈螺旋状的水流通道；在筒体上设置有与水流通道相连通的进水接头和出水接头。本发明采用匹配吸收技术并结合红外加热片以螺旋状排布的方式设置于筒体内而形成的呈螺旋状的水流通道，使水在流动与红外加热片形成巨大的接触面，从而提高了其能效系数；并且本发明采用匹配吸收技术以热辐射的方式将电能直接在水中转化成热能，可以使其热能利用率能达到甚至超过95％以上；并可以克服储水式电热水器保温隔热桶传热带来的热能消耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种热水器，具体地说是涉及一种红外加热热水器。
背景技术
2014年中国家用电热水器产量及其增长年度统计数据分析2014年度产量超过3420万台。在有些城市，电热水器的耗电量占家庭总能耗的20％～40％。预计2020年我国大陆居民生活用电将高达14576亿kW·h，达总用电的20.33％。居民生活电力消费量的快速增长，将加剧中国的能源与环境压力。
传统的电热水器耗电大部分属于储水式电热水器，保温储水桶的桶壁传导耗热会导致热量的浪费。
具体的，保温储水桶的桶壁耗热Q的计算方式为：Q＝F.K(T-t)
其中，
式中：K——储水桶的桶壁传热系数；
a1——储水桶的桶壁与环境墙体等放热系数W/m2℃；
a2——储水桶的桶内热水对储水桶的桶内壁的放热系数W/m2℃；
δ1——储水桶的桶外壁材料厚度mm；
δ2——储水桶的桶隔热材料厚度mm；
δ3——储水桶的桶内壁材料厚度mm；
λ1——储水桶的桶外壁材料导热系数W/m2℃；
λ2——储水桶的桶隔热材料导热系数W/m2℃；
λ3——储水桶的桶内壁材料导热系数W/m2℃；
通常a1≈8.7～11.6W/m2℃；a2≈3500W/m2℃；
δ1——储水桶的桶外壁材料厚度，通常采用0.8mm碳钢板制造；
δ2——储水桶的桶隔热材料厚度，通常采用聚氨酯发泡塑料制造，厚度为25mm；
δ3——储水桶的桶内壁材料厚度，有采用搪瓷保护碳钢板制造，厚度常采用0.8mm；
λ1——储水桶的桶外壁材料导热系数为48.5W/m2℃；
λ2——储水桶的桶隔热材料导热系数为0.02W/m2℃；
λ3——储水桶的桶内壁材料导热系数为17W/m2℃；
以国内某知名品牌产品为例，80升容量的外形尺寸为，长863mm，保温储水桶的桶壁对环境传热的面积为：
463mm×π×863mm+(π(463mm/2)2×2)
＝1592016.8mm2
＝1.5920168m2；
传热系数：
则保温储水桶的桶壁耗热：
Q＝F.K(T－t)
式中：F—保温储水桶的桶壁面积m2；＝1.42351m2。
K—储水桶的桶壁传热系数K＝0.74822W/m2℃(0.6434692kcal/W/m2℃)
T——桶内热水温度65℃，(现有家用电热水器商品，大多数标定为上限温度70℃，取65℃)；
t——桶外环境温度20℃(北方冬季室内温度因备有采暖条件，大多数为18～23℃，南方地区由于未备有采暖设施，冬季室内温度5～12℃，取20℃)；
则保温储水桶的桶壁耗热为：
Q＝0.6434692kcal/m2·h·℃×1.5920168m2(65℃-20℃)＝46.099kcal/h
根据计算热水器保温储水桶的桶壁传导耗热系数计算每台热水器保温储水桶的桶壁年耗热：
46.099kcal·h×24h(天)×365天(年)＝403823.91kcal.h。
将kcal换算KJ单位为：
1千卡/小时(Kcal.h)＝4.184千焦耳(KJ)，则
403823.91×4.184＝1689599.23944(KJ)。
由此可知，该储水式电热水器80升容量型号，保温桶一年传热耗散的电量是1689599.23944KJ/3600＝469.33度。
另外，现有电热水器，对水加热电加热管是管状电热元件，它是由不锈钢外管、螺旋状电阻丝及绝缘材料结晶氧化镁粉组成。
不锈钢管内均匀地分布高温电阻丝，处于不锈钢管内中央，在空隙部分填入绝缘性能良好的结晶氧化镁粉，高温电阻丝中有电流通过时，产生的热通过氧化镁粉向金属管表面扩散，金属管表面扩散温升，再通金属管表面形成高温，高温向低温水侧传递，达到把水加热的目的。
电阻丝温度愈高，通过结晶氧化镁粉传导至不锈钢管效率愈高，但是电阻丝温度愈高，结晶氧化镁粉碳化趋势就越突出，结晶氧化镁粉完全碳化就失去绝缘性能。电阻丝产生的热量通过氧化镁和不锈钢管壳热阻才能传递至需要加热的水，多层热阻是电热管式加热器热效率低的主要原因。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供了一种红外加热热水器。
本发明的红外加热热水器的技术方案如下：
一种红外加热热水器，其包括筒体和设置于所述筒体的红外加热片；其中，所述红外加热片包括第一绝缘层、第二绝缘层和红外辐射发生层；所述红外辐射发生层形成于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，并且所述第一绝缘层和所述第二绝缘层四周边缘密封连接，使得所述红外辐射发生层被密封与所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间；并且，所述红外加热片呈螺旋状排布于所述筒体内，使得在所述筒体内形成一呈螺旋状的水流通道；在所述筒体上设置有与所述水流通道相连通的进水接头和出水接头。
本发明的红外加热热水器采用匹配吸收技术，通过在热水器的筒体内设置红外加热片，使用时红外加热片通电，红外加热片内的红外辐射发生层产生红外辐射并被流过红外加热片的水所吸收，使水升温；同时通过将红外加热片以螺旋状排布的方式设置于所述筒体内，从而形成呈螺旋状的水流通道，水在呈螺旋状的水流通道流动，水在流动过程中被加热，可以使水与红外加热片具备巨大的接触面，提高了面载功率，从而最大限度的提高红外能的热效率。
综上所述，本发明的红外加热热水器通过以热辐射的方式将电能直接在水中转化成热能，可以将其热能利用率能达到甚至超过95％以上。
根据一个优选的实施方式，所述筒体包括筒体本体、顶端封盖和底端封盖；所述顶端封盖和所述底端封盖分别与所述筒体本体的顶端和底端密封连接；并且，在所述顶端封盖和所述底端封盖上均设置有呈螺线状的卡槽；所述红外加热片的上端卡合于所述顶端封盖上的卡槽内；所述红外加热片的下端卡合于所述底端封盖上的卡槽内，使得所述红外加热片呈螺旋状排布于所述筒体内，形成呈螺旋状的所述水流通道。
根据一个优选的实施方式，所述进水接头设置于所述筒体本体的侧壁上；所述出水接头设置于所述顶端封盖的中部。
根据一个优选的实施方式，在所述顶端封盖和所述底端封盖上的卡槽槽壁顶端沿轴向设置有限位凸筋。
根据一个优选的实施方式，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层均为聚对苯二甲酸乙二醇酯层、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物层、聚双烯丙基二甘醇碳酸酯层、硅橡胶层和聚酰亚胺树脂层中的一种。
根据一个优选的实施方式，所述红外辐射发生层为碳黑层、微纳米石墨粉体层、碳纳米纤维层、碳纳米管层和石墨烯层中的一种。
根据一个优选的实施方式，所述红外辐射发生层由碳系微纳米材料和粘合剂组成；其中，所述碳系微纳米材料为碳黑、微纳米石墨粉体、碳纳米纤维、碳纳米管和石墨烯中的至少两种；其中，所述粘合剂为丙烯酸树酯、聚偏氟乙烯、酚醛树酯、环氧树酯、乳胶和聚氨酯中的一种。
根据一个优选的实施方式，所述红外辐射发生层由50～54wt％的石墨烯或微纳米石墨粉体、8～10wt％的碳黑、5～7wt％的碳纳米纤维和30～37wt％的粘合剂组成；其中各组分的重量百分比之和为100％。
根据一个优选的实施方式，所述红外辐射发生层由53wt％的石墨烯、10wt％的碳黑、7wt％的碳纳米纤维和30wt％的粘合剂组成。
根据一个优选的实施方式，所述粘合剂为丙烯酸树酯、聚偏氟乙烯、酚醛树酯、环氧树酯、乳胶和聚氨酯中的一种。
与现有技术相比，本发明的红外加热热水器具有如下有益效果：
本发明的红外加热热水器通过在热水器的筒体内设置红外加热片，使用时红外加热片通电，红外加热片内的红外辐射发生层产生红外辐射并被流过红外加热片的水所吸收，使水升温；同时通过将红外加热片以螺旋状排布的方式设置于所述筒体内，从而形成呈螺旋状的水流通道，水在呈螺旋状的水流通道流动，可以使水与红外加热片具备巨大的接触面，提高了面载功率，从而最大限度的提高红外能的热效率。
综上所述，本发明的红外加热热水器通过以热辐射的方式将电能直接在水中转化成热能，可以将其热能利用率能达到甚至超过95％以上。
附图说明
图1是本发明红外加热热水器主视图；
图2是图1中A-A剖视图；
图3是图1中B-B剖视图；
图4是本发明红外加热热水器中底端封盖的示意图；
图5是本发明红外加热热水器中顶端封盖的示意图；和
图6是本发明红外加热热水器中红外加热片的结构示意图。
附图标记列表
100-筒体，110-筒体本体，120-顶端封盖，130-底端封盖，200-红外加热片，210-第一绝缘层，220-第二绝缘层，230-红外辐射发生层，300-水流通道，400-进水接头，500-出水接头，610-卡槽，620-限位凸筋。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的红外加热热水器进行详细说明。
实施例1
如图1至图6所示，一种红外加热热水器，其包括筒体100和设置于筒体100的红外加热片200。
其中，筒体100包括筒体本体110、顶端封盖120和底端封盖130。顶端封盖120和底端封盖130分别与筒体本体110的顶端和底端密封连接，使得在筒体本体110内形成一密封的空间。
其中，红外加热片200包括第一绝缘层210、第二绝缘层220和红外辐射发生层230。
红外辐射发生层230形成于第一绝缘层210和第二绝缘层220之间，并且第一绝缘层210和第二绝缘层220四周边缘密封连接，使得红外辐射发生层230被密封与第一绝缘层210和第二绝缘层220之间。
优选的，第一绝缘层210、第二绝缘层220可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯层、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物层、聚双烯丙基二甘醇碳酸酯层、硅橡胶层和聚酰亚胺树脂层中的一种。
优选的，红外辐射发生层230可以为碳黑层、微纳米石墨粉体层、碳纳米纤维层、碳纳米管层和石墨烯层中的一种。
并且，第一绝缘层210、第二绝缘层220可做成薄膜的形式，红外辐射发生层230可以以涂层的形式形成于第一绝缘层210、第二绝缘层220之间，使得红外加热片200形成为薄膜状。
在使用状态下，红外辐射发生层230与电源电连接。通电后红外辐射发生层230即产生红外辐射，当水流通过红外加热片200形成的螺旋状的水流通道300时，红外辐射被水吸收，水吸收红外辐射即产生温升。
红外加热片200呈螺旋状排布于筒体100内，使得在筒体100内形成一呈螺旋状的水流通道300。
具体的，在顶端封盖120和底端封盖130上均设置有呈螺线状的卡槽610。红外加热片200的上端卡合于顶端封盖120上的卡槽610内，红外加热片200的下端卡合于底端封盖130上的卡槽610内，使得红外加热片200呈螺旋状排布于筒体100内，形成呈螺旋状的水流通道300。
即红外加热片200以绕顶端封盖120和底端封盖130的轴线卷曲(类似于卷轴)的方式设置在筒体100内，形成从筒体100内壁绕向筒体100中轴的呈螺旋状的水流通道300。
进一步的，在顶端封盖120和底端封盖130上的卡槽610槽壁顶端沿轴向设置有限位凸筋620。
在筒体100上设置有与水流通道300相连通的进水接头400和出水接头500。
具体的，进水接头400设置于筒体本体110的侧壁上；并且其与水流通道300位于外侧的进水口连通。出水接头500设置于顶端封盖120的中部；并且其与水流通道300位于筒体100中轴的柱状出水通道630相连通。
本发明的红外加热热水器原理和工作过程如下：
使用时，进水接头400与自来水管相连接，出水接头500与出水管相连接，自来水从进水接头400进入热水器，自来水沿着螺旋流水通道，螺旋进入圆心出热水通道，由圆心出热水通道通过出水管流出；热水器通电，红外加热片200产生红外辐射，当水流通过红外加热片200以螺旋式分布构成螺旋流水通道时，红外加热片200产生的红外辐射被水吸收，水吸收红外辐射即产生温升，出水管流出即为热水。
水分子由一个氧原子和两个氢原子组成。是强极性分子。在范德华力作用下，水分子有相互吸引成团状的趋势。含氢键的双原子和多原子分子在2～18um的电磁辐射范围内有一个普遍吸收带，在这个吸收带上有它自己的最高吸收峰和两个较高吸收峰。
当红外加热片200以2～18um的电磁辐射作用于水分子，水分子吸收后转换成的一种热效应。这一热效应是水分子吸收该能量后，即会出现运动效应，这一运动效应，随吸收量的增加而增强。
本发明采用匹配吸收技术(匹配吸收是指红外加热片发射出来的热辐射，以选择性辐射频率与被加水分子本身的振动频率相一致，此时引起的共振吸收即为匹配吸收)并结合红外加热片200以螺旋状排布的方式设置于筒体100内而形成的呈螺旋状的水流通道300，有利提高红外加热热水器的能效系数。
综上所述，本发明将红外加热片200以螺旋排布的方式形成高比表面积的加热结构作为加热元件，流过红外加热片200的水即被加热，并且红外加热片200以0.1w/cm2面载功率，使得红外加热片200与水的具备巨大的接触面。最大限度的提高红外能的热效率。与现有储水式、即热式电热水采用电热丝发热机理(电热丝发热机理是通过电热丝电阻元件在通电后形成高温散发热量，通过传导传热来使水的温度升高，这种方式的主要缺陷是需要克服绝缘材料和不锈钢管壳传热热阻，导致热量利用率较低)相比，本发明采用匹配吸收技术可以通过以热辐射的方式将电能直接在水中转化成热能，其热能利用率能达到甚至超过95％以上。并可以克服储水式电热水器保温隔热桶传热带来的热能消耗。
实施例2
与实施例1相比，本实施例的主要区别在于红外加热片200的材料不同。
具体的，本实施例中红外辐射发生层230由碳系微纳米材料和粘合剂组成。
其中，碳系微纳米材料为碳黑、微纳米石墨粉体、碳纳米纤维、碳纳米管和石墨烯中的至少两种；其中，粘合剂为丙烯酸树酯、聚偏氟乙烯、酚醛树酯、环氧树酯、乳胶和聚氨酯中的一种。粘合剂通过粘附和内聚等作用使导电物质颗粒连接在一起，使孤立分散的导电粒子紧密连接，形成导电网络，在涂层中起到支撑结构作用。
优选的，红外辐射发生层230由50～54wt％的石墨烯或微纳米石墨粉体、8～10wt％的碳黑、5～7wt％的碳纳米纤维和30～37wt％的粘合剂组成；其中各组分的重量百分比之和为100％。
进一步优选的，红外辐射发生层230由53wt％的石墨烯、10wt％的碳黑、7wt％的碳纳米纤维和30wt％的粘合剂组成。
需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种红外加热热水器，其特征在于，其包括筒体(100)和设置于所述筒体(100)的红外加热片(200)；
其中，所述红外加热片(200)包括第一绝缘层(210)、第二绝缘层(220)和红外辐射发生层(230)；所述红外辐射发生层(230)形成于所述第一绝缘层(210)和所述第二绝缘层(220)之间，并且所述第一绝缘层(210)和所述第二绝缘层(220)四周边缘密封连接，使得所述红外辐射发生层(230)被密封与所述第一绝缘层(210)和所述第二绝缘层(220)之间；
并且，所述红外加热片(200)呈螺旋状排布于所述筒体(100)内，使得在所述筒体(100)内形成一呈螺旋状的水流通道(300)；
在所述筒体(100)上设置有与所述水流通道(300)相连通的进水接头(400)和出水接头(500)。
2.根据权利要求1所述的红外加热热水器，其特征在于，所述筒体(100)包括筒体本体(110)、顶端封盖(120)和底端封盖(130)；
所述顶端封盖(120)和所述底端封盖(130)分别与所述筒体本体(110)的顶端和底端密封连接；
并且，在所述顶端封盖(120)和所述底端封盖(130)上均设置有呈螺线状的卡槽(610)；
所述红外加热片(200)的上端卡合于所述顶端封盖(120)上的卡槽(610)内；所述红外加热片(200)的下端卡合于所述底端封盖(130)上的卡槽(610)内，使得所述红外加热片(200)呈螺旋状排布于所述筒体(100)内，形成呈螺旋状的所述水流通道(300)。
3.根据权利要求2所述的红外加热热水器，其特征在于，所述进水接头(400)设置于所述筒体本体(110)的侧壁上；所述出水接头(500)设置于所述顶端封盖(120)的中部。
4.根据权利要求2所述的红外加热热水器，其特征在于，在所述顶端封盖(120)和所述底端封盖(130)上的卡槽(610)槽壁顶端沿轴向设置有限位凸筋(620)。
5.根据权利要求1所述的红外加热热水器，其特征在于，所述第一绝缘层(210)和所述第二绝缘层(220)均为聚对苯二甲酸乙二醇酯层、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物层、聚双烯丙基二甘醇碳酸酯层、硅橡胶层和聚酰亚胺树脂层中的一种。
6.根据权利要求1至5之一所述的红外加热热水器，其特征在于，所述红外辐射发生层(230)为碳黑层、微纳米石墨粉体层、碳纳米纤维层、碳纳米管层和石墨烯层中的一种。
7.根据权利要求1至5之一所述的红外加热热水器，其特征在于，所述红外辐射发生层(230)由碳系微纳米材料和粘合剂组成；
其中，所述碳系微纳米材料为碳黑、微纳米石墨粉体、碳纳米纤维、碳纳米管和石墨烯中的至少两种；
其中，所述粘合剂为丙烯酸树酯、聚偏氟乙烯、酚醛树酯、环氧树酯、乳胶和聚氨酯中的一种。
8.根据权利要求1至5之一所述的红外加热热水器，其特征在于，所述红外辐射发生层(230)由50～54wt％的石墨烯或微纳米石墨粉体、8～10wt％的碳黑、5～7wt％的碳纳米纤维和30～37wt％的粘合剂组成；其中各组分的重量百分比之和为100％。
9.根据权利要求8所述的红外加热热水器，其特征在于，所述红外辐射发生层(230)由53wt％的石墨烯、10wt％的碳黑、7wt％的碳纳米纤维和30wt％的粘合剂组成。
10.根据权利要求8所述的红外加热热水器，其特征在于，所述粘合剂为丙烯酸树酯、聚偏氟乙烯、酚醛树酯、环氧树酯、乳胶和聚氨酯中的一种。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110513888A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-29 | 姜向荣 | 一种平板u型微通道石墨烯加热热水器 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2431524Y (zh) * | 2000-07-14 | 2001-05-23 | 王先伦 | 远红外多程加热直热式电热水器 |
| US20090317068A1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-24 | Wing Yiu Yeung | Water heating apparatus |
| CN101672517A (zh) * | 2009-09-21 | 2010-03-17 | 霍海凌 | 即热式电热水器 |
| CN201476270U (zh) * | 2009-04-08 | 2010-05-19 | 陈亚景 | 光波红外线热水器 |
| US20120275775A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | Zoran Iskrenovic | Infrared Water Heater |
| CN105368060A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-03-02 | 新华盛节能科技股份有限公司 | 有机硅发热层材料、红外辐射加热体及其制备方法 |
| CN106679177A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-17 | 海宁市袁花集雅太阳能热水器厂 | 一种红外加热的空气能热水器 |
| CN208154800U (zh) * | 2018-05-04 | 2018-11-27 | 北京绿能嘉业新能源有限公司 | 一种红外加热热水器 |
| CN109210776A (zh) * | 2017-07-04 | 2019-01-15 | 王敏 | 一种红外薄膜热水器 |
-
2018
- 2018-05-04 CN CN201810421474.1A patent/CN108507151A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2431524Y (zh) * | 2000-07-14 | 2001-05-23 | 王先伦 | 远红外多程加热直热式电热水器 |
| US20090317068A1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-24 | Wing Yiu Yeung | Water heating apparatus |
| CN201476270U (zh) * | 2009-04-08 | 2010-05-19 | 陈亚景 | 光波红外线热水器 |
| CN101672517A (zh) * | 2009-09-21 | 2010-03-17 | 霍海凌 | 即热式电热水器 |
| US20120275775A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | Zoran Iskrenovic | Infrared Water Heater |
| CN105368060A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-03-02 | 新华盛节能科技股份有限公司 | 有机硅发热层材料、红外辐射加热体及其制备方法 |
| CN106679177A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-17 | 海宁市袁花集雅太阳能热水器厂 | 一种红外加热的空气能热水器 |
| CN109210776A (zh) * | 2017-07-04 | 2019-01-15 | 王敏 | 一种红外薄膜热水器 |
| CN208154800U (zh) * | 2018-05-04 | 2018-11-27 | 北京绿能嘉业新能源有限公司 | 一种红外加热热水器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110513888A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-29 | 姜向荣 | 一种平板u型微通道石墨烯加热热水器 |
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