CN110345639B - 一种基于多元化储能的双模电磁热水器装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于多元化储能的双模电磁热水器装置，包括柱状胆体，柱状胆体的底部向内凹陷成型有凹型槽口，凹型槽口的底部设有螺纹口，柱状胆体内部通过设置的螺纹口管道连接有进水管，进水管的外壁上间隔设置有多段导磁条，导磁条的外侧包覆绕设有可通电的电磁线圈；柱状胆体内位于螺纹口的上端位置设有换热蓄能结构，创新设计的基于电磁加热配合相变蓄能材料的热水器结构，可确保电磁加热热水的高效性，可利用谷电进行电磁加热，对蓄能材料进行蓄能，减少高峰用电时的耗电量，节约成本；配合双弯曲流道的集热板结构，实现其充当电磁集热板的加热作用，还可实现引入其他热源通过弯曲流道，对另一弯曲流道内的冷水进行加热，可做到多能源的高效整合和利用，具有极高的环保价值，产业化前景广阔。
Description
技术领域
本发明申请涉及电磁热水器的制造技术领域，更具体的说，是涉及一种基于多元化储能的双模电磁热水器装置。
背景技术
随着我国经济水平的快速发展，热水器的使用普及度越来越高，现有市场环境下，热水器主要可分为燃气热水器和电热水器两种，对于燃气热水器，因需要接入燃气管道，故而对于部分地区或广大农村地区使用度偏低；相反，电热水器因其基于电热原理进行热水，在部分地区或广大农村地区具有较大的市场空间。
现有技术中，电热水器的结构设计及产品构造上大多仍然是基于简单的电发热原理来进行水的加热，少数高端热水器生产企业已经采用基于电磁加热原理的热水模式；然而不管是基于电热还是电磁加热，均存在着热效率偏低、能耗较高的技术问题；
为了持续推进国家关于节能减排的基本国策，近些年本行业制造厂商也在引入多能源（如相变储能、太阳能）结构的热水器结构的研究，如授权公告号为CN206583343U一种夹套式多通道相变储热装置，其实质解决的技术问题：改进热水器引入相变储能结构存在的焊点多，改善相变储能结构的稳定性，同时，授权公告号为CN206583344一种多仓室换热相变储热装置，则是利用错峰谷电进行能源的充分利用，结合本领域传统电热水器结构进行电热能的高效蓄能，从而达到节能作用。然而上述已公开的专利文献中仍然存在着：结构单一，且并未从电磁发热这一根本性的角度提高电热水器的热效率，仅仅是通过结构的简单叠加以及通过引入相变蓄能结构，利用国家对于错峰谷电的低价进行使用综合成本的变相节约成本，并未产生实际的热效率的提高，同时，值得强调的是：上述两授权专利的文献，并未从使用中的重点研究方向（如何达到即热、速热）提出解决方案。
发明内容
基于上述背景技术中所提出现有电热水器结构、相变储能结构的存在的现有技术问题，结合本发明从如何实现电热水器出水即热、速热的技术目标，本发明基于自主创新的环形集热板中通过热压成型有多重流道结构，创新结合相变储能结构，从结构上实现电磁热水器的即热、速热双重快速出热水模式，且进一步提高热效率，具有热效率高、热水出水快、可节约使用成本等多重显著改进效果。
为实现上述技术目的，本发明提供如下技术方案：
本发明研究设计一种基于多元化储能的双模电磁热水器装置，包括柱状胆体，其特征在于：所述柱状胆体的底部向内凹陷成型有凹型槽口，所述凹型槽口的底部设有螺纹口，柱状胆体内部通过设置的螺纹口管道连接有进水管，所述进水管的外壁上间隔设置有多段导磁条，所述导磁条的外侧包覆绕设有可通电的电磁线圈；
所述柱状胆体内位于螺纹口的上端位置设有换热蓄能结构，所述换热蓄能结构包括有：上、下部面板，所述上、下部面板的板面上均匀开设多个上下位置相对应的开口，上、下部面板的板面上各相对应的开口之间均设有上下直通的翼片管，所述上、下部面板、翼片管与所述柱状胆体的侧壁构成共同所述换热蓄能结构的密闭储能空间，所述密闭储能空间位于柱状胆体的侧壁上开设有用于相变储能材料灌注与卸料的进料口、出料口；
本发明的结构创新之处在于：所述换热蓄能结构的密闭储能空间内还穿设有第一环形集热板；所述柱状胆体内与所述凹型槽口相对应位置还设有第二环形集热板，
所述第一环形集热板及第二环形集热板则均是通过双层不锈钢板片经热压吹塑成型后进行绕卷成型，所述第一、第二环形集热板内均成型有两条管道分离且相互缠绕的第一S型弯曲流道和第二S型弯曲流道；
所述第一环形集热板内第一S型弯曲流道的一端口A通过管道连接于设置于所述柱状胆体侧壁上的第一进口，第一环形集热板内第一S型弯曲流道的另一端口C则通过管道连接于所述第二环形集热板内第一S型弯曲流道的一端口A’，第二环形集热板内第一S型弯曲流道的另一端口C’则管道连接于设置在柱状胆体侧壁上的第一出口；
所述第一环形集热板内第二S型弯曲流道的一端口B在柱状胆体内向上延伸由引流管，用于胆体内经初步预热后热水的引流，确保需要经过第二S型弯曲流道再次通过换热蓄能结构进行更进一步的吸收热能，以达到高效吸热效果，第一环形集热板内第二S型弯曲流道的另一端口D则通过管道连接于所述第二环形集热板内第二S型弯曲流道的一端口B’，第二环形集热板内第二S型弯曲流道的另一端口D’则管道连接于设置在柱状胆体侧壁上的出水口；
上述结构中，第一环形集热板与第二环形集热板内的第一S型弯曲流道通过连接管道实现连通，且通过第一进口与第一出口实现与柱状胆体外的管道连通，如此结构设计核心用于外观热源介质（如太阳能热源、高温污水余热回收、油汀热源）的热量引入，同时，第一环形集热板与第二环形集热板内的第二S型弯曲流道通过连接管道实现连通，且通过引流管与出水口实现与柱状胆体外的管道连通，
为保证本技术方案的完整性，需要说明的是：所述进水管的下端管道连接于公共自来水管道，如此，可确保本发明所阐明的电磁热水装置的结构完整性。
本发明技术方案的简要工作原理是：经进水管进入的冷水，通过电磁线圈对应发热带走线圈热量，进入柱状胆体内进行注水，随着注水持续，若换热蓄能结构中存储有高温能量时，则相对冷水在通过多根翼片管直流时，可充分吸收密闭储能空间中蓄能材料的能量，从而达到持续加热的目的；
同时，值得强度的是：若蓄能材料能量不足，则可通过电控开关持续启动电磁线圈供电，电磁线圈不仅发热且通过导磁条的配合，产生强大电磁场，与柱状胆体内的第二环形集热板形成电磁感应，第二环形集热板在电磁感应下持续发热，进而对需要进一步加热方可达到预定温度的胆体内水进行高能加热，确保用户需要高温热水的需求。
双模式则在于：若需要较低温度热水，则仅通电电磁线圈较短时间即可，通过蓄能材料或外部热源的集热即可，若用户需要较高温度的热水，则可通过电控再持续启动电磁线圈，确保在第二环形集热板中进行进一步的电磁加热实现。
进一步地，所述导磁条及电磁线圈的表面均涂布有绝缘涂层，可确保电绝缘性，利用长期安全使用。
进一步地，所述第一环形集热板及第二环形集热板内的两条管道分离且相互缠绕的第一S型弯曲流道和第二S型弯曲流道的间隔处则通过激光焊接工艺成型，确保第一S型弯曲流道和第二S型弯曲流道足够的连接强度以及管道密封隔绝性。
更进一步地，所述柱状胆体内侧壁上位于所述换热蓄能结构的下部面板处设置有凸缘，装配时，可依托凸缘与下部面板的密封搭设连接，确保所述换热蓄能结构的密闭及连接稳固性。
与现有技术相比，本发明结构设计的优点在于：
创新设计的基于电磁加热配合相变蓄能材料的热水器结构，可确保电磁加热热水的高效性，同时可利用谷电进行电磁加热，对蓄能材料进行蓄能，减少在高峰用电时的耗电量，节约了 使用成本；
配合自主创新设计的双弯曲流道的集热板结构，不仅实现其充当电磁集热板的加热作用，同时还可实现引入其他热源通过弯曲流道，对另一弯曲流道内的冷水进行加热，可做到多能源的高效整合和利用，具有极高的环保价值；
依托现有技术中部分披露的多层加热结构，从结构上实现多重模式下出水（速热、即热），当需要快速即热时，则全负荷起到电磁线圈实现，当谷电时，则可通过电磁线圈或外部热源的引入，对蓄能材料以及柱状胆体内的水进行预热，具备热水器的多重用水需求，实用化程度极高，产业化前景广阔。
附图说明
图1为本发明一种基于多元化储能的双模电磁热水器装置的整体剖面结构简图；
图2为本发明一种基于多元化储能的双模电磁热水器装置的第一、第二环形集热板在未绕卷成型前的展开结构简图；
图3为图1中F-F’的截面结构示意图；
图4为图1中E处的局部放大图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例及附图来说明本发明的内容。
请参阅参考图1-4，本发明研究设计一种基于多元化储能的双模电磁热水器装置，包括柱状胆体1，柱状胆体1的底部向内凹陷成型有凹型槽口13，如图4所示，凹型槽口13的底部设有螺纹口130，柱状胆体1内部通过设置的螺纹口130管道连接有进水管14，进水管14的外壁上间隔设置有多段导磁条140，导磁条140的外侧包覆绕设有可通电的电磁线圈141；
柱状胆体1内位于螺纹口130的上端位置设有换热蓄能结构，换热蓄能结构包括有：上、下部面板（5），所述上、下部面板（5）的板面上均匀开设多个上下位置相对应的开口6，上、下部面板（5）的板面上各相对应的开口6之间均设有上下直通的翼片管61，所述上、下部面板（5）、翼片管61与柱状胆体1的侧壁构成共同所述换热蓄能结构的密闭储能空间，密闭储能空间位于柱状胆体1的侧壁上开设有用于相变储能材料2灌注与卸料的进料口20、出料口21；
本发明的结构创新之处在于：换热蓄能结构的密闭储能空间内还穿设有第一环形集热板7；柱状胆体1内与所述凹型槽口13相对应位置还设有第二环形集热板8，
第一环形集热板7及第二环形集热板8则均是通过双层不锈钢板片经热压吹塑成型后进行绕卷成型，所述第一、第二环形集热板（7、8）内均成型有两条管道分离且相互缠绕的第一S型弯曲流道70和第二S型弯曲流道71；
所述第一环形集热板7内第一S型弯曲流道70的一端口A通过管道连接于设置于柱状胆体1侧壁上的第一进口72，第一环形集热板7内第一S型弯曲流道70的另一端口C则通过管道连接于第二环形集热板8内第一S型弯曲流道的一端口A’，第二环形集热板8内第一S型弯曲流道的另一端口C’则管道连接于设置在柱状胆体1侧壁上的第一出口12；
第一环形集热板7内第二S型弯曲流道70的一端口B在柱状胆体1内向上延伸由引流管80，用于柱状胆体1内经初步预热后热水的引流，确保需要经过第二S型弯曲流道71再次通过换热蓄能结构进行更进一步的吸收热能，以达到高效吸热效果，第一环形集热板7内第二S型弯曲流道71的另一端口D则通过管道连接于所述第二环形集热板8内第二S型弯曲流道的一端口B’，第二环形集热板8内第二S型弯曲流道的另一端口D’则管道连接于设置在柱状胆体1侧壁上的出水口9；
上述结构中，第一环形集热板7与第二环形集热板8内的第一S型弯曲流道70通过连接管道实现连通，且通过第一进口72与第一出口12实现与柱状胆体1外的管道连通，如此结构设计核心用于外观热源介质（如太阳能热源、高温污水余热回收、油汀热源）的热量引入，同时，第一环形集热板7与第二环形集热板内8的第二S型弯曲流道71通过连接管道实现连通，且通过引流管80与出水口9实现与柱状胆体1外的管道连通，
为保证本技术方案的完整性，需要说明的是：进水管14的下端管道连接于公共自来水管道15，如此，可确保本发明所阐明的电磁热水装置的结构完整性。
本发明技术方案的简要工作原理是：经进水管14进入的冷水，通过电磁线圈141对应发热带走线圈热量，进入柱状胆体1内进行注水，随着注水持续，若换热蓄能结构中存储有高温能量时，则相对冷水在通过多根翼片管61直流时，可充分吸收密闭储能空间中蓄能材料2的能量，从而达到持续加热的目的；
同时，值得强度的是：若蓄能材料2能量不足，则可通过电控开关持续启动电磁线圈141供电，电磁线圈141不仅发热且通过导磁条140的配合，产生强大电磁场，与柱状胆体1内的第二环形集热板8形成电磁感应，第二环形集热板8在电磁感应下持续发热，进而对需要进一步加热方可达到预定温度的胆体内水进行高能加热，确保用户需要高温热水的需求。
双模式则在于：若需要较低温度热水，则仅通电电磁线圈141较短时间即可，通过蓄能材料2或外部热源的集热即可，若用户需要较高温度的热水，则可通过电控再持续启动电磁线圈141，确保在第二环形集热板8中进行进一步的电磁加热实现。
导磁条140及电磁线圈141的表面均涂布有绝缘涂层，可确保电绝缘性，利用长期安全使用。
第一环形集热板7及第二环形集热板8内的两条管道分离且相互缠绕的第一S型弯曲流道70和第二S型弯曲流道71的间隔处73则通过激光焊接工艺成型，确保第一S型弯曲流道70和第二S型弯曲流道71足够的连接强度以及管道密封隔绝性。
请参阅图1和图3，柱状胆体1内侧壁上位于换热蓄能结构的下部面板5处设置有凸缘11，装配时，可依托凸缘11与下部面板5的密封搭设连接，确保换热蓄能结构的密闭及连接稳固性。
本发明结构设计的优点在于：
创新设计的基于电磁加热配合相变蓄能材料的热水器结构，可确保电磁加热热水的高效性，同时可利用谷电进行电磁加热，对蓄能材料进行蓄能，减少在高峰用电时的耗电量，节约了 使用成本；
配合自主创新设计的双弯曲流道的集热板结构，不仅实现其充当电磁集热板的加热作用，同时还可实现引入其他热源通过弯曲流道，对另一弯曲流道内的冷水进行加热，可做到多能源的高效整合和利用，具有极高的环保价值；
依托现有技术中部分披露的多层加热结构，从结构上实现多重模式下出水（速热、即热），当需要快速即热时，则全负荷起到电磁线圈实现，当谷电时，则可通过电磁线圈或外部热源的引入，对蓄能材料以及柱状胆体内的水进行预热，具备热水器的多重用水需求，实用化程度极高，产业化前景广阔。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于多元化储能的双模电磁热水器装置，包括柱状胆体，其特征在于：所述柱状胆体的底部向内凹陷成型有凹型槽口，所述凹型槽口的底部设有螺纹口，柱状胆体内部通过设置的螺纹口管道连接有进水管，所述进水管的外壁上间隔设置有多段导磁条，所述导磁条的外侧包覆绕设有可通电的电磁线圈；
所述柱状胆体内位于螺纹口的上端位置设有换热蓄能结构，所述换热蓄能结构包括有：上、下部面板，所述上、下部面板的板面上均匀开设多个上下位置相对应的开口，上、下部面板的板面上各相对应的开口之间均设有上下直通的翼片管，所述上、下部面板、翼片管与所述柱状胆体的侧壁构成共同所述换热蓄能结构的密闭储能空间，所述密闭储能空间位于柱状胆体的侧壁上开设有用于相变储能材料灌注与卸料的进料口、出料口；
所述换热蓄能结构的密闭储能空间内还穿设有第一环形集热板；所述柱状胆体内与所述凹型槽口相对应位置还设有第二环形集热板，
所述第一环形集热板及第二环形集热板则均是通过双层不锈钢板片经热压吹塑成型后进行绕卷成型，所述第一、第二环形集热板内均成型有两条管道分离且相互缠绕的第一S型弯曲流道和第二S型弯曲流道；
所述第一环形集热板内第一S型弯曲流道的一端口A通过管道连接于设置于所述柱状胆体侧壁上的第一进口，第一环形集热板内第一S型弯曲流道的另一端口C则通过管道连接于所述第二环形集热板内第一S型弯曲流道的一端口A’，第二环形集热板内第一S型弯曲流道的另一端口C’则管道连接于设置在柱状胆体侧壁上的第一出口；
所述第一环形集热板内第二S型弯曲流道的一端口B在柱状胆体内向上延伸有引流管，第一环形集热板内第二S型弯曲流道的另一端口D则通过管道连接于所述第二环形集热板内第二S型弯曲流道的一端口B’，第二环形集热板内第二S型弯曲流道的另一端口D’则通过管道连接于设置在柱状胆体侧壁上的出水口；
所述进水管的下端管道连接于公共自来水管道；
所述第一环形集热板及第二环形集热板内的两条管道分离且相互缠绕的第一S型弯曲流道和第二S型弯曲流道间则通过激光焊接工艺成型；
所述柱状胆体内侧壁上位于所述换热蓄能结构的下部面板处设置有凸缘。
2.根据权利要求1所述的一种基于多元化储能的双模电磁热水器装置，其特征在于：所述导磁条及电磁线圈的表面均涂布有绝缘涂层。
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