CN113405145A - 一种蓄热式电暖器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄热式电暖器，包括壳体，所述壳体内设置有蓄热腔，所述蓄热腔内设置有电热单元，所述蓄热腔侧壁开设有用于所述电热单元释放热风的采暖风口，所述电热单元通过导线电控连接有用于为所述电热单元供电的供电单元，所述供电单元通过WIFI信号连接方式电控连接有外控机，所述蓄热腔上方设置有电磁加热单元，相较于传统的蓄热式电暖气，本发明的电热器的电热管发热丝采用镍铬合金材质，且填充有高纯度高温电工级氧化镁粉98％，能够具有更高的转热率，从而实现更好的释热效率；增加了镁铁砖的蓄热结构，能够有效的在低价电能期间将一定热量存储起来，从而在高价电能期间释放存储的热量，保证采暖期间室内的温度稳定。

Description

一种蓄热式电暖器

技术领域

本发明涉及电暖器技术领域，尤其涉及一种蓄热式电暖器。

背景技术

蓄热式电暖器，是利用夜间(23时至次日7时)电网低谷时段的低价(北京每度电仅3角钱)电能，在6-8小时内完成电、热能量转换并贮存，在电网高峰时段，以辐射、对流的方式将贮存的热量释放出来，实现全天24小时室内供暖。

现有蓄热式电暖器结构单一，仅仅通过普通电加热管进行热风释放，此方式采暖效率低下，且热风释放速度快，除此之外，电暖气缺少蓄热结构导致大量热量在供电过程便释放出去，导致采暖期间热量不足，并且单一的实现采暖的效果，无法将室内其他释热设备的热量回收并利用，浪费了大量的电力资源。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，公开了一种蓄热式电暖器，包括壳体，所述壳体内设置有蓄热腔，所述蓄热腔内设置有电热单元，所述蓄热腔侧壁开设有用于所述电热单元释放热风的采暖风口，所述电热单元通过导线电控连接有用于为所述电热单元供电的供电单元，所述供电单元通过WIFI信号连接方式电控连接有外控机，所述蓄热腔上方设置有电磁加热单元，所述电磁加热单元在与所述蓄热腔连接处设置有用于存储并释放所述电磁加热单元热量的热回收释放腔。

优选的，所述电热单元包括蓄热结构以及保温结构。

优选的，所述蓄热结构包括电加热管以及设置在所述电加热管周围的镁铁砖，所述电加热管呈水平状态放置并插入镁铁砖内。

优选的，所述电加热管包括管外壳、设置在所述管外壳内的发热丝以及填充在所述管外壳以及发热丝之间的填充物，所述管外壳采用不锈钢840材质，所述发热丝采用镍铬合金材质，所述填充物为氧化镁材质。

优选的，所述电加热管数量为3根、4根或5根。

优选的，所述镁铁砖包括砖体、开槽、散热槽以及限位凸块。

优选的，所述保温结构包括硬质硅酸铝层以及硅酸铝棉，所述硬质硅酸铝层设置于所述蓄热腔内侧壁与镁铁砖之间，所述硅酸铝棉设置于镁铁砖前壁用于密封。

优选的，所述供电单元包括蓄电模块、WIFI模块、温度检测模块以及PLC控制模块，所述蓄电模块的电流输出端与电热单元连接，所述WIFI模块的信号输出端以及信号输入端与所述PLC控制模块电控连接，所述温度检测模块的检测端放置于蓄热腔内、信号传送端与PLC控制模块电控连接。

优选的，所述电磁加热单元包括至少两个电加热装置以及与所述电加热装置匹配的电加热控制器。

优选的，所述电加热装置为电陶炉。

利用本发明的技术方案制作的一种蓄热式电暖器，具有以下有益效果：

1.相较于传统的蓄热式电暖器，本发明的电暖器的电热管发热丝采用镍铬合金材质，相较于铁铬铝合，镍铬合金材质的具有较高的耐高温强度，且在高温使用时不易变形，长期使用后的可塑性好、无磁性，具有电阻率大、耐热疲劳、抗氧化和高温形状稳定性好的特点，能够保证电能的有效利用，填充物为高纯度高温电工级氧化镁粉98％材质，高纯度氧化镁在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性，热膨胀系数和导热率高，相较于氧化铝导热率高2倍多，电解质的损失仅为氧化铝的1/10，因此具有更高的转热率，从而实现更好的释热效率；

2.相较于无蓄热结构的电暖气，通过增加镁铁砖的蓄热结构，能够有效的在低价电能期间将一定热量存储起来，从而在高价电能期间释放存储的热量，保证采暖期间室内的温度稳定，除此之外，相较于采用传统的镁铝砖结构，镁铁砖具有高导热系数以及高比热容，且抗热震稳定性和抗水化性好、体积稳定性和电绝缘性能好、致密度和强度高的特点，使蓄热结构在长时间的充电以及采暖过程中，具有更高的安全性以及蓄热性；

3.增加了电陶炉，实现了采暖以及家用电器组合的形式，除此之外，电陶炉在使用过程中，其释放的热量还会被热回收释放腔回收并利用，节省了电力资源，提高了采暖的质量，当然，此组合形式不仅仅局限于电陶炉，传统的家用电器通过电加热的方式运行均可设置在电暖器本体上方，用于代替电陶炉，通过热回收释放腔将此家用电器的散发热量收集起来，并及时的释放出去用于增加室内采暖效果，从而防止家用电器的热力资源的浪费，相较于传统电暖器，增加了电暖器使用的多样性以及组合性。

附图说明

图1是本发明主视图；

图2是本发明蓄热腔主视剖视整体图；

图3是本发明硅酸铝棉主视剖视整体图；

图4是本发明电加热管结构图；

图5是本发明镁铁砖结构主视图；

图6是本发明镁铁砖结构侧视剖视图；

图中：1、壳体；2、蓄热腔；3、电加热管；4、镁铁砖；5、管外壳；6、发热丝；7、填充物；8、硬质硅酸铝层；9、硅酸铝棉；10、电加热装置；11、电加热控制器；12、采暖风口；13、外控机；14、热回收释放腔；15、砖体；16、开槽；17、散热槽；18、限位凸块。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施例提供一种蓄热式电暖器，包括壳体(1)，所述壳体(1)内设置有蓄热腔(2)，所述蓄热腔(2)内设置有电热单元，所述蓄热腔(2)侧壁开设有用于所述电热单元释放热风的采暖风口(12)，所述电热单元通过导线电控连接有用于为所述电热单元供电的供电单元，所述供电单元通过WIFI信号连接方式电控连接有外控机(13)，所述蓄热腔(2)上方设置有电磁加热单元，所述电磁加热单元在与所述蓄热腔(2)连接处设置有用于存储并释放所述电磁加热单元热量的热回收释放腔(14)。

在本实施例中，具体地，所述电热单元包括蓄热结构以及保温结构。所述蓄热结构进一步包括电加热管(3)以及设置在所述电加热管(3)周围的镁铁砖(4)，所述电加热管(3)呈水平状态放置并插入镁铁砖(4)内。所述保温结构包括环保级别的硬质硅酸铝层(8)以及环保级别的硅酸铝棉(9)，所述硬质硅酸铝层(8)设置于所述蓄热腔(2)内侧壁与镁铁砖(4)之间，所述硅酸铝棉(9)设置于镁铁砖(4)前壁用于密封。所述镁铁砖(4)包括砖体(15)、开槽(16)、散热槽(17)以及限位凸块(18)。

进一步具体地，所述电加热管(3)包括管外壳(5)、设置在所述管外壳(5)内的发热丝(6)以及填充在所述管外壳(5)以及发热丝(6)之间的填充物(7)，所述管外壳(5)采用不锈钢840材质，所述发热丝(6)采用镍铬合金材质，所述填充物(7)为电工级氧化镁粉98％材质。

在本实施例中，具体地，所述供电单元包括蓄电模块、WIFI模块、温度检测模块以及PLC控制模块，所述蓄电模块的电流输出端与电热单元连接，所述WIFI模块的信号输出端以及信号输入端与所述PLC控制模块电控连接，所述温度检测模块的检测端放置于蓄热腔(2)内、信号传送端与PLC控制模块电控连接。

在本实施例中，具体地，所述电磁加热单元包括至少两个电加热装置(10)以及与所述电加热装置(10)匹配的电加热控制器(11)。

进一步具体地，所述电加热装置(10)为电陶炉。

根据说明书附图1所示，在低价电能期间，通过供电单元为电热单元供电，使镁铁砖储存电能，并且使电加热管3受热，部分热量通过采暖风口13输送至室内，剩余热量则传递到镁铁砖4内存储起来，在高价电能期间，在室内WIFI网络连接下，通过外控机13将启停信号传递给PLC控制机，随后PLC控制机接受到信号后控制镁铁砖供电，将内部存储的电能用于供给电加热管3加热，此过程伴随着将镁铁砖4内部的热量释放出来，随后通过采暖风口12输送至室内，实现高价电能期间的采暖过程，因此，电热单元通过供电单元实现在低价电能期间进行储能蓄热，在高价电能期间实现释热采暖的过程，并且供电单元能对蓄热腔内的温度进行监测，并通过WIFI信号传输的方式传输给外控机13，外控机13采用型号为AIRCON-S1的温控器，其配备有WIFI模块，能够实现远程控制。

上述实施例1中，WIFI信号传输的方式可以包括家用WIFI信号传输、厂用(或公司用)WIFI信号传输以及将WIFI信号传输方式替换为4G网络信号传输的方式，并分别记为应用实施例1、应用实施例2以及应用实施例3，具体方式如下：

应用实施例1：此实施例部分为家用WIFI信号传输，电暖器整体结构与实施例1结构相同，但此实施例适用于将此电暖器放置于家庭室内，信号传输方式为通过家用WIFI路由器，此过程在外控机13以及供电单元内分别电控连接有WIFI信号接收器以及发生器，通过外控机13对放置于室内的各个电暖器进行统一控制，具体方式与实施例1相同。

应用实施例2：此实施例部分为厂用(或公司用)WIFI信号传输，电暖器整体结构与实施例1结构相同，但此实施例适用于将此电暖器放置于工厂或公司，由于工厂或公司的占地面积一般较大，因此需要较高的采暖质量，此时采用工厂或公司自带的WIFI网络，实现外控机13对电暖器的统一管理，若电暖器数量较多，可以将外控机13替换为统一管理平台，此平台内部包括WIFI模块并配有PLC控制机，通过PLC控制机生成控制信号，并通过WIFI模块连接入公司WIFI网络实现对电暖器的控制。

应用实施例3：此实施例部分为将WIFI信号传输方式替换为4G网络传输信号，电暖器整体结构与实施例1结构相同，但此实施例适用于无WIFI信号传输装置的偏离区域，此区域为4G网络信号传输的方式，为了较为方便的理解，此传输方式与现有技术中的车载端与车辆管理平台之间的信号传输方式相同，即在现有的4G大网络的连接下，实现电暖气与外控机13的4G信号连接，但此时电暖气内部的供电单元的WIFI模块替换为4G网络芯片，外控机13同理，此时外控机13也可替换为外控平台，通过PLC控制机生成控制信号，随后通过4G芯片实现与电暖气之间的信号传输控制。

根据说明书附图2-3所示，此时可以运行电陶炉，在其使用过程中，会像室内环境释放部分热量，此部分的热量会进入到热回收释放腔14内，随着蓄热腔2内的暖气输出一同再输送至室内环境，实现电陶炉热量利用的过程，蓄热腔2内侧的硬质硅酸铝优点为耐高温，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导热率低30％以上；电气绝缘性好，有很高的介电常数；可做高频绝缘材料，具有较高的耐温性质，因此能够防止蓄热腔2内的热量过度发散，浪费热量资源，硅铝酸棉9具有相同的效果，用其密封能够起到很好的保温效果；

上述过程中与现有技术对比形成对比实施例1，具体方式如下：

对比实施例1：现有技术中，例如公告号为CN209130976U的实用新型专利中，公开了一种蓄热式电暖器，涉及电供暖装置技术领域，该蓄热式电暖器包括本体、以及位于本体外部的面板、出风栅、第一侧板、第二侧板和顶板，其中，面板的两侧分别与第一侧板和第二侧板通过第一滑扣组件可拆卸连接，出风栅与顶板通过第二滑扣组件可拆卸连接，与传统的蓄热式电暖器一样，均只是实现了电暖器采暖的效果，然而本发明与其相比较，除了实现电暖器采暖的过程，还增加了电陶炉，由于电陶炉在运行过程中，会产生热量，此热量在现有技术中就被浪费掉，然而本发明通过在电暖气内部增加热回收释放腔14，用于将电陶炉产生的热量利用起来，防止家用电器的热力资源的浪费。

结合说明书附图2、3以及4所示，电加热管3外部结构呈蛇形结构，具有较大的发热面积，并且电加热管3内部结构为发热丝6以及填充物7，发热丝6采用镍铬合金材质，镍铬合金材质的具有较高的耐高温强度，且在高温使用时不易变形，长期使用后的可塑性好、无磁性，具有电阻率大、耐热疲劳、抗氧化和高温形状稳定性好的特点，能够保证电能的有效利用，相对于传统的发热丝的点发热转化效率更高，填充物7为高纯度高温电工级氧化镁粉98％材质，高纯度氧化镁在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性，热膨胀系数和导热率高，相较于氧化铝导热率高2倍多，电解质的损失仅为氧化铝的1/10，因此具有更高的转热率，从而实现更好的释热效率；

上述过程与传统的电加热管3做了实验比较并形成对比实施例2，具体数据如下：

对比实施例2：

型号	蓄热时间/h	发热时间/h	电能利用率/％
				镍铬合金电热管	12	9	98％
石英电热管	12	6	85％

需要注意的是，上述实验均在相同电功率的情况下测量，变量为加热管的结构，蓄热时间定义为在相同电功率的情况下通过相同镁铁砖进行蓄电12h，发热时间定义为在相同环境下，电热管表面温度降至室温(即28°)时消耗的时间，电能利用率定义为相同电功率下电热管的热能转化以及利用的效率；

其中，在电热管数量中选择了2-8根作比较，当电热管数量为3、4、5根时，相较于其他根数的电暖气具有较好的采暖效果，其中，当电热管数量为3根时，此时电暖气体积较小，适用于小型家用，能够在一定区域内形成较好的采暖效果，当电热管数量为4根时，采暖效果有所增加，且体积变化不大，能够适用中等区域的采暖，当电热管数量为5根时，采暖效果最好，适用于较大区域的采暖，当电热管数量为6-8根时，虽然能够实现较大区域的采暖，但是造价成本较高且体积较大，占用空间较大，对于家用不实用，因此此数量范围内优选为舍弃。

根据说明书附图5-6所示，镁铁砖4的砖体15上具有开槽16，镁铁砖4在蓄热腔2内是两两相对摆放，开槽16用于提供电加热管3的放置空间，限位凸块18用于固定电加热管3，防止其晃动，散热槽17则用于热量传递，防止热量过高的集中在同一空间；

上述过程与现有技术的保温结构形成对比实施例3，具体方式如下：

对比实施例3：例如公告号为CN211177016U的实用新型专利中，公开了蓄热式电暖器保温层结构，包括进气口保温板、出气口保温板、保温盖板和上下空间填充块；所述进气口保温板嵌装在蓄热式电暖器外壳的进气口一侧，在进气口保温板上开设第一通气孔；所述出气口保温板嵌装在蓄热式电暖器外壳的出气口一侧，在出气口保温板上开设第二通气孔；所述保温盖板嵌装在蓄热式电暖器的蓄热砖与蓄热式电暖器外壳前后侧壁之间；所述上下空间填充块置于蓄热式电暖器蓄热砖与蓄热式电暖器外壳底面及顶面之间的空隙中，现有技术中采用蓄热砖，本发明采用镁铁砖，镁铁砖的优势在于具有高导热系数以及高比热容，且抗热震稳定性和抗水化性好、体积稳定性和电绝缘性能好、致密度和强度高的特点，因此除了蓄热性能的优势外，在长时间的充电过程中，镁铁砖具有更高的安全性能，在加热过程或释放热量过程中不产生任何有毒有害物质，并且能够避免在充电过程中出现火灾等安全隐患的发生。

实施例2：此实施例中，运行过程以及工作原理与实施例1相同，但是电磁加热单元除了电陶炉，还可以为家用其他电加热装置，例如热水壶，此电加热装置的加热方式为将电能转化为热能的方式，并且存在多余热量的外放，此部分热量依旧会存储在热回收释放腔14内，与蓄热腔2内的热量一同输送至室内环境中，实现采暖的效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蓄热式电暖器，包括壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)内设置有蓄热腔(2)，所述蓄热腔(2)内设置有电热单元，所述蓄热腔(2)侧壁开设有用于所述电热单元释放热风的采暖风口(12)，所述电热单元通过导线电控连接有用于为所述电热单元供电的供电单元，所述供电单元通过WIFI信号连接方式电控连接有外控机(13)，所述蓄热腔(2)上方设置有电磁加热单元，所述电磁加热单元在与所述蓄热腔(2)连接处设置有用于存储并释放所述电磁加热单元热量的热回收释放腔(14)。

2.根据权利要求1所述的一种蓄热式电暖器，其特征在于，所述电热单元包括蓄热结构以及保温结构。

3.根据权利要求2所述的一种蓄热式电暖器，其特征在于，所述蓄热结构包括电加热管(3)以及设置在所述电加热管(3)周围的镁铁砖(4)，所述电加热管(3)呈水平状态放置并插入镁铁砖(4)内。

4.根据权利要求3所述的一种蓄热式电暖器，其特征在于，所述电加热管(3)包括管外壳(5)、设置在所述管外壳(5)内的发热丝(6)以及填充在所述管外壳(5)以及发热丝(6)之间的填充物(7)，所述管外壳(5)采用不锈钢840材质，所述发热丝(6)采用镍铬合金材质，所述填充物(7)为氧化镁材质。

5.根据权利要求3或4所述的一种蓄热式电暖器，其特征在于，所述电加热管(3)数量为3根、4根或5根。

6.根据权利要求2所述的一种蓄热式电暖器，其特征在于，所述保温结构包括硬质硅酸铝层(8)以及硅酸铝棉(9)，所述硬质硅酸铝层(8)设置于所述蓄热腔(2)内侧壁与镁铁砖(4)之间，所述硅酸铝棉(9)设置于镁铁砖(4)前壁用于密封。

7.根据权利要求6所述的一种蓄热式电暖器，其特征在于，所述镁铁砖(4)包括砖体(15)、开槽(16)、散热槽(17)以及限位凸块(18)。

8.根据权利要求1所述的一种蓄热式电暖器，其特征在于，所述供电单元包括蓄电模块、WIFI模块、温度检测模块以及PLC控制模块，所述蓄电模块的电流输出端与电热单元连接，所述WIFI模块的信号输出端以及信号输入端与所述PLC控制模块电控连接，所述温度检测模块的检测端放置于蓄热腔(2)内、信号传送端与PLC控制模块电控连接。

9.根据权利要求1所述的一种蓄热式电暖器，其特征在于，所述电磁加热单元包括至少两个电加热装置(10)以及与所述电加热装置(10)匹配的电加热控制器(11)。

10.根据权利要求9所述的一种蓄热式电暖器，其特征在于，所述电加热装置(10)为电陶炉。

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