CN1554900A - 一种蓄热电热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蓄热电热水器,其特征在于它包括:一保温壳体;一设置在所述保温壳体外壁面的温控/时控器;一双层金属真空桶,其设置在所述保温壳体内;一换热盘管,其盘设在所述真空桶外壁面;一耐热保护套,其设置在所述真空桶内;一耐高温耐腐蚀容器,其设置在所述耐热保护套内;若干高温相变蓄热材料,其设置在所述耐高温、耐腐蚀容器内;一电加热器,其埋设在所述高温相变材料中,且通过导线连接所述温控/时控器;一设置有阀门的进水管,其连接所述换热盘管的进水口;一设置出水管,其一端连接所述换热盘管的出水口,另一端通过一阀门连接冷水上水管和用水装置。本发明可以在夜间低谷电时段储存大量的热能,而在用电高峰时不用电,就可以方便地使用热水。本发明为削峰填谷的用电规划提供了一个广阔的发展前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种热水器,特别是关于一种高温相变式蓄热电热水器。
背景技术
目前,我国电力事业得到了长足的发展,发电量与装机总容量已居世界第二位,与此同时,电力工业的发展和电力需求变化出现了新的问题:一是全国发电利用小时数逐年下降,发电能力未能充分利用,有一些新投产机组甚至处于闲置状态;二是电网的高峰负荷增长很快,电网负荷率逐年降低。巨大的电力峰谷差和峰值增长速度必然对电力调峰提出很高的要求,对电网的安全运行构成了一定的威胁。为了缓解电网高峰负荷的压力,各地相继发展了各种调峰电站,如燃气轮机电厂、抽水蓄能电站等,但是这并没有从根本上解决造成用电峰谷差的矛盾,而且随着经济发展、人民生活水平的不断提高,居民的生活用电持续增长,必将进一步加大电网用电负荷的峰谷差。要解决这个问题,唯有推行峰谷分时电价,并大力发展蓄热用电设备,使居民能够多用价格低廉的低谷电,以此对电网实现削峰填谷。
本发明的研究课题集中在国内已形成的巨大的电热水器市场,现有电热水器一般不具有蓄热功能,居民无法享受分时电价政策带来的实惠,供电企业也难以籍此实现电网削峰填谷。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以在用电低谷电价便宜时蓄热,在居民需要时用热水方便的蓄热电热水器。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种蓄热电热水器,其特征在于它包括:一耐高温耐腐蚀容器;若干高温相变蓄热材料,其设置在所述耐高温耐腐蚀容器内;一电加热器,其埋设在所述高温相变蓄热材料中;一隔热层,其设置在所述耐高温耐腐蚀容器外;一保温壳体,其设置在所述隔热层外;一温控/时控器,设置在所述保温壳体外壁,所述电加热器通过导线与所述温控/时控器;一换热盘管,其盘设在所述隔热层与所述保温壳体之间;一设置有阀门的进水管,其连接所述换热盘管的进水口;一设置有阀门的出水管,其一端连接所述换热盘管的出水口,另一端连接冷水上水管和用水装置。
在所述耐高温耐腐蚀容器与所述隔热层之间设置一耐热保护套。
所述隔热层为一双层金属真空桶。
所述耐高温耐腐蚀容器由陶瓷材料制成。
所述高温相变蓄热材料为铝硅合金。
所述电加热器为陶瓷套管电加热器,所述陶瓷套管电加热器包括底端密封的陶瓷套管,设置在所述陶瓷套管内的陶瓷芯,缠绕在所述陶瓷芯外壁的电阻丝,以及填充在所述陶瓷芯与所述陶瓷套管之间的导热绝缘粉末。
本发明由于采取以上设计,其具有以下优点:1、本发明在电热水器中采用大量高温相变蓄热材料,因此可以在外形尺寸较小的情况下,在夜间低谷电时段通过材料相变蓄存大量热能,而在用电高峰时不用电,就可以方便地使用热水,其不但可以实现了国家削峰填谷的用电方针,而且可以使普通百姓从峰谷分时电价政策中切实得到实惠,本发明为国为民的用电规划提供了一个广阔的发展前景。2、本发明采用陶瓷作为耐高温耐腐蚀容器盛装高温相变蓄热材料,其具有良好的绝缘传热功能,且不会被发生相变的蓄热材料腐蚀。3、本发明采用双层金属真空桶既可以保护真空桶内的蓄热材料500~600℃高温的热量损失小,又可以保证盘设在真空桶外壁的换热盘管能够被加热。4、本发明在陶瓷容器外面设置耐热保护套,其不但可以保护陶瓷容器不被损坏,而且可以承受较大的压力,以保护双层金属真空桶不被压扁。5、本发明采用陶瓷套管电加热器,其可以直接埋入蓄热材料中,实现内部加热,从而可以减小加热过程中热量的散失,提高加热效率和电能的利用率。6、本发明设计的陶瓷管电加热器,在陶瓷芯的外壁面缠绕电阻丝,在陶瓷芯与陶瓷套管之间填充导热绝缘粉末,既可以有效地保证传热效率,又可以有效地保护电阻丝在高温下不被酸、碱、盐类、金属及金属合金腐蚀或侵蚀,极大地延长了电加热器的使用寿命。本发明结构简单体积小,加热效率高,蓄热效果好,它作为一种新型热水器具有非常广阔的开拓前景。
附图说明
图1是本发明结构示意图
图2是本发明电加热器结构示意图
图3是本发明电加热器中陶瓷芯外壁螺旋凹槽局部放大示意图
具体实施方式
如图1所示,本发明包括一耐高温耐腐蚀容器1,在容器1内设置有若干高温相变蓄热材料2,在高温相变蓄热材料2中埋设有一电加热器3,在容器1外设置有一隔热层4,在隔热层4外设置有一保温壳体5,在保温壳体5外壁设置有一温控/时控器6,电加热器3通过导线与温控/时控器6连接,在隔热层4与保温壳体5之间盘设有一换热盘管7,将一设置有阀门8的进水管9的一端连接在换热盘管7的进水口,另一端可以连接水源。将一设置有安全阀10的出水管11的一端连接所述换热盘管7的出水口,另一端通过三通阀12连接冷水上水管13和喷头14等用水装置。
上述实施例中,耐高温耐腐蚀容器1可以采用陶瓷材料制成,也可以采取其它耐高温耐腐蚀材料制成,如果采用陶瓷材料,可以在容器1与隔热层4之间设置一耐热保护套15,以保护陶瓷容器1不被磕碰。保护套15的材料可以采用耐热钢材料,也可以采取其它材料。
上述实施例中,隔热层4可以采取一双层金属真空桶,其既具有较好的隔热效果,又能将部分热量传递给换热盘管7。除此之外,隔热层4还可以采取其它结构和材料。保温壳体5可以采用现有技术中的各种保温材料。
上述实施例中,高温相变蓄热材料2可以采取各种材料,比如:采用铝硅合金,其相变温度在575℃~585℃。
如图2所示,本发明的电加热器3可以采用专门设计的陶瓷管电加热器,其包括底端密封的陶瓷套管31,设置在陶瓷套管31内的陶瓷芯32,缠绕在陶瓷芯外壁面的电阻丝33,以及填充在陶瓷芯32与陶瓷套管31之间的导热绝缘粉末34。
上述电加热器3中,如图3所示,陶瓷芯32的外壁可以设置螺旋凹槽321,这样就可以将电阻丝33缠绕在螺旋凹槽321内,当需要更换电阻丝33时,可以方便地将陶瓷芯32连同电阻丝33取出放入,而不会使电阻丝33与导热绝缘粉末34发生摩擦碰撞。同时,陶瓷芯32可以是空心的,在陶瓷芯32内填充导热绝缘粉末35。填充在陶瓷套管3 1与陶瓷芯32之间,以及填充在陶瓷芯32内的导热绝缘粉末34、35可以是氧化镁粉末,或氧化铝粉末,或其它导热绝缘粉末。
上述实施例中,保温壳体5、隔热层4、耐热保护套15和耐高温耐腐蚀容器1的形状和数量都是可以变化的,比如形状可以是圆形、方形、长方形、椭圆型等。又比如容器1可以是一个,也可以是两个,与之对应的换热盘管7、隔热层4、耐热保护套15的数量也可以发生变化。电加热器3可以采用本发明的陶瓷套管电加热器,也可以采取其它电加热器。
上述实施例中,进、出水管9、11,进水阀8、安全阀10、三通阀12等都可以根据需要增加或减少,由于本发明热水器的蓄热温度很高,安全阀10一般是一泄压阀,以排除高压蒸汽。
本发明工作时,将温控/时控器6设置在用电网低谷期的夜间定时启动,这样可省用峰电,充分利用谷电。当电加热器3接通电源后,电阻丝33将热量通过导热绝缘粉末34和陶瓷套管31传递给高温相变蓄热材料2。当蓄热材料2的温度到达临界温度后,固体的蓄热材料2开始发生相变,当蓄热材料2完全融化时,温控/时控器6控制电加热器3停止加热。这时热量主要由蓄热材料2以500~600℃潜热方式储存起来,而由于金属真空桶2的作用,换热盘管7的温度一般不超过200℃。当需要洗浴时,流出的高温水需要通过调节三通阀12与冷水上水管13的冷水进行混合后使用。
本发明的上述各实施例仅用于说明本发明的技术方案,其并不应限定本发明的保护范围,若对上述各实施例的技术方案作出的等效变换,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1、一种蓄热电热水器,其特征在于它包括:
一耐高温耐腐蚀容器;
若干高温相变蓄热材料,其设置在所述耐高温耐腐蚀容器内;
一电加热器,其埋设在所述高温相变蓄热材料中;
一隔热层,其设置在所述耐高温耐腐蚀容器外;
一保温壳体,其设置在所述隔热层外;
一温控/时控器,设置在所述保温壳体外壁,所述电加热器通过导线与所述温控/时控器;
一换热盘管,其盘设在所述隔热层与所述保温壳体之间;
一设置有阀门的进水管,其连接所述换热盘管的进水口;
一设置有阀门的出水管,其一端连接所述换热盘管的出水口,另一端连接冷水上水管和用水装置。
2、如权利要求1所述的一种蓄热电热水器,其特征在于:在所述耐高温耐腐蚀容器与所述隔热层之间设置一耐热保护套。
3、如权利要求1所述的一种蓄热电热水器,其特征在于:所述隔热层为一双层金属真空桶。
4、如权利要求2所述的一种蓄热电热水器,其特征在于:所述隔热层为一双层金属真空桶。
5、如权利要求1或2或3或4所述的一种蓄热电热水器,其特征在于:所述耐高温耐腐蚀容器由陶瓷材料制成。
6、如权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种蓄热电热水器,其特征在于:所述高温相变蓄热材料为铝硅合金。
7、如权利要求7所述的一种蓄热电热水器,其特征在于:所述高温相变蓄热材料为铝硅合金。
8、如权利要求1或2或3或4或7所述的一种蓄热电热水器,其特征在于:所述电加热器为陶瓷套管电加热器,所述陶瓷套管电加热器包括底端密封的陶瓷套管,设置在所述陶瓷套管内的陶瓷芯,缠绕在所述陶瓷芯外壁的电阻丝,以及设置在所述陶瓷芯与所述陶瓷套管之间的导热绝缘粉末。
9、如权利要求5所述的一种蓄热电热水器,其特征在于:所述电加热器为陶瓷套管电加热器,所述陶瓷套管电加热器包括底端密封的陶瓷套管,设置在所述陶瓷套管内的陶瓷芯,缠绕在所述陶瓷芯外壁的电阻丝,以及设置在所述陶瓷芯与所述陶瓷套管之间的导热绝缘粉末。
10、如权利要求6所述的一种蓄热电热水器,其特征在于:所述电加热器为陶瓷套管电加热器,所述陶瓷套管电加热器包括底端密封的陶瓷套管,设置在所述陶瓷套管内的陶瓷芯,缠绕在所述陶瓷芯外壁的电阻丝,以及设置在所述陶瓷芯与所述陶瓷套管之间的导热绝缘粉末。
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- 2003-12-22 CN CNA2003101211853A patent/CN1554900A/zh active Pending
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