CN201443848U - 高效超导储能电热水器 - Google Patents

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Abstract

一种高效超导储能电热水器，由内胆、外胆、真空腔、保温层、电加热器、高聚能储热介质、热交换器、水汽混合恒温阀、花洒、控制电路、进出水管等组成，其特征在于内胆与外胆之间为真空腔，电加热器均布于内胆中，其周围装高聚能储热介质，热交换器均布于高聚能储热介质中，两端与进出水管连通，在电加热器加热时，高聚能储热介质能以显热和潜热方式将电能转化成热能储存其中，冷水进入热交换器后出来的水汽混合物，在水汽混合恒温阀中与冷水混合后能从花洒中流出恒温水供人们洗浴。该热水器使用功率小，利用用电谷差储存热能，利于缓解电网负荷，确保用户电路安全，节约洗浴费用，且体积小，热损小，效率高，工作无噪音。

Description

高效超导储能电热水器
技术领域
本发明属于一种储能电热水器装置，具体讲是一种家用高效超导储能电热水器。
背景技术
储能电热水器能将电网负荷低谷时段的电能转换成热能储存起来，供用户在用电高峰期随时沐浴使用。速热储能式电热水器选用较大功率加热器以水做为储热材料，因水箱体积小和水温不能过高，储热十分有限，满足不了人们洗浴需要，而且大的加热功率威胁到供电电路安全和其他用户用电，热且热水器热转换效率低，工作时噪声大。
发明内容
本发明的目的提供一种热转换效率高，可用小功率加热器加热储存热能，可以自动分时计度用电，工作无噪声，显热加潜热储存电能的高效超导储能电热水器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高效超导储能电热水器，由内胆、外胆、真空腔、保温层、电加热器、高聚能储热介质、热交换器、水汽混合恒温阀、花洒、温控器、电源、控制电路、进出水管、防漏电屏、泄压阀、真空阀、外壳等构成，其特征是内胆与外胆之间为真空腔，电加热器位于内胆中部，其周围装高聚能储热介质，热交换器均布于高聚能储热介质中，其两端与进出水管相连通，在电加热器加热时，高聚能储热介质利用其固有的热容和物态变化受热后升温、熔解、再升温，以显热和潜热方式将大量的电能转化成热能储存其中。因储热温高，当冷水进入热交换器后出来的是高温水汽混合物，此高温水汽混合物在水汽混合恒温阀中与冷水混合，然后从花洒中流出供人们洗浴使用。
上边所述的热水器的内胆和外胆为圆柱型或扁圆柱型，所采用的材质是薄碳钢板或者不锈钢板或者钢化玻璃。
所述的内胆和外胆之间的真空腔真空度等于或大于1.33x0.001Pa，以便于较好地储存高聚能储热介质的显热和相变潜热。
所述的高聚能储热介质是可以相变的与热交换器金属热相容的无机水合盐或者混合盐或者储热密度高的易熔合金，或者是有机脂。
所述的电加热器是带有翅片的防干烧分档加热器，均匀分布在热水器的内胆中，加热丝采用镍铬合金或者铝铁铬合金，电加热器外表面单位面积热负荷值应小于或等于12W/cn2。
所述的热交换器为均匀的分布在高聚能储热介质中的螺旋形金属盘管。
所述的水汽混合恒温阀是一空间较大的可自动调节水汽与冷水进入量的水、汽混合恒温装置。
所述的控制电路设计有自动分时度量电能装置，可以在每天晚上用电谷值时自动接通电源给热水器的高聚能储热介质充电。
所述的温控器在热水器内的高聚能储热介质温度达到120-400℃时可以自动切断热水器的电源。
所述的泄压阀可以及时泄掉热水器热交换器中超标的水汽压力。
该热水器的工作原理：热水器工作时，电加热器升温，高聚能储热介质得热升温，达到熔点后熔化，熔化后继续升温至设计温度电源自动切断，热量以显热-潜热-显热形式储存在高聚能储热介质中。洗浴时冷水从进水管进入热交换器，高聚能储热介质中的热量将水加热并部分汽化，从热交换器出来的高温水汽混合物经出水管进入水汽混合恒温阀中与冷水混合，然后从花洒中流出恒温的热水供人们洗浴使用，直到高聚能储热介质的热量不能将冷水继续加热到设计温度，控制电路便启动使热水器继续加热。
热水器工作时，电加热器使用小的功率档给热水器高聚能储热介质充电，可以确保用电电路的安全。在电网低谷时利用谷差充电，利于缓解电网负荷，利于用户节约洗浴费用。采用真空保温热损小，效率高，热水器体积小，工作无噪音，同体积下以显热加潜热方式储存电能其贮热量是水储的两倍以上，可以大水洗浴。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理图。
图中1、内胆 2、外胆 3、真空腔 4、保温层 5、电加热器 6、高聚能储热介质 7、热交换器 8、水汽混合恒温阀 9、花洒 10、温控器、11、控制电路 12、进水管 13、出水管14、防漏电屏 15、防漏电屏 16、泄压阀 17、真空阀 18、电源 19、外壳
具体实施方式
下面结合附图1对本实用新型作进一步说明：一种高效超导储能电热水器，由内胆1、外胆2、真空腔3、保温层4、电加热器5、高聚能储热介质6、热交换器7、水汽混合恒温阀8、花洒9、温控器10、电源18、控制电路11、进水管12、出水管13、防漏电屏14、15、泄压阀16、真空阀17、外壳19构成，其特征是内胆1与外胆2之间为真空腔3，电加热器5位于内胆1中部，其周围装满高聚能储热介质6，热交换器7均布于高聚能储热介质6中，其两端与进出水管12、13相连通，在电加热器5加热时，高聚能储热介质6受热后升温、熔解、再升温，以显热和潜热方式将大量的电能转化成热能储存在其中。因储热温度较高，当冷水进入热交换器7后出来的是高温水汽混合物，此高温水汽混合物在水汽混合恒温阀8中与冷水混合，然后从花洒9中流出供人们洗浴使用的恒温水。
所述的热水器的内胆1和外胆2为圆柱型或扁圆柱型，所采用的材质是薄碳钢板或者不锈钢板或者钢化玻璃。
所述的内胆1和外胆2之间的真空腔3真空度应等于或大于1.33x0.001Pa，以便于较好地储存高聚能储热介质的高温显热和潜热。
所述的高聚能储热介质6是可以相变的与热交换器金属热相容的无机水合盐或者混合盐或者储热密度高的易熔合金或者是有机脂。
所述的电加热器5是带有翅片的防干烧分档加热器，均匀分布在热水器的内胆1中，加热丝采用镍铬合金或者铝铁铬合金，电加热器5外表面单位面积热负荷值应小于或等于12W/cn2。
所述的热交换器7为均匀的分布在高聚能储热介质6中的螺旋形金属盘管。
所述的水汽混合恒温阀8是一空间较大的可自动调节水汽与冷水进入量的水、汽混合恒温装置。
所述的控制电路11设计有自动分时度量电能装置，可以在每天晚上用电谷值时自动接通电源给热水器高聚能储热介质6充电。
所述的温控器10在热水器内的高聚能储热介质6温度达到180-400℃时可以自动切断热水器的电源。
所述的泄压阀16可以及时泄掉热交换器中超标的水汽压力。
该热水器的工作原理：热水器工作时，电加热器5升温，高聚能储热介质6得热升温，达到熔点后熔化，熔化后继续升温至设计温度电源自动切断，热量以显热-潜热-显热形式储存在高聚能储热介质中。洗浴时冷水从进水管12进入热交换器7，高聚能储热介质6中的热量将水加热汽化，从热交换器7出来的高温水汽混合物经出水管13进入水汽混合恒温阀8中与冷水混合，然后从花洒9中流出恒温热水供人们洗浴使用，直到高聚能储热介质6中的热量不能将冷水继续加热到设计温度，控制电路11便启动加热器5，使热水器继续加热。

Claims (8)

1.一种高效超导储能电热水器，由内胆(1)、外胆(2)、真空腔(3)、保温层(4)、电加热器(5)、高聚能储热介质(6)、热交换器(7)、水汽混合恒温阀(8)、花洒(9)、温控器(10)、电源(18)、控制电路(11)、进水管(12)、出水管(13)、防漏电屏(14)、(15)、泄压阀(16)、真空阀(17)、外壳(19)构成，其特征是内胆(1)与外胆(2)之间为真空腔(3)，电加热器(5)位于内胆(1)中部，其周围装满高聚能储热介质(6)，热交换器(7)均布于高聚能储热介质(6)中，其两端与进出水管(12)、(13)相连通。
2.根据权利要求1所述的高效超导储能电热水器，其特征在于：内胆(1)和外胆(2)均为圆柱型或扁圆柱型，所采用的材质是薄碳钢板或者不锈钢板或者钢化玻璃。
3根据权利要求1所述的高效超导储能电热水器，其特征在于：所述的内胆(1)和外胆(2)之间的真空腔(3)真空度等于或大于1.33×0.001Pa。
4.根据权利要求1所述的高效超导储能电热水器，其特征在于：所述的高聚能储热介质(6)是可以相变的与热交换器金属热相容的无机水合盐或者混合盐或者储热密度高的易熔合金或者是有机脂。
5.根据权利要求1所述的高效超导储能电热水器，其特征在于：所述的电加热器(5)是带有翅片防干烧的分档加热器，均匀分布在热水器的内胆(1)中，加热丝采用镍铬合金或者铝铁铬合金，电加热器(5)外表面单位面积热负荷值应小于或等于12W/cn2。
6.根据权利要求1所述的高效超导储能电热水器，其特征在于：所述的热交换器(7)为均匀的分布在高聚能储热介质(6)中的螺旋形金属盘管。
7.根据权利要求1所述的高效超导储能电热水器，其特征在于：所述的水汽混合恒温阀(8)是一空间较大的可自动调节水汽与冷水进入量的水、汽混合恒温装置。
8.根据权利要求1所述的高效超导储能电热水器，其特征在于：所述的控制电路(11)设计有自动分时度量电能装置，并可在每天晚上用电谷值时自动接通电源给热水器高聚能储热介质(6)充电。
9.根据权利要求1所述的高效超导储能电热水器，其特征在于：所述的温控器(10)在热水器内的高聚能储热介质(6)温度达到180-400℃时可以自动切断热水器的电源。
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