CN205002646U - 一种电热蓄能容器 - Google Patents

Abstract

一种电热蓄能容器，包括：外壳体，该外壳体上设有冷水进口、热水出口及电加热管接口；内胆，该内胆安装在外壳体内；保温层，该保温层设置在外壳体与内胆之间；温控器，该温控器用于控制电热蓄能容器系统内部温度；电加热装置，该电加热装置设置在内胆内，包括若干电加热元件和导热隔板，导热隔板上设置有若干通孔，电加热元件穿过通孔把若干导热隔板相互串接成一体，导热隔板相互间呈平行设置，电加热元件的外壁和通孔之间设置成过盈配合或相互焊接固定，电加热元件的顶端和电加热管接口适配，且其电源接线和温控器连接；内胆内设置有换热管，包括一进口端和一出口端，其中进口端连接冷水进口，出口端连接热水出口；内胆内填充有相变蓄能材料。

Description

一种电热蓄能容器

技术领域

本实用新型属于家用电器及储能、节能技术领域，尤其涉及一种电热蓄能容器的技术。

背景技术

随着人们生活水平以及对工作与居住环境舒适度要求的提高，电能等消耗随之大幅度增高，造成能源消耗过快、环境污染增加、电网负荷峰谷过大、峰负荷时电力供应严重不足等建筑能耗增加的问题，目前欧美发达国家的建筑能耗已达到全社会总能耗的40％，在我国建筑能耗约占全国总能耗的30左右％，随着经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，建筑能耗的比重将进一步增加。因此，建筑节能技术的开发与应用已成为当前建筑和建筑材料领域的热点问题之一。

相变蓄能是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，也是常用于缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式，在太阳能的利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用、工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，目前已成为世界范围内的研究热点。利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存和利用，有助于提高能效和开发可再生能源，是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。

当前的大环境下，低碳、节能环保、蓄能等技术是国际上重点发展方向。

现有的市场上，民用电热储能热水器产品非常少，传统的储水式热水器则体积过于庞大，尤其是大容量热水器；而空气能热水器虽然节能，但是存在价格高、有噪音、安装麻烦、体积大等缺点，尤其是在外部环境温度过低的情况下，运行情况会有很大的困难。

那么，能否有这样的一种热水器，体积小、容量大、静音、节能的电热储能热水器呢？

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理、结构简单、体积小、储能量大的一种电热蓄能容器，主要利用谷电来蓄能，用于解决热水或家用分布式采暖的需求。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：一种电热蓄能容器，包括电热蓄能容器本体，其特征在于：所述的电热蓄能容器本体包括：

外壳体，该外壳体上设有冷水进口、热水出口及电加热管接口；

内胆，该内胆安装在所述的外壳体内；

保温层，该保温层设置在外壳体与内胆之间；

温控器，该温控器用于控制所述的电热蓄能容器本体的系统内部温度；

电加热装置，该电加热装置设置在所述的内胆内，包括若干电加热元件和若干导热隔板，所述的导热隔板上设置有若干通孔，所述的电加热元件通过所述的通孔把若干导热隔板相互串接成一体，且导热隔板相互间呈平行设置，且所述的电加热元件的外壁和所述的通孔之间设置成过盈配合或相互焊接固定，所述的电加热元件的顶端和所述的电加热管接口适配，且其电源接线和所述的温控器连接；

换热管，该换热管设置在所述的内胆内，包括一进口端和一出口端，其中所述的进口端连接所述的冷水进口，相应的，所述的出口端连接所述的热水出口；

相变蓄能材料，该相变蓄能材料填充在所述的内胆内。通常，相变蓄能材料的相变温度点在70℃至90℃之间；通常，电加热装置中的若干导热隔板呈相互等间距水平排列设置，其导热隔板的形状和内胆的截面形状适配，而换热管和电加热元件垂直穿过导热隔板上的通孔，把所有的导热隔板等间距的串接起来，在实际应用中，当相变蓄能材料受热蓄能后，从换热管的一端进入的冷水，和相变蓄能材料实现热交换，使得从换热管另一端流出的水变成了热水。本技术中，若干导热隔板和电加热元件相互过盈配合或通过焊接成一体，使得电加热元件由于通电后产生的热量能快速通过导热隔板均匀传递给相变蓄能材料，而且在相变蓄能材料释放热量的时候，能将内胆中部的热量快速的导出，还因为若干呈水平等间距设置的导热隔板把内胆内的相变蓄能材料分隔成若干层，大大降低了相变蓄能材料的单层厚度，起到防止相变蓄能材料在使用过程中有可能出现的相分离问题。

在上述的一种电热蓄能容器，其特征在于，所述的电加热装置设置在所述的内胆内，包括若干电加热元件和若干导热隔板，所述的导热隔板呈等间距水平设置，其上设置有若干通孔，所述的电加热元件呈垂直状通过所述的通孔后，把若干导热隔板相互串接成一体，且导热隔板相互间呈等间距水平设置，且所述的电加热元件外壁和所述的通孔之间设置成过盈配合或相互焊接固定，所述的导热隔板上还设置有若干换热管通孔，所述的换热管通孔内设置有所述的换热管，所述的电加热元件的顶端和所述的电加热管接口适配，且其电源接线和所述的温控器连接。

在上述的一种电热蓄能容器，其特征在于，所述的电加热元件为不锈钢材质的电加热管。

在上述的一种电热蓄能容器，其特征在于，所述的电加热元件包括一带螺纹的金属盲管和设置在所述的金属盲管内的电热管。

在上述的一种电热蓄能容器，其特征在于，所述的电加热元件包括一带螺纹的金属盲管和设置在所述的金属盲管内的电热管及导热油。

在上述的一种电热蓄能容器，其特征在于，所述的内胆的顶部还设置有一排气嘴，所述的电热蓄能容器本体内或外还设置有一气体缓冲装置，所述的气体缓冲装置包括气囊腔和设置在气囊腔内的气囊，所述的排气嘴和气囊通过一连接管相连通，所述的排气嘴贯通所述的外壳体的顶部。通常，如果内胆做成扁平的盒体状时，由于这种结构的内胆不受压，需要保持内胆内的压力为常压，这时候需要一个气体缓冲装置来缓解内胆内由于相变蓄能材料受热膨胀造成的压力升高的影响，气囊在相变蓄能材料处于固态时保持干瘪的状态，一旦相变蓄能材料在受热变成液态后，把内胆内的部分气体排放到气囊内，这时候气囊开始膨胀且气囊在保持常压下有足够的空间来吸收内胆内所排放的气体。通常，如果内胆是一个承压圆柱体结构的，那么，就可以不需要气体缓冲装置。

在上述的一种电热蓄能容器，其特征在于，所述的内胆的顶部还设置有一排气嘴和灌注口，所述的排气嘴或灌注口上设置有封堵，所述的排气嘴和灌注口贯通所述的外壳体的顶部。

在上述的一种电热蓄能容器，其特征在于，所述的内胆上还设置有一带螺纹的盲管，该盲管一端伸向所述的内胆内，所述的盲管内还设置有一温度传感器，所述的温度传感器和所述的温控器连接，所述的温控器设置在所述的外壳体的表面上。

在上述的一种电热蓄能容器，其特征在于，所述的内胆的材质为纤维增强聚丙烯(FRPP)。

在上述的一种电热蓄能容器，其特征在于，所述的换热管为铜翅片管或不锈钢波纹管或紫铜管制作而成，所述的导热隔板为铜或不锈钢薄板冲压而成。

与现有的技术相比，本技术设计合理、结构简单、体积小、蓄能量大的优点。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种电热蓄能容器的局部剖视结构示意图；

图2是本实用新型提供的图1中标示的A-A截面示意图；

图3是本实用新型提供的一种导热隔板的结构示意图；

图4是本实用新型提供的一种电加热装置的结构示意图；

图5是本实用新型提供的一种电加热装置结合换热管后结构示意图；

图6是本实用新型提供的另一种电加热元件的结构示意图。

图中，电热蓄能容器本体0、外壳体1、内胆2、保温层3、温控器4、电加热装置5、换热管6、相变蓄能材料7、气体缓冲装置8、冷水进口10、热水出口11、电加热管接口12、排气嘴13、灌注口14、封堵15、盲管20、温度传感器21、电加热元件50、导热隔板51、通孔52、换热管通孔53、气囊腔80、气囊81、连接管82、金属盲管500、电热管501、导热油502、进口端60、出口端61。

具体实施方式

实施例1：

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种电热蓄能容器，包括电热蓄能容器本体0，其整体呈圆柱体状，包括：

外壳体1，该外壳体1上设有冷水进口10、热水出口11及电加热管接口12；

内胆2，该内胆2安装在外壳体1内；

保温层3，该保温层3设置在外壳体1与内胆2之间；

温控器4，该温控器4用于控制电热蓄能容器本体0的系统内部温度；

电加热装置5，该电加热装置5设置在内胆2内，包括若干电加热元件50和若干导热隔板51，导热隔板51上设置有若干通孔52，电加热元件50通过通孔52把若干导热隔板51相互串接成一体，且导热隔板51相互间呈平行设置，电加热元件50的外壁和通孔52接触处之间设置成过盈配合或相互通过焊接固定，电加热元件50的顶端伸出外壳体1的顶部和电加热管接口12适配，且其电源接线和温控器4连接；

换热管6，该换热管6设置在内胆2内，材质为紫铜管，由若干紫铜管直管和若干紫铜管弯头焊接成一个包括一进口端60和一出口端61的水通道，其中进口端60连接到冷水进口10，相应的，出口端61连接到热水出口11；

相变蓄能材料7，该相变蓄能材料7填充在内胆2内。

电加热装置5设置在内胆(2)内，如图4所示，包括若干电加热元件50和若干导热隔板51，导热隔板51呈等间距水平设置，其上设置有若干通孔52，电加热元件50呈垂直状通过通孔52后，把若干导热隔板51相互串接成一体，且导热隔板51相互间呈等间距水平设置，且电加热元件50外壁和通孔52之间设置成过盈配合或相互焊接固定，导热隔板51上还设置有若干换热管通孔53，换热管通孔53内设置有换热管6，电加热元件50的顶端和电加热管接口12适配，且其电源接线和温控器4连接。

如图6所示，电加热元件50包括一带螺纹的金属盲管500和设置在金属盲管500内的电热管501及导热油502。

内胆2上还设置有一带螺纹的盲管20，该盲管20一端伸向内胆2内，盲管20内还设置有一温度传感器21，温度传感器21和温控器4连接，温控器4设置在外壳体1的表面上。

本实施例中，内胆2的顶部设置有一排气嘴13和灌注口14，且排气嘴13和灌注口14上设置有相应适配的封堵15。灌注口14主要用来往内胆2内灌装相变蓄能材料7用，而排气嘴13在灌装相变蓄能材料7的过程中，起到排气作用，相变蓄能材料7在灌装过程中，其温度要高于其相变点温度(即过热液态状)，灌装完毕后，马上用封堵15分别把排气嘴13和灌注口14出口处封堵死，一旦内胆2内的相变蓄能材料7的温度下降后及至相变蓄能材料7变成固态，这时候，内胆2内的压力变成负压，而本技术中，内胆2是能承压的密闭容器，内胆2的材质为纤维增强聚丙烯(FRPP)。

本实用新型的相变蓄能材料7为高导热无机相变材料，可按照如下组成成份及质量百分比含量的其中一个配方制备：

(1)蓄能材料93％、成核剂2％、改性剂1％、水2％、导热增强材料2％；

(2)蓄能材料93％、成核剂0.5％、改性剂3％、水2.5％、导热增强材料1％；

(3)蓄能材料80％、成核剂0.25％、改性剂0.1％、水0.65％、导热增强材料19％；

(4)蓄能材料99.4％、成核剂0.25％、改性剂0.1％、水0.1％、导热增强材料0.15％；

(5)蓄能材料80％、成核剂10％、改性剂4％、水1％、导热增强材料5％；

(6)蓄能材料81％、成核剂0.4％、改性剂15％、水3％、导热增强材料0.6％；

(7)蓄能材料80％、成核剂4％、改性剂0.7％、水15％、导热增强材料0.3％。

其中，蓄能材料为结晶水合盐，该结晶水合盐为十二水磷酸氢钠、十二水硫酸钠、三水醋酸钠、八水氢氧化钡、五水硫代硫酸钠、六水氯化钙、七水硫酸镁、十水碳酸钠中的一种或者几种的混合物。成核剂为碳酸盐或硼酸盐，碳酸盐为碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶、碳酸镁中的一种或者几种的混合物，硼酸盐为硼砂。改性剂为聚丙烯酸乳液或增稠粉，增稠粉为稠度增倍剂、即溶全透明增稠粉、速溶耐酸碱透明增稠粉、全透明增稠粉、半透明增稠粉中的一种或者几种的混合物。导热增强材料为石墨、碳粉、铜粉、碳纤维、碳化硅粉中的一种或者几种的混合物。

实施例2：

如图1所示，本技术方案中，内胆2的顶部设置有一排气嘴13和灌注口14，且排气嘴13和灌注口14贯穿外壳体1的顶部，灌注口14上设置有相应适配的封堵15。灌注口14主要用来往内胆2内灌装相变蓄能材料7用，而排气嘴13在灌装相变蓄能材料7的过程中，起到排气作用，相变蓄能材料7在灌装过程中，其温度要高于其相变点温度(即过热液态状)，灌装完毕后，用封堵15把灌注口14的出口处封堵死；本技术方案中，电热蓄能容器本体0外还设置有与之配套的气体缓冲装置8，气体缓冲装置8包括气囊腔80和设置在气囊腔80内的气囊81，排气嘴13和气囊81通过一连接管82相连通。本实施例中，内胆2设计为扁平的盒体状，不承受内部相变蓄能材料7因受热膨胀造成的压力，故需要在内胆2顶部设置一个排气嘴13，用于平衡气压，由于相变蓄能材料7和大气直接接触有诸多的弊端，故需要设置一个气体缓冲装置8，其内设置有气囊腔80和气囊81，气囊81通过一根连接管82相连接，在相变蓄能材料7处于固态时，气囊81也处于干瘪状态，一旦相变蓄能材料7受热膨胀，内胆2内排出的气体就排放到气囊81内，由于平衡内胆2内的压力，使之保持常压，气囊81就随着相变蓄能材料7的固液两态的循环变换，气囊81在气囊腔80内相应的从干瘪到充胀之间转换。其它的和实施例1类同，在此不再一一赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电热蓄能容器本体、外壳体、内胆、保温层、温控器、电加热装置、换热管、相变蓄能材料、气体缓冲装置、冷水进口、热水出口、电加热管接口、排气嘴、灌注口、封堵、盲管、温度传感器、电加热元件、导热隔板、通孔、换热管通孔、气囊腔、气囊、连接管、金属盲管、电热管、导热油、进口端、出口端等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种电热蓄能容器，包括电热蓄能容器本体(0)，其特征在于：

所述的电热蓄能容器本体(0)包括：

外壳体(1)，该外壳体(1)上设有冷水进口(10)、热水出口(11)及电加热管接口(12)；

内胆(2)，该内胆(2)安装在所述的外壳体(1)内；

保温层(3)，该保温层(3)设置在外壳体(1)与内胆(2)之间；

温控器(4)，该温控器(4)用于控制所述的电热蓄能容器本体(0)的系统内部温度；

电加热装置(5)，该电加热装置(5)设置在所述的内胆(2)内，包括若干电加热元件(50)和若干导热隔板(51)，所述的导热隔板(51)上设置有若干通孔(52)，所述的电加热元件(50)通过所述的通孔(52)把若干导热隔板(51)相互串接成一体，且导热隔板(51)相互间呈平行设置，且所述的电加热元件(50)的外壁和所述的通孔(52)之间设置成过盈配合或相互焊接固定，所述的电加热元件(50)的顶端和所述的电加热管接口(12)适配，且其电源接线和所述的温控器(4)连接；

换热管(6)，该换热管(6)设置在所述的内胆(2)内，包括一进口端(60)和一出口端(61)，其中所述的进口端(60)连接所述的冷水进口(10)，相应的，所述的出口端(61)连接所述的热水出口(11)；

相变蓄能材料(7)，该相变蓄能材料(7)填充在所述的内胆(2)内。

2.根据权利要求1所述的一种电热蓄能容器，其特征在于：所述的电加热装置(5)设置在所述的内胆(2)内，包括若干电加热元件(50)和若干导热隔板(51)，所述的导热隔板(51)呈等间距水平设置，其上设置有若干通孔(52)，所述的电加热元件(50)呈垂直状通过所述的通孔(52)后，把若干导热隔板(51)相互串接成一体，且导热隔板(51)相互间呈等间距水平设置，且所述的电加热元件(50)外壁和所述的通孔(52)之间设置成过盈配合或相互焊接固定，所述的导热隔板(51)上还设置有若干换热管通孔(53)，所述的换热管通孔(53)内设置有所述的换热管(6)，所述的电加热元件(50)的顶端和所述的电加热管接口(12)适配，且其电源接线和所述的温控器(4)连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种电热蓄能容器，其特征在于：所述的电加热元件(50)为不锈钢材质的电加热管。

4.根据权利要求1或2所述的一种电热蓄能容器，其特征在于：所述的电加热元件(50)包括一带螺纹的金属盲管(500)和设置在所述的金属盲管(500)内的电热管(501)。

5.根据权利要求1或2所述的一种电热蓄能容器，其特征在于：所述的电加热元件(50)包括一带螺纹的金属盲管(500)和设置在所述的金属盲管(500)内的电热管(501)及导热油(502)。

6.根据权利要求1所述的一种电热蓄能容器，其特征在于：所述的内胆(2)的顶部还设置有一排气嘴(13)，所述的电热蓄能容器本体(0)内或外还设置有一气体缓冲装置(8)，所述的气体缓冲装置(8)包括气囊腔(80)和设置在气囊腔(80)内的气囊(81)，所述的排气嘴(13)和气囊(81)通过一连接管(82)相连通，所述的排气嘴(13)贯通所述的外壳体(1)的顶部。

7.根据权利要求1所述的一种电热蓄能容器，其特征在于：所述的内胆(2)的顶部还设置有一排气嘴(13)和灌注口(14)，所述的排气嘴(13)或灌注口(14)上设置有封堵(15)，所述的排气嘴(13)和灌注口(14)贯通所述的外壳体(1)的顶部。

8.根据权利要求1所述的一种电热蓄能容器，其特征在于：所述的内胆(2)上还设置有一带螺纹的盲管(20)，该盲管(20)一端伸向所述的内胆(2)内，所述的盲管(20)内还设置有一温度传感器(21)，所述的温度传感器(21)和所述的温控器(4)连接，所述的温控器(4)设置在所述的外壳体(1)的表面上。

9.根据权利要求1所述的一种电热蓄能容器，其特征在于：所述的内胆(2)的材质为纤维增强聚丙烯(FRPP)。

10.根据权利要求1所述的一种电热蓄能容器，其特征在于：所述的换热管(6)为铜翅片管或不锈钢波纹管或紫铜管制作而成，所述的导热隔板(51)为铜或不锈钢薄板冲压而成。