CN206670428U - 相变蓄热装置及热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种相变蓄热装置及热水器，其中，该相变蓄热装置包括壳体、相变体、换热介质及加热器，所述壳体具有第一腔体及第二腔体；所述第一腔体与所述第二腔体之间接触换热。所述相变体容置在所述第一腔体内；所述换热介质容置在所述第二腔体内；所述加热器对所述换热介质直接加热。本实用新型技术方案的相变蓄热装置可通过直接对相变蓄热装置加热，增加相变蓄热装置的热量收集渠道。

Description

相变蓄热装置及热水器

技术领域

本实用新型涉及热能装备领域，特别涉及一种相变蓄热装置及热水器。

背景技术

热水器一般具有蓄热的功能，该功能通过蓄热装置来储蓄热量，以供用户使用热水时能够及时得到热水。蓄热装置的种类有多种，由于相变蓄热材料的蓄热密度高而备受青睐，应用相变材料作为蓄热材料获得越来越广泛的应用。

然而，由于直接对相变材料进行高温加热容易导致材料变质，现有相变蓄热装置难直接加热，相变蓄热装置可收集热量进行蓄热的渠道较少。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种相变蓄热装置及热水器，旨在可通过直接对相变蓄热装置加热，增加相变蓄热装置的热量收集渠道。

为实现上述目的，本实用新型提出的相变蓄热装置，包括壳体、相变体、换热介质及加热器，所述壳体具有第一腔体及第二腔体；所述第一腔体与所述第二腔体之间接触换热。所述相变体容置在所述第一腔体内；所述换热介质容置在所述第二腔体内；所述加热器对所述换热介质直接加热。

优选地，所述换热介质为导热油。

优选地，所述第一腔体与所述第二腔体之间通过导热隔板分隔。

优选地，所述第一腔体由导热壁围合成，所述第一腔体容置在所述第二腔体内，所述换热介质填充所述第二腔体与所述导热壁接触换热。

优选地，所述第一腔体为多个，多个所述第一腔体间隔设置于所述第二腔体内。

优选地，所述加热器为电热棒，所述电热棒设置在所述第二腔体内并插入所述换热介质中。

优选地，所述相变体为多层相变体，多层所述相变体之间的密度与其相变温度具有正相关关系。

优选地，所述导热壁为金属壁或玻璃壁，所述第一腔体通过所述导热壁限位在壳体内。

优选地，所述壳体外设有隔热件，所述隔热件为气凝胶。

本实用新型还提出一种热水器，包括相变蓄热装置，所述相变蓄热装置包括壳体、相变体、换热介质及加热器，所述壳体具有第一腔体及第二腔体；所述第一腔体与所述第二腔体之间接触换热。所述相变容置在所述第一腔体内；所述换热介质容置在所述第二腔体内；所述加热器对所述换热介质直接加热。

本实用新型通过在相变蓄热装置内设置可供主要蓄热的第一腔体及可供主要换热的第二腔体，并通过对设置在第二腔体内的换热介质进行直接加热，从而增加一种补充容置在第一腔体内的相变体热量的渠道。相变蓄热装置的壳体具有第一腔体及第二腔体，其中，第一腔体内与第二腔体接触换热，为了使相变蓄热装置具有较高的蓄热容量，在第一腔体内设置有相变体，相变体容置在第一腔体内对第二腔体进行蓄、放热，第二腔体设置有换热介质，用于对第一腔体进行直接接触换热。换热介质代替相变体接收直接加热所获取的热量，再通过与第二腔体进行热交换，把热量传导给相变体。通过在相变蓄热装置设置加热器，该加热器对换热介质直接加热，从而可以弥补热水器或相变蓄热装置的余热不足时对相变体蓄热装置的热量进行及时补充，增加相变蓄热装置的热量收集渠道。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型相变蓄热装置第一实施例的内部结构示意图；

图2为本实用新型相变蓄热装置第二实施例的内部结构示意图；

图3为图1中局部A的放大图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	壳体	40	加热器
11	第一腔体	41	电热棒
				12	第二腔体	50	导热隔板
20	相变体	60	导热壁
				30	换热介质	70	隔热件

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种相变蓄热装置。

在本实用新型实施例中，如图1和图2所示，图中的带箭头的实线指示的是面、腔、孔等平面或空间。该相变蓄热装置包括壳体10、相变体20、换热介质30及加热器40，壳体10具有第一腔体11及第二腔体12；第一腔体11与第二腔体12之间接触换热。相变体20容置在第一腔体11内；换热介质30容置在第二腔体12内；加热器40对换热介质30直接加热。

具体地，如图1和图2所示，本实施例中，相变蓄热装置的壳体10具有第一腔体11及第二腔体12，第一腔体11及第二腔体12的设置方式可以有多种，如第一腔体11与第二腔体12间隔设置或者第一腔体11容置在第二腔体12内等，本领域技术人员可以通过本实用新型实施例及附图，获得相应的技术方案，在此不作赘述。其中，第一腔体11内与第二腔体12接触换热，此处所述的接触换热是指：第一腔体11与第二腔体12直接接触换热，且第一腔体11与第二腔体12之间进行热交换。第一腔体11可以通过分隔板、隔离壳体等与第二腔体12分隔开，并通过该分隔板或隔离壳体跟第二腔体12进行直接接触换热。显然，第一腔体11也可以是容置于第二腔体12内的独立封闭式腔体，该第一腔体11的外壳在第二腔体12内与容置在第二腔体12内的介质进行直接接触换热。为了使相变蓄热装置具有较高的蓄热容量，在第一腔体11内设置有相变体20，相变体20容置在第一腔体11内对第二腔体12进行蓄、放热，第二腔体12设置有换热介质30，用于对第一腔体11进行直接接触换热。换热介质30是指可用于直接加热的介质，以代替相变体接收直接加热所获取的热量，再通过与第二腔体12进行热交换，把热量传导给相变体20。换热介质30的种类可以有多种，如：水、导热油或其它形式的导热隔板等，通过在相变蓄热装置设置加热器40，该加热器40对换热介质30直接加热，从而可以在热水器或相变蓄热装置的余热不足时，补充相变体蓄热装置的热量，增加相变蓄热装置的热量收集渠道。

考虑到提高相变蓄热装置的换热速度，本实用新型实施例中，将换热介质30设置为导热油，导热油的等级及品类可以有多种，本领域技术人员可根据本实用新型实施例适当选用相应的导热油。导热油具有稳定性高，导热性能良好等特点，相对于水等介质而言，导热油具有较高的沸点，在受热过程中物理性能及化学性能都较为稳定。同时，由于导热油具有较高的热传导系数，热量通过导热油传递速度更快，热量散失较低，可以作为本实用新型实施例中良好的导热介质30。

为便于将热水器里的换热管道设置在第一腔体11内，参照图1所示，在第一实施例中，第一腔体11与第二腔体12之间通过导热隔板50分隔。此处所述的导热隔板50可以是金属隔板、玻璃挡板等，该导热隔板50的作用在于将壳体10的内部空间分隔成第一腔体11及第二腔体12。第一腔体11内的相变体20通过该导热隔板50与第二腔体12的换热介质30分隔开，并且换热介质30吸收热量后先直接传导至该导热隔板50，导热隔板50再将热量进一步传导至相变体20，从而使第二腔体12与第一腔体11通过导热隔板50接触换热。将第一腔体11通过导热隔板50与第二腔体12隔离后，更便于将热水器的换热管道容置在第一腔体11内。

为了改善相变蓄热装置的保温效果，参照图2所示，在第二实施例中，第一腔体11由导热壁60围合成封闭的腔体，以令第一腔体11可以容置在第二腔体12内。换热介质30填充第二腔体12，使第一腔体11穿插在换热介质30中。当相变体20要往外散热时，必须先经过该导热壁60将热量传导至换热介质30，再经换热介质30进一步往外释放。使相变体20内的热量直接通过第一腔体11往外释放的热量较少，起到较好的保温作用。当然，在对相变蓄热装置蓄热的过程中，换热介质30吸收热量后先直接传导至该导热壁60，导热壁60再将热量进一步传导至相变体20，从而使第二腔体12与第一腔体11通过导热壁60接触换热。考虑到令第一腔体11与第二腔体12内的换热介质30接触更为充分，增大第一腔体11与导热壁60的接触面积有利于提高换热效率，本实施例中，第一腔体11为多个，多个第一腔体11设置于第二腔体12内，相对于单个第一腔体11设置在第二腔体12内，多个第一腔体11间隔设置在第二腔体12内时，间隔处使第一腔体11的表面积增大，导热壁60形成的接触面相应地增大，从而提高了导热介质30与导热壁60之间的换热效率。

对导热介质30加热的加热器可以有多种，如在导热介质30中设置有电热棒或对导热介质30进行电磁加热器等，考虑到降低相变蓄热装置的制造成本，优选地，本实施例中，加热器40为电热棒41，电热棒41设置在第二腔体12内并插入换热介质30中。当电热棒41通电导通后，电热棒41的电热丝发热对其周围的换热介质30进行直接加热。由于电热棒41采用电阻式加热方式，相对于通过电磁加热方式对换热介质30进行加热，制造成本较低，可靠性也较好。

为了加快换热效率，充分利用相变体20相变时吸放大量潜热的特点，本实施例中，相变体20为多层相变体，多层相变体相对于单层相变体而言，具有多个相变温度点，多个相变温度点促进了相变体20潜热的吸放，进而加速了相变换热装置的换热效率。多层相变体之间的密度与其相变温度具有正相关关系，多层相变体之间的相变温度点越高，其密度越大，相变温度较低的相变体始终置于相变温度较高的相变体的上方，以增大相变体20与第一腔体11之间的接触面积，增加换热速度。

出于方便制造的目的，本实施例中，所述导热壁60为金属壁或玻璃壁，金属壁或玻璃壁具有较佳的导热性能，同时，由于金属件及玻璃件具有较好的可塑性，能够制成适当容置在第二容置腔12内的各种形状，从而降低了制造成本。为防止第一腔体11在第二腔体12内发生碰撞，第一腔体11通过导热壁60限位在壳体10内，此处所述的限位方式可以是通过螺纹连接等固定方式限位，亦可以在壳体10的内壁处设置与导热壁60相适配的卡位或卡槽，第一腔体11通过该卡位或卡槽限位在壳体10内。

为进一步提高相变蓄热装置的保温性能，本实施例中，在壳体10的外表面设置隔热件70，隔热件70的种类及材料不作具体限定，当然，可以采用石棉、隔热毛毡或其它导热系数低的材料。本领域技术人员可以通过本实用新型实施例及附图，获得相应的技术方案，在此不作赘述。当然，也可以将隔热件70制成隔热套、隔热涂层、隔热环或其它可以覆盖于壳体10表面的形状，壳体10内的热量被隔热件70阻隔难以与空气进行热交换。壳体10的热量停留在壳体10的内部，使相变蓄热装置的保温效果得到改善，使热水器更节能。为了更好地阻隔壳体10与外界进行热交换，避免壳体10内的热量流失，使相变蓄热装置的蓄热效果更佳。本实施例中，隔热件70为气凝胶。气凝胶具有导热系数低的特点，对热量传导具有较佳的阻隔作用。同时，将隔热件70做成气凝胶可以利用气凝胶材料具有柔性的特点，气凝胶可以附着壳体10的外壁面而产生一定的型变，从而与壳体10的外壁面充分接触，起良好的热阻隔作用。再者，气凝胶具有质轻、防火、环保等特性，适合用作蓄热装置的保温材料，以减轻相变蓄热装置的整体重量。

本实用新型还提出一种热水器，该热水器包括前述的相变蓄热装置，该相变蓄热装置的具体结构参照上述实施例，由于本热水器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种相变蓄热装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有第一腔体及第二腔体；所述第一腔体与所述第二腔体之间接触换热；

相变体，所述相变体容置在所述第一腔体内；

换热介质，所述换热介质容置在所述第二腔体内；

加热器，所述加热器对所述换热介质直接加热。

2.如权利要求1所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述换热介质为导热油。

3.如权利要求2所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述第一腔体与所述第二腔体之间通过导热隔板分隔。

4.如权利要求2所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述第一腔体由导热壁围合成，所述第一腔体容置在所述第二腔体内，所述换热介质填充所述第二腔体与所述导热壁接触换热。

5.如权利要求4所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述第一腔体为多个，多个所述第一腔体间隔设置于所述第二腔体内。

6.如权利要求5所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述加热器为电热棒，所述电热棒设置在所述第二腔体内并插入所述换热介质中。

7.如权利要求6所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述相变体为多层相变体，多层所述相变体之间的密度与其相变温度具有正相关关系。

8.如权利要求7所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述导热壁为金属壁或玻璃壁，所述第一腔体通过所述导热壁限位在所述壳体内壁。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的相变蓄热装置，其特征在于，所述壳体外设有隔热件，所述隔热件为气凝胶。

10.一种热水器，其特征在于，所述热水器包括如权利要求1至9中任意一项所述的相变蓄热装置。