CN208760483U - 一种余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置 - Google Patents

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巨福军
范晓伟
郑慧凡
王方
马胜飞
欧阳怀瀑
邝阿敏
宋昊展
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Abstract

本实用新型提出一种余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,包括热水箱,热水箱内部设置有蓄热单元、换热器和电加热器,蓄热单元下方设置有换热器,换热器下方设置有电加热器;热水箱外部设置有保温层,保温层一侧设置有汽车尾气入口和汽车尾气出口,汽车尾气入口与换热器入口相连通,汽车尾气出口与换热器出口相连通;保温层另一侧设置有冷水入口和热水出口,冷水入口与热水箱上部相连通,热水出口与热水箱下部相连通;热水箱下部与保温层之间设置有排污通道。本实用新型充分回收利用汽车尾气热能,提高了能源利用效率,同时改善了传统房车内热水供应不足的问题,且装置整体结构紧凑,使用安装方便,具有很好的市场推广前景和经济效益。

Description

一种余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置
技术领域
本实用新型涉及相变蓄热技术和汽车余热回收利用的技术领域,尤其涉及一种余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置。
背景技术
随着生活水平提高,汽车随之普及,开房车自驾旅行的人也越来越多。鉴于卫生健康和舒适性的要求,长时间自驾旅行途中对车内生活热水的需求显得十分急迫。众所周知,房车内的空间有限,这就要求车内各种居家必备的基本设施的在满足其功能需要的前提下尽可能紧凑,以节约宝贵的空间;那么,就需要一种热水装置满足热水供应的同时又能使尺寸符合要求;随着人们观念的进步,人们对能源的有效利用率也提出了更高的要求;因此急需一种改进的技术来解决上述问题。
实用新型内容
针对传统房车内热水供应不足以及汽车尾气能源浪费的技术问题,本实用新型提出一种余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置。
为了达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,包括热水箱,所述热水箱内部设置有蓄热单元、换热器和电加热器,蓄热单元下方设置有换热器,换热器下方设置有电加热器;所述热水箱外部设置有保温层,保温层一侧设置有汽车尾气入口和汽车尾气出口,汽车尾气入口与换热器入口相连通,汽车尾气出口与换热器出口相连通;所述保温层另一侧设置有冷水入口和热水出口,冷水入口与热水箱上部相连通,热水出口与热水箱下部相连通;所述热水箱下部与保温层之间设置有排污通道。
进一步地,所述汽车尾气入口处设置有第一调节阀,冷水入口处设置有第二调节阀,热水出口处设置有第三调节阀,排污通道出口处设置有排污阀。
进一步地,所述第一调节阀和第二调节阀均为电控调节阀,第三调节阀为手动调节阀,第一调节阀和第二调节阀均与控制箱相连接。
进一步地,所述换热器一侧设置有温度传感器且温度传感器与热水出口相邻,蓄热单元上方设置有液位传感器。
进一步地,所述温度传感器为热敏电阻、铂电阻或热电偶型的温度传感器,液位传感器为浮球式、浮筒式或静压式的液位传感器。
进一步地,所述温度传感器、液位传感器和电加热器均与控制箱相连接。
进一步地,所述控制箱包括电源、电流转换器和MCU,电源通过电流转换器与MCU相连接,MCU分别与温度传感器、液位传感器、电加热器、第一调节阀和第二调节阀相连接。
进一步地,所述蓄热单元包括若干组平行设置的蓄热材料,蓄热材料为相变温度范围为40~80℃的相变蓄热材料。
进一步地,所述换热器为螺旋盘管换热器。
本实用新型的有益效果:本实用新型利用尾气加热冷水,对尾气中的热量进行回收利用,节约能源,大大提高了能源利用效率;通过蓄热单元实现热水加热和蓄热材料蓄热同时进行,提高了热水箱储能密度,显著提升了余热回收能力,同时减小热水箱体积,整体结构紧凑,安装方便,操作简单;并且通过热水箱蓄热功能延长了生活热水的供给时间,解决了生活热水供需不均衡的现状。
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获得其他的附图。
图1为本实用新型的结构示意图。
图中附图标记表示为:1为保温层,2为热水箱,3为蓄热单元,4为汽车尾气入口,5为第一调节阀,6为汽车尾气出口,7为液位传感器,8为换热器,9为电加热器,10为排污阀,11为第二调节阀,12为冷水入口,13为温度传感器,14为第三调节阀,15为热水出口。
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付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。
如图1所示,一种余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,包括热水箱2,所述热水箱2内部设置有蓄热单元3、换热器8和电加热器9,换热器8设置在蓄热单元3下方,电加热器9设置在换热器8下方,换热器8为螺旋盘管换热器,蓄热单元3包括若干组平行设置的蓄热材料,蓄热材料为相变温度范围为40~80℃的相变蓄热材料,相变蓄热材料可以为三水醋酸钠。
所述热水箱2外部设置有保温层1,保温层1使用岩棉填充,保温层1一侧设置有汽车尾气入口4和汽车尾气出口6,汽车尾气入口4通过通气管与换热器7入口相连通,汽车尾气出口6与换热器8出口相连通,汽车尾气入口4处设置有第一调节阀5。
所述保温层1另一侧设置有冷水入口12和热水出口15,冷水入口12一端通过供水管与热水箱2上部相连通,冷水入口12另一端与储水箱相连通,保证冷水实时供给,冷水入口12处设置有第二调节阀11,热水出口15一端通过输水管与热水箱2下部相连通,热水出口15处设置有用于控制热水向混合水箱输送的第三调节阀14,热水出口15另一端与混合水箱相连通,进行对热水调温处理,便于用户直接使用。所述热水箱2下部与保温层1之间设置有排污通道,排污通道出口处设置有排污阀10,在使用一段时间后,用户可以进行打开排污阀10将热水箱2内的污垢排除,在一定程度上提高热水箱2的使用寿命。所述热水箱2内设置有温度传感器13和液位传感器7,温度传感器13为热敏电阻、铂电阻或热电偶型的温度传感器,温度传感器13设置在换热器8一侧且温度传感器13与热水出口15相邻,大大减少热水箱2内设备占用空间,便于后续整体安装,提高整体设备安装便捷性。所述液位传感器7设置在蓄热单元3上方,液位传感器7为浮球式、浮筒式或静压式的液位传感器。
所述温度传感器13、液位传感器7、电加热器9、第一调节阀5和第二调节阀11均与控制箱相连接,控制箱设置在操作室内,控制箱包括电源、电流转换器和MCU,MCU采用STM32F407MCU,电源通过电流转换器与控制器相连接,MCU分别与温度传感器13、液位传感器7、电加热器9、第一调节阀5和第二调节阀11相连接,温度传感器13和液位传感器7分别探测热水箱2内水温和水位变化,水位和水温变化参数实时传输至MCU,MCU对水位和水温变化参数分析处理,随后MCU向第一调节阀5和第二调节阀11发出指令。
本实用新型工作方法为:
1.水位的控制方法:
当热水箱2内水位低于液位传感器7的设定值下限时,第二调节阀11自动开启,冷水从冷水入口12经第二调节阀11进入热水箱2中,直至水位达到液位传感器7的设定值上限,此时第二调节阀11自动关闭。
2.水温的控制方法:
1)发动机处于启动状态
当热水箱2内水温低于温度传感器13的设定值下限时,第一调节阀5自动开启,高温汽车尾气从汽车尾气入口4进入换热器8,对冷水进行加热,同时蓄热单元3吸收热水的热量进行蓄热,最后尾气通过汽车尾气出口6排出;当温度达到温度传感器13的设定值上限时,第一调节阀5自动关闭。当需要热水时,第三调节阀14开启,热水经第三调节阀14从热水出口15进入混合水箱。
2)发动机处于关闭状态
当蓄热单元3的温度高于温度传感器13的设定值下限,且热水箱2内水温低于蓄热单元3的温度时,蓄热单元3向热水箱2中的水释放蓄积的热量,能提供一定时间的热水供给;当蓄热单元3的温度低于温度传感器13的设定值下限时,需要启动电加热器9进行辅助加热,直至热水箱2的水温达到温度传感器13的设定值上限,然后关闭电加热器9。当需要热水时,第三调节阀14开启,热水经第三调节阀14从热水出口15进入混合水箱。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,包括热水箱(2),其特征在于,所述热水箱(2)内部设置有蓄热单元(3)、换热器(8)和电加热器(9),蓄热单元(3)下方设置有换热器(8),换热器(8)下方设置有电加热器(9);所述热水箱(2)外部设置有保温层(1),保温层(1)一侧设置有汽车尾气入口(4)和汽车尾气出口(6),汽车尾气入口(4)与换热器(8)入口相连通,汽车尾气出口(6)与换热器(8)出口相连通;所述保温层(1)另一侧设置有冷水入口(12)和热水出口(15),冷水入口(12)与热水箱(2)上部相连通,热水出口(15)与热水箱(2)下部相连通;所述热水箱(2)下部与保温层(1)之间设置有排污通道。
2.根据权利要求1所述的余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,其特征在于,所述汽车尾气入口(4)处设置有第一调节阀(5),冷水入口(12)处设置有第二调节阀(11),热水出口(15)处设置有第三调节阀(14),排污通道出口处设置有排污阀(10)。
3.根据权利要求2所述的余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,其特征在于,所述第一调节阀(5)和第二调节阀(11)均为电控调节阀,第三调节阀(14)为手动调节阀,第一调节阀(5)和第二调节阀(11)均与控制箱相连接。
4.根据权利要求1所述的余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,其特征在于,所述换热器(8)一侧设置有温度传感器(13)且温度传感器(13)与热水出口(15)相邻,蓄热单元(3)上方设置有液位传感器(7)。
5.根据权利要求4所述的余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,其特征在于,所述温度传感器(13)为热敏电阻、铂电阻或热电偶型的温度传感器,液位传感器(7)为浮球式、浮筒式或静压式的液位传感器。
6.根据权利要求4所述的余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,其特征在于,所述温度传感器(13)、液位传感器(7)和电加热器(9)均与控制箱相连接。
7.根据权利要求6所述的余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,其特征在于,所述控制箱包括电源、电流转换器和MCU,电源通过电流转换器与MCU相连接,MCU分别与温度传感器(13)、液位传感器(7)、电加热器(9)、第一调节阀(5)和第二调节阀(11)相连接。
8.根据权利要求1所述的余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,其特征在于,所述蓄热单元(3)包括若干组平行设置的蓄热材料,蓄热材料为相变温度范围为40~80℃的相变蓄热材料。
9.根据权利要求1所述的余热回收型车载蓄热、加热一体化热水装置,其特征在于,所述换热器(8)为螺旋盘管换热器。
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