CN208920580U - 加热系统和电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种加热系统和电热水器，其中，加热系统包括：储能箱，储能箱内填充有相变材料；换热器，设于储能箱内；循环管路，循环管路穿过储能箱，且部分循环管路设于换热器内；ITO加热器，设于循环管路上，通过ITO加热器的加热膜对循环管路中的流体加热，其中，相变材料用以存储通过换热器与循环管路中经ITO加热器加热后的流体交换的热量。通过本实用新型的技术方案，由于换热器位于填充有相变材料的储能箱中，增大了相变材料与换热器的导热面积，因此使得相变材料能够快速完成热量的存储，从而使得加热系统的换热速度更快，提高系统的换热效率。

Description

加热系统和电热水器

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，具体而言，涉及一种加热系统和一种电热水器。

背景技术

传统的储水式电热水器有体积庞大、加热速率慢、需要等待时间长等缺点。相变材料是在其相变温度附近发生相变，释放和吸收大量热量，单位体积蓄能密度大，性能稳定，经济性好，将其应用于对热水器的扩容可以不改变热水器水箱结构，就能扩大水箱容量，使热水器体积更小，并在下次用水时对冷水进行预热，从而提高加热速率，减少等待时间。但现有为相变材料加热储能的方式中，将加热装置埋入相变材料直接加热为较常见的方式；这种方式因为导热面积小，相变材料储能缓慢。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提供一种加热系统，其能够有效提高系统的换热效率。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电热水器。

为实现上述目的，本实用新型第一方面的技术方案提供了一种加热系统，包括：储能箱，储能箱内填充有相变材料；换热器，设于储能箱内；循环管路，循环管路穿过储能箱，且部分循环管路设于换热器内；ITO加热器，设于循环管路上，通过ITO加热器的加热膜对循环管路中的流体加热，其中，相变材料用以存储通过换热器与循环管路中经ITO加热器加热后的流体交换的热量。

在该技术方案中，本实用新型提供的加热系统，包括储能箱、换热器、循环管路和ITO(即Indium Tin Oxide，氧化铟锡)加热器，通过将加热器置于循环管路上，便于对循环管路内的流体进行加热，且加热器采用ITO加热器，流体经过ITO加热器可迅速升温，提高流体的加热效率，减少等待时间；被加热的流体再与换热器进行热交换，由于换热器位于填充有相变材料的储能箱中，增大了相变材料与换热器的导热面积，因此使得相变材料能够快速完成热量的存储，从而使得加热系统的换热速度更快，提高系统的换热效率。

另外，本实用新型提供的上述技术方案中的加热系统还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，ITO加热器具体包括：至少一个加热管组，每个加热管组包括：单晶硅管，设于循环管路上，且加热膜设于单晶硅管的外壁；电极组，包括两个电极，两个电极沿单晶硅管的轴向分别设于单晶硅管外，且每个电极与加热膜相接触。

在该技术方案中，通过设置在循环管路上的单晶硅管，以使流体进入单晶硅管内，电极与加热膜相接触并与外部电源相连接，用以对加热膜通电，且加热膜设于单晶硅管外，利用加热膜辐射的热量对流体加热，使流体充分吸收加热膜向外辐射的热能，热效率高，节约能源。同时，加热膜表面温度不高，可避免烧坏，使用寿命大大延长。

在上述任一技术方案中，优选地，加热管组的数量为多个，任两个加热管组之间的夹角呈预设角度。

在该技术方案中，通过将加热管组设置为多个，且呈预设角度布置，以提高ITO加热器的加热效果，并通过多个加热管组进行加热，使流体的加热更加充分的同时，提高加热效率，从而达到即热效果。

在上述任一技术方案中，优选地，所有加热管组平行，ITO加热器还包括：至少一个第一连接管，设于任意相邻两个单晶硅管的一端，且每个第一连接管设有朝向相同的两个开口，两个单晶硅管通过开口伸入第一连接管且与第一连接管固定连接，其中，电极设于第一连接管外。

在该技术方案中，通过第一连接管上开设有开口，且开口的朝向相同，便于第一连接管的生产制造，同时便于对开口进行加工；另外通过该开口，可从相邻两个单晶硅管的同一侧进行固定连接，便于对加热管组进行拆装。

在上述任一技术方案中，优选地，所有加热管组平行，ITO加热器还包括：至少一个第二连接管，每个第二连接管设有朝向相反的两个开口，单晶硅管通过开口伸入第二连接管且与第二连接管固定连接，其中，电极设于第二连接管外。

在该技术方案中，通过第二连接管上开设有开口，且开口的朝向相反，便于第二连接管的生产制造，同时便于对开口进行加工；另外通过该开口，可从加热管组的两端进行固定连接，便于对单晶硅管进行拆装，且有效提高多个单晶硅管之间连接的紧固度，保证加热器的加热效果和结构稳定性。

在上述任一技术方案中，优选地，加热管组的数量为两个，两个加热管组垂直，ITO加热器还包括：第三连接管，第三连接管设有朝向相互垂直的两个开口，单晶硅管通过开口伸入第三连接管且与第三连接管固定连接，其中，电极设于第三连接管外。

在该技术方案中，通过第三连接管上开设有开口，且开口的朝向相互垂直，以使相邻两个单晶硅管垂直布置，可进一步提高ITO加热器的加热效率，保证加热效果。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：进水管，进水管的一端与水源连通，进水管的另一端与循环管路连通。

在该技术方案中，与水源连通的进水管向循环管路内注入冷水，冷水经过ITO加热器提升水温后形成热水并进入换热器，热水的热量经过换热器置换给相变材料后，水温降低变成冷水后再次经过加热器加热后流向换热器，周期循环直到相变材料储能完成，在该技术方案中，相变材料完成储能时间更短，效率更高，加热系统换热速度更快。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：循环泵，设于循环管路内，以驱动流体在循环管路中流动。

在该技术方案中，在循环泵的驱动作用下，流体首先经过加热器进行加热后形成热水，热水的热量经过换热器置换给相变材料后，水温降低变成冷水，再次经过加热器加热后流向换热器，周期循环直到相变材料储能完成，通过循环泵的驱动作用有效保证流体能够完成相变材料的储能过程。

在上述任一技术方案中，优选地，循环泵设于连接换热器与进水管之间的循环管路中，以使流体通过进水管进入循环管路时，经循环泵驱动。

在该技术方案中，通过将循环泵设置在换热器与进水管之间，以保证循环泵可驱动流体在循环管路内流动，保证循环泵的驱动效果。

在上述任一技术方案中，优选地，ITO加热器设于连接换热器与循环泵的循环管路中，以使流体经进水管流入循环管路后，先经ITO加热器加热后流入换热器。

在该技术方案中，通过ITO加热器设于换热器与循环泵的循环管路中，以使流体首先经过加热器进行加热后直接流入换热器，最大程度减小在流动过程的热量损失；且实现了将加热器外置于储能箱，而将换热器置于储能箱内，从而使热量通过换热器置换给相变材料，以提高加热系统的换热效率，并通过外置的加热器使循环管路内的流体快速升温，缩短相变材料完成储能的时间。

本实用新型第二方面的技术方案提供了一种电热水器，包括本实用新型第一方面中任一技术方案提供的加热系统。

在该技术方案中，电热水器采用本实用新型第一方面的加热系统，通过将ITO加热器的外置，相变材料用于存储换热器的热量，以使电热水器的换热速度更快，此外，电热水器还具有上述加热系统的任一技术效果，在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例所涉及的加热系统的结构图；

图2示出了本实用新型实施例所涉及的ITO加热器的结构图；

图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10储能箱，20相变材料，30换热器，40循环管路，402循环泵，50ITO加热器，502加热膜，504单晶硅管，506电极，508第一连接管，510开口，60进水管。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1和图2对根据本实用新型的实施例的加热系统和电热水器进行具体说明。

本实用新型的一个实施例的电热水器，其采用的加热系统，通过将ITO加热器50的外置于储能箱10，并将换热器30置于填充有相变材料20的储能箱10内，利用换热器30将流体的热量置换给相变材料20，以使电热水器的换热速度更快，有效提高电热水器的能效。

具体地，如图1和图2所示，加热系统包括储能箱10，储能箱10内填充有相变材料20，且储能箱10上开设有至少两个通孔(未图示)；换热器30，设于储能箱10内；循环管路40，循环管路40通过通孔进出储能箱10，且部分循环管路40设于换热器30内；ITO加热器50，设于循环管路40上，通过ITO加热器50的加热膜502对循环管路40中的流体加热，其中，相变材料20用以存储通过换热器30与循环管路40中经ITO加热器50加热后的流体交换的热量。

在该实施例中，由于加热器置于循环管路40上，便于对循环管路40内的流体进行加热，且加热器采用ITO加热器50，流体经过ITO加热器50可迅速升温，提高流体的加热效率，减少等待时间；被加热的流体再与换热器30进行热交换，由于换热器30位于填充有相变材料20的储能箱10中，增大了相变材料20与换热器30的导热面积，因此使得相变材料20能够快速完成热量的存储，从而使得加热系统的换热速度更快，提高系统的换热效率。

在本实用新型的另一个实施例中，如图2所示，ITO加热器50具体包括：至少一个加热管组，每个加热管组包括：单晶硅管504，设于循环管路40上，且加热膜502设于单晶硅管504的外壁；电极组，包括两个电极506，两个电极506沿单晶硅管504的轴向分别设于单晶硅管504外，且每个电极506与加热膜502相接触。

在该实施例中，通过设置在循环管路40上的单晶硅管504，以使流体进入单晶硅管504内，电极506与加热膜502相接触并与外部电源相连接，用以对加热膜502通电，且加热膜502设于单晶硅管504外，利用加热膜502辐射的热量对流体加热，使流体充分吸收加热膜502向外辐射的热能，热效率高，节约能源。同时，加热膜502表面温度不高，可避免烧坏，使用寿命大大延长。

在本实用新型的一些实施例中，加热管组的数量为多个，任两个加热管组之间的夹角呈预设角度。

在该实施例中，通过将加热管组设置为多个，且呈预设角度布置，以提高ITO加热器50的加热效果，并通过多个加热管组进行加热，使流体的加热更加充分的同时，提高加热效率，从而达到即热效果。

具体而言，加热管组的设置包括但不限于以下技术方案：

实施例1(如图2所示)

所有加热管组平行，ITO加热器50包括：至少一个第一连接管508，设于任意相邻两个单晶硅管504的一端，且每个第一连接管508设有朝向相同的两个开口510，两个单晶硅管504通过开口510伸入第一连接管508且与第一连接管508固定连接，其中，电极506设于第一连接管508外。

在该实施例中，通过第一连接管508上开设有开口510，且开口510的朝向相同，便于第一连接管508的生产制造，同时便于对开口510进行加工；另外通过该开口510，可从相邻两个单晶硅管504的同一侧进行固定连接，便于对加热管组进行拆装。

实施例2

所有加热管组平行，ITO加热器50还包括：至少一个第二连接管，每个第二连接管设有朝向相反的两个开口，单晶硅管504通过开口伸入第二连接管且与第二连接管固定连接，其中，电极506设于第二连接管外。

在该实施例中，通过第二连接管上开设有开口，且开口的朝向相反，便于第二连接管的生产制造，同时便于对开口进行加工；另外通过该开口，可从加热管组的两端分别进行固定连接，便于对单晶硅管504进行拆装，且有效提高多个单晶硅管504之间连接的紧固度，保证加热器的加热效果和结构稳定性。

实施例3

加热管组的数量为两个，两个加热管组垂直，ITO加热器50还包括：第三连接管，第三连接管设有朝向相互垂直的两个开口，单晶硅管504通过开口伸入第三连接管且与第三连接管固定连接，其中，电极506设于第三连接管外。

在该技术方案中，通过第三连接管上开设有开口，且开口的朝向相互垂直，以使相邻两个单晶硅管504垂直布置，可进一步提高ITO加热器50的加热效率，保证加热效果。

在本实用新型的再一个实施例中，如图1所示，加热系统还包括进水管60，进水管60的一端与水源连通，进水管60的另一端与循环管路40连通。

与水源连通的进水管60向循环管路40内注入冷水，冷水经过ITO加热器50提升水温后形成热水并进入换热器30，热水的热量经过换热器30置换给相变材料20后，水温降低变成冷水后再次经过加热器进行加热后流向换热器30，周期循环直到相变材料20储能完成，在该实施例中，相变材料20完成储能时间更短，效率更高，加热系统换热速度更快。

在本实用新型的另一些实施例中，如图1所示，加热系统还包括循环泵402，设于循环管路40内，以驱动流体在循环管路40中流动。

在该技术方案中，在循环泵402的驱动作用下，流体首先经过加热器进行加热后形成热水，热水的热量经过换热器30置换给相变材料20后，水温降低变成冷水，再次经过加热器加热后流向换热器30，周期循环直到相变材料20储能完成，通过循环泵402的驱动作用有效保证流体能够完成相变材料20的储能过程。

进一步地，如图1所示，循环泵402设于连接换热器30与进水管60之间的循环管路40中，以使流体通过进水管60进入循环管路40时，经循环泵402驱动。

在该技术方案中，通过将循环泵402设置在换热器30与进水管60之间，以保证循环泵402可驱动流体在循环管路40内流动，保证循环泵402的驱动效果。

在本实用新型的另一些实施例中，如图1所示，ITO加热器50设于连接换热器30与循环泵402的循环管路40中，以使流体经进水管60流入循环管路40后，先经ITO加热器50加热后流入换热器30。

在该技术方案中，通过ITO加热器50设于换热器30与循环泵402的循环管路40中，以使流体首先经过ITO加热器50进行加热后直接流入换热器30，最大程度减小在流动过程的热量损失；且实现了将加热器外置于储能箱10，并将换热器30置于填充有相变材料20的储能箱10内，解决了加热器直接对相变材料20进行加热的方式因导热面积小导致相变材料20储能缓慢的问题；利用换热器30将热量置换给相变材料20，从而增加相变材料20与换热器30的换热面积，以提高加热系统的换热效率，并通过外置的加热器使循环管路40内的流体快速升温，缩短相变材料20完成储能的时间。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，本实用新型提供了一种加热系统和电热水器，由于加热器置于循环管路40上，便于对循环管路40内的流体进行加热，且加热器采用ITO加热器50，流体经过ITO加热器50可迅速升温，提高流体的加热效率，减少等待时间，同时便于ITO加热器50整体进行拆装，提高电热水器的生产效率；通过ITO加热器50设于换热器30与循环泵402的循环管路40中，以使加热器外置于储能箱10，并将换热器30置于填充有相变材料20的储能箱10内，解决了加热器直接对相变材料20进行加热的方式因导热面积小导致相变材料20储能缓慢的问题；利用换热器30将热量置换给相变材料20，从而增加相变材料20与换热器30的换热面积，以提高加热系统的换热效率，并通过外置的加热器使循环管路40内的流体快速升温，缩短相变材料20完成储能的时间。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (11)

1.一种加热系统，其特征在于，包括：

储能箱，所述储能箱内填充有相变材料；

换热器，设于所述储能箱内；

循环管路，所述循环管路穿过所述储能箱，且部分所述循环管路设于所述换热器内；

ITO加热器，设于所述循环管路上，通过所述ITO加热器的加热膜对所述循环管路中的流体加热，

其中，所述相变材料用以存储通过所述换热器与所述循环管路中经所述ITO加热器加热后的流体交换的热量。

2.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，所述ITO加热器具体包括：

至少一个加热管组，每个所述加热管组包括：

单晶硅管，设于所述循环管路上，且所述加热膜设于所述单晶硅管的外壁；

电极组，包括两个电极，两个所述电极沿所述单晶硅管的轴向分别设于所述单晶硅管外，且每个所述电极与所述加热膜相接触。

3.根据权利要求2所述的加热系统，其特征在于，所述加热管组的数量为多个，任两个所述加热管组之间的夹角呈预设角度。

4.根据权利要求3所述的加热系统，其特征在于，所有所述加热管组平行，所述ITO加热器还包括：

至少一个第一连接管，设于任意相邻两个所述单晶硅管的一端，且每个所述第一连接管设有朝向相同的两个开口，两个所述单晶硅管通过所述开口伸入所述第一连接管且与所述第一连接管固定连接，

其中，所述电极设于所述第一连接管外。

5.根据权利要求3所述的加热系统，其特征在于，所有所述加热管组平行，所述ITO加热器还包括：

至少一个第二连接管，每个所述第二连接管设有朝向相反的两个开口，所述单晶硅管通过所述开口伸入所述第二连接管且与所述第二连接管固定连接，

其中，所述电极设于所述第二连接管外。

6.根据权利要求3所述的加热系统，其特征在于，所述加热管组的数量为两个，两个所述加热管组垂直，所述ITO加热器还包括：

第三连接管，所述第三连接管设有朝向相互垂直的两个开口，所述单晶硅管通过所述开口伸入所述第三连接管且与所述第三连接管固定连接，

其中，所述电极设于所述第三连接管外。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的加热系统，其特征在于，还包括：

进水管，所述进水管的一端与水源连通，所述进水管的另一端与所述循环管路连通。

8.根据权利要求7所述的加热系统，其特征在于，还包括：

循环泵，设于所述循环管路内，以驱动所述流体在所述循环管路中流动。

9.根据权利要求8所述的加热系统，其特征在于，所述循环泵设于连接所述换热器与所述进水管之间的循环管路中，以使所述流体通过所述进水管进入所述循环管路时，经所述循环泵驱动。

10.根据权利要求9所述的加热系统，其特征在于，所述ITO加热器设于连接所述换热器与所述循环泵的循环管路中，以使所述流体经所述进水管流入所述循环管路后，先经所述ITO加热器加热后流入所述换热器。

11.一种电热水器，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的加热系统。