CN208968049U - 一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，包括外框架、底座、循环油泵、纳米加热管、加热器和调压罐装置，调压罐装置与加热器通过连通管连通，加热器包括内胆、外胆和盘管，内胆内部焊接有中隔圈，中隔圈与内胆的壳体形成环形盘管腔，中隔圈与内胆的顶面、底面形成内腔，中隔圈上部还设有连通环形盘管腔与内腔的连接管，循环油泵与纳米加热管均固定在加热器顶部，循环油泵的管路的两端分别延伸入环形盘管腔底部和内腔底部，纳米加热管插入加热器的内腔中，外框架固定在底座上且将调压罐装置与加热器包覆。本实用新型的电热水器系统换热速度更快，同时更为安全可靠，结构简单且环保。

Description

一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备

技术领域

本实用新型属于电热水器或者热载体锅炉领域，具体地说涉及一种供暖用的纳米电加热管电加热量子能导热液的热能转化设备。

背景技术

目前市场上的油介质电热水器存在问题较多，有些整套设备系统复杂需专业人员操作和维护、安全保护做的不到位，焊接点过多增加泄漏风险，对于集成式的封闭系统没有强制对流，缺少智能监控系统不能时时掌握设备运行状态，另外最重要的就是使用的金属发热管的节能效果差，安全程度也低，目前为止没有一款产品使用纳米发热管作为电加热油的热水器。例如发明专利：200610122514.X《高碳分子发热油节能电热水器》，虽然配有泄压箱但结构复杂且电磁阀过多容易发生电器故障而使设备处于高压状态出现安全隐患，没有单独设置膨胀腔加大安全隐患，温度控制单一如果遇到传感器失效则设备可能处于无控制状态，而且温度检测点远离加热棒不能有效反映最高油温；又或者：201420225266.1《蜂窝式热水器》用列管焊接点过多容易泄漏，内部封板过多很难检测到内部腔体是否泄漏因此有可能水墙内的水泄漏到油腔里容易瞬间气化压强升高，整个热水器中的油和水压力施加在封板的圆周焊接处容易造成局部压力过大焊缝裂开风险，而且也没有调压装置。又或者实用新型专利：201721147305《一种高频量子有机热载体锅炉》结构复杂且安全性能低，发热油与水接触容易瞬间气化压强升高，用气体进行保温效果不理想，缩涨器结构不稳定。还有发明专利：201510541103.3《电加热导热油炉系统》结构复杂、集成度不高。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单环保纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，该电加热设备效率与使用寿命更高，同时更为安全可靠，

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，包括外框架、底座、循环油泵、纳米加热管、加热器和调压罐装置，所述调压罐装置与加热器均固定在底座上，调压罐装置包括连通管，且调压罐装置与加热器通过连通管连通，所述加热器包括内胆、外胆和盘管，所述内胆内部焊接有中隔圈，所述中隔圈与内胆的壳体形成环形盘管腔，且环形盘管腔的上部为膨胀腔，中隔圈与内胆的顶面、底面形成内腔，所述中隔圈上部还设有连通环形盘管腔与内腔的连接管，所述盘管固定在环形盘管腔内，且盘管与进水管口、出水管口连通，所述循环油泵与纳米加热管均固定在加热器顶部，循环油泵的管路的两端分别延伸入环形盘管腔底部和内腔底部，所述纳米加热管插入加热器的内腔中，所述外框架固定在底座上且将调压罐装置与加热器包覆。

作为优选方案：纳米加热管中心内部设置有第一温度传感器，纳米加热管内部壁管镀有发热膜，分为发热区和冷区，纳米加热管的电极为耐高温金属材质制成。

作为优选方案：所述盘管上沿圆周方向均匀分布多个固定支撑装置，所述固定支撑装置包括支撑立柱、固定拉杆、底板和支撑套管，两根支撑立柱分别设置在盘管的内外侧，支撑立柱底部与底板固定，支撑立柱顶部通过连接板焊接固定，多个固定拉杆分别设置在上下相邻两个盘管之间，固定拉杆的两端分别与两根支撑立柱固定，所述支撑套管套设在固定拉杆上。

作为优选方案：所述支撑立柱采用C型折弯板或者槽钢，且支撑立柱与底板垂直固定，所述固定拉杆为铆钉或者螺栓，所述支撑套管为圆柱形。

作为优选方案：所述调压罐装置还包括调压罐体、进出气管和球阀，所述调压罐体内设有发热油，所述进出气管一端与球阀固定，进出气管的另一端安装在调压罐体内部且向上延伸到调压罐体顶部，所述连通管一端安装到调压罐体内且延伸到调压罐体底部，连通管另一端安装到加热器顶部。

作为优选方案：所述调压罐体侧壁上还设有便于观察的油窗，调压罐体顶部还设有第二温度传感器。

作为优选方案：所述连通管直径大于进出气管，且连通管直径为加热器内胆直径的2%-7%。

作为优选方案：所述球阀包括阀门操作杆，所述加热器的一侧还设有限位开关，且当阀门操作杆触碰限位开关，加热器才能正常启动。

作为优选方案：所述底座内设有多个隔断加强板，所述底座底部还设有多个底脚，所述底座内填充有保温材料，内胆与外胆之间设有保温材料，所述外框架上还安装有电器原件、控制和显示系统。

作为优选方案：所述加热器顶部还设有能在加热器内部压力过大时报警的压力控制元器件，所述进水管口和出水管口出均设有第三温度传感器。

本实用新型采用纳米发热管作为热能发热源，热效率高且长期稳定。本实用新型的盘管设计焊接点最少，结构简单、稳固牢靠，本实用新型内胆分为环形盘管腔和内腔，环形盘管腔顶部留有气体，避免热载体油与外部空气接触，提高使用寿命，本实用新型装置顶部安装有循环油泵，对油进行强制扰动，可提高油和加热管的寿命。本实用新型还采用了调压罐装置，可避免外界空气与装置内油接触。

另外，由于纳米电热管采用的是石英玻璃管因此长度尺寸不宜过长，同时也不能让管干烧，本实用新型的结构可使得纳米加热管的发热区始终浸没在油中，使用稳定，寿命长。

附图说明

图1为本实用新型的剖面结构示意图。

图2为本实用新型的纳米加热管的结构示意图。

图3为本实用新型的顶面结构示意图。

图4为本实用新型的球阀与限位开关的结构示意图。

图5为本实用新型的调压罐装置的结构示意图。

图6为本实用新型的调压罐装置与加热器的连接结构示意图。

图7为本实用新型的盘管与固定支撑装置的结构示意图。

图8为本实用新型的盘管与固定支撑装置的纵向剖面结构示意图。

图9为本实用新型的盘管与固定支撑装置的横向剖面结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图9所示的一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，包括外框架1、底座2、循环油泵3、纳米加热管42、加热器5和调压罐装置6，所述调压罐装置6与加热器5均固定在底座2上，调压罐装置6包括连通管61，且调压罐装置6与加热器5通过连通管61连通，所述加热器5包括内胆、外胆和盘管53，所述内胆内部焊接有中隔圈54，所述中隔圈54与内胆的壳体形成环形盘管腔52，且环形盘管腔52的上部为膨胀腔55，中隔圈54与内胆的顶面、底面形成内腔51，所述中隔圈54上部还设有连通环形盘管腔52与内腔51的连接管56，所述盘管53固定在环形盘管腔52内，且盘管53与进水管口93、出水管口92连通，所述循环油泵3与纳米加热管42均固定在加热器5顶部，循环油泵3的管路的两端分别延伸入环形盘管腔52底部和内腔51底部，所述纳米加热管42插入加热器5的内腔51中，所述外框架1固定在底座2上且将调压罐装置6与加热器5包覆。

循环油泵放置在加热器顶部，是一种特殊的耐高温油泵，将加热器环形盘管腔内的油抽上来后泵到内腔底部，内腔油液面升高后通过中隔圈顶部的连接管流回环形盘管腔，提高热能的传递效率，以及提高油和加热棒的寿命，降低设备的高温风险。

纳米加热管上设有外螺纹43，纳米加热管从加热器顶部螺纹孔插入，并螺纹固定，均匀分布，是设备发热源。纳米加热管42中心内部设置有第一温度传感器41，纳米加热管42内部壁管镀有发热膜，分为发热区45和冷区44，纳米加热管42的电极为耐高温金属材质制成。通过分子相互振动转变为波长微米级的远红外线，以定向的面辐射与外部进行能量的交换，导热速度为1秒内，是传统发热原件的6倍，理论热传效率比传统发热原件增加30%以上，且长期保持稳定的状态。

所述盘管53上沿圆周方向均匀分布多个固定支撑装置，所述固定支撑装置包括支撑立柱531、固定拉杆533、底板534和支撑套管535，两根支撑立柱531分别设置在盘管53的内外侧，支撑立柱531底部与底板534固定，支撑立柱531顶部通过连接板532焊接固定，多个固定拉杆533分别设置在上下相邻两个盘管53之间，固定拉杆533的两端分别与两根支撑立柱531固定，所述支撑套管535套设在固定拉杆533上。

所述支撑立柱531采用C型折弯板或者槽钢，且支撑立柱531与底板534垂直固定，所述固定拉杆533为铆钉或者螺栓，所述支撑套管535为圆柱形。

所述调压罐装置6还包括调压罐体64、进出气管65和球阀66，所述调压罐体64内设有发热油，所述进出气管65一端与球阀66固定，进出气管65的另一端安装在调压罐体64内部且向上延伸到调压罐体64顶部，所述连通管61一端安装到调压罐体64内且延伸到调压罐体64底部，连通管61另一端安装到加热器5顶部。

所述调压罐体64侧壁上还设有便于观察的油窗63，调压罐体64顶部还设有第二温度传感器62，所述连通管61直径大于进出气管65，且连通管61直径为加热器5内胆直径的2%-7%。

所述球阀66包括阀门操作杆81，所述加热器5的一侧还设有限位开关82，且当阀门操作杆81触碰限位开关82，加热器5才能正常启动。

限位开关与调压罐装置的阀门操作杆81配合，运输过程中阀门操作杆81远离限位开关，此时限位开关处于常开状态因此整个设备无法开启加热功能，当安装到现场后阀门操作杆81转动到阀门开启状态，此时阀门操作杆81触碰限位开关使其处于常闭状态，这样设备才能正常启动加热管，此开关的左右能很好的避免因人为忘记操作阀门开启导致设备处于高压状态导致安全事故发生。

所述底座2内设有多个隔断加强板21，所述底座2底部还设有多个底脚23，所述底座2内填充有保温材料22，内胆与外胆之间设有保温材料22，内胆与外胆之间放置导热系数低的保温材料，优选硅酸盐类材料。所述外框架1上还安装有电器原件、控制和显示系统。

所述加热器5顶部还设有能在加热器5内部压力过大时报警的压力控制元器件7，压力控制元器件可以是安全阀（到一定压力自动开启）也可以是压力传感器给控制系统信号（检测值超过设定值就关闭加热），当然这个压力控制元器件是在球阀、限位开关失灵情况的二重保护。所述进水管口93和出水管口92出均设有第三温度传感器91。

本实用新型采用内外螺旋换热结构大大提高换热速度，内循环用盘管设计焊接点最少，结构简单、稳固牢靠，外循环管路可充分利用内壳体的散热面积。本实用新型内胆顶部留有隔断腔体用于存储加热过程中膨胀的热载体油，且本实用新型由于内胆油温经过外循环管路过渡而大大降低，因此内胆与外胆之间保温材料可使用温度要求低的材料，可节约成本及降低对人的伤害。

本实用新型装置顶部安装有电动搅拌器，对油进行强制扰动，可提高油和加热棒的寿命，且本实用新型还采用了泄压装置，可避免外界空气与装置内油接触。

本实用新型的装置整体结构设计合理，便于保压检测盘管与储油空间是否泄漏。本实用新型的加热装置采用多个温度传感器，每个传感器设置于加热棒中心位置，能准确的检测油的最高油温，其中1个为温度控制点，其他作为参照，实时对比，其中某个传感器损坏等异常情况自动检测到，同时可自行判断严重程度，如果严重则停机，如果不严重则选用其他传感器进行温控。

本实用新型用高碳分子发热油添加剂与基础油调制的导热介质，导热系数高。本实用新型可检测进出水管内温度，还安装有限位开关、压力控制元器件作为多重安全保护。

本实用新型底板加厚同时使整个装置的油和盘管内水的重量均匀的与设备底座面接触，不对焊接缝作用力。本实用新型盘管使用全新设计的结构进行支撑固定。

本实用新型的底座由底脚、钢架、保温材料组成，起支撑整个设备的作用，同时也进行加热器底部的保温，从而使得整个系统保温效果达到最佳。

调压罐装置与加热器通过连通管连通，罐体上安装有油窗、温度传感器等配件，可进行设备运行状态的监控。

电动搅拌器放置在加热器顶部，是一种特殊的耐高温电机与搅拌桨组成，通过螺纹固定，可对加热器内部的高碳分子发热油进行强制扰动，提高热能的传递效率，以及提高油和加热棒的寿命，降低设备的高温风险。

加热棒从加热器顶部螺纹孔插入，并螺纹固定，均匀分布，是设备发热源。

本实用新型电热水器作为供暖系统中的组成部分，与其他设备配套，比如保温水箱、循环泵、散热片、管道等，以电作为能量来源，可本地或者远程启动设备运行。

本实用新型设备安装到现场与其他设备管路接好后，打开泄压装置的球阀使设备压力保持常压（此时限位开关由常开改为常闭状态）。首先启动水泵循环使得本设备盘管内充满水、启动油泵循环设备内部油使得内腔油的液面上升以免纳米加热管干烧，设备启动确认后全部加热管启动加热。这个过称由于油温不断上升，传热油一定程度上体积有所膨胀，也就是环形盘管腔的气体被挤压到连通管，此时连通管内预留的油也被排到调压罐体内，甚至气体也被排放到调压罐体内，调压罐体内多余的气体通过进出气管排放到外界。当出水口温度到设定温度或者油温达到设定温度，或者调压罐装置的温度达到设定值，又或者某路电路的电流超过设定值，只要满足一个条件设备自动停止加热，当然这个时候水泵继续循环盘管中的水，油泵继续启动确保热量快速传递。当系统检测到可再次启动的条件时，纳米加热管（根据逻辑选择1个还是多个加热管）再次开启加热，这样的过程反复进行。最后供暖季节结束，设备完全停止运行，由于油温的下降，热胀冷缩的作用油的体积缩小，从而外部空气通过进出气管进入调压罐装置，同样的调压罐装置中的油被压进连通管，连通管中气体进入环形盘管腔内，从而整个系统仍处于常压状态。

本实用新型一旦球阀失灵，限位开关也处于常闭状态，则压力控制元器件可发挥作用，控制加热器内压力处于安全水平同时报警处理。本实用新型可远程对设备进行本地所有的功能操作，当然可根据账户权限进行部分功能的限制。

应当指出，以上实施例仅是本实用新型的代表性例子。本实用新型还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，其特征在于：包括外框架（1）、底座（2）、循环油泵（3）、纳米加热管（42）、加热器（5）和调压罐装置（6），所述调压罐装置（6）与加热器（5）均固定在底座（2）上，调压罐装置（6）包括连通管（61），且调压罐装置（6）与加热器（5）通过连通管（61）连通，所述加热器（5）包括内胆、外胆和盘管（53），所述内胆内部焊接有中隔圈（54），所述中隔圈（54）与内胆的壳体形成环形盘管腔（52），且环形盘管腔（52）的上部为膨胀腔（55），中隔圈（54）与内胆的顶面、底面形成内腔（51），所述中隔圈（54）上部还设有连通环形盘管腔（52）与内腔（51）的连接管（56），所述盘管（53）固定在环形盘管腔（52）内，且盘管（53）与进水管口（93）、出水管口（92）连通，所述循环油泵（3）与纳米加热管（42）均固定在加热器（5）顶部，循环油泵（3）的管路的两端分别延伸入环形盘管腔（52）底部和内腔（51）底部，所述纳米加热管（42）插入加热器（5）的内腔（51）中，所述外框架（1）固定在底座（2）上且将调压罐装置（6）与加热器（5）包覆。

2.根据权利要求1所述的一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，其特征在于：纳米加热管（42）中心内部设置有第一温度传感器（41），纳米加热管（42）内部壁管镀有发热膜，分为发热区（45）和冷区（44），纳米加热管（42）的电极为耐高温金属材质制成。

3.根据权利要求1所述的一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，其特征在于：所述盘管（53）上沿圆周方向均匀分布多个固定支撑装置，所述固定支撑装置包括支撑立柱（531）、固定拉杆（533）、底板（534）和支撑套管（535），两根支撑立柱（531）分别设置在盘管（53）的内外侧，支撑立柱（531）底部与底板（534）固定，支撑立柱（531）顶部通过连接板（532）焊接固定，多个固定拉杆（533）分别设置在上下相邻两个盘管（53）之间，固定拉杆（533）的两端分别与两根支撑立柱（531）固定，所述支撑套管（535）套设在固定拉杆（533）上。

4.根据权利要求3所述的一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，其特征在于：所述支撑立柱（531）采用C型折弯板或者槽钢，且支撑立柱（531）与底板（534）垂直固定，所述固定拉杆（533）为铆钉或者螺栓，所述支撑套管（535）为圆柱形。

5.根据权利要求1所述的一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，其特征在于：所述调压罐装置（6）还包括调压罐体（64）、进出气管（65）和球阀（66），所述调压罐体（64）内设有发热油，所述进出气管（65）一端与球阀（66）固定，进出气管（65）的另一端安装在调压罐体（64）内部且向上延伸到调压罐体（64）顶部，所述连通管（61）一端安装到调压罐体（64）内且延伸到调压罐体（64）底部，连通管（61）另一端安装到加热器（5）顶部。

6.根据权利要求5所述的一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，其特征在于：所述调压罐体（64）侧壁上还设有便于观察的油窗（63），调压罐体（64）顶部还设有第二温度传感器（62）。

7.根据权利要求5或6所述的一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，其特征在于：所述连通管（61）直径大于进出气管（65），且连通管（61）直径为加热器（5）内胆直径的2%-7%。

8.根据权利要求7所述的一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，其特征在于：所述球阀（66）包括阀门操作杆（81），所述加热器（5）的一侧还设有限位开关（82），且当阀门操作杆（81）触碰限位开关（82），加热器（5）才能正常启动。

9.根据权利要求1所述的一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，其特征在于：所述底座（2）内设有多个隔断加强板（21），所述底座（2）底部还设有多个底脚（23），所述底座（2）内填充有保温材料（22），内胆与外胆之间设有保温材料（22），所述外框架（1）上还安装有电器原件、控制和显示系统。

10.根据权利要求1所述的一种纳米电热管加热量子能传导液的电加热设备，其特征在于：所述加热器（5）顶部还设有能在加热器（5）内部压力过大时报警的压力控制元器件（7），所述进水管口（93）和出水管口（92）出均设有第三温度传感器（91）。