CN209782809U - 一种相变蓄热电取暖器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相变蓄热电取暖器，包括外壳，所述外壳内部安装有散热模块和风机，还包括相变储能模块。本实用新型利用相变储能材料储存热量，可以在管道加热器切断电力供应后数小时依然具有供热能力，同时在具有峰谷电价格差异的地区，可以采用晚上加热，白天由相变储能材料所蓄热量供暖的方式来减少供热成本。

Description

一种相变蓄热电取暖器

技术领域

本实用新型涉及一种取暖器，特别是涉及一种相变蓄热电取暖器（电暖器）。

背景技术

现有电暖器的正常运行依赖电力供给，断电后迅速失去供热能力。而且目前城市大多采用电价峰谷和峰顶区分，也就是在大量用电的阶段电价较高，在深夜用电量少的阶段，电价便宜。但是人们一般不会深夜使用电暖器，而电暖器使用的时间大多是白天、晚上睡觉前，这就导致用户需要支付高昂的电费，而且这段时间电力紧张，有可能因为供电不足导致电暖器发热量下降，影响使用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种相变蓄热电取暖器，其能够存储热量，从而在电价低谷时用电加热相变储能材料存储热量，在电价较高时，通过相变储能材料存储的热量供热，从而降低整体电费，节约使用成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种相变蓄热电取暖器，包括，外壳，所述外壳内部安装有散热模块和风机，还包括相变储能模块。

优选地，所述散热模块可以设置在所述风机的出风方向上。这样可以充分的进行换热。

优选地，所述相变储能模块包括储能外壳，所述储能外壳内部形成储能内腔，所述储能内腔中设有储热管，所述储热管的两端分别为储热进液端和储热出液端，所述的储能内腔中还填充有相变储能材料；所述散热模块包括散热管和散热片，所述散热片固定在所述散热管的外壁上，增加散热面积，提高换热效率；所述的散热管两端分别为散热进液端、散热出液端，所述的散热出液端连接有第三循环管，所述第三循环管通过第一循环管与所述储热进液端连通，所述储热排液端通过第二循环管与所述散热进液端连通；所述第一循环管上还依次设有循环泵和管道加热器；所述第三循环管与所述第一循环管的连通处还连接有一补液桶。

优选地，在所述储热进液端与所述第一循环管之间设置有热力切换阀；所述的热力切换阀，包括，切换外壳，切换外壳内为切换内腔，所述的切换内腔中安装有切换阀芯，所述的切换阀芯与切换内腔密封、可轴向滑动装配，且切换阀芯上设置有第一通孔、第二通孔；所述储热进液端可通过所述第一通孔与所述第一循环管连通；还包括一导热轴，所述导热轴一端装入切换内腔内，所述导热轴的另一端伸出切换外壳，所述导热轴与所述切换外壳密封固定装配；所述切换内腔内、在所述导热轴上套装有热力弹簧，所述热力弹簧的一端与切换阀芯固定连接，所述热力弹簧的另一端与切换外壳的内壁连接；

优选地，所述的热力弹簧为双程记忆弹簧。

优选地，所述的相变蓄热电取暖器，还包括保温模块，所述保温模块包括第一保温管和第二保温管，所述第一保温管的一端通过所述热力切换阀与第二保温管的一端连通；所述第一保温管的另一端与所述第一循环管连通；所述第二保温管的另一端与所述第二循环管连通；所述第一保温管可通过第二通孔与所述第二保温管连通。

优选地，当温度达到相变储能材料的最高温度时，热力弹簧受热伸长，将切换阀心推动；当热力弹簧的温度下降到相变储能材料相变温度的80%时，热力弹簧缩短，将切换阀心拉回，进行复位。

优选地，所述的导热轴与切换阀芯靠近的端面还用于限制切换阀心向导热轴移动的最大位移，所述的切换内腔远离导热轴的一侧端面用于限制切换阀心远离导热轴的最大位移。在初始状态时，储热进液端通过第一通孔与第一循环管连通；第一保温管与第二保温管之间被切换阀芯切断，也就是第二通孔不与第一保温管、第二保温管连通；当相变储能材料被加热到最高温度区间时，热力弹簧受热伸长，将切换阀芯推至远离导热轴的一端，从而使得储热进液端与第一循环管之间的连通关系被逐步切断，此时，第二通孔将第一保温管和第二保温管连通，介质从第一循环管先后流经第一保温管、第二通孔、第二保温管后进入第二循环管。

优选地，所述的相变蓄热电取暖器，还包括补充进液管、补充出液管、压力阀，压力阀的进液孔通过补充进液管与第一循环管连通，压力阀的出液孔通过补充出液管与第二循环管连通。

优选地，所述压力阀，包括，压力外壳，压力外壳内安装有阀体，阀体上分别设置有进液孔、密封锥孔、压力腔、导流通道、出液孔，所述的导流通道两端分别与密封锥孔、出液孔连通，且密封锥孔与阀芯外壁密封装配，所述的阀芯固定在阀杆一端，阀杆另一端装入阀筒内，所述的阀筒固定在压力腔内，且阀筒外套装有弹簧，弹簧两端分别与压力腔端面、阀芯端面贴紧。

优选地，所述相变蓄热电取暖器，还包括开关筒，所述开关筒的一端与切换内腔连通，所述开关筒的另一端穿出储能外壳；还包括开关杆，所述开关筒与所述开关杆可轴向滑动装配，所述开关杆的一端与切换阀芯靠近第一通孔的一端装配固定，所述开关杆的另一端穿出开关筒后与电磁铁的伸缩轴连接固定，在电磁铁未通电时，电磁铁不对开关杆产生阻力；所述的电磁铁固定在固定板上，固定板固定在储能外壳的外部壳体上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用相变储能材料储存热量，可以在管道加热器切断电力供应后数小时依然具有供热能力，同时在具有峰谷电价格差异的地区，可以采用晚上加热，白天由相变储能材料所蓄热量供暖的方式来减少供热成本。

附图说明

图1是本实用新型一种相变蓄热电取暖器的结构示意图。

图2是本实用新型一种相变蓄热电取暖器的相变储能模块改进结构示意图。

图3是本实用新型一种相变蓄热电取暖器的热力切换阀结构示意图。

图4是本实用新型一种相变蓄热电取暖器的压力阀结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

实施例一

参见图1，一种相变蓄热电取暖器，包括，外壳100，所述储能外壳100内部安装有散热模块和风机210，还包括相变储能模块300。

通过应用相变储能模块，可以在电价低谷时为相变储能模块加热储能，在电价高峰时，利用相变储能模块储存的热能，对散热模块进行加热，利用风机将热量吹出，实现取暖。

实施例二

本实施例为实施例一的一种优选方案，参见图1，所述散热模块设置在所述风机210的出风方向上,风机可以是向上出风，也可以是向侧边出风。

具体来说就是散热片120下方设置有风机210，风机210用于向散热片吹风，从而使得散热片上蕴含的热量快速的交换至空气上，实现空气的加热并将热风吹出进行取暖。

实施例三

本实施例为实施例一的另一种优选方案，参见图1，所述相变储能模块300包括储能外壳100，所述储能外壳内部形成储能内腔301，所述储能内腔301中设有储热管310，所述储热管310的两端分别为储热进液端311和储热出液端312，所述的储能内腔301中还填充有相变储能材料320；

所述散热模块包括散热管110和散热片120，所述散热片120固定在所述散热管110的外壁上；所述的散热管110两端分别为散热进液端111、散热出液端112，所述的散热出液端112连接有第三循环管413，所述第三循环管413通过第一循环管411与所述储热进液端311连通，所述储热出液端312通过第二循环管412与所述散热进液端111连通；

所述第一循环管411上还依次设有循环泵220和管道加热器230；

所述第三循环管413与所述第一循环管411的连通处还连接有一补液筒130。

所述的储热管310盘旋安装在相变储能模块300的储能内腔301内，所述的储能内腔301内还填充有相变储能材料320（(Phase Change Materials）；

使用时，散热管110、第一循环管411、第二循环管412、第三循环管413、储热管310内均装有用于传递热量的介质，这种介质可以是水、导热油等；

循环泵220启动后驱动介质在第一循环管411、第二循环管412、第三循环管413、储热管310内循环流动，当介质为水时，循环泵220为水泵；

介质循环后，启动管道加热器230对介质进行加热，被加热后的介质进入储热管310内加热相变储能材料320，然后进入散热管110内加热散热片120，散热片120被加热后其热量通过风机210产生的风直接带入空气中，从而使使用者进行取暖；

而在使用过程中，如果散热管110、第一循环管411、第二循环管412、第三循环管413、储热管310内的介质产生损耗，则会在第一循环管411处产生负压，通过此负压将补液桶130内的介质吸入，从而补充损耗的介质。

上述过程为用电取暖或相变储能模块300储热过程，在使用相变储能模块300取暖时，其过程如下：

1、管道加热器230停止运行，循环泵、风机照常运行；

2、介质流经储热管310后，通过相变储能材料320加热，然后流入散热管110中加热散热片，散热片在风机的风力吹扫下将空气加热，从而进行供暖。

这种方式可以通过内置MCU控制管道加热器230、循环泵220、风机210的电流通断、运行状态，从而在MCU（微型控制器）内内置程序，使用者可以自行设定相变储能模块300储热时间，这种技术在很多带有预约的电器上已经十分常见，可以参考现有的能够预约煮饭时间的电饭锅相关技术。

实施例四

参见图2至图4，在用电取暖时，介质会同时加热散热片120和相变储能材料320，当相变储能材料320加热到最大温度后，如果介质继续通过储热管310循环，则会大大增加循环泵负担，这显然不符合本案节约使用成本的初衷，因此申请人进行如下改进：

在所述储热进液端311与所述第一循环管411之间设置有热力切换阀500；所述的热力切换阀500，包括，切换外壳510，切换外壳510内为切换内腔511，所述的切换内腔511中安装有切换阀芯520，所述的切换阀芯520与切换内腔511密封、可轴向滑动装配，且切换阀芯520上设置有第一通孔521、第二通孔522；

所述储热进液端311可通过所述第一通孔521与所述第一循环管411连通；

还包括一导热轴530，所述导热轴530一端装入切换内腔511内，所述导热轴530的另一端伸出切换外壳510，所述导热轴530与所述切换外壳510密封固定装配；

所述切换内腔内511、在所述导热轴530上套装有热力弹簧540，所述热力弹簧540的一端与切换阀芯520固定连接，所述热力弹簧540的另一端与切换外壳510的内壁连接；所述的热力弹簧540为双程记忆弹簧；

当其温度达到相变储能材料的最高温度时，热力弹簧540受热伸长，将切换阀心520推动；当热力弹簧540的温度下降到相变储能材料320相变温度的80%时，热力弹簧540缩短，从而将切换阀心520拉回，进行复位；

所述的导热轴530与切换阀心520靠近的端面还用于限制切换阀心520向导热轴540移动的最大位移，所述的切换内腔511远离导热轴的一侧端面用于限制切换阀心520远离导热轴的最大位移；

所述的热力切换阀500，还包括保温模块，所述保温模块包括第一保温管431和第二保温管432，所述第一保温管431的一端通过所述热力切换阀500与第二保温管432的一端连通；

所述第一保温管431的另一端与所述第一循环管411连通；

所述第二保温管432的另一端与所述第二循环412管连通；

所述第一保温管431可通过第二通孔522与所述第二保温管432连通。

初始状态时（相变储能材料320需要加热时），储热进液端通过第一通孔521与第一循环管411连通；第一保温管431与第二保温管432之间被切换阀芯切断，也就是第二通孔522不与第一保温管431、第二保温管432连通；

使用时，当相变储能材料320被加热到最高温度区间时，热力弹簧540受热伸长，将切换阀芯520推至远离导热轴530的一端，从而使得储热进液端311与第一循环管411之间的连通关系被逐步切断，此时，第二通孔522将第一保温管431和第二保温管432连通，循环介质从第一循环管411先后流经第一保温管431、第二通孔522、第二保温管432后进入第二循环管412进行循环，这种设计使得介质能够对相变储能材料320进行少量供热以使其保温，但是又减少循环长度，从而可以降低循环泵功率，也就是可以节能。

实施例五

本实施例是实施例四的一种改进方案，参见图2和图3，由于热力弹簧540的伸长过程是缓慢的，因此，在切换阀心520切断第一通孔521与储热进液端311、第一循环管411连通后，第二通孔522可能还未与第一保温管431、第二保温管432连通，这就导致介质的循环受到阻碍，导致取暖器不能正常使用，因此申请人，进行如下改进：

增加补充进液管421、补充出液管422、压力阀600，压力阀600的进液孔621通过补充进液管421与第一循环管411连通、出液孔625通过补充出液管422与第二循环管412连通；

压力阀600，包括，压力外壳610，压力外壳610内安装有阀体620，阀体620上分别设置有进液孔621、密封锥孔622、压力腔623、导流通道624、出液孔625，所述的导流通道624两端分别与密封锥孔622、出液孔625连通，且密封锥孔622与阀芯660外壁密封装配，所述的阀芯660固定在阀杆640一端，阀杆640另一端装入阀筒630内，且阀杆640可在阀筒630内轴向滑动，所述的阀筒630固定在压力腔623内，且阀筒630外套装有弹簧650，弹簧650两端分别与压力腔623端面、阀芯660端面贴紧。初始状态时，阀芯660在弹簧650作用下与密封锥孔622贴紧、密封装配，从而切断进液孔621与导流通道624的连通，此时压力阀关闭。

当切换阀心520切断第一通孔521与储热进液端311、第一循环管411连通后，第二通孔522可能还未与第一保温管431、第二保温管432连通时，补充进液管421的液压增加，从而使得液压克服弹簧弹力将阀芯660推开，进液孔621与导流通道624连通，介质通过导流通道624进入出液孔625内，最后通过补充出液管422进行循环。在此过程中，储热管内的介质继续加热相变储能材料320，使得相变储能材料继续加热导热轴，也就是热力弹簧540被继续加热，也就是继续伸长、直到第二通孔将第一保温管431、第二保温管432连通后，补充进液管421的液压降低，弹簧驱动阀芯复位，压力阀关闭，此时，介质通过第一保温管431、第二保温管432进入循环，而相变储能模块300进入储能完成、保温状态。

实施例六

本实施例是实施例四的另一种改进方案，参见图2至图4，由于在需要采用相变储能模块300供热时，有可能由于相变储能材料320温度为降低至时热力弹簧回缩的温度，这就导致介质无法进入储热管内吸取相变储能材料的热量，因此，申请人进行如下改进：

在相变储能模块300内安装开关筒360，开关筒360一端与切换内腔511连通，另一端穿出相变储能模块300，且开关筒360与开关杆350可轴向滑动装配，开关杆350一端与切花阀芯520靠近第一通孔521一端装配固定，另一端穿出开关筒360后与电磁铁340的伸缩轴连接固定，电磁铁340可以驱动开关杆350轴向移动，且在电磁铁340未通电时，电磁铁不对开关杆350产生阻力，这能够减少开关杆对切换阀心520的阻力，也就是降低热力弹簧需要的推力。

所述的电磁铁340固定在固定板330上，固定板330固定在相变储能模块300外部。

需要采用相变储能模块300供热时，电磁铁340通电，电磁铁340通过开关杆350驱动切换阀心520克服热力弹簧弹力向导热轴移动，直到切换阀心520端面与导热轴端面贴紧，此时，第一通孔与储热进液端、第一循环管411连通，介质接入储热管吸取热量。这就导致相变储能材料温度降低，直到热力弹簧温度下降到能够回缩温度后，电磁铁断电，此时，切换阀心不会移动，储热管保持介质流通。本案中相变储能可以选用相变温度为100℃左右的多元醇类，如NPG。

本实用新型未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种相变蓄热电取暖器，包括外壳，所述外壳内部安装有散热模块和风机，其特征是：还包括相变储能模块及散热模块；

所述相变储能模块包括储能外壳，所述储能外壳内部形成储能内腔，所述储能内腔中设有储热管，所述储热管的两端分别为储热进液端和储热出液端，所述的储能内腔中还填充有相变储能材料；

所述散热模块包括散热管和散热片，所述散热片固定在所述散热管的外壁上；所述的散热管两端分别为散热进液端、散热出液端，所述的散热出液端连接有第三循环管，所述第三循环管通过第一循环管与所述储热进液端连通，所述储热排液端通过第二循环管与所述散热进液端连通；

所述第一循环管上还依次设有循环泵和管道加热器；

所述第三循环管与所述第一循环管的连通处还连接有一补液桶。

2.如权利要求1所述的相变蓄热电取暖器，其特征是：所述散热模块设置在所述风机的出风方向上。

3.如权利要求1所述的相变蓄热电取暖器，其特征是：在所述储热进液端与所述第一循环管之间设置有热力切换阀；

所述的热力切换阀，包括，切换外壳，切换外壳内为切换内腔，所述的切换内腔中安装有切换阀芯，所述的切换阀芯与切换内腔密封、可轴向滑动装配，且切换阀芯上设置有第一通孔、第二通孔；

所述储热进液端可通过所述第一通孔与所述第一循环管连通；

还包括一导热轴，所述导热轴一端装入切换内腔内，所述导热轴的另一端伸出切换外壳，所述导热轴与所述切换外壳密封固定装配；

所述切换内腔内、在所述导热轴上套装有热力弹簧，所述热力弹簧的一端与切换阀芯固定连接，所述热力弹簧的另一端与切换外壳的内壁连接；

所述的热力弹簧为双程记忆弹簧。

4.如权利要求3所述的相变蓄热电取暖器，其特征是：还包括保温模块，所述保温模块包括第一保温管和第二保温管，所述第一保温管的一端通过所述热力切换阀与第二保温管的一端连通；

所述第一保温管的另一端与所述第一循环管连通；

所述第二保温管的另一端与所述第二循环管连通；

所述第一保温管可通过第二通孔与所述第二保温管连通。

5.如权利要求3所述的相变蓄热电取暖器，其特征是：所述的导热轴与切换阀芯靠近的端面还用于限制切换阀心向导热轴移动的最大位移，所述的切换内腔远离导热轴的一侧端面用于限制切换阀心远离导热轴的最大位移。

6.如权利要求4所述的相变蓄热电取暖器，其特征是：初始状态时，储热进液端通过第一通孔与第一循环管连通；第一保温管与第二保温管之间被切换阀芯切断，也就是第二通孔不与第一保温管、第二保温管连通；

当相变储能材料被加热到最高温度区间时，热力弹簧受热伸长，将切换阀芯推至远离导热轴的一端，从而使得储热进液端与第一循环管之间的连通关系被逐步切断，此时，第二通孔将第一保温管和第二保温管连通，介质从第一循环管先后流经第一保温管、第二通孔、第二保温管后进入第二循环管。

7.如权利要求3所述的相变蓄热电取暖器，其特征是：还包括补充进液管、补充出液管、压力阀，压力阀的进液孔通过补充进液管与第一循环管连通，压力阀的出液孔通过补充出液管与第二循环管连通。

8.如权利要求7所述的相变蓄热电取暖器，其特征是：压力阀，包括，压力外壳，压力外壳内安装有阀体，阀体上分别设置有进液孔、密封锥孔、压力腔、导流通道、出液孔，所述的导流通道两端分别与密封锥孔、出液孔连通，且密封锥孔与阀芯外壁密封装配，所述的阀芯固定在阀杆一端，阀杆另一端装入阀筒内，所述的阀筒固定在压力腔内，且阀筒外套装有弹簧，弹簧两端分别与压力腔端面、阀芯端面贴紧。

9.如权利要求3所述的相变蓄热电取暖器，其特征是：还包括开关筒，所述开关筒的一端与切换内腔连通，所述开关筒的另一端穿出储能外壳；

还包括开关杆，所述开关筒与所述开关杆可轴向滑动装配，所述开关杆的一端与切换阀芯靠近第一通孔的一端装配固定，所述开关杆的另一端穿出开关筒后与电磁铁的伸缩轴连接固定，在电磁铁未通电时，电磁铁不对开关杆产生阻力；所述的电磁铁固定在固定板上，固定板固定在储能外壳的外部壳体上。