CN213454250U - 一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置 - Google Patents

Abstract

一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置，包括电热水器和电采暖炉一体机外壳体、保温隔离层、内胆壳体、平板式平面发热体、石墨烯碳纳米加热管、加热管固定上下盖板、内胆壳体上下盖板、硅胶密封垫、温度传感器、热交换盘管、石墨烯碳纳米加热管保护壳体、相变蓄能介质、以及电路控制系统等所组成，利用相变蓄热储能介质从固态到液态转变过程中蓄热储能特征，实现晚间电能的储存供白天释放使用。所述的相变储能电热水器和电采暖炉一体机，设有独立的电采暖炉和电热水器冷水进水口和热水出水口，通过设置在相变蓄能介质中的热交换盘管，石墨烯碳纳米加热管组成一个双系统的加热装置，构成一个预热和循环加热的热水供水和采暖的水通路。

Description

一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置

技术领域：

本实用新型涉及电热水器和电采暖炉领域，尤其涉及一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置。

背景技术：

在人们对环保要求和意识增强的当下，日常生活中需要对水和空气加热，尤其在北方冬天取暖通常是采用烧煤的方式来获得，烧煤取暖加重了空气污染治理的难度，因此我们有必要改变传统的烧煤取暖方式，采用电加热是未来的一个解决方案。在工业生产领域的各个方面亦有需要对水和空气加热，采用换热和电加热是一种有效的技术手段。能够改善人们的生活质量和提高生产工作效率，各种换热和电加热设备是必不可少的设备。

现有市场上的电热水器有即热式和储水式二大类，即热式的热水器由于功率大，在家庭使用中会存在用电的安全隐患。另一类是储水式热水器，由于储水箱的体积较大，以及其结构设计中为防止内胆腐蚀，会需要安装镁棒来克服金属电加热棒的结水垢，以及水箱内胆的腐蚀问题。用于防止水箱内胆腐蚀的镁棒，其使用的电位一般在-1.7左右，这么高的电位会使水箱内胆和加热管电位骤增形成过保护，造成在水箱内胆和加热管周围富集大量离子，加速水垢的产生，由于镁棒在1-2年内会逐渐消耗殆尽，水箱内胆逐渐开始腐蚀，金属电加热棒会结水垢，最终导致水箱漏水。金属电加热棒包裹结水垢后，会影响到热量的传导效率和引发安全事故，长期使用这样的水洗浴，容易引发皮肤炎、湿疹、皮肤癌等皮肤疾病。

其中即热式热水器从加热器来分类：有金属的和非金属的加热器，现有的非金属加热器都是采用石英玻璃管单向发热，镀膜层在石英玻璃管外面，管内是水路的通路和石英玻璃管发热体做热交换，由于石英玻璃管发热体升温快热量大，管内的水只能够带走约70％左右热能，还有大于30％的辐射热能被浪费掉了。因此，为解决现有上述二类电热水器和加热器所存在的技术缺陷，改善人们的用电安全和用水健康，提高人们的生活品质，本实用新型的一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置，显得尤为重要和具有实际的应用意义。

本实用新型内容：

本实用新型的目的就是为了实现上述目标和技术应用，提供一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置。

本实用新型的技术方案是：

一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置，包括电热水器和电采暖炉一体机外壳体、保温隔离层、内胆壳体、平板式平面发热体、石墨烯碳纳米加热管、加热管固定上下盖板、内胆壳体上下盖板、硅胶密封垫、温度传感器、热交换盘管、石墨烯碳纳米加热管保护壳体、相变蓄能介质、以及电路控制系统所组成，所述的热交换盘管是一个需要做冷热水交换的进水通路，设置有进水口和出水口，热交换盘管可以是金属管或金属波纹管，并且与石墨烯碳纳米加热管保护壳体中的水路，构成一个预热和循环加热的通路，设有冷水进水口和热水出水口，所述的石墨烯碳纳米加热管是一个二端通透的石英玻璃管，一支是在管壁内侧镀有导电膜和设有电极，另一支是在管壁外侧镀有导电膜和设有电极，所述的石墨烯碳纳米加热管与所述的石墨烯碳纳米加热管保护壳体组合成一个加热装置，该加热装置可以设置为单组或N组，所述的石墨烯碳纳米加热管保护壳体设有水路进口和出口，根据需要可以设置为串联应用或并联应用，所述的内胆壳体中罐装有相变蓄热储能介质，所述的相变蓄热储能介质是一种固/液二相能量转换物质，随冷热温度的变化而改变状态和形态，从固态到液态转变过程中实现蓄热储能和热能的释放，所述的内胆壳体上设置有温度传感器，相变材料罐装孔，过压、过热膨胀保护装置。

本实用新型的有益效果：

1、采用热交换排管或盘管连接供水系统，解决了储水式热水器水污染和容易积水垢的问题。

2、设置在内胆壳体的平板式平面发热体加热，可以充分利用夜晚的低谷电能，把电热能储存在内胆的相变蓄热介质中，储存的热能留到白天逐渐的释放使用。

3、所述的石墨烯碳纳米加热管采用石墨烯纳米碳内镀膜，电热转换效率高，实现水电分离无触电隐患、不易产生水垢延长使用的寿命。

附图说明：

图1是实施例的一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置

图2是实施例的一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置

图3是实施例的一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置

图4是实施例的一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置

图1：平板式平面发热体2、内胆壳体3、内镀膜加热管与保护壳体上下盖板5、外镀膜加热管上下盖板6、电采暖炉冷水进水口7、电采暖炉热水出水口8、电热水器冷水进水口12、电热水器热水出水口13、

图2：内镀膜加热管与保护壳体上下盖板5、外镀膜加热管上下盖板6、电采暖炉冷水进水口7、电采暖炉热水出水口8、电采暖炉石墨烯碳纳米加热管保护壳体9、电热水器冷水进水口12、电热水器热水出水口13、内胆壳体上下盖板14、热交换盘管19、电热水器石墨烯碳纳米加热管保护壳体20、

图3：石墨烯碳纳米内镀膜加热管4、内镀膜加热管与保护壳体上下盖板5、电采暖炉石墨烯碳纳米加热管保护壳体9、相变材料罐装孔11、内胆壳体上下盖板14、外镀膜加热管电极15、石墨烯碳纳米外镀膜加热管17、内镀膜加热管电极18、热交换盘管19、

图4：石墨烯碳纳米内镀膜加热管4、电采暖炉冷水进水口7、电采暖炉热水出水口8、电采暖炉石墨烯碳纳米加热管保护壳体9、外镀膜加热管电极15、温度传感器16、石墨烯碳纳米外镀膜加热管17、内镀膜加热管电极18、热交换盘管19、电热水器石墨烯碳纳米加热管保护壳体20、

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作一步的说明：

实例是对一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置描述：参见图1、图2、图3、图4、当加热水器上电工作时，平板式平面发热体2、首先会对内胆壳体3、中的相变蓄能介质进行加热，当温度上升达到相变介质的相变温度点后，热能被储存在内胆壳体3、中的相变介质所吸收和储存，随冷热温度的变化，相变介质从固态到液态转变过程中实现蓄热储能，直至相变介质储存蓄热能达到设置的温度控制点。此时石墨烯碳纳米加热管保护壳体9、中的水处于预热和待用状态。当需要使用电采暖炉供热时，设置在内胆壳体3、中N组的石墨烯碳纳米管加热装置，形成一个多次循环加热的水道通路，冷水通过冷热置换后经电采暖炉热水出水口8、流出供人们采暖的使用，本实施示范案例为双组的石墨烯碳纳米内、外加热管组成的加热装置。

当需要使用电热水器供热水时，设置在内胆壳体3、中N组的石墨烯碳纳米管加热装置，与热交换盘管19、形成一个多次循环加热的水道通路，冷水通过冷热置换后经电热水器热水出水口13、流出供人们的使用，本实施示范案例为单组的热交换盘管与单组的石墨烯碳纳米内、外加热管组成的加热装置。

当使用过程中随着相变介质热能的释放，温度下降到达控温点时，平板式平面发热体2、石墨烯碳纳米内镀膜加热管4、石墨烯碳纳米外镀膜加热管17、可以根据用户的需求自动或手动设置工作模式和温度需求，加热和储能周而复始的循环工作。

优选地，所述的热交换盘管19、设置为金属波纹管能够有效地增加换热面积，加快热交换的速度，提高热能效的利用率。

优选地，所述的石墨烯碳纳米加热管与所述的石墨烯碳纳米加热管保护壳体构成一个加热所装置，与所述的热交换盘管19、组合成一体机使用，能够更好地满足用户的各类使用需求。

优选地，设置在内胆壳体的平板式平面发热体加热，可以充分利用夜晚的低谷电能，把电热能储存在内胆的相变蓄热介质中，储存的热能留到白天逐渐的释放使用。

优选地，所述的石墨烯碳纳米加热管4、采用石墨烯纳米碳内镀膜，电热转换效率高，实现水电分离无触电隐患、不易产生水垢延长使用的寿命。

优选地，通过智能电路控制系统的流量和温度传感器，实现智能联网应用管理和服务。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对上述的实施例的变化、变形都将落在本实用新型的权利要求书的范围内。

Claims (4)

1.一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置，包括电热水器和电采暖炉一体机外壳体、保温隔离层、内胆壳体、平板式平面发热体、石墨烯碳纳米加热管、加热管固定上下盖板、内胆壳体上下盖板、硅胶密封垫、温度传感器、热交换盘管、石墨烯碳纳米加热管保护壳体、相变蓄能介质、以及电路控制系统所组成，其特征在于：所述的热交换盘管是一个需要做冷热水交换的进水通路，设置有进水口和出水口，热交换盘管可以是金属管或金属波纹管，并且与石墨烯碳纳米加热管保护壳体中的水路，构成一个预热和循环加热的通路，设有冷水进水口和热水出水口，所述的石墨烯碳纳米加热管是一个二端通透的石英玻璃管，在一支管壁的内侧镀有导电膜和设有电极，另一支在管壁的外侧镀有导电膜和设有电极，与所述的石墨烯碳纳米加热管保护壳体构成一个加热装置，所述的内胆壳体上设置有相变材料罐装孔，罐装有相变蓄热储能介质。

2.根据权利要求1所述的一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置，其特征在于：石墨烯碳纳米加热管与所述的石墨烯碳纳米加热管保护壳体组合成一个加热装置，水路通路可以设置为串联应用或并联应用。

3.根据权利要求1所述的一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置，其特征在于：所述的石墨烯碳纳米加热管与所述的石墨烯碳纳米加热管保护壳体组合成一个加热装置设有水路进口和出口，该加热装置可以设置为单组或N组单独应用或与热交换盘管组合应用。

4.根据权利要求1所述的一种相变储能石墨烯碳纳米管多次循环加热装置，其特征在于：所述的内胆壳体的单侧面或N侧面设置有平板式平面发热体。

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