CN219454793U - 超导复合相变蓄热板式热水单元及热水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种超导复合相变蓄热板式热水单元及热水装置，该热水单元包括：吹胀式热超导板，流体换热部，加热部，相变蓄热部。本实用新型的热水单元具有加热、蓄热和产生热水的完整功能，可单独使用，也可将预设个热水单元连接组合以实现不同蓄热量和热水供应时间等要求的蓄热式热水器装置，模块化板式结构，组装便利，效率高，不泄露，安全可靠；本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元可用于太阳能热水器，废气余热回收热水器，电力错峰填谷蓄热热水器，可用于工业生产、家庭生活、酒店、楼宇、居民小区和商业中心等分散式或集中式热水装置，具有广阔的应用场景和范围，良好的节能环保效果，巨大的经济效益和社会效益。

Description

超导复合相变蓄热板式热水单元及热水装置

技术领域

本实用新型涉及蓄热领域，特别是涉及一种超导复合相变蓄热板式热水单元及热水装置。

背景技术

相变蓄热是一种将暂时不用的或者多余的热能蓄存起来，等到需要时再利用的技术，是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，在太阳能，工业余热，废热利用以及电力调峰填谷等以及节能减排、实现双碳目标等具有明显的优势。热水在人们的生产和生活中广泛使用，比如工业生产、家庭生活、酒店、楼宇、居民小区和商业中心等工业生活商业的应用场所中大量使用热水，若能采用相变蓄热技术将多余热量直接蓄存起来，在用户需要时生产热提供给用户使用，可以节省大量能源，在节能减排，实现双碳目标，具有广阔的市场前景、巨大的经济效益和社会效益。目前的相变蓄热材料因导热系数小，蓄热和放热速率慢，温差大的技术难题，严重制约了蓄热技术在生产生活中的应用。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

鉴于以上，有必要提供一种超导复合相变蓄热板式热水单元及热水装置，以解决在现有相变蓄热技术中面临的困境和技术难题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有相变蓄热技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种超导复合相变蓄热板式热水单元及热水装置，用于解决现有相变蓄热技术中面临的相变蓄热材料导热系数小，蓄热和放热速率慢，温差大，严重制约了相变蓄热技术的广泛应用的技术难的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种超导复合相变蓄热板式热水单元，所述超导复合相变蓄热板式热水单元包括：

吹胀式热超导板，所述吹胀式热超导板包括相对的第一面及第二面，至少一面设置有相互连通的网络状凸起的传热管路，所述传热管路内灌注有传热工质，并与外界隔绝密封，所述传热工质用于将热量沿所述传热管路迅速传导至整个所述吹胀式热超导板；

流体换热部，所述流体换热部设置于所述吹胀式热超导板第一面的一端，所述流体换热部包括换热部壳体、换热部翅片、进流体接头及出流体接头，所述换热部翅片及所述换热部壳体均与所述吹胀式热超导板固定连接，且所述换热部翅片为错流翅片，设置于所述换热部壳体与所述吹胀式热超导板之间；

加热部，所述加热部设置于所述吹胀式热超导板第一面的另一端，所述加热部用于为整个所述超导复合相变蓄热板式热水单元加热；

相变蓄热部，所述相变蓄热部包括第一相变蓄热部及第二相变蓄热部，所述第一相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第一面，且位于所述流体换热部与所述加热部之间，所述第二相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第二面，所述第一相变蓄热部及所述第二相变蓄热部均包括蓄热部壳体、导热翅片及相变蓄热材料，所述导热翅片为波浪状的波折式翅片，设置于所述吹胀式热超导板上，与所述蓄热部壳体的内表面固定连接在一起，且所述导热翅片两端与所述蓄热部壳体保持有间隙，所述蓄热部壳体及所述吹胀式热超导板构成密封的蓄热部腔体，所述相变蓄热材料填充于所述蓄热部腔体内，所述导热翅片均布于所述相变蓄热材料中，用于增加所述相变蓄热材料的导热性能，提升所述相变蓄热材料的蓄热及放热速率。

可选地，所述换热部翅片包括铝合金错流翅片；所述换热部翅片厚度范围为0.1mm～1.0mm；所述换热部翅片高度范围为2mm～15mm。

可选地，所述加热部包括电加热器及流体加热部。

可选地，当所述加热部为所述流体加热部时，所述流体加热部的结构与所述流体换热部的结构完全相同。

可选地，所述相变蓄热材料为有机或无机固液相变蓄热材料，并填充满于所述蓄热部腔体内；当所述相变蓄热部储蓄热量时，所述相变蓄热材料由固相转变为液相；当所述相变蓄热部释放热量时，所述相变蓄热材料由液相转变为固相。

可选地，所述导热翅片包括铝波折式翅片及铝合金波折式翅片；所述导热翅片相邻两个波折之间的间距范围为2mm～5mm；所述导热翅片厚度范围为0.1mm～1.0mm；所述导热翅片高度范围为10mm～50mm。

可选地，所述流体换热部与所述吹胀式热超导板的连接方式包括钎焊；所述相变蓄热部与所述吹胀式热超导板的连接方式包括钎焊；所述加热部与所述吹胀式热超导板的连接方式包括钎焊及螺丝紧固。

可选地，所述传热管路为真空密封系统，其内部灌注的所述传热工质为流体；所述传热管路在所述吹胀式热超导板上的分布形状呈圆形蜂窝状、六边形蜂窝状、四边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的三角形及菱形中的至少一种延伸。

本实用新型还提供一种超导复合相变蓄热式热水装置，所述超导复合相变蓄热式热水装置包括：预设个上述任意一项所述的超导复合相变蓄热板式热水单元；冷水进水总管；热水出水总管；冷水从所述冷水进水总管流入所述超导复合相变蓄热板式热水单元的所述流体换热部进行对流换热，变成热水，再从所述热水出水总管流出。

可选地，当所述加热部为所述电加热器时，所述超导复合相变蓄热热水装置还包括电源导线，将各个所述电加热器连接；当所述加热部为所述流体加热部时，所述热水装置还包括进液总管及出液总管，将各个所述流体加热部连接。

如上所述，本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元及热水装置，具有以下有益效果：

本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元中的所述吹胀式热超导板作为导热主体，导热速率快、均温性好、可靠性高、成本低，所述流体换热部的所述换热部翅片为高密度低高度的错流翅片，流体对流换热系数大，换热面积大，导热距离小，翅片效率高，换热速率快，换热能力大，结构紧凑，所述相变蓄热部中的所述相变蓄热材料填充在所述吹胀式热超导板表面和所述蓄热部壳体之间，高密度的所述导热翅片设置于所述吹胀式热超导板上，并均匀设置于所述相变蓄热材料中，导热路径短、速率快、热效率高，结构紧凑，解决了所述相变蓄热材料导热系数小，热阻大，吸热和放热速率慢，温差大的技术难题；本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元具有加热、蓄热和产生热水的完整功能，可单独使用，也可将预设个所述热水单元连接组合以实现不同蓄热量和热交换效率要求超导复合相变蓄热式热水器装置，模块化板式结构，组装便利，效率高，不泄露，安全可靠；本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元可广泛应用于太阳能热水器，废气余热回收热水器，电力错峰填谷蓄热热水器，也可广泛应用于工业生产、家庭生活、酒店、楼宇、居民小区和商业中心等分散式或集中式热水装置，可以节省大量能源，在节能减排，实现双碳目标，具有广阔的应用场景和范围，巨大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1显示为本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元实施例一的结构示意图。

图2显示为本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元实施例一的截面剖示图。

图3显示为图2的局部放大图。

图4显示为本实用新型的吹胀式热超导板结构示意图。

图5显示为本实用新型的换热部壳体结构示意图。

图6显示为本实用新型的换热部翅片结构示意图。

图7显示为本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元实施例二的结构示意图。

图8显示为本实用新型的超导复合相变蓄热式热水装置实施例三的结构示意图。

图9显示为本实用新型的超导复合相变蓄热式热水装置实施例四的结构示意图。

元件标号说明

10 吹胀式热超导板

11 传热管路

12 注液管路

20 流体换热部

21 换热部壳体

22 换热部翅片

31 第一相变蓄热部

32 第二相变蓄热部

33 蓄热部壳体

34 导热翅片

35 相变蓄热材料

41 电加热器

42 流体加热部

50 电源导线

60 冷水进液总管

70 热水出水总管

80 进液总管

90 出液总管

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个结构或特征与其他结构或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于……之间”表示包括两端点值。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

请参阅图1至图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图1至图6所示，本实施例提供一种超导复合相变蓄热板式热水单元，所述超导复合相变蓄热板式热水单元包括：

吹胀式热超导板10，所述吹胀式热超导板10包括相对的第一面及第二面，至少一面设置有相互连通的网络状凸起的传热管路11，所述传热管路11内灌注有传热工质，并与外界隔绝密封，所述传热工质用于将热量沿所述传热管路11迅速传导至整个所述吹胀式热超导板10；

流体换热部20，所述流体换热部20设置于所述吹胀式热超导板10第一面的一端，所述流体换热部20包括换热部壳体21、换热部翅片22、进流体接头及出流体接头，所述换热部翅片22及所述换热部壳体21均与所述吹胀式热超导板10固定连接，且所述换热部翅片22为错流翅片，设置于所述换热部壳体21与所述吹胀式热超导板10之间；

加热部，所述加热部设置于所述吹胀式热超导板10第一面的另一端，所述加热部用于为整个所述超导复合相变蓄热板式热水单元加热；

相变蓄热部，所述相变蓄热部包括第一相变蓄热部31及第二相变蓄热部32，所述第一相变蓄热部31设置于所述吹胀式热超导板10的第一面，且位于所述流体换热部20与所述加热部之间，所述第二相变蓄热部32设置于所述吹胀式热超导板10的第二面，所述第一相变蓄热部31及所述第二相变蓄热部32均包括蓄热部壳体33、导热翅片34及相变蓄热材料35，所述导热翅片34为波浪状的波折式翅片，设置于所述吹胀式热超导板10上，与所述蓄热部壳体33的内表面固定连接在一起，且所述导热翅片34两端与所述蓄热部壳体33保持有间隙，所述蓄热部壳体33及所述吹胀式热超导板10构成密封的蓄热部腔体，所述相变蓄热材料35填充于所述蓄热部腔体内，所述导热翅片34均布于所述相变蓄热材料35中，用于增加所述相变蓄热材料35的导热性能，提升所述相变蓄热材料35的蓄热及放热速率。

这里需要说明的是，所述吹胀式热超导板10相对的两面可以一面设置有相互连通的传热管路11，为凸起面，另一为平面，也可以相对的两面均设置有相互连通的传热管路11，均为凸起面，由于所述吹胀式热超导板10薄板型器件，热流密度高，为了使所述流体换热部的所述换热部翅片22与所述吹胀式热超导板10完全紧密结合以提高换热效率，在本实施例中使用吹胀工艺只在一面设置有相互连通网络状凸起的传热管路11，也即所述吹胀式热超导板10的所述第一面为平面，所述第二面为凸起面。所述流体换热部20、所述加热部及所述第一相变蓄热部31均设置于所述吹胀式热超导板10的平面上，所述第二相变蓄热部32设置于所述吹胀式热超导板10的凸起面上。所述流体换热部20及所述加热部均设置于所述吹胀式热超导板10的平面上，有助于增大与所述吹胀式热超导板10接触面积，减小导热热阻，提高导热速率和换热效率。

所述超导复合相变蓄热板式热水单元的工作原理为：在相变蓄热过程中，所述加热部产生的热量通过热传导传至所述吹胀式热超导板10，所述吹胀式热超导板10通过所述传热管路11中的传热工质，迅速将热量传导至整个所述吹胀式热超导板10的其他表面，然后，一部分热量从所述吹胀式热超导板10表面传导至所述流体换热部20，冷水从所述流体换热部20的进流体接头流入，与所述流体换热部20内部的所述换热部翅片22进行对流换热，冷水吸热升温变成热水，最后从所述流体换热部20的出流体接头流出；另一部分热量从所述吹胀式热超导板10表面传导至所述相变蓄热部，通过所述导热翅片34传导给所述相变蓄热材料35，所述相变蓄热材料35吸收热量温度升高，达到相变温度后所述相变蓄热材料35开始吸热熔化，从固体逐步变成液体，在此过程中温度保持不变，当所述相变蓄热材料35完全熔化后，温度再开始继续上升，完成相变蓄热过程，调小所述电加热器的加热功率，保证热水出水温度在设定值。

相变放热过程，当所述加热部停止工作时，所述相变蓄热部内部的所述相变蓄热材料35储蓄的热量通过所述导热翅片34传导至所述吹胀式热超导板10，所述吹胀式热超导板10通过所述传热管路11内部的传热工质将热量快速传导至所述流体换热部20，所述流体换热部20内部的所述换热部翅片22与冷水进行对流换热，冷水吸热升温。冷水从所述流体换热部20的进流体接头流入，流过所述流体换热部20内部的所述换热部翅片22，将所述换热部翅片22上的热量吸收并升温，最后再通过出流体接头流出，实现冷水的加热；所述相变蓄热部内的所述相变蓄热材料35在放热过程中，达到相变温度后开始发生相变，由液体逐渐转变为固体，此过程维持温度不变，当所述相变蓄热材料35释放完储蓄的相变潜热后完全凝固，温度开始继续下降，完成所述相变蓄热材料35的放热过程。在相变放热过程，尽管已经停止外部输入加热的热量，仍能保证连续供应恒定温度的热水。

本实施例的超导复合相变蓄热板式热水单元中的所述吹胀式热超导板10作为导热主体，导热速率快、均温性好、可靠性高、成本低，所述流体换热部20的所述换热部翅片22为高密度低高度的强化传热错流翅片，流体对流换热系数大，换热面积大，导热距离小，翅片效率高，换热速率快，换热能力大，结构紧凑，所述相变蓄热部中的所述相变蓄热材料35填充在所述吹胀式热超导板10表面和所述蓄热部壳体33之间，大面积的所述导热翅片34设置于所述吹胀式热超导板10上，并均匀设置于所述相变蓄热材料35中，导热路径短、速率快、热效率高，结构紧凑，解决了所述相变蓄热材料35导热系数小，热阻大，相变蓄热和放热速率慢，温差大的技术难题；本实施例的超导复合相变蓄热板式热水单元具有加热、蓄热和产生热水的完整功能，可单独使用，也可将预设个所述超导复合相变蓄热板式热水单元连接组合以实现不同蓄热量和热交换效率要求超导复合相变蓄热式热水器装置，模块化板式结构，组装便利，效率高，不泄露，安全可靠。

作为示例，所述流体换热部20与所述吹胀式热超导板10的连接方式包括钎焊；所述相变蓄热部与所述吹胀式热超导板10的连接方式包括钎焊；所述加热部与所述吹胀式热超导板10的连接方式包括钎焊及螺丝紧固。

本实施例中的连接方式大多皆采用钎焊，利用熔点低的焊料，加热融化后利用液态钎料填充于想要连接的两个部件之间，使其连接在一起。与所述吹胀式热超导板10连接的所述流体换热部20包括所述换热部壳体21及所述换热部翅片23。与所述吹胀式热超导板10连接的所述相变蓄热部包括所述蓄热部壳体33及所述导热翅片34，其中，所述导热翅片33直接钎焊于所述吹胀式热超导板10表面上，并均布于所述相变蓄热材料35中，使得所述相变蓄热材料35在储蓄热量及释放热量的过程中导热路径短、速率快、热效率高，解决了所述相变蓄热材料35导热系数小，热阻大，蓄热和放热速率慢，温差大的技术难题。此外，所述相变蓄热部包括所述第一相变蓄热部31及所述第二相变蓄热部32，所述第一相变蓄热部31设置于平面的所述吹胀式热超导板10的第一面，所述第二相变蓄热部32设置于凸起面的所述吹胀式热超导板10的第二面。

本实施例中，所述加热部为电加热器41，所述加热器41通过与电源导线50连接，为整个所述超导复合相变蓄热板式热水单元加热，所述电加热器41位于所述吹胀式热超导板10第一面的一端，可为上端，也可为下端，可根据实际需要进行设置，本实施例将所述电加热器41设置于所述吹胀式热超导板10第一面的下端，将所述流体换热部20设置于所述吹胀式热超导板10第一面的上端，有利于所述吹胀式热超导板10的高效导热。此外，所述电加热器41与所述吹胀式热超导板10通过导热界面材料和螺丝固定连接。

如图5至图6所示，作为示例，所述换热部翅片22包括铝合金错流翅片；所述换热部翅片22厚度范围为0.1mm～1.0mm，例如，可以为0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm；所述换热部翅片22高度范围为2mm～15mm，例如，可以为2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、15mm。

所述铝合金错流翅片为高密度低高度的强化导热错流翅片，在本实施例中使用铝合金错流翅片作为错流翅片组与所述吹胀式热超导板10连接在一起，流体对流换热系数大，换热面积大，导热距离小，翅片效率高，换热速率快，换热能力大，结构紧凑。

如图3所示，作为示例，所述导热翅片34包括铝波折式翅片及铝合金波折式翅片，可根据实际需要进行选择；所述导热翅片34相邻两个波折之间的间距范围为2mm～5mm，例如，可以为2mm、3mm、4mm、5mm；所述导热翅片34厚度范围为0.1mm～1.0mm，例如，可以为0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、1mm；所述导热翅片34高度范围为10mm～50mm，例如，可以为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm。

这里需要说明的是，所述导热翅片34每个波折之间的间距、厚度及高度应该保持一致，除了便于加工，也在传导热量的过程中保持均匀性。

作为示例，所述相变蓄热材料35为有机或无机固液相变蓄热材料，并填充满于所述蓄热部腔体内；当所述相变蓄热部储蓄热量时，所述相变蓄热材料35由固相转变为液相；当所述相变蓄热部释放热量时，所述相变蓄热材料35由液相转变为固相。

所述相变蓄热材料35是在其自身的相变温度下，利用相变潜热，以较小的体积和重量吸收大量的热，将热量储蓄起来，在储蓄热量的过程中温度保持不变。本实施例的超导复合相变蓄热板式热水单元的蓄热量、蓄热温度与填充的所述相变蓄热材料35的量及热物性相关，所述热物性也即所述相变蓄热材料35的比重、相变潜热、相变温度、导热系数等。

本实施例中，所述相变蓄热材料35优先采用为石蜡，且填充满于所述蓄热部腔体内，当然，具体所述相变蓄热材料35在所述蓄热部腔体内的空间比例可根据实际需要进行设置，在此不做限制。

如图4所示，作为示例，所述传热管路11为真空密封系统，其内部灌注的所述传热工质为流体。

在本实施例中，所述传热工质优选采用为液体与气体的混合物，所述液体占所述传热管路11空间的比例范围为10％～50％，例如，可以为10％、20％、30％、40％、50％。相互连通的密闭所述传热管路11遍布所述吹胀式热超导板10的第二面，使的整个所述吹胀式热超导板10温度均匀，传热效率高，真空密封环境更是保证和提高了所述吹胀式热超导板10传热效率和传热能力。当然，设置有所述传热管路11的所述PCI热超导板的一面，还设置有与所述传热管路11连通的注液管道12，用于抽出不凝性气体和灌注所述传热工质。

作为示例，所述吹胀式热超导板10上的传热管路11的分布形状呈圆形蜂窝状、六边形蜂窝状、四边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的三角形及菱形中的至少一种延伸。具体所述传热管路11的分布形状的选择可根据实际需要进行选择，在此不做限制。

实施例二

如图7所示，本实施例提供一种超导复合相变蓄热板式热水单元，所述超导复合相变蓄热板式热水单元与实施例一的不同之处在于，所述加热部为流体加热部42，所述流体加热部42热量来源是太阳能热，工业废热等低品位能源，所述流体加热部32也是用于为整个所述超导复合相变蓄热板式热水单元加热，所述流体加热部32宽度与所述吹胀式热超导板10相同，且一侧面具有外供热流体进出的进出口。

作为示例，所述流体加热部42的结构与所述流体换热部20完全相同。

本实施例中的相变蓄热和相变放热过程与实施例一类似，不同之处在于利用外供热流体通过所述流体加热部42来提供相变蓄热过程的热量及加热热水的热量。

实施例三

如图1及图8所示，本实施例提供一种超导复合相变蓄热式热水装置，所述超导复合相变蓄热式热水装置包括预设个实施例一中的所述超导复合相变蓄热板式热水单元；冷水进水总管60；热水出水总管70；冷水从所述冷水进水总管60流入所述超导复合相变蓄热板式热水单元的所述流体换热部20进行加热升温，变成热水，再从所述热水出水总管70流出。

本实施例的所述超导复合相变蓄热式热水装置可将预设个所述超导复合相变蓄热板式热水单元连接组合以实现不同的蓄热量、热水量、热水温度和热交换效率等要求的超导复合相变蓄热式热水装置；模块化板式结构，组装便利，效率高，不泄露；本实施例的超导复合相变蓄热板式热水单元可广泛应用于太阳能光热蓄热热水装置，工业余热回收蓄热热水装置，电力错峰填谷蓄热热水装置，也可广泛应用于工业生产、家庭生活、酒店、楼宇、居民小区和商业中心等分散式或集中式热水装置，可以节省大量能源，在节能减排，实现双碳目标，具有广阔的应用场景和范围，巨大的经济效益和社会效益。

具体所述超导复合相变蓄热板式热水单元数量的可根据实际需要进行设置，在此不做限制，本实施例中为6个。

作为示例，所述超导复合相变蓄热板式热水单元的连接方式为串联、并联及串并连组合中的一种。

所述超导复合相变蓄热板式热水单元的具体数量可根据实际需要进行选择，在此不做限制，在本实施例中，所述采用6个实施例一中的所述超导复合相变蓄热板式热水单元通过并联的连接方式组合在一起，所述电加热器41通过电源导线50连接。

实施例四

如图7及图9所示，本实施例提供一种超导复合相变蓄热式热水装置，所述超导复合相变蓄热热水装置包括预设个实施例二中的所述超导复合相变蓄热板式热水单元；冷水进水总管60；热水出水总管70；冷水从所述冷水进水总管60流入所述超导复合相变蓄热板式热水单元的所述流体换热部进行加热升温，变成热水，再从所述热水出水总管70流出。所述超导复合相变蓄热式热水装置的还包括用于外部热流体进出的进液总管80及出液总管90，外供热流体从下端的所述进液总管80流入并分配至各个所述超导复合相变蓄热板式热水单元的所述流体加热部42，然后通过对流换热将热量通过所述吹胀式热超导板10传导给所述相变蓄热部及流过上端所述流体换热部20的热水，最后从所述流体加热部42的出流体接头流出汇总至所述出液总管90；所述相变蓄热部将热量传至上端的所述液体换热部20，冷水从所述冷水进水总管60流入各个所述流体换热部20进行加热升温，冷水吸热温度升高变成热水，汇总至出所述热水出水总管70流出。

综上所述，本实用新型提供一种超导复合相变蓄热板式热水单元及热水装置，所述超导复合相变蓄热板式热水单元包括：吹胀式热超导板，所述吹胀式热超导板包括相对的第一面及第二面，至少一面设置有相互连通的网络状凸起的传热管路，所述传热管路内灌注有传热工质，并与外界隔绝密封，所述传热工质用于将热量沿所述传热管路迅速传导至整个所述吹胀式热超导板表面；流体换热部，所述流体换热部设置于所述吹胀式热超导板第一面的一端，所述流体换热部包括换热部壳体、换热部翅片、进流体接头及出流体接头，所述换热部翅片及所述换热部壳体均与所述吹胀式热超导板固定连接，且所述换热部翅片为错流翅片，设置于所述换热部壳体与所述吹胀式热超导板之间；加热部，所述加热部设置于所述吹胀式热超导板第一面的另一端，所述加热部用于为整个所述超导复合相变蓄热板式热水单元加热；相变蓄热部，所述相变蓄热部包括第一相变蓄热部及第二相变蓄热部，所述第一相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第一面，且位于所述流体换热部与所述加热部之间，所述第二相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第二面，所述第一相变蓄热部及所述第二相变蓄热部均包括蓄热部壳体、导热翅片及相变蓄热材料，所述导热翅片为波浪状的波折式翅片，设置于所述吹胀式热超导板上，与所述蓄热部壳体的内表面固定连接在一起，且所述导热翅片两端与所述蓄热部壳体保持有间隙，所述蓄热部壳体及所述吹胀式热超导板构成蓄热部腔体，所述相变蓄热材料填充于所述蓄热部腔体内，所述导热翅片均布于所述相变蓄热材料中，用于增加所述相变蓄热材料的导热性能，提升所述相变蓄热材料的蓄热及放热速率。本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元中的所述吹胀式热超导板作为导热主体，导热速率快、均温性好、可靠性高、成本低，所述流体换热部的所述换热部翅片为高密度低高度的错流翅片，流体对流换热系数大，换热面积大，导热距离小，翅片效率高，换热速率快，换热能力大，结构紧凑，所述相变蓄热部中的所述相变蓄热材料填充在所述吹胀式热超导板表面和所述蓄热部壳体之间，大面积的所述导热翅片设置于所述吹胀式热超导板上，并均匀设置于所述相变蓄热材料中，导热路径短、速率快、热效率高，结构紧凑，解决了所述相变蓄热材料导热系数小，热阻大，蓄热和放热速率慢，温差大的技术难题；本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元具有加热、蓄热和产生热水的完整功能，可单独使用，也可将预设个所述超导复合相变蓄热板式热水单元连接组合以实现不同蓄热量和热交换效率要求超导复合相变蓄热式热水器装置，模块化板式结构，组装便利，效率高，不泄露，安全可靠；本实用新型的超导复合相变蓄热板式热水单元可广泛应用于太阳能热水器，废气余热回收热水器，电力错峰填谷蓄热热水器，也可广泛应用于工业生产、家庭生活、酒店、楼宇、居民小区和商业中心等分散式或集中式超导复合相变蓄热式热水装置，可以节省大量能源，在节能减排，实现双碳目标，具有广阔的应用场景和范围，巨大的经济效益和社会效益。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种超导复合相变蓄热板式热水单元，其特征在于，所述超导复合相变蓄热板式热水单元包括：

吹胀式热超导板，所述吹胀式热超导板包括相对的第一面及第二面，至少一面设置有相互连通的网络状凸起的传热管路，所述传热管路内灌注有传热工质，并与外界隔绝密封，所述传热工质用于将热量沿所述传热管路迅速传导至整个所述吹胀式热超导板表面；

流体换热部，所述流体换热部设置于所述吹胀式热超导板第一面的一端，所述流体换热部包括换热部壳体、换热部翅片、进流体接头及出流体接头，所述换热部翅片及所述换热部壳体均与所述吹胀式热超导板固定连接，且所述换热部翅片为错流翅片，设置于所述换热部壳体与所述吹胀式热超导板之间；

加热部，所述加热部设置于所述吹胀式热超导板第一面的另一端，所述加热部用于为整个所述超导复合相变蓄热板式热水单元加热；

相变蓄热部，所述相变蓄热部包括第一相变蓄热部及第二相变蓄热部，所述第一相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第一面，且位于所述流体换热部与所述加热部之间，所述第二相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第二面，所述第一相变蓄热部及所述第二相变蓄热部均包括蓄热部壳体、导热翅片及相变蓄热材料，所述导热翅片为波浪状的波折式翅片，设置于所述吹胀式热超导板上，与所述蓄热部壳体的内表面固定连接在一起，且所述导热翅片两端与所述蓄热部壳体保持有间隙，所述蓄热部壳体及所述吹胀式热超导板构成密封的蓄热部腔体，所述相变蓄热材料填充于所述蓄热部腔体内，所述导热翅片均布于所述相变蓄热材料中，用于增加所述相变蓄热材料的导热性能，提升所述相变蓄热材料的蓄热及放热速率。

2.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热板式热水单元，其特征在于：所述换热部翅片包括铝合金错流翅片；所述换热部翅片厚度范围为0.1mm～1.0mm；所述换热部翅片高度范围为2mm～15mm。

3.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热板式热水单元，其特征在于：所述加热部包括电加热器及流体加热部。

4.根据权利要求3所述的超导复合相变蓄热板式热水单元，其特征在于：当所述加热部为所述流体加热部时，所述流体加热部的结构与所述流体换热部的结构完全相同。

5.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热板式热水单元，其特征在于：所述相变蓄热材料为有机固或无机液相变蓄热材料，并填充满于所述蓄热部腔体内；当所述相变蓄热部储蓄热量时，所述相变蓄热材料由固相转变为液相；当所述相变蓄热部释放热量时，所述相变蓄热材料由液相转变为固相。

6.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热板式热水单元，其特征在于：所述导热翅片包括铝波折式翅片及铝合金波折式翅片；所述导热翅片相邻两个波折之间的间距范围为2mm～5mm；所述导热翅片厚度范围为0.1mm～1.0mm；所述导热翅片高度范围为10mm～50mm。

7.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热板式热水单元，其特征在于：所述流体换热部与所述吹胀式热超导板的连接方式包括钎焊；所述相变蓄热部与所述吹胀式热超导板的连接方式包括钎焊；所述加热部与所述吹胀式热超导板的连接方式包括钎焊及螺丝紧固。

8.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热板式热水单元，其特征在于：所述传热管路为真空密封系统，其内部灌注的所述传热工质为流体；所述传热管路在所述吹胀式热超导板上的分布形状呈圆形蜂窝状、六边形蜂窝状、四边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的三角形及菱形中的至少一种延伸。

9.一种超导复合相变蓄热式热水装置，其特征在于，所述超导复合相变蓄热式热水装置包括：预设个如权利要求1～8中任意一项所述的超导复合相变蓄热板式热水单元；冷水进水总管；热水出水总管；冷水从所述冷水进水总管流入所述超导复合相变蓄热板式热水单元的所述流体换热部进行对流换热，变成热水，再从所述热水出水总管流出。

10.根据权利要求9所述的超导复合相变蓄热式热水装置，其特征在于：当所述加热部为所述电加热器时，所述超导复合相变蓄热式热水装置还包括电源导线，将各个所述电加热器连接；当所述加热部为所述流体加热部时，所述热水装置还包括进液总管及出液总管，将各个所述流体加热部连接。