[实用新型]一种采用石墨导热界面层的外壁加热水箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用石墨导热界面层的外壁加热水箱，属于热工技术领域。

背景技术

储热式水箱结构广泛应用于电热水器、热泵热水器、燃气热水装置、蒸汽加热装置、热空气或烟气加热装置等领域，火管或烟管锅炉的锅筒部分也可看作储热水箱，上述水箱当其设置外绕式加热元件时，可从根本上避免内置加热器需要解决的较严重的腐蚀及结垢等问题，但是其热阻通常会增大，当加热量相同时就会导致需要较大的换热面积，其传热温差往往也需要增大，从而会导致能源利用效率的降低。因此，如何有效降低传热热阻是改善其换热性能、降低传热面积的有效途径。

目前常用的外壁间接加热式水箱的加热面与水箱围壳之间常采用导热硅脂等导热胶体材料以降低两壁面间的接触热阻，增强换热能力。存在的问题是，较高质量的导热硅脂的材料价格较高，有可能与箱体钢板材料成本相当，而如果采用价廉的导热硅脂，其内部含有的作为填料的粉体添加剂（如氧化铝、氮化铝等）往往质量较劣，粒径不均匀，且有可能对金属接触面形成腐蚀。

另一方面，石墨粉体导热性能好，其导热系数可达300～500W/mK，而且价格低、稳定性好，适宜于用作导热胶体添加材料，如配制加工为合适的载体结构，将可能有效降低间接式换热水箱的换热热阻。

实用新型内容

本实用新型的目的和任务是，针对上述存在的问题，通过采用石墨导热胶粘材料作为水箱内胆围壳与加热面之间的接触式导热界面层，可增强换热性能，减少传热面积，降低成本。

本实用新型的具体描述是：一种采用石墨导热界面层的外壁加热水箱，由内胆围壳、加热元件、导热界面层、保温结构及水管组成，其中加热元件（3）贴附于围壳（2）的外壁面，其特征在于所述的加热元件（3）和围壳（2）之间由石墨导热界面层（1）相连。

石墨导热界面层（1）为由均匀涂覆在围壳（2）的外壁面上的添加了石墨的导热硅脂形成，或采用含有或不含有石墨的导热泡棉或者高膨胀率的导热胶带作为导热界面层。

加热元件（3）可以采用外绕式热水盘管结构、电加热带或加热丝结构、蒸汽或热空气或烟气加热器结构、热泵热水器冷凝器盘管结构或者火管或烟管锅炉换热面结构。

所采用的石墨导热胶可按如下组分加工混匀而成：石墨粉10～70Wt%，导热硅脂30～90Wt%，甘油0～6Wt%。

所采用的石墨导热泡棉的石墨粉添加比例可为：0～70%Wt，其它导热粉体如氧化铝、氮化铝等的添加比例为0～30%。该新型导热泡棉的表观压缩率最高可达95%。

本实用新型与现有导热硅脂相比，采用的新型石墨导热界面材料的导热性能好、性质稳定、价格低，便于使用，适用范围广，例如可用于水水换热、电加热、蒸汽或热空气或烟气加热、热泵热水器、火管或烟管锅炉等的储水加热容器等领域。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，图2为俯视示意图。

图1、2中各部件编号与名称如下：

石墨导热界面层1、围壳2、集热元件3、保温层4、外壳5、外流道6、内流道7、隔流器支架8、进水管9、出水管10。

具体实施方式

图1是本实用新型的结构示意图，图2为俯视示意图。

采用石墨导热界面层的外壁加热水箱由内胆围壳、加热元件、导热界面层、保温结构及水管组成，其中加热元件（3）贴附于围壳（2）的外壁面，加热元件（3）和围壳（2）之间由石墨导热界面层（1）相连。

石墨导热界面层（1）采用含有石墨的导热泡棉作为导热界面层。

加热元件（3）采用外绕式热水盘管结构。

所采用的石墨导热泡棉的石墨粉添加比例可为：35～40%Wt，其表观压缩率可达90%。

需要说明的是，本实施例仅仅是本实用新型的具体实施方式之一，任何采用本装置所描述结构特点的简单变形也均属本实用新型的保护范围。