[发明专利]一种相变储能热水器

说明书

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，具体涉及一种相变储能热水器。

背景技术

相变储能热水器是利用相变储能材料热焓值高，储能密度大的优点，将电能或热能储存在相变储能热水器相变材料中，需要热水时用自来水通过换热盘管置换出相变材料中储存的热量。相变材料热焓值高的特性决定了相变储能热水器有很多优点，与已有储水式热水器相比，该热水器结构更加小巧，内部储水少、没有死水，可以杜绝结垢现象的发生，电加热相变材料，可以做到电水分离，安全性好。

目前已有的相变热水器，如CN203880936U所述热水器，包含蒸发器、压缩机、节流阀、换热盘管、盘管式热水管等，换热器结构复杂，另外，在相变材料中，需要同时浸埋换热盘管和盘管式热水管两种盘管，二者分别在在蓄、放热过程中走不同介质，因此，与相变材料的接触面积都相对较小，影响相变材料蓄放热效果；CN204084826U中所述电加热元件方式，会使相变材料产生局部过热，其它部位材料蓄热不充分，甚至达不到相变点的问题，影响相变材料储热性能；CN102654308所述热水器用泵循环水加热相变材料，在热水器中需设置水泵和水容器，增加了热水器的复杂性，降低了热水器的空间利用率，另外，相变材料封装在管道外若干个容器中，不利于相变材料的自然对流，影响其传热效果。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种结构紧凑、加热均匀、传热性能好、出水效率高的相变储能热水器。

本发明的技术方案是：一种相变储能热水器，包括换热器外壳，换热器外壳内有保温材料层，所述保温材料层内是内胆，所述内胆包括内胆外壳，所述内胆内填充有相变材料，相变材料的填充体积占内胆体积的80％-98％，在所述相变材料中埋设有换热盘管，在所述相变材料中均匀分布设置电加热机构，在所述相变材料中安装有相变材料温度传感器，相变材料温度传感器和电加热机构电连接至控制器，控制器安装于换热器外壳上。

本发明的相变储能热水器，进一步包括：所述换热盘管一端连接冷水进水口，一端连接热水出水口，热水出水口处安装有温度传感器，并电连接至控制器。

本发明的相变储能热水器，所述电加热机构可以是电热丝，优选是均匀分布于相变材料中的硅胶电热线、铁氟龙电热线或二者复合材料电热线。

本发明的相变储能热水器，所述电加热机构是均匀缠绕在换热盘管上或缠绕在电热线缠绕架上的电热丝，均匀分布于相变材料中。

本发明的相变储能热水器，所述电热线由电加热机构线出口引出接线。

本发明的相变储能热水器，所述换热盘管是水的流道，由若干组U型管串联或并联组成。所述换热盘管为碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金或复合材料的光管/翅片管。所述翅片管为机械加工或轧制、钎焊或气体保护焊、或高频焊的翅片管，翅片形式为绕片式、镶嵌式、套片式、或串片式。

本发明的相变储能热水器，所述相变材料是可以储存/释放潜热和部分显热的材料。所述相变材料优选是在40-90℃之间的各种相变材料，包括结晶水合盐、金属及合金类、石蜡类、非石蜡有机类、陶瓷基复合材料等相变材料；更优选地，在上述相变材料中加导热增强材料，包括金属材料、石墨、碳纳米管、泡沫材料。

本发明相变储能热水器，所述换热器外壳可以为圆筒形、立方形等各种外形，优选为立方形。