相變蓄熱式熱水器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種相變蓄熱式熱水器，其包括填充有相變蓄熱材料的內膽；加熱裝置，設置在內膽中，用于加熱相變蓄熱材料；以及換熱水管，浸設相變蓄熱材料內，并且換熱水管內部固定設置有沿換熱水管的軸線方向延伸的螺旋導流片。本實用新型的相變蓄熱式熱水器中，螺旋導流片將換熱水管的內部空間分隔成兩個螺旋形的流道，一方面增強了水的湍流程度，從而提升了水與管壁的換熱效率。另一方面將水流由平行于換熱水管的軸線方向流動引導為螺旋流動，延長了水流路程，增強了換熱效率。
【專利說明】
相變蓄熱式熱水器
技術領域
[0001]本實用新型涉及熱水器技術領域，特別是涉及一種相變蓄熱式熱水器。
【背景技術】
[0002]現有技術中存在一類相變蓄熱式熱水器，是利用相變蓄熱材料在相變過程中釋放的熱量來制備熱水。與傳統的電熱水器不同，相變蓄熱式熱水器的電加熱管和換熱水管均設置在相變蓄熱材料中。水流經換熱水管的過程中，通過管壁吸收相變蓄熱材料釋放的熱量。相比傳統的電加熱管直接對水進行加熱的方式，這種形式的熱水器水與電加熱管并不直接接觸，使換熱效率受到影響，特別是在水快速流過換熱水管時，有可能無法得到充分地加熱。
【實用新型內容】
[0003]鑒于上述問題，提出本實用新型以便提供一種克服上述問題或者至少部分解決上述問題的相變蓄熱式熱水器，以提升其換熱效率。
[0004]特別地，本實用新型提供了一種相變蓄熱式熱水器，其包括:
[0005]填充有相變蓄熱材料的內膽；
[0006]加熱裝置，設置在內膽中，用于加熱相變蓄熱材料；以及
[0007]換熱水管，浸設在相變蓄熱材料內，并且換熱水管內部固定設置有沿換熱水管的軸線方向延伸的螺旋導流片。
[0008]可選地，螺旋導流片從換熱水管的進口端延伸至其出口端。
[0009]可選地，螺旋導流片的螺旋角由換熱水管的進口端至出口端的方向上逐漸變小。
[0010]可選地，換熱水管上安裝有相互間隔設置的多個換熱翅片。
[0011]可選地，多個換熱翅片在內膽內部從上至下相互平行設置。
[0012]可選地，換熱水管穿透多個換熱翅片設置。
[0013]可選地，加熱裝置為電加熱管，電加熱管穿透多個換熱翅片設置。
[0014]可選地，相變蓄熱式熱水器還包括外殼，內膽設置在外殼內，且外殼內壁與內膽外壁之間填充有隔熱保溫材料
[0015]本實用新型的相變蓄熱式熱水器中，內膽內設置有相變蓄熱材料，加熱裝置和換熱水管均設置在相變蓄熱材料之中，利用相變蓄熱材料的相變過程加熱熱水。螺旋導流片將換熱水管的內部空間分隔成兩個螺旋形的流道，一方面增強了水的湍流程度，從而提升了水與管壁的換熱效率。另一方面，將水流由平行于換熱水管的軸線方向流動引導為螺旋流動，延長了水流路程，增強了換熱效率。
[0016]進一步地，本實用新型的相變蓄熱式熱水器中，螺旋導流片可從換熱水管的進口端延伸至其出口端，增強水的湍流程度。另外，還可使其螺旋角由換熱水管的進口端至出口端的方向上逐漸變小，以使冷水起初進入換熱水管時，使其湍流程度較高，水流路程較長，使其較快地進行換熱，而在靠近出口即水與相變蓄熱材料溫差不大時，使流道更平緩，減少流動阻力。
[0017]進一步地，本實用新型的相變蓄熱式熱水器中，換熱水管上可設置多個換熱翅片來增強換熱水管與相變蓄熱材料的換熱效率。換熱水管和電加熱管可穿透換熱翅片，以增強換熱效果。
[0018]進一步地，本實用新型的相變蓄熱式熱水器中，內膽可設置在外殼中，內膽與外殼之間可填充隔熱保溫材料以增強內膽的保溫效果。
[0019]根據下文結合附圖對本實用新型具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本實用新型的上述以及其他目的、優點和特征。
【附圖說明】
[0020]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0021]圖1是根據本實用新型一個實施例的相變蓄熱式熱水器的結構示意圖；
[0022]圖2是圖1所示的相變蓄熱式熱水器去掉外殼、內膽和部分換熱翅片后的結構示意圖；
[0023]圖3是圖1所示的相變蓄熱式熱水器中的換熱水管的結構示意圖；
[0024]圖4是圖3所示的換熱水管中的螺旋導流片的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1是根據本實用新型一個實施例的相變蓄熱式熱水器的結構示意圖；圖2是圖1所示的相變蓄熱式熱水器去掉外殼、內膽和部分換熱翅片后的結構示意圖；圖3是圖1所示的相變蓄熱式熱水器中的換熱水管的結構示意圖；圖4是圖3中的換熱水管中的螺旋導流片的結構示意圖。如圖1至圖4所示，本實用新型實施例提供了一種相變蓄熱式熱水器100，其一般性地可包括內膽110、頂蓋170、加熱裝置120以及換熱水管130。其中，內膽110內部具有容納空間，頂蓋170用于封蓋內膽110，內膽110中填充有相變蓄熱材料(圖中未表示)。加熱裝置120設置在內膽110中，用于加熱相變蓄熱材料。換熱水管130浸設在相變蓄熱材料內，其進口端和出口端(參考圖1中的箭頭)從頂蓋170的表面伸出相變蓄熱式熱水器100之外。
[0026]相變蓄熱材料可為石蠟、石墨復合醋酸鈉等材料，相變蓄熱式熱水器100在工作過程中，先利用加熱裝置120(可為電加熱管)對相變蓄熱材料進行加熱，使其由一種物態變化到另一種物態，例如從固態加熱至液態。在該相變過程，相變蓄熱材料將吸收大量熱量。當用戶需使用熱水時，使冷水從換熱水管130的進口端進入換熱水管130，通過管壁與相變蓄熱材料進行換熱。相變蓄熱材料將發生相變，例如由液態放熱變為固態，在此過程中向冷水釋放大量熱量。相變蓄熱式熱水器100中，水與加熱裝置120并不接觸，具有健康無垢、無觸電風險的特點。
[0027]在本實用新型優選實施例中，為了使冷水在流動過程中被充分加熱，換熱水管130內部固定設置有沿換熱水管130的軸線方向延伸的螺旋導流片140。圖3示意了一種結構形式的換熱水管130，圖4示意了與圖3中的換熱水管130配合使用的螺旋導流片140，圖3中的箭頭示意了水流方向。螺旋導流片140的設置將換熱水管130的內部空間分隔成兩個螺旋形的流道，增強了水的湍流程度。與層流相比，湍流流動使水與管壁的換熱效率得到提升。與此同時，水以螺旋形的軌跡而非沿著換熱水管130的軸線流動，流動路程延長，增加了水與管壁的接觸時間，同樣使換熱效果更好。
[0028]在一些實施例中，螺旋導流片140從換熱水管130的進口端延伸至其出口端。另外，螺旋導流片140的螺旋角由換熱水管130的進口端至出口端的方向上逐漸變小，也就是說使螺旋導流片140靠近進口端的部分扭曲地更加強烈，參考圖4，以增強從進口端進入換熱水管130的冷水的湍流程度，提升其加熱速度。而在靠近出口端即水與相變蓄熱材料溫差不大時，使流道更平緩，減少流動阻力，使水更加順暢地流出。
[0029]為了增強換熱水管130與相變蓄熱材料的換熱效率，換熱水管130上還可安裝多個相互間隔設置的換熱翅片150，多個換熱翅片150可從內膽110內部從上至下相互平行設置，參考圖1，以使整個內膽110內的水換熱更加均勻，提升換熱效率。換熱水管130可穿透多個換熱翅片150設置，為增大其與相變蓄熱材料的總接觸面積，換熱水管130可做多次彎折。加熱裝置120為電加熱管時，電加熱管同樣可穿透多個換熱翅片150設置，詳見圖2，圖中為了清楚示意換熱水管130和電加熱管，去掉了內膽110以及部分換熱翅片。
[0030]在部分實施例中，如圖1所示，相變蓄熱式熱水器100還可包括外殼160，內膽110設置在外殼160內。外殼160內壁與內膽110外壁之間填充有隔熱保溫材料(圖中未表不)，以形成隔熱保溫層，從而減少內膽110內部熱量的損失。隔熱保溫材料可采用發泡聚氨酯或氣凝膠。
[0031]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實用新型的多個示例性實施例，但是，在不脫離本實用新型精神和范圍的情況下，仍可根據本實用新型公開的內容直接確定或推導出符合本實用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實用新型的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權項】
1.一種相變蓄熱式熱水器，其特征在于包括: 填充有相變蓄熱材料的內膽； 加熱裝置，設置在所述內膽中，用于加熱所述相變蓄熱材料；以及換熱水管，浸設在所述相變蓄熱材料內，并且所述換熱水管內部固定設置有沿所述換熱水管的軸線方向延伸的螺旋導流片。2.根據權利要求1所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述螺旋導流片從所述換熱水管的進口端延伸至其出口端。3.根據權利要求2所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述螺旋導流片的螺旋角由所述換熱水管的進口端至出口端的方向上逐漸變小。4.根據權利要求1所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述換熱水管上安裝有相互間隔設置的多個換熱翅片。5.根據權利要求4所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述多個換熱翅片在所述內膽內部從上至下相互平行設置。6.根據權利要求5所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述換熱水管穿透所述多個換熱翅片設置。7.根據權利要求6所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 所述加熱裝置為電加熱管，所述電加熱管穿透所述多個換熱翅片設置。8.根據權利要求1至7中任一項所述的相變蓄熱式熱水器，其特征在于， 還包括外殼，所述內膽設置在所述外殼內，且所述外殼內壁與所述內膽外壁之間填充有隔熱保溫材料。
【文檔編號】F24H7/00GK205579978SQ201620226617
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月23日
【發明人】盧豪杰, 趙小勇, 馬峰, 范博慧
【申請人】青島經濟技術開發區海爾熱水器有限公司