一種相變儲能熱水器的獨立式蓄放熱方法及其熱水器技術

本發明專利技術一種相變儲能熱水器的獨立式蓄放熱方法及其熱水器，屬于熱交換技術領域，包括相互獨立的蓄熱階段和放熱階段，蓄熱階段，當相變儲能熱水器中的第一相變儲能材料溫度低于下限設定值時，第一發熱器的第一發熱體給第二相變儲能材料加熱，傳熱件將第二相變儲能材料的熱量傳給換熱器裝置的第一相變儲能材料；放熱階段，當相變儲能熱水器進液管有水流入時，水流先置換第一相變儲能材料熱量，而后流入第二加熱器被加熱，由此實現熱量的最大化利用。可見，本發明專利技術可有效控溫，且蓄熱時為被動蓄熱，減少了電器元件的使用，降低了系統的復雜性，實現相變儲能熱水器的獨立、可靠、高效蓄熱，提升了產品的壽命及可靠性。提升了產品的壽命及可靠性。提升了產品的壽命及可靠性。

【技術實現步驟摘要】
一種相變儲能熱水器的獨立式蓄放熱方法及其熱水器


[0001]本專利技術屬于熱交換
，尤其是涉及相變儲能熱水器的獨立式蓄放熱方法及其熱水器。

技術介紹

[0002]相變儲能材料是指可發生物態變化并且能夠吸收、放出熱量的物質，其具有蓄/放熱近似恒溫、儲熱密度高、可多次被動循環使用等特點。
[0003]近些年，以相變儲能材料為核心開發的相變儲能裝置越來越多，如相變儲能熱水器、相變儲能電暖氣、相變儲能控溫器等，因其可以儲存熱量且體積小巧，深受廣大用戶的青睞。
[0004]CN214620775U一種熱管式相變儲熱熱庫，通過加熱熱管與常溫水進行冷熱交換，常溫水再將溫度傳遞給熱管，熱管再將溫度傳遞給內膽內的相變材料，提高了儲熱效率。但因水為顯熱材料不具有恒溫吸放熱特性，且最高溫度不能超過100℃，當溫度升至100℃時無法繼續升溫，無法為熱管進行蓄熱。
[0005]CN110118439B專利技術的相變熱水器采用加熱器和水泵進行內循環為相變儲熱材料蓄熱，蓄熱內循環與放熱外循環共用同一管路，在放熱外循環工作時水泵停止工作且蓄熱內循環無法同時進行工作，蓄熱與放熱相互干擾，用戶使用熱水時無法為裝置蓄熱，導致熱能的高效率利用及輸出受限。
[0006]具體地，現有技術中的相變儲能熱水器進行放熱前需先進行蓄熱。其中，放熱可通過換熱器實現熱水與相變儲能材料間的熱量傳遞，而蓄熱可以采用多種方式。
[0007]現有的蓄熱技術基本分為兩種方式，一種為內置電加熱管或加熱絲為相變儲能材料蓄熱，內置加熱管方式因溫度無法精準控制會出現加熱管局部過熱，從而導致相變儲能材料超過耐受溫度而失效的問題。另一種為外接循環加熱系統，循環加熱系統可通過加熱流體介質并借助循環泵等裝置使流體介質在換熱器內循環流動為相變儲能材料蓄熱，因此外接循環加熱系統可控制相變材料過熱的問題，但因配備主動循環裝置(如循環泵)及循環管路系統會存在運行穩定性差和使用壽命短的問題。此外，現有外接循環加熱技術多將蓄熱與放熱共用一個管路系統，導致蓄熱與放熱無法同時運行，不能實現熱水的最大化輸出，無法滿足用戶短時間內熱水用量的需求。

技術實現思路

[0008]本專利技術要解決的問題是提供一種可有效控溫，降低系統復雜性，實現獨立、可靠、高效的被動蓄熱，提升使用壽命、可靠性和熱水輸出能力的相變儲能熱水器的獨立式蓄放熱方法及其熱水器。
[0009]為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種相變儲能熱水器的獨立式蓄放熱方法，包括相互獨立的蓄熱階段和放熱階段，
[0010]S1、蓄熱階段，當相變儲能熱水器中的第一相變儲能材料溫度低于下限設定值T1
時，內置溫度感應器的信號傳送至控制器，控制器控制第一發熱體給第二相變儲能材料加熱，通過第二相變儲能材料吸熱恒溫特征實現輸出溫度的平穩控制，傳熱件將第二相變儲能材料的熱量傳給換熱器裝置的第一相變儲能材料；
[0011]當第一相變儲能材料溫度高于上限設定值T2時，內置溫度感應器的信號傳送至控制器，控制第一加熱器電源停止加熱；
[0012]進一步地，當第一加熱器溫度高于溫度保護設定值T3時，第一發熱體過熱保護器啟動斷電保護，以防止體系過熱，當第一加熱器溫度降至溫度保護設定值T3以下時，第一發熱體過熱保護器自動恢復通電，重新恢復正常工作。
[0013]S2、放熱階段，當相變儲能熱水器進液管有水流入時，流量感應器感應水流流量并將信號傳送至控制器，控制器控制第二發熱體給流經發熱體流體加熱管路內的水加熱，水流先經過換熱器裝置置換第一相變儲能材料熱量，而后流入第二加熱器流體加熱管路被加熱，由此實現熱量的最大化利用；
[0014]當第二加熱器溫度高于溫度保護設定值T4時，第二發熱體過熱保護器啟動斷電保護，以防止第二加熱器過燒而發生危險，當第二加熱器溫度恢復至溫度保護設定值T4以下時，第二發熱體過熱保護器自動恢復通電，重新恢復正常工作。
[0015]本專利技術還提供了一種獨立式蓄放熱的相變儲能熱水器，包括
[0016]換熱器裝置，所述換熱器裝置安裝于箱體內部，該換熱器裝置包括進液管、換熱管和出液管，用于流體換熱；
[0017]第一相變儲能材料，所述第一相變儲能材料設置于箱體與換熱器裝置之間，用于儲存熱量；
[0018]第一加熱器，所述第一加熱器包括第一加熱器殼體和傳熱件，所述傳熱件一端伸入第一加熱器殼體的第二相變儲能材料內，另一端伸入箱體的第一相變儲能材料內，用于為換熱器裝置加熱；
[0019]第二相變儲能材料，所述第二相變儲能材料設置于第一加熱器殼體與傳熱件之間；
[0020]第二加熱器，所述第二加熱器安裝于換熱器裝置的出液管上。
[0021]進一步地，所述第一加熱器內設置有第一發熱體，所述第一發熱體用于為第二相變儲能材料加熱。
[0022]進一步地，所述換熱器裝置的進液管上安裝有流量感應器。
[0023]進一步地，所述箱體內部設置有溫度感應器，所述溫度感應器插入第一相變儲能材料中。
[0024]進一步地，所述箱體外側包覆有保溫層。
[0025]進一步地，所述換熱管上設置有導熱翅片，所述導熱翅片上設置銜接孔以連接傳熱件。
[0026]進一步地，所述第二相變儲能材料相變溫度高于第一相變儲能材料的相變溫度且低于第一相變儲能材料的耐受(失效)溫度；
[0027]進一步地，所述傳熱件為快速傳熱材料制件，可選擇均溫板、熱管或高導熱金屬等；該傳熱件連接第一加熱器與換熱器裝置且與第一相變儲能材料和第二相變儲能材料分別直接接觸。
[0028]進一步地，所述第二加熱器包括流體加熱管路，發熱體通過流體加熱管路加熱實現流過管路內的熱水加熱；
[0029]本申請還包括控制器，所述控制器包括控制面板和數據顯示器，該控制器與溫度感應器、流量感應器、第一加熱器、第二加熱器電連接。
[0030]本專利技術具體的效果如下：本專利技術包括相互獨立的蓄熱階段與放熱階段，蓄熱時的加熱結構含有相變儲能材料、發熱體、傳熱件，通過第二相變儲能材料的吸/放熱恒溫能力，可有效控溫，避免第一相變儲能材料過熱失效，且蓄熱時無需主動循環裝置為被動蓄熱，減少了電器元件的使用，降低了系統的復雜性，實現相變儲能熱水器的獨立、可靠、高效蓄熱，提升了產品的壽命及可靠性。
[0031]此外，放熱時設置有二次加熱裝置，可實現放熱階段與蓄熱階段同時運行，提升了相變儲能熱水器的熱水輸出能力。
附圖說明
[0032]下面通過參考附圖并結合實例具體地描述本專利技術，本專利技術的優點和實現方式將會更加明顯，其中附圖所示內容僅用于對本專利技術的解釋說明，而不構成對本專利技術的任何意義上的限制，在附圖中：
[0033]圖1是本專利技術相變儲能熱水器的結構示意圖；
[0034]圖2是本專利技術第一加熱器的結構示意圖。
[0035]圖中：
[0036]10、箱體；11、第一相變儲能材料；12、換熱器裝置；13、第一加熱器；14、第二加熱器；15、流量本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種相變儲能熱水器的獨立式蓄放熱方法，其特征在于：包括相互獨立的蓄熱階段和放熱階段，蓄熱階段，當相變儲能熱水器中的第一相變儲能材料溫度低于下限設定值T1時，第一加熱器的第一發熱體給第二相變儲能材料加熱，傳熱件將第二相變儲能材料的熱量傳給相變儲能熱水器內換熱器裝置的第一相變儲能材料；當第一相變儲能材料溫度高于上限設定值T2時，第一加熱器的第一發熱體停止加熱；放熱階段，當相變儲能熱水器進液管有水流入時，水流先經過換熱器裝置置換第一相變儲能材料熱量，而后流入相變儲能熱水器出液管處的第二加熱器被加熱。2.根據權利要求1所述的相變儲能熱水器的獨立式蓄放熱方法，其特征在于：在蓄熱階段，當第一加熱器溫度高于溫度保護設定值T3時，第一發熱體啟動斷電保護，當第一加熱器溫度降至溫度保護設定值T3以下時，第一發熱體自動恢復通電，重新恢復正常工作。3.根據權利要求1所述的相變儲能熱水器的獨立式蓄放熱方法，其特征在于：在放熱階段，當第二加熱器溫度高于溫度保護設定值T4時，第二發熱體啟動斷電保護，當第二加熱器溫度恢復至溫度保護設定值T4以下時，第二發熱體自動恢復通電，重新恢復正常工作。4.一種獨立式蓄放熱的相變儲能熱水器，其特征在于：包括換熱器裝置，所述換熱器裝置安裝于箱體內部，該換熱器裝置包括進液管、換熱管和出液管...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張秀超，
申請(專利權)人：張秀超，
類型：發明
國別省市：