一種防過熱保溫水箱的製作方法

2023-12-10 09:12:02 2

專利名稱：一種防過熱保溫水箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種保溫水箱，尤其涉及一種防過熱保溫水箱。
背景技術：
電熱水器、太陽能熱水器、太陽能供熱供暖裝置已進入市場多年，其中，保溫水箱 一直是上述產品的重要部件。而保溫水箱的防過熱技術是一個產品研發的關鍵技術。現有的電熱水器、太陽能熱水器、太陽能供熱供暖裝置的防過熱保溫水箱一般包 括(1)非承壓產品中的利用水蒸發防止過熱；(2)承壓產品中利用溫度壓力安全閥(簡稱 TP閥)排出熱水或蒸汽防止過熱；(3)還有利用散熱器進行散熱循環實現防過熱。其中， (1) (2)兩種方法需要排出水汽，給用戶帶來較多不便，而且也會造成水資源浪費和結垢的 問題，而第(3)種方法系統複雜，成本較高。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種防過熱保溫水箱，用以解決現有的防過熱保溫水 箱利用水汽排熱，需要排出水汽給用戶帶來的不便，而且也會造成水資源浪費和結垢的問 題，而利用散熱器進行散熱循環實現防過熱，系統設計過於複雜成本較高的問題。為了實現上述目的，本實用新型採取的技術方案為一種防過熱保溫水箱，包括水箱內膽、保溫層和水箱外皮，其中，一中空的熱導裝 置，貫穿嵌設在所述保溫層中，且所述熱導裝置的兩側分別與所述水箱內膽以及水箱外皮 連接，所述熱導裝置用於將所述水箱內膽熱量傳遞給所述水箱外皮；所述熱導裝置中裝有 相變材料。進一步的，所述熱導裝置具有一第一貼合部與所述水箱內膽貼合。進一步的，所述熱導裝置具有一第二貼合部與所述水箱外皮貼合。進一步的，所述相變材料在溫度超過相變溫度點後，從固態變為液態。進一步的，所述保溫層的材質為聚氨酯、巖棉或者玻璃棉。進一步的，所述水箱外皮的材質為鐵噴漆、鐵噴塑、不鏽鋼或者塑料。進一步的，所述水箱內膽的材質為搪瓷、鋼塑、不鏽鋼或者工程塑料。進一步的，所述相變材料的材質為石蠟、聚乙二醇，氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代 硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化鎂、氫氧化鋇水合物，或者乙醯胺。更進一步的，所述熱導裝置的材質為塑料、橡膠或金屬。本實用新型由於採用了上述防過熱保溫水箱，使之具有的積極效果是(1)通過一個帶相變材料的熱導裝置實現了水箱在溫度控制點以下的保溫與溫度 控制點以上的快速散熱，從而實現水箱的保溫與防過熱。(2)系統設計比較簡單，成本較低，有效地避免了水資源的浪費。
圖1是一種防過熱保溫水箱的設計方法原理圖；圖2為熱導裝置結構俯視圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型一種防過熱保溫水箱的設計方法的具體實施方式
。圖1為一種防過熱保溫水箱的原理圖，圖2為熱導裝置結構俯視圖，請參見圖1與 圖2所述，本實用新型一種防過熱保溫水箱，包括水箱內膽1、保溫層2和水箱外皮3，水箱 內膽1用於貯備熱水，水箱內膽1外套設保溫層2，保溫層2套設水箱外皮3 ；其中，還包括， 一中空的熱導裝置4，貫穿嵌設在保溫層2中，且熱導裝置4的兩側分別與水箱內膽1以及 水箱外皮3貼合，這樣水箱內膽中的熱量可以通過熱導裝置4排出；熱導裝置4中填充有 相變材料5，相變材料5的相變溫度點在水箱內膽1的過熱保護溫度範圍內。相變材料5在溫度達到相變溫度點後，從固態變為液態，相變材料5通過自身固液 不同狀態下導熱能力的階躍來實現熱導裝置4的傳熱能力的躍變，即在相變材料5為固體 時，不利於傳熱，相變材料5為液體時，通過液體的對流換熱能力，而有利於傳熱。為了保護 水箱內膽1不至於溫度過熱，水箱內膽應具有一個保護溫度，也就是水箱內膽的最高溫度 應不超過的溫度，而相變材料為達到使得水箱內膽的溫度不超過保護溫度，其相變溫度就 應該在保護溫度以下的一定範圍內，同時相變溫度也不應小於保護溫度過多，因為這樣不 利於水箱內膽的保溫。熱導裝置4可以通過第一貼合部43、第二貼合部41以及連接兩貼合部的連接部 42組成。其中，熱導裝置4通過其第一貼合部43與水箱內膽1相貼合，以增加熱導裝置4 與水箱內膽1之間的接觸面積。第一貼合部43設置在保溫層2和水箱內膽1之間，使水箱 內膽1能夠更好地傳遞熱量至第一貼合部43上，其中第一貼合部43應設置的相對保溫層 較窄，以便保溫層2能夠更好的起到保溫的作用。上述第一貼合部在實際使用中的具體設 置方式可由所屬領域技術人員靈活選擇，在此不再多做贅述。其中，熱導裝置4通過其第二貼合部41與水箱外皮3相貼合，以增加熱導裝置4與 水箱外皮3的接觸面積。第二貼合部41設置在保溫層2和水箱外皮3之間，使熱導裝置4 能夠更好地傳遞熱量至水箱外皮3上，其中第二貼合部41應設置的相對保溫層2較窄，以 便保溫層2能夠更好的起到保溫的作用。上述第二貼合部在實際使用中的具體設置方式可 由所屬領域技術人員靈活選擇，在此不再多做贅述。較佳的，連接部42可以在保溫層2中設置的較窄、較長，這樣不僅可以起到傳熱的 作用，也可以更好的起到保溫的作用。進一步的，水箱外皮3的可採用鐵噴漆、鐵噴塑、不鏽鋼或者塑料等作為材料。進一步的，水箱內膽1的可採用搪瓷、鋼塑、不鏽鋼或者工程塑料等作為材料。進一步的，保溫層2的材料可採用聚氨酯、巖棉或者玻璃棉等。進一步的，熱導裝置4的材料可採用塑料、橡膠、金屬等。也可以將熱導裝置4設 置為其第一貼合部43以及第二貼合部41為金屬，連接部42為塑料或者是橡膠。進一步的，相變材料5可採用有機物提取物、有機物合成物或無機水合物等，具體可以為石蠟、聚乙二醇，氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化 鎂、氫氧化鋇水合物，或者乙醯胺等。本實用新型一種防過熱保溫水箱，熱導裝置4中設置有相變材料5，當水箱內膽1 的溫度超過相變材料5的相變溫度點，相變材料5由固態轉變為液態，大量熱先後經過第一 貼合部43、連接部42以及第二貼合部41中的液態相變材料5傳遞給水箱外皮1，也就實現 了水箱的防過熱功能。此時，本實用新型防過熱保溫水箱，熱導裝置4內相變材料5的傳熱 方式從單純的固態的導熱傳熱轉變為液態的導熱與對流換熱的兩種傳熱方式，但對流換熱 的傳熱能力遠高於導熱換熱能力，相變材料5的換熱能力增強，將熱量通過連接部42傳遞 給熱導裝置4的第二貼合部41，第二貼合部41連接於水箱外皮3，水箱外皮3向外傳遞並 排出熱量。當水箱內膽1的內部中設置的熱水的溫度低於相變材料5的相變溫度點時，水箱 中的熱水的能量通過水箱內膽1的壁傳遞給熱導裝置4的第一貼合部43，第一貼合部43傳 遞熱量給相變材料5，由於熱水溫度低於相變材料5的相變溫度，相變材料5保持固體狀態， 其傳遞熱量方式為導熱傳熱方式，且傳熱能力相對較差，傳熱速度較慢，相變材料5將僅將 少量熱量通過連接部42傳遞給熱導裝置4的第二貼合部41，第二貼合部41連接於水箱外 皮3，水箱外皮3向外排出熱量，實現了水箱的保溫的功能。綜上所述，本實用新型一種防過熱保溫水箱的通過一個設置有相變材料的熱導裝 置來實現在溫度控制點以下的保溫與溫度控制點以上的快速散熱，從而實現了水箱的保 溫與防過熱。本實用新型一種防過熱保溫水箱的設計方法，包括在保溫水箱的水箱內膽外設 置一保溫層；在保溫層的外部包裹一水箱外皮；在保溫層中還貫穿嵌設一中空的熱導裝 置，且熱導裝置的兩側分別與水箱內膽以及水箱外皮貼合；在熱導裝置中裝入相變材料，且 相變材料的相變溫度點在所述水箱內膽的過熱保護溫度範圍內。相變材料在溫度達到相變溫度點後，從固態變為液態，相變材料通過自身固液不 同狀態下導熱能力的階躍來實現熱導裝置的傳熱能力的躍變，即在相變材料為固體時，不 利於傳熱，相變材料為液體時，通過液體的對流換熱能力，而有利於傳熱。為了保護水箱內 膽不至於在溫度過高，水箱內膽應具有一個保護溫度，也就是水箱內膽的最高溫度應不超 過的溫度，而相變材料為達到使得水箱內膽的溫度不超過保護溫度，其相變溫度就應該在 保護溫度以下的一定範圍內，同時相變溫度也不應小於保護溫度過多，因為這樣不利於水 箱內膽的保溫。熱導裝置可以通過第一貼合部、第二貼合部以及連接兩貼合部的連接部組成。其中，熱導裝置通過其第一貼合部與水箱內膽相貼合，以增加熱導裝置與水箱內 膽之間的接觸面積。第一貼合部設置在保溫層和水箱內膽之間，使水箱內膽能夠更好地傳 遞熱量至第一貼合部上，其中第一貼合部應設置的相對保溫層較窄，以便保溫層能夠更好 的起到保溫的作用。上述第一貼合部在實際使用中的具體設置方式可由所屬領域技術人員 靈活選擇，在此不再多做贅述。其中，熱導裝置通過其第二貼合部與水箱外皮相貼合，以增加熱導裝置與水箱外 皮的接觸面積。第二貼合部設置在保溫層和水箱外皮之間，使熱導裝置能夠更好地傳遞熱 量至水箱外皮上，其中第二貼合部應設置的相對保溫層較窄，以便保溫層能夠更好的起到
5保溫的作用。上述第二貼合部在實際使用中的具體設置方式可由所屬領域技術人員靈活選 擇，在此不再多做贅述。較佳的，連接部可以在保溫層中設置的較窄、較長，這樣不僅可以起到傳熱的作 用，也可以更好的起到保溫的作用。通過本實用新型一種防過熱保溫水箱的設計方法，熱導裝置中設置有相變材料， 當水箱內膽的溫度超過相變材料的相變溫度點，相變材料由固態轉變為液態，大量熱先後 經過第一貼合部、連接部以及第二貼合部中的液態相變材料傳遞給水箱外皮，也就實現了 水箱的防過熱功能。此時，本實用新型防過熱保溫水箱，相變材料其傳熱方式從單純的固態 導熱傳熱轉變為液態的導熱與對流換熱的兩種傳熱方式，但對流換熱的傳熱能力遠高於導 熱換熱能力，相變材料的換熱能力增強，將熱量通過連接部傳遞給熱導裝置的第二貼合部， 第二貼合部連接於水箱外皮，水箱外皮向外傳遞並排出熱量。當水箱內膽的內部中設置的熱水的溫度低於相變材料的相變溫度點時，水箱中的 熱水的能量通過水箱內膽的壁傳遞給熱導裝置的第一貼合部，第一貼合部傳遞熱量給相變 材料，由於熱水溫度低於相變材料的相變溫度，相變材料保持固體狀態，其傳遞熱量方式為 導熱傳熱方式，且傳熱能力相對較差，傳熱速度較慢，相變材料僅將少量熱量通過連接部傳 遞給熱導裝置的第二貼合部，第二貼合部連接於水箱外皮，水箱外皮向外排出熱量，實現了 水箱的保溫的功能。水箱外皮的材料可採用鐵噴漆、鐵噴塑、不鏽鋼或者塑料等。水箱內膽的材料可採用搪瓷、鋼塑、不鏽鋼或者工程塑料等。保溫層的材料可採用聚氨酯、巖棉或者玻璃棉等。熱導裝置的材料可採用塑料、橡膠、金屬等。相變材料可採用有機物提取物、有機物合成物或無機水合物等，具體可以為石蠟、 聚乙二醇，氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化鎂、氫氧化鋇 水合物，或者乙醯胺等。綜上所述，使用本實用新型一種防過熱保溫水箱的設計方法，解決了現有防過熱 保溫水箱需要排出水汽或增加散熱器會增加成本的問題，通過一個設置有相變材料的熱導 裝置來實現在溫度控制點以下的保溫與溫度控制點以上的快速散熱，從而實現了水箱的保 溫與防過熱，而且防止了水資源的浪費。
權利要求一種防過熱保溫水箱，包括水箱內膽、保溫層和水箱外皮，其特徵在於，一中空的熱導裝置，貫穿嵌設在所述保溫層中，且所述熱導裝置的兩側分別與所述水箱內膽以及所述水箱外皮貼合，所述熱導裝置用於將所述水箱內膽熱量傳遞給所述水箱外皮；所述熱導裝置中裝有相變材料。
2.根據權利要求1所述保溫水箱，其特徵在於，所述熱導裝置具有一第一貼合部與所 述水箱內膽貼合。
3.根據權利要求1所述保溫水箱，其特徵在於，所述熱導裝置具有一第二貼合部與所 述水箱外皮貼合。
4.根據權利要求1所述保溫水箱，其特徵在於，所述保溫層的材料為聚氨酯、巖棉或者 玻璃棉。
5.根據權利要求1所述保溫水箱，其特徵在於，所述水箱外皮的材料為鐵噴漆、鐵噴 塑、不鏽鋼或者塑料。
6.根據權利要求1所述保溫水箱，其特徵在於，所述水箱內膽的材料為搪瓷、鋼塑、不 鏽鋼或者工程塑料。
7.根據權利要求1所述保溫水箱，其特徵在於，所述相變材料為石蠟、聚乙二醇，氯化 鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化鎂、氫氧化鋇水合物，或者乙 醯胺。
8.根據權利要求1所述保溫水箱，其特徵在於，熱導裝置的材料為塑料、橡膠或金屬。
專利摘要本實用新型公開了一種防過熱保溫水箱，包括水箱內膽、保溫層和水箱外皮，水箱內膽與保溫層連接，水箱外皮與保溫層相連接，熱導裝置設置在保溫層中，且熱導裝置的兩側分別與水箱內膽以及水箱外皮連接，熱導裝置中裝有相變材料。本實用新型一種防過熱保溫水箱通過一個設置有相變材料的熱導裝置來實現在溫度控制點以下的保溫與溫度控制點以上的快速散熱，從而實現了水箱的保溫與防過熱。
文檔編號F24D19/00GK201764699SQ20102024191
公開日2011年3月16日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者蘇樹強 申請人:皇明太陽能(上海)有限公司