[发明专利]相变蓄热装置及热水器

说明书

本发明公开一种相变蓄热装置及热水器，其中，该相变蓄热装置包括壳体、至少二层相变体及换热管道，所述壳体具有容置腔；至少二层所述相变体容置于所述容置腔内；相邻两所述相变体之间互不相溶；相邻二层所述相变体的上层相变温度点与下层相变温度点的差值在5至10摄氏度；所述换热管道穿插于所述相变体内。本发明技术方案的相变蓄热装置能够加快换热速度，提高换热效率。

技术领域

本发明涉及热能装备领域，特别涉及一种相变蓄热装置及热水器。

背景技术

热水器一般具有蓄热的功能，该功能通过蓄热装置来储蓄热量，以供用户使用热水时能够及时得到热水。蓄热装置的种类有多种，由于相变蓄热材料的蓄热密度高而备受青睐，应用相变材料作为蓄热材料获得越来越广泛的应用。

然而，现有相变蓄热装置的相变材料虽然具有高潜热，但其相变温度单一，在换热过程中，相变体只会在其发生相变时的温度临界值会大量吸、放潜热，换热速度不够理想，换热效率低。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种相变蓄热装置及热水器，旨在加快换热速度，提高换热效率。

为实现上述目的，本发明提出的相变蓄热装置，包括壳体、至少二层相变体及换热管道，所述壳体具有容置腔；至少二层所述相变体容置于所述容置腔内；至少二层所述相变体之间互不相溶；相邻二层所述相变体的上层相变温度与下层相变温度点的差值在5至10摄氏度；所述换热管道穿插于所述相变体内。

优选地，至少二层所述相变体的上层相变温度高于下层相变温度。

优选地，至少二层所述相变体的相变温度范围为30摄氏度至80摄氏度之间。

优选地，其中一层所述相变体的相变温度为44至60摄氏度之间。

优选地，所述换热管道呈盘管设置，所述换热管道具有多段弯折段及多段直流段，多段所述弯折段呈半圆形折弯，各所述直流段之间设有换热间隙。

优选地，所述壳体外设有隔热件，所述隔热件为气凝胶。

优选地，容置腔为密闭腔体，所述容置腔内设有与其连通的负压腔。

优选地，所述负压腔由至少二层所述相变体填满后液化后形成。

优选地，所述壳体为塑料件，所述塑胶件的熔点高于任意一层所述相变体的熔点。

优选地，所述容置腔具有多个腔室，每层所述相变体分别容置在其中一所述腔室内，相邻所述腔室之间通过隔板分隔。

优选地，所述隔板为非金属材料，所述非金属材料的导热系数低于0.12瓦/米·度。

本发明还提出一种热水器，包括相变蓄热装置，所述相变蓄热装置包括壳体、至少二层相变体及换热管道，所述壳体具有容置腔；至少二层所述相变体容置于所述容置腔内；至少二层所述相变体之间互不相溶；相邻二层所述相变体的上层相变温度与下层相变温度点的差值在5至10摄氏度；所述换热管道穿插于所述至少二层相变体内。

本发明通过在相变蓄热装置的壳体内设置换热管道及至少二层相变体，使至少二层相变与换热管道进行热交换，从而加快相变换热装置的换热速度，提高换热效率。至少二层相变体容置于容置腔内，两相邻相变体之间互不相溶，以使相变蓄热装置的温度达到较高的相变温度临界点时，触发相应的相变体发生液化后使相变体分层容置在容置腔内，提高接触换热的效率。每一层相变体具有不同的相变温度，并且，相邻二层相变体的上层相变温度点与下层相变温度点的差值在5至10摄氏度。这样设置的好处是，可以通过分层设置相变体，使相变蓄热装置具有多个相变温度临界点，在相变蓄热装置内设有换热管道，该换热管道穿插于相变体内，以供相变体与换热管道接触换热。在温度上升时，多个相变温度临界点触发相应的相变体发生液化而使相变蓄热装置的吸热效率提高，相应地，在温度下降时，多个相变温度临界点触发相应的相变体发生固化而使蓄热装置的放热效率提高。