[发明专利]换热器和热水器

说明书

本发明提供了一种换热器和热水器，其中，换热器包括：壳体；换热管，呈蛇形设置在壳体内，换热管设置有进水口和出水口；相变材料，设置在壳体内；翅片，设置在壳体内，换热管穿过翅片；其中，翅片间距由进水口至出水口逐渐增大。本发明提供的换热器，相变材料设置在壳体内，翅片间距由进水口至出水口逐渐减小，使出水口处的相变材料释放/吸收的热量的速度变快，从而使不同位置的相变材料凝固/融化的速度相同，进而使相变材料在由换热管分隔开的各区域同时完全凝固/融化，进一步提高了相变材料的热量的有效利用率，提高了换热器的换热效率。

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，具体而言，涉及一种换热器和热水器。

背景技术

目前，在家用电热水器中，利用相变材料换热器替代水箱，不仅可以大幅减小电热水器的体积，还可以避免水箱出现的死水区，减小水垢的产生，增加用户的卫生健康体验。

相关技术中，一方面，应用于空调或冰箱的翅片管换热器完全是标准化的换热元部件，即管径、管间距、翅片厚度、翅片形状和翅片密度等参数都是标准系列化的。该类翅片管换热器的换热介质为制冷剂和空气，制冷剂和空气之间的换热是通过自然对流或强制对流的方式进行的，因而换热器的基本设计参数是基于对流换热模型或换热关联式计算获得的。

另一方面，应用于相变材料的翅片管换热器(即管内通道为水，管外填充相变材料，同时为了让相变材料的换热更加充分，管外侧用翅片加强换热)，水和相变材料之间的换热是以导热为主(即固相相变材料完全依靠导热传递热量，粘度大的液相材料除了以对流换热的方式进行热传递，也以导热为主)，若参照冰箱或空调翅片管换热器进行设计，必然会产生较大的误差，甚至设计的换热器不能满足换热性能要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于，提供一种换热器。

本发明的另一个目的在于，提供一种热水器。

有鉴于此，根据本发明的一个目的提出了一种换热器，包括：壳体；换热管，呈蛇形设置在壳体内，换热管设置有进水口和出水口；相变材料，设置在壳体内；翅片，设置在壳体内，换热管穿过翅片；其中，翅片间距由进水口至出水口逐渐减小。

本发明提供的换热器，相变材料设置在壳体内，换热管穿过翅片且呈蛇形设置在壳体内，翅片间距由进水口至出水口逐渐增大。当相变换热器放热时，冷水从进水口流向出水口，热量由相变材料传递给冷水，相变材料逐渐凝固，直至完全凝固放热过程完成。其中，冷水由进水口至出水口水温逐渐升高，越靠近进水口水温越低，越靠近出水口水温越高，温度越低的位置相变材料凝固的越快，而由于翅片间距由进水口至出水口逐渐增大，进水口处翅片密度比出水口处翅片密度大，即水温低的位置翅片密度大，并且翅片密度大的位置导热率好，因此，提高了进水口位置的导热率，使进水口处的相变材料释放热量的速度变快，即加快了换热管内水温的升高，进而减缓了进水口处相变材料的凝固速度，从而使不同位置的相变材料凝固的速度相同，进而使相变材料在由换热管分隔开的各区域同时完全凝固；相反地，当相变换热器储热时，高温热水沿换热管由进水口流至出水口，水温逐渐下降，由于翅片密度由进水口至出水口逐渐减小，进而加快了进水口处的导热率，减缓换热管内水温的降低，使出水口处的相变材料吸收热量的速度变快，从而使不同位置的相变材料融化的速度相同，进而使相变材料在由换热管分隔开的各区域同时完全融化，进一步提高了相变材料的热量的有效利用率，提高了换热器的换热效率。

另外，本发明提供的上述实施例中的换热器还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，出水口处的翅片间距与进水口处的翅片间距之间的比值的取值范围为1.2至2。