[发明专利]一种基于相变材料的热水速冷模块及装置

说明书

本发明涉及一种基于相变材料的热水速冷模块及装置，所述模块包括壳体、第一腔板、用于填充相变材料的第二腔板、第三腔板、第一内通道和第三内通道；第一腔板、第二腔板和第三腔板相互交替间隔设置；第一腔板间通过第一内通道连通形成第一水通道，第一水通道的两端设有第一入水口和第一出水口；第三腔板间通过第三内通道连通形成第二水通道，第二水通道的两端设有第二入水口和第二出水口。所述装置包括热水速冷模块、温度控制装置、第一集水箱、第二集水箱、饮水机、水泵、与所述第一出水口连通的管道、第一阀门和第二阀门。本发明提供了一种能将热开水即刻冷却为凉开水的模块及装置，可引入冷水快速冷却热交换后的相变材料，缩短使用间隔时间。

技术领域

本发明涉及饮用水领域，尤其涉及一种基于相变材料的热水速冷模块及装置。

背景技术

在现代生活中，人们越来越注重健康而饮用烧开后经冷却的凉白开水，也就是常说的白开水。因为烧开后冷却的水，其活性要比自然水高出4-5倍，更易通过细胞膜被人体吸收，促进新陈代谢，增加血液中的血红蛋白含量，改善免疫功能。

CN201621085647.X公开了一种饮用热水降温器，其原理是首先热水在石英螺旋盘管内流动并与管外的凉水(热交换介质)进行换热初次降温，然后通过喷淋并吹冷风的形式进行换热再次降温，以实现热水能够直接饮用的目的。CN201420726472.0公开了一种热水速冷装置，热开水通过热交换管将热迅速传给热交换腔内的热交换介质或散热结构，开水迅速变为温开水。在下次使用之前，CN201621085647.X及CN201420726472.0中的装置需要等待热交换介质向周围环境散热降低到一定温度后才能继续使用，若使用间隔比较短则存在热水降温效果不佳或需要重新更换热交换介质的问题；此外，将相变材料所吸收的热量直接向周围环境散热，造成了热量的损失。

CN106186490A公开了一种用于工业大批量生产凉白开的工艺，包括原水前置处理、加热、逐级冷却等工艺。CN106889891A公开了一种快速制造凉白开的多功能加热系统，主要包括加热系统、热水通过盘管与冷水换热系统等，实现批量制备凉白开的目的。然而，这两篇专利公开的凉白开制造工艺或相应的制造系统适合于工艺的批量生产，由于其工艺或系统的复杂性而不适用于家庭人员使用。而家庭人员只能采用将热水先烧开然后再长时间自然降温的方法获得凉白开，存在降温时间长、不能即时饮用且放置过程中易接触空气污染等问题。随着生活节奏越来越快，急需一种烧开后即刻冷却成为温开水或凉白开的装置提供给广大消费者使用。

相变材料(PCMs)是指物质发生相变时能够吸收或放出热量而该物质本身温度不变或变化不大的一种智能材料。由于其独特的自适应环境温度调控等功能，因而广泛用于太阳能利用、工业余热废热回收、建筑节能、恒温服饰、蓄冷蓄热空调以及电器件恒温等能源、材料、航空航天、纺织、电力、医学仪器、建筑等领域。

CN92100602.0及CN93201178.0公开了一种速冷保温容器，中国专利CN201420787247.8公开了一种智能温控高效保温杯，这些专利均采用了相变材料作为换热介质，使得开水速冷，但是这些容器或保温杯的容量有限，能冷却开水的量有限，不足以供家庭里多人员同时饮用，且相变材料层仅与容器或保温杯的外周相接触，热交换效率有待进一步提高。

CN201310085225.7公开了一种热管式移动供热相变蓄热装置，该装置也采用相变材料制成换热模块，但该装置中蓄热室内的换热管与换热管周围的相变材料进行热交换，相变材料填充整个蓄热室，相变材料用量大，适用于供热领域。

CN200910192045.2公开了一种板式热交换器，但该装置只适用于废水余热回收提高水温。

发明内容

为了解决一个或者多个技术问题，本发明提供了一种结构简单，使用间隔时间短，热交换效率高，能将烧开的热开水迅速降温基于相变材料的热水速冷模块及装置，满足人们日常热水加热后迅速降温即时饮用新鲜温开水或凉白开水的需求。