专利名称：防过热保温水箱的制作方法
技术领域：
本实用新型属于保温水箱领域，更具体地，涉及ー种在保温水箱中配置能量传递控制装置的防过热保温水箱，藉由能量传递控制装置内材料跟随温度起相变之功能，当保温水箱内温度过高吋，由能量传递控制装置将一部分热量快速传递至保温水箱外，使得防过热保温水箱具有较高的安全性。
背景技术：
电热水器、太阳能热水系统、太阳能供热供暖装置已进入市场多年，其中，保温水箱一直是上述产品的重要部件。而保温水箱的防过热技术是ー个产品研发的关键技木。特别是，保温水箱都是放置于室内，故当保温水箱内的温度过高时，可能会造成保温水箱的爆裂，而危及到用户的人身安全。现有的电热水器、太阳能热水系统、太阳能供热供暖装置的保温水箱一般都有防过热的安全设计，包括(I)非承压产品中的利用水蒸发防止过热；(2)承压产品中利用温度压カ安全阀(简称TP阀)排出热水或蒸汽防止过热；(3)还有利用散热器进行散热循环实现防过热。其中，(I) (2)两种方法需要排出水汽，除了给用户带来较多不便，也会造成人身安全、水资源浪费和结垢的问题；而第(3)种方法虽然可以起较佳的散热效果，但系统复杂，成本较高。
实用新型内容为了解决现有的利用水汽排热的防过热保温水箱，需要排出水汽给用户带来的不便，而且也会造成水资源浪费和结垢的问题，以及利用散热器进行散热循环实现防过热，系统设计过于复杂及成本较高的问题。本实用新型之一主要目的在于提供ー种防过热保温水箱，藉由保温水箱内部保温层中的能量传递控制装置，通过此能量传递控制装置的相变功能，将过高温度的保温水箱中的部分热能传递出去，藉此防止保温水箱发生过热，使得本实用新型之防过热保温水箱具有较高的安全性。本实用新型之另ー主要目的在于提供ー种防过热保温水箱，是使用成本较低的能量传递控制装置，通过此能量传递控制装置的相变功能将过高温度的保温水箱中的部分热能转移出去，藉此防止保温水箱发生过热，使得本实用新型之防过热保温水箱具有较低的制造成本。依据上述目的，本实用新型首先提供ー种防过热保温水箱，包括一水箱内胆，一套设在所述水箱内胆外部之保温层，一套设在保温层外部之水箱外皮及至少ー嵌设在水箱内胆与水箱外皮间的保温层中的能量传递控制装置，其中，能量传递控制装置的特征在于一包覆套，为一封闭结构；及ー相变材料，配置并封闭于所述包覆套内。本实用新型接着提供一种能量传递控制装置，包括一包覆套，为一封闭结构；及ー相变材料，配置并封闭于包覆套内。经由本实用新型所提供之设计，不仅可防止水箱发生过热，亦可減少水资源的浪费及降低设计成本。
读者在參照附图阅读本实用新型的具体实施方式
以后，将会更清楚地了解本实用新型的各个方面。其中图I是本实用新型的防过热保温水箱剖面图；图2是本实用新型的防过热保温水箱的保温层剖面图；图3A是本实用新型的能量传递控制装置另ー配置示意图；图3B是本实用新型的能量传递控制装置另ー配置俯视图；图4A是本实用新型的能量传递控制装置第一实施例示意图； 图4B是本实用新型的能量传递控制装置第二实施例示意图；图5A是本实用新型的能量传递控制装置第一实施例剖面图；图5B是本实用新型的能量传递控制装置第二实施例剖面图。附图中主要组件符号说明防过热保温水箱I水箱内胆10进水口101进水阀1011出水ロ103出水阀1031循环出水ロ105循环出水阀1051保温层20水箱外皮30能量传递控制装置40内包覆套403外包覆套405相变材料50
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进ー步详细的描述。由于本实用新型公开了ー种防过热保温水箱之构造，其中所使用的由相变材料所形成的能量传递控制装置及由高分子材料所形成的保温材料等，已为本领域普通技术人员所能理解，故以下文中的说明，不再对这些材料的特性作完整描述。同吋，以下文中所対照的附图，意在表达与本实用新型特征有关的结构的含义，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，在先声明。第一实施例防过热保温水箱本实用新型提出第一实施例，请參考图1，是本实用新型的防过热保温水箱剖面图。如图I所示，防过热保温水箱1，包括一水箱内胆10，ー套设在所述水箱内胆10外部之保温层20，ー套设在所述保温层20外部之水箱外皮30 ;其中，防过热保温水箱I还包括ー进水口 101及控制进水量之进水阀1011 ; —出水ロ 103及控制出水量之出水阀1031 ; —循环出水ロ 105及控制循环出水量之循环出水阀1051。其中，水箱内胆10的材料可采用搪瓷内胆、钢塑内胆、不锈钢内胆或者工程塑料等作为材料；保温层20的材料可采用聚氨酷、聚苯こ烯、岩棉或者玻璃棉等；水箱外皮30的材料可采用镀锌铁皮、喷漆铁皮、喷塑铁皮、不锈钢或者塑料等作为材料。接着，请參考图2，是本实用新型的防过热保温水箱的保温层剖面图。如图2所示，在水箱内胆10与水箱外皮30间的保温层20中，嵌设至少一个能量传递控制装置40，且每一能量传递控制装置40是以纵向水平且间隔地嵌设在保温层20中，且与水箱内胆10及水箱外皮30完全接触，同时各个能量传递控制装置40的两端与水箱内胆10与水箱外皮30的两端之间必须保留适当之空间。主要是当保温层20是以发泡材质来进行充填发泡吋，能量传递控制装置40周围所保留的空间可利发泡材质流动，避免阻塞，以增加保温层之保温效果。再接着，请參考图3A及图3B，是本实用新型的能量传递控制装置另ー配置示意图。如图3A所示，能量传递控制装置40是以横向水平且间隔地设置；再如图3B所示，当能 量传递控制装置40以横向水平且间隔地设置于保温层20中时，其能量传递控制装置40可以形成为C环结构，其中每ー个C环结构的能量传递控制装置40的两端与水箱内胆10与水箱外皮30的两端之间必须保留适当之空间，以利发泡材质流动，避免阻塞。在此要强调，复数个能量传递控制装置40其配置方式包括间隔地以垂直、平行、斜向、弯曲或交错配置等，本实用新型并不对配置方式加以限定。接着，请參考图4A，是本实用新型的能量传递控制装置示意图。如图4A所示，能量传递控制装置40是由ー内包覆套403以及ー个被包覆在内包覆套403中的相变材料50所组成；而内包覆套403之材质为具有导热性的材质，本实用新型采用铝塑复合材质。再接着，请參考图5A，是本实用新型的能量传递控制装置剖面图。如图5A所示，在制作能量传递控制装置40吋，将液态之相变材料50进行定量灌装，使液态之相变材料50装入内包覆套403内；之后，待相变材料50固化后进行抽真空封ロ ；再接着，对其进行升温熔化，查看内包覆套403是否漏料，如包装无问题，即完成能量传递控制装置40。本实用新型之相变材料50可选择石蜡、聚こニ醇，氯化钙、硫酸钠、碳酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、磷酸钾、硝酸镁、氯化镁、氢氧化钡水合物，或者こ酰胺其中ー为材料。特别要强调，本实用新型之相变材料50在固态时，其具有导热能力差之特性，而当相变材料50遇热并达到相变温度后，即会从固态相变为液态；当本实用新型之相变材料50相变为液态后，即具有对流传热之特性，传热能力迅速提高。故当本实用新型之能量传递控制装置40已配置于防过热保温水箱I之保温层20中，并且与水箱内胆10及水箱外皮30完全接触后，当防过热保温水箱I中的水温升高至相变材料50的相变温度以上时，相变材料50会从固态相变为液态，即可利用相变材料50于液态具有对流传热之特性，通过液态的对流换热能力，将过高温度的防过热保温水箱I中的部分热量通过水箱内胆10、相变材料变成液态的能量传递控制装置40至与大气室温接触的水箱外皮30的路径后，将热量传递至大气中，达到快速散热之效果；当防过热保温水箱I中的水温降低至相变材料50的相变温度以下吋，能量传递控制装置40中的相变材料50则会相变回固态，此时即可通过能量传递控制装置40中的相变材料50于固态导热差之特性，以达到水箱保温之目的。[0042]以ー实施例来说，当选择以石蜡作为相变材料50时，石蜡其密度为O. 9g/cm3,导热系数为O. 15ff/m. K，其相变温度为58飞2°C，亦即超过此温度时，相变材料50便会熔化成液体。因此，当要将能量传递控制装置40嵌设在水箱内胆10与水箱外皮30间的保温层20中吋，可先将能量传递控制装置40内的相变材料50升温融化，使能量传递控制装置40可弯曲或形变，以便嵌设在保温层20中(如上述的C环结构)；此方法除了可以方便将能量传递控制装置40嵌设在保温层20中，同吋，由于能量传递控制装置40可弯曲或形变，故可以与水箱内胆10及水箱外皮30完全接触，待降温并固化后，便完成配置；之后，再进行发泡材质的充填。以60L (公升)的防过热保温水箱I而言使用四道长450mm的能量传递控制装置40轴向平行均布在60L水箱内，当防过热保温水箱I中温度达80°C以上吋，由石蜡所形成的相变材料50便会融化成液体；经测试及计算后，60L水箱总散热功率为107W ;而在60°C以下吋，由石蜡所形成的相变材料50便会凝固成固体；经测试及计算后，总散热功率降为32W。很明显地，能量传递控制装置40能起将过高温度的防过热保温水箱I中的部分热量快速传递至防过热保温水箱Iタト，达到散热之功能。当防过热保温水箱I中的水温降低至 相变材料50的相变温度以下吋，能量传递控制装置40中的相变材料50则会相变回固态，此时即可通过能量传递控制装置40中的相变材料50于固态导热差之特性，以达到水箱保温之目的。而以100L(公升)的防过热保温水箱I而言使用四道长650mm的能量传递控制装置40轴向平行均布在100L水箱内，当防过热保温水箱I中温度达80°C以上时，由石蜡所形成的相变材料50便会熔化成液体；经测试及计算后，100L水箱总散热功率为180W ;而在60°C以下时，由石蜡所形成的相变材料50便会凝固成固体；经测试及计算后，总散热功率降为57W。很明显地，能量传递控制装置40能起将过高温度的防过热保温水箱I中的部分热量快速传递至防过热保温水箱Iタト，达到散热之功能。当防过热保温水箱I中的水温降低至相变材料50的相变温度以下吋，能量传递控制装置40中的相变材料50则会相变回固态，此时即可通过能量传递控制装置40中的相变材料50于固态导热差之特性，以达到水箱保温之目的。而以150L (公升)的防过热保温水箱I而言使用四道长1050mm的能量传递控制装置40轴向平行均布在150L水箱内，当防过热保温水箱I中温度达80°C以上时，由石蜡所形成的相变材料50便会熔化成液体；经测试及计算后，150L水箱总散热功率为205W ;而在60°C以下吋，由石蜡所形成的相变材料50便会凝固成固体；经测试及计算后，总散热功率降为62W。很明显地，能量传递控制装置40能起将过高温度的防过热保温水箱I中的部分热量快速传递至防过热保温水箱Iタト，达到散热之功能。当防过热保温水箱I中的水温降低至相变材料50的相变温度以下吋，能量传递控制装置40中的相变材料50则会相变回固态，此时即可通过能量传递控制装置40中的相变材料50于固态导热差之特性，以达到水箱保温之目的。很明显地，本实用新型之防过热保温水箱1，藉由防过热保温水箱I内部保温层20中的能量传递控制装置40，通过此能量传递控制装置40中的相变材料50的相变功能将防过热保温水箱I中的部分热能转移出去，藉此防止防过热保温水箱I发生过热，使得本实用新型之防过热保温水箱I具有较高的安全性。同时，本实用新型之防过热保温水箱1，是使用成本较低的相变材料50，也使得本实用新型之防过热保温水箱I具有较低的制造成本。第二实施例防过热保温水箱本实用新型提出第二实施例，请參考图1，是本实用新型的防过热保温水箱剖面图。如图I所示，防过热保温水箱1，包括一水箱内胆10，ー套设在所述水箱内胆10外部之保温层20，ー套设在所述保温层20外部之水箱外皮30 ;其中，防过热保温水箱I还包括ー进水口 101及控制进水量之进水阀1011 ; —出水ロ 103及控制出水量之出水阀1031 ; —循环出水ロ 105及控制循环出水量之循环出水阀1051。其中，水箱内胆10的材料可采用搪瓷内胆、钢塑内胆、不锈钢内胆或者工程塑料等作为材料；保温层20的材料可采用聚氨酷、聚苯こ烯、岩棉或者玻璃棉等；水箱外皮30的材料可采用镀锌铁皮、喷漆铁皮、喷塑铁皮、不锈钢或者塑料等作为材料。接着，请參考图2，是本实用新型的防过热保温水箱的保温层剖面图。如图2所示， 在水箱内胆10与水箱外皮30间的保温层20中，嵌设至少一个能量传递控制装置40，且每一能量传递控制装置40是以纵向水平且间隔地嵌设在保温层20中，且与水箱内胆10及水箱外皮30完全接触，同时各个能量传递控制装置40的两端与水箱内胆10与水箱外皮30的两端之间必须保留适当之空间。主要是当保温层20是以发泡材质来进行充填发泡吋，能量传递控制装置40周围所保留的空间可利发泡材质流动，避免阻塞，以增加保温层之保温效果。再接着，请參考图3A及图3B，是本实用新型的能量传递控制装置另ー配置示意图。如图3A所示，能量传递控制装置40是以横向水平且间隔地设置；再如图3B所示，当能量传递控制装置40以横向水平且间隔地设置于保温层20中时，其能量传递控制装置40可以形成为C环结构，其中每ー个C环结构的能量传递控制装置40的两端与水箱内胆10与水箱外皮30的两端之间必须保留适当之空间，以利发泡材质流动，避免阻塞。在此要强调，复数个能量传递控制装置40其配置方式包括间隔地以垂直、平行、斜向、弯曲或交错配置等，本实用新型并不对配置方式加以限定。接着，请參考图4B，是本实用新型的能量传递控制装置示意图。如图4B所示，能量传递控制装置40包括一外包覆套405，为耐高温及膨胀性能高之绝缘材料，本实用新型采用橡胶材质的三元こ丙材料，但并无限定其它绝缘材料；一内包覆套403，配置在外包覆套405内，为具有导热性的材质，本实用新型采用铝塑复合材质；以及一个被包覆在内包覆套403中的相变材料50所组成。再接着，请參考图5B，是本实用新型的能量传递控制装置剖面图。如图5B所示，在制作能量传递控制装置40吋，将液态之相变材料50进行定量灌装，使液态之相变材料50装入内包覆套403 ;之后，待相变材料50固化后进行抽真空封ロ ；再接着，再对其进行升温熔化，查看内包覆套403是否漏料，如包装无问题后，再将内包覆套403放入外包覆套405内，并再次进行抽真空封ロ，即完成能量传递控制装置40。増加外包覆套405之目的是将内包覆套403拘束在一定形状及空间内，并使能量传递控制装置40具有弾性形变之能力，使能量传递控制装置40与水箱内胆10及水箱外皮接触更紧，特别是于内包覆套403内的相变材料50相变为液态时，能够均匀地保持在内包覆套403。本实用新型之相变材料50可选择石蜡、聚こニ醇，氯化钙、硫酸钠、碳酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、磷酸钾、硝酸镁、氯化镁、氢氧化钡水合物，或者こ酰胺其中ー为材料。特别要强调，本实用新型之相变材料50在固态时，其具有导热能力差之特性，而当相变材料50遇热并达到相变温度后，即会从固态相变为液态；当本实用新型之相变材料50相变为液态后，即具有对流传热之特性，传热能力迅速提高。故当本实用新型之能量传递控制装置40已配置于防过热保温水箱I之保温层20中，并且与水箱内胆10及水箱外皮30完全接触后，当防过热保温水箱I中的水温升高至相变材料50的相变温度以上时，相变材料50会从固态相变为液态，即可利用相变材料50于液态具有对流传热之特性，通过液态的对流换热能力，将过高温度的防过热保温水箱I中的部分热量通过水箱内胆10、液态的能量传递控制装置40至与大气室温接触的水箱外皮30的路径后，将热量传递至大气中，达到快速散热之效果；当防过热保温水箱I中的水温降低至相变材料50的相变温度以下时，能量传递控制装置40中的相变材料50则会相变回固态，此时即可通过能量传递控制装置40中的相变材料50于固态导热差之特性，以达到水箱保温之目的。以ー实施例来说，当选择以石蜡作为相变材料50时，石蜡其密度为O. 9g/cm3,导热系数为O. 15ff/m. K，其相变温度为58飞2°C，亦即超过此温度时，相变材料50便会熔化成液体。因此，当要将能量传递控制装置40嵌设在水箱内胆10与水箱外皮30间的保温层20中吋，可先将能量传递控制装置40内的相变材料50升温熔化，使能量传递控制装置40可 弯曲或形变，以便嵌设在保温层20中(如上述的C环结构)；此方法除了可以方便将能量传递控制装置40嵌设在保温层20中，同吋，由于能量传递控制装置40可弯曲或形变，故可以与水箱内胆10及水箱外皮30完全接触，待降温并固化后，便完成配置；之后，再进行发泡材质的充填。以60L (公升)的防过热保温水箱I而言使用四道长450mm的能量传递控制装置40轴向平行均布在60L水箱内，当防过热保温水箱I中温度达80°C以上吋，由石蜡所形成的相变材料50便会熔化成液体；经测试及计算后，60L水箱总散热功率为107W ;而在60°C以下吋，由石蜡所形成的相变材料50便会凝固成固体；经测试及计算后，总散热功率降为32W。很明显地，能量传递控制装置40能起将过高温度的防过热保温水箱I中的部分热量快速传递至防过热保温水箱Iタト，达到散热之功能。当防过热保温水箱I中的水温降低至相变材料50的相变温度以下吋，能量传递控制装置40中的相变材料50则会相变回固态，此时即可通过能量传递控制装置40中的相变材料50于固态导热差之特性，以达到水箱保温之目的。而以100L(公升)的防过热保温水箱I而言使用四道长650_的能量传递控制装置40轴向平行均布在100L水箱内，当防过热保温水箱I中温度达80°C以上时，由石蜡所形成的相变材料50便会熔化成液体；经测试及计算后，100L水箱总散热功率为180W ;而在60°C以下吋，由石蜡所形成的相变材料50便会凝固成固体；经测试及计算后，总散热功率降为57W。很明显地，能量传递控制装置40能起将过高温度的防过热保温水箱I中的部分热量快速传递至防过热保温水箱Iタト，达到散热之功能。当防过热保温水箱I中的水温降低至相变材料50的相变温度以下吋，能量传递控制装置40中的相变材料50则会相变回固态，此时即可通过能量传递控制装置40中的相变材料50于固态导热差之特性，以达到水箱保温之目的。而以150L (公升)的防过热保温水箱I而言使用四道长1050mm的能量传递控制装置40轴向平行均布在150L水箱内，当防过热保温水箱I中温度达80°C以上时，由石蜡所形成的相变材料50便会熔化成液体；经测试及计算后，150L水箱总散热功率为205W ;而在60°C以下吋，由石蜡所形成的相变材料50便会凝固成固体；经测试及计算后，总散热功率降为62W。很明显地，能量传递控制装置40能起将过高温度的防过热保温水箱I中的部分热量快速传递至防过热保温水箱Iタト，达到散热之功能。当防过热保温水箱I中的水温降低至相变材料50的相变温度以下吋，能量传递控制装置40中的相变材料50则会相变回固态，此时即可通过能量传递控制装置40中的相变材料50于固态导热差之特性，以达到水箱保温之目的。很明显地，实施例之防过热保温水箱1，藉由防过热保温水箱I内部保温层20中的能量传递控制装置40，通过此能量传递控制装置40中的相变材料 50的相变功能将防过热保温水箱I中的部分热能转移出去，藉此防止防过热保温水箱I发生过热，使得本实用新型之防过热保温水箱I具有较高的安全性。同时，本实用新型之防过热保温水箱1，是使用成本较低的中的相变材料50，也使得本实用新型之防过热保温水箱I具有较低的制造成本。同时，在本实施例中，増加外包覆套405之目的是将内包覆套403拘束在一定形状及空间内，特别是于内包覆套403内的相变材料50相变为液态时，能够均匀地保持在内包覆套403，更能够増加液态的对流效果。以上所述仅为本实用新型较佳实施例，并非用以限定本实用新型申请的权利范围；同时以上的描述对于本领域普通技术人员应可明了与实施，因此其它未脱离本实用新型所掲示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于权利要求书的范围中。
权利要求1.ー种防过热保温水箱，包括一水箱内胆，一套设在所述水箱内胆外部之保温层以及ー套设在所述保温层外部之水箱外皮，其特征在于，至少有ー嵌设在所述水箱内胆与所述水箱外皮间的保温层中的能量传递控制装置，所述之能量传递控制装置包括 一内包覆套，为一封闭结构； ー相变材料，配置并封闭于所述内包覆套中 '及 一外包覆套，包覆所述内包覆套。
2.根据权利要求I所述的防过热保温水箱，其特征在于，所述的内包覆套及外包覆套为导热材料。
3.根据权利要求2所述的防过热保温水箱，其特征在干，所述的导热材料为铝塑复合材质。
4.ー种防过热保温水箱，包括一水箱内胆，一套设在所述水箱内胆外部之保温层以及ー套设在所述保温层外部之水箱外皮，其特征在于，至少有ー嵌设在所述水箱内胆与所述水箱外皮间的保温层中的能量传递控制装置，所述之能量传递控制装置包括 一包覆套，为一封闭结构；及 ー相变材料，配置并封闭于所述包覆套内。
5.根据权利要求4所述的防过热保温水箱，其特征在于，所述的包覆套为导热材料。
专利摘要本实用新型涉及一种防过热保温水箱，包括一水箱内胆，一套设在水箱内胆外部之保温层，一套设在保温层外部之水箱外皮及至少一嵌设在水箱内胆与水箱外皮间的保温层中的能量传递控制装置，其中，能量传递控制装置的特征在于一内包覆套，为一封闭结构；一相变材料，配置并封闭于内包覆套中；及一外包覆套，包覆内包覆套。
文档编号F24H9/00GK202511461SQ20112047377
公开日2012年10月31日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者苏树强 申请人:皇明太阳能(上海)有限公司