水蓄热电暖器的水分层强化放热结构的制作方法

本实用新型涉及一种放热结构，尤其是涉及一种水蓄热电暖器的水分层强化放热结构。

背景技术：

“清洁供热”是可持续发展的必然要求，也是各国正在推行(如中国)或未来将推行的政策，因此，市场上已经出现了很多的清洁供热技术或设备，相应地也出现了多种家庭房间型的清洁采暖设备和技术，水蓄热电暖器就是其中一种。

水蓄热装置一般采用水自然分层技术来提升水蓄热装置的蓄热容积效率，对于不同的水体结构，其自然分层技术会有所不同。申请号为2019102183724和2019102191059的专利说明文件中，提供了采用风管作为放热装置的方法，但并未对水分层控制及放热方法进行细致的描述。分析其工作原理为：水箱内的高温热水将风管加热，风管将从其底部入口进入风管内部的气流加热，加热后的气流从顶部风帽送回到房间内，使房间升温；同时，高温热水释放热量后温度降低；显然，贴近风管壁面的水降温最大；由于温度越低的水密度越大，所以贴近风管的、被冷却降温后的水会向下沉，并在下沉过程中逐渐融合离风管较远的高温水体，使较远的高温水体的温度也跟着降低，从而逐步使水体温度整体降低，因此，随着放热过程的进行，水体温度和进入风管内的空气温度之间的温差越来越小，风管的放热量越来越低，在放热时间结束后，水体的温度仍将较高，就是说：水体的有效蓄热容积减小了，或者说放热后期的放热速度降低了，这样导致的后果是：在保证所需要的放热量和放热速度情况下，水箱容积需要加大。

显然，有必要对该水体的放热方法进行改进，以提升水体的蓄热效率、缩小水体的体积。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种水蓄热电暖器的水分层强化放热结构，用于解决以上问题，可以有效提高水蓄热电暖器放热效率进而缩小蓄热水体的体积，其技术方案如下所述：

一种水蓄热电暖器的水分层强化放热结构，其特征是：在水蓄热电暖器的风管外部加装一个套管，套管与风管之间留有必要的水流通道空间；套管的下部设置有出水通道，套管的上部设置有进水通道。

通过上述技术方案，能够使水箱下部保持低温水，上部保持高温水，进入到风管与套管之间的水始终是温度最高的水，流出的始终是温度最低的水，这样就始终保证了风管内外空气与水的最大传热温差，从而提高了放热性能或放热速度。

本实用新型进一步设置为：所述套管和风管之间间隔保持均匀一致。

通过上述技术方案，能够使放热过程中水流组织效率更高。

本实用新型进一步设置为：所述套管采用耐受高水温且热阻较高的材料。

通过上述技术方案，能够阻隔套管内外水流的热传导,并减小套管占用的水体容积。

本实用新型进一步设置为：所述套管与风管间连接固定。

所述套管的底部安装有等高的支脚支撑件，在套管的顶部设置有连接件，用于与风管或水箱顶部之间的连接和固定，从而保证套管安装的稳定性和使用的牢固性。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：可以有效提高水体放热效率，从而能够缩小蓄热水体的体积。

附图说明

图1是所述水蓄热电暖器的水分层强化放热结构的立剖面图；

图2是所述水蓄热电暖器的水分层强化放热结构的横剖面图；

图3是所述水蓄热电暖器的底部支撑件与顶部固定件位置图；

图4是图3的立体示意图；

图5是所述水蓄热电暖器的套管水流通道的一种实施方案图；

图6是图5的立体示意图；

图中，1-送风罩；2-水箱壳体；3-蓄热水体；4-水箱底座；5-循环风机；6-风管；7-套管,8-套管支撑件；9-顶部连接件；10-充水水位线；11-进水最高位置；12-进水通道；13-出水通道。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。

本实用新型提供的水蓄热电暖器放热强化结构，如图1、图2、图3和图4所示，包括套管7、套管底部支撑件8、套管顶部固定件9，为方便描述本专利技术，在图中还标注了送风罩1、水箱2、蓄热水体3、水箱底座4、循环风机5、风管6、充水水位线10、套管进水最高位置11等部件或结构。

所述水箱2的顶部安装有送风罩1，底部安装有水箱底座4，水箱底座4内安装有循环风机5，在水箱2中部设置有风管6，风管6贯通于水箱2的上下两端，通过循环风机5，风从水箱底座4进入风管6到达送风罩1，再通过送风罩1送出。

在水蓄热电暖器的放热风管6的外部安装一个套管7，套管7和风管6之间留有一定间隔，间隔为4到100mm左右；套管7的底部与水箱2的底板之间保留一定的间隔，间隔为5～100mm左右；套管7的最高进水位置11低于充水水位，套管7最高进水位置11距充水水位5～100mm左右；套管7采用耐高水温的高热阻材质，比如塑料材质。

水蓄热电暖器采用这种放热强化结构后，靠近风管外壁的水在降温后，不会扩散到远离风管的水体中并降低远离风管的水体温度。风管6与套管7之间的水会由于密度不同产生的“热动力”作用，更快速地顺着风管6外壁或套管7内壁向下流动，最后沉积在水体底部，进而将温度相对较高的水向上顶升，使水体上部的水温保持在较高水平。

这里对水的“热动力”进一步说明如下：因为水具有温度不同而密度不同的特性，温度低的水密度大，温度高的水密度小，所以风管6外壁的高度较高的水(简称为高温水)在释放出热量后变成温度较低的水(简称为低温水)，低温水由于密度大而自然下沉，直到沉到套管7的下部，从套管7下部与水箱2的底板之间的出水通道13流出并沉积在水体底部，低温水逐步沉积在水箱2的底部的同时，持续地将套管7外部的高温水向上顶升，此时，低温水和高温水之间会形成一层很薄的温度急剧变化的过渡层，该过渡层能有效地隔绝低温水和高温水之间的热传导效应，并在水流运动中保持基本稳定。通过这种方式，低温水有组织地从下部将高温水顶升到上部，并且套管7与风管6之间的水向下沉的过程中，高温水持续地从套管上部补充进来。显然，这就保证了进入套管7与风管6之间水流空间的水始终是高温水。通过模拟分析得知，这种方法可以显著提高风管6外壁的水温与风管6内壁的空气温度的差值的平均值。由于风管6的放热量与该温差成正比，所以，这种放热结构也就显著地提升了水蓄热电暖器的放热能力或放热速度。

采用这种放热结构后，可以将经过放热后的最低温度的水沉积在最底部，因此，这种放热结构可以最大程度地提升水体的蓄热效率，从而有效减少水体的体积。

进一步地，套管7和风管6之间留有一定间隔，且间隔尽量均匀一致，这样能够使流入间隔内的水流量保持均匀、风管散热均匀；所述间隔数值一般为数毫米到数十毫米之间，视水体容量和深度而定。

进一步地，套管7的底部与水箱2的底板之间保留一定的间隔，间隔均匀一致，为此在套管的底部安装有等高的支脚或垫块等支撑件，这样能够使水流从套管底部与水体底部之间的水流通道间隔中均匀散流而出，从而能够保证形成薄而稳定的过渡层；该间隔一般为数毫米到数十毫米之间，视水体容量与水深不同而异。

进一步地，套管7的进水最高位置11低于常温下的充水水位，套管7的顶部最高进水位置距充水水位线10距离尽量均匀一致，这样能够使水流从套管的顶部流入套管与风管之间的间隔中，并保持水流速度场均匀；所述套管7的最高进水位置11与充水水位10之间的距离视水体容量和水深不同而异。

进一步地，在套管7的顶部设置有连接件9，用于与风管或水箱顶部之间的连接和固定，并起到紧固的作用，使整个套管不会在运输过程中松动。

进一步地，套管7采用耐高水温的、热阻较高的材料，例如pp塑料，所述材料起到阻隔套管内外水流的热传导、屏蔽套管外水体对套管内水流温度的影响的作用，从而保证形成良好的由水的“热动力”作用而产生的自然循环流动。

套管7内的高温水体将热量传递给流经风管6的冷风后温度降低变成低温水，同时密度增大，低温水贴着风管6外壁面自上而下流动，低温水从套管7与水箱2底板之间的出水通道13中散流而出，均布在水箱2底部，同时将套管7外的高温水向上顶升，此时，数量相等的高温水就从套管7上部的进水通道12流入风管6与套管7间隔中，此过程是持续进行的。

可见，本实用新型提供的水蓄热电暖器放热强化结构，能够提高放热性能，提升蓄热水箱的蓄热容积效率，减小水箱的体积，从而减小房间占地面积。

附图5和图6提供了另一种套管的实施方法，该方法所采用的套管为一根与风管等高的管材，在其下部并无明显的支撑件、在其上部也并无明显的固定件，但仍具备支撑和固定的功能，另外，其顶部进水通道改成了进水孔、底部出风通道改成了出水孔，这种结构也具备良好的进水和出水组织性能，而且这种结构也具备较好的制造工艺性能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。