本实用新型涉及一种供热、采暖设备，具体是一种热交换装置。
背景技术：
热交换的基本种类从物理本质上看应当分为两类：一类是辐射换热，一类是导热与对流换热。首先，辐射换热是由于物体受热而向外放出辐射能的现象，热射线一般包括红外线和可见光，甚至包括近紫外线的一部分，其波长范围大约是λ=0.1~100μm，在辐射换热过程中不但有能量的传递，即高温物体的能量传向低温物体，而且还伴随着能量形式的转化，物体发射热辐射是物体的热能转变为辐射能，而物体吸收热辐射则是辐射能转变为热能。其次，对流换热实质上是导热加上流体的热对流运动，在能量传递的本质上与导热是相同的，导热与对流换热的热量传递必须有中间介质存在，一定要通过物体的直接接触才能进行，而辐射换热的物体间也可以是真空的，辐射换热系统的温度场不一定像导热、对流换热那样，热源处温度最高，然后逐渐下降，冷源处温度最低，辐射换热时有可能中间温度最低。
现有应用的供热、采暖设备中，如电热水器或电锅炉，通常利用金属加热管发出的热量以导热与对流换热方式对导热介质进行加热，尤其发热元件直接接触导热介质。此种加热的方式存在着一些缺陷与不足：第一，存在安全隐患，使用寿命短。金属加热管在使用一段时间后其外表面容易产生水垢，在加热过程中，由于金属加热管散热面积小且被水垢包覆后因不能及时将产生的热量向外传递，热量积累到一定程度时会使金属加热管因局部高温而爆裂，进一步引发漏电的隐患，同时金属电阻丝是不可再生资源。第二，电热效率低，能耗高。因金属加热管直接与水接触，随着使用时间的推移，金属加热管的外表面容易产生水垢，在加热过程中，被水垢包覆的部分金属加热管因不能及时将产生的热量向外传递，从而使金属加热管增速老化，电热效率不断下降。第三，加热慢。由于导热与对流是依靠介质中微观粒子与宏观流体微团的相对运动来传递能量，即高温物体的能量传向低温物体，远离金属加热管的导热介质受热慢。
能源的日益紧张，高污染、高排放导致环境的日益恶化。随着科技不断创新，高效、节能、环保已开始走进千家万户，同时安全也是所有用户对产品的第一要求。
技术实现要素：
针对以上所述的不足与缺陷，本实用新型提供一种安全高效光电热交换装置，采用电加热管安装在石英玻璃管内，石英玻璃管穿过金属箱体且通过密封系统紧固密封在金属箱体上，金属箱体装满导热介质，通电后发光发热的电加热管发出的热能不仅通过石英玻璃管以导热与对流换热的方式传导加热导热介质，而且加热管发出的热射线能透过石英玻璃管以辐射换热的方式直接加热导热介质，从而提高电热转换率，达到高效节能环保。同时可防爆的加热管与导热介质又被绝缘防爆的石英玻璃管隔离，做到真正的水电分离双保护，具有更卓越的安全性。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种安全高效光电热交换装置，其结构特征包括：石英玻璃管穿过金属箱体且通过密封系统紧固密封在金属箱体上，电加热管安装在石英玻璃管内通过绝缘陶瓷头固定在金属箱体上，金属箱体装满导热介质，金属箱体最下面的一侧下部或底部设有与该装置相连通的用于导热介质循环的进口，金属箱体最上面的另一侧上部或顶部设有与该装置相连通的用于导热介质循环的出口，再配用智能电器辅助控制系统，构成本实用新型之安全高效光电热交换装置。
上述的安全高效光电热交换装置，所述电加热管可选用能产生热射线的高效发光发热的碳纤维加热管、卤素加热管等，和所需要的电压等级、功率大小及相应结构尺寸。
上述的安全高效光电热交换装置，所述石英玻璃管为高纯度优质石英玻璃管，绝缘、耐高温、耐压、耐腐等，可根据电加热管的安装结构尺寸和系统压力需求等制定所需的结构尺寸。
上述的安全高效光电热交换装置，所述金属箱体可根据所安装的电加热管与石英玻璃管的数量和相应尺寸、压力需求、导热介质等制定所需的结构尺寸和选用不易结垢、不易生锈的箱体材料，箱体内表面可根据需求光面加工处理，提高光波反射，增加热辐射转换率，箱体外表面可根据需求安装绝缘隔热材料，降低热损失。
上述的安全高效光电热交换装置，所述密封系统可采用与石英玻璃管和金属箱体同等耐热性能的高温密封圈紧固密封，或高温密封胶密封，或密封圈与密封胶组合密封，主要满足系统压力的需求和热胀冷缩变化的需求，也可根据特殊情况将石英玻璃管与金属箱体压制装配密封。
上述的安全高效光电热交换装置，所述导热介质可采用水、导热油或其它导热液体等。
上述的安全高效光电热交换装置，所述智能电器辅助控制系统可选用市面上常用的成熟的智能化自控系统，实现人机界面交互，也可远程控制、监测等。
本实用新型之安全高效光电热交换装置，由于所述加热管发光发热透过石英玻璃管通过辐射换热、导热与对流换热的方式对导热介质进行加热，本实用新型的有益效果是：第一，高效节能。碳纤维加热管能量发射方式是以红外辐射为主，通电加热后80%以上的光波为远红外线，红外线具有很强的反射性、渗透性和共振性，它能够被的水分子吸收产生共振摩擦热效应，且不易产生水垢，红外线热辐射强度高、热辐射指向高、热辐射传递距离远、发热均匀、热交换速度快、热滞后小、无瞬间电流冲击、不易产生电磁场、使用寿命长、防爆、环保等优点，工作过程中光通量远远小于金属发热体的电热管，电热转换效率高达98% 以上。本实用新型之安全高效光电热交换装置中的加热管通电后发光发热，以辐射换热、导热与对流换热的方式加热石英玻璃管，石英玻璃管相比加热管热交换面积大，热传导给导热介质更快，同时热射线透过石英玻璃管以辐射换热的方式直接加热导热介质，其中一部分热射线被石英玻璃管反射或折射吸收发热，还有一部分热射线被光面的金属箱体反射或折射吸收发热后也加热导热介质，总体电热转换率高，比采用金属电阻的加热器节能可达到40%以上，节能效果显著。第二，绿色环保。碳纤维加热管与金属加热管不同，它完全避免了电磁场的产生，通过热辐射加热不易使水产生水垢，同时碳纤维材料相比钨钼镍铬合金等也是可再生资源。第三，安全无隐患。石英玻璃是良好的耐酸材料（氢氟酸、热磷酸除外），相当耐酸陶瓷的30倍，相当于不锈钢（镍铬合金）的 100多倍，热膨胀系数极小，有极高的热稳定性，耐冷热骤变性强，石英玻璃管加热到1100度，迅速投入到冷水中，也不会炸裂。此实用新型之安全高效光电热交换装置可以短时间干烧，同时加热管不与导热介质直接接触，无漏电隐患，安全可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型示意图；
图2为图1中密封系统的放大图；
图中1.电加热管，2.定位陶瓷头，3.石英玻璃管，4.导热介质，5.金属箱体，6.定位密封法兰，7.高温密封圈，8.紧固螺栓，9.箱体侧面绝缘隔热膜，10. 箱体端面绝缘隔热膜，11. 导热介质出口，12.导热介质进口，13.智能电器控制辅助系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明：
【实施例1】
安全高效光电热交换装置包括金属箱体5，金属箱体5上下两侧设有与该装置相连通的用于介质循环的导热介质出口11与导热介质进口12，金属箱体5外表面安装起到绝缘、保温及隔热作用的箱体侧面绝缘隔热膜9和箱体端面绝缘隔热膜10，石英玻璃管3穿过金属箱体5且通过如图2所示密封系统中的高温密封圈7与定位密封法兰6和紧固螺栓8紧固密封在金属箱体5上，电加热管1安装在石英玻璃管3内，通过绝缘定位陶瓷头2固定在金属箱体5上，金属箱体5装满导热介质4，再配用智能电器辅助控制系统13构成安全高效光电热交换装置。
【实施例2】
附图1 中的加热管1和石英玻璃管3为示范性的1组，可根据需求安装多组，均布安装在金属箱体5里，可以使导热介质4均匀受热，加热管1的加热功率可以相同，也可不同，这样可以用体积、结构完全相同的金属箱体5实现不同加热功率的电热交换装置。加热管1可选用能产生热射线的高效发光发热的碳纤维加热管、卤素加热管等，都是市面上常用成熟的国标产品。加热管1是双出线的直管形式，也可以选用单出线的直管形式、双出线的螺旋管形式等，目的是为了经济实用，便于加工、安装、维护、更换、保养。
【实施例3】
附图1 中的金属箱体5为示范性的圆形，也可根据需求制定方形或其它形状，也可设计多排管结构形式或多个箱体组合结构形式等，目的是为了经济实用，便于加工、安装、维护、保养。
【实施例4】
附图2所示，密封系统是由高温密封圈7与定位密封法兰6和紧固螺栓8把石英玻璃管3紧固密封在金属箱体5上，起到耐温、耐压、密封等作用。也可选用与石英玻璃管3和金属箱体5同等耐热性能的高温密封胶密封或密封圈与密封胶组合密封，来满足系统压力需求和温度变化导致热胀冷缩需求，也可根据特殊情况将石英玻璃管3与金属箱体5压制装配密封。目的是为了经济实用，便于石英玻璃管3的安装、维护、更换、保养。
【实施例5】
智能电器辅助控制系统13可选用市面上成熟的智能化自控系统，实现人机界面交互，可远程控制、监测等，实现温度、流量、压力、水位等检测，漏电保护，过载保护、故障报警跟踪等功能，加热管1的电源接线方式可并联接线控制、可独立接线控制、也可分组接线控制，实现分段启动，避免电流瞬间过大造成冲击，自动程序控制可逐级加减负荷调节平稳，恒温加热，也保证各电热管均匀运行，以提高电热管的使用寿命。
【实施例6】
本实用新型工作时，金属箱体5装满导热介质4，通过智能电器辅助控制系统13控制加热管1通电，发光发热的加热管1产生的热能，以辐射换热、导热与对流换热的方式加热石英玻璃管3，被加热的石英玻璃管3以导热与对流换热的方式传导加热导热介质4，同时加热管1产生的热射线透过石英玻璃管3以辐射换热的方式直接加热导热介质4，其中一部分热射线被石英玻璃管3反射或折射吸收发热，还有一部分热射线被光面的金属箱体5反射或折射吸收发热后也加热导热介质4，被加热的导热介质4通过与该装置相连通的用于介质循环的导热介质出口11将热量带走，换热后的低温导热介质4通过与该装置相连通的用于介质循环的导热介质入口12进入金属箱体5，实现换热循环。
显然，以上所述仅为本实用新型的部分示范性的实施例，并非用来限定本实用新型实施的范围，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式，凡依本实用新型专利范围所做的同等变化与修饰下所获得的所有其他实施例，皆落入本实用新型专利涵盖、保护的范围。同时不应将权利要求中所要求保护的技术方案及任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。