专利名称：一种蓄热电热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热水器，特别是关于一种高温相变式蓄热电热水器。
背景技术：
目前，我国电力事业得到了长足的发展，发电量与装机总容量已居世界第二位，与此同时，电力工业的发展和电力需求变化出现了新的问题一是全国发电利用小时数逐年下降，发电能力未能充分利用，有一些新投产机组甚至处于闲置状态；二是电网的高峰负荷增长很快，电网负荷率逐年降低。巨大的电力峰谷差和峰值增长速度必然对电力调峰提出很高的要求，对电网的安全运行构成了一定的威胁。为了缓解电网高峰负荷的压力，各地相继发展了各种调峰电站，如燃气轮机电厂、抽水蓄能电站等，但是这并没有从根本上解决造成用电峰谷差的矛盾，而且随着经济发展、人民生活水平的不断提高，居民的生活用电持续增长，必将进一步加大电网用电负荷的峰谷差。要解决这个问题，唯有推行峰谷分时电价，并大力发展蓄热用电设备，使居民能够多用价格低廉的低谷电，以此对电网实现削峰填谷。
本发明的研究课题集中在国内已形成的巨大的电热水器市场，现有电热水器一般不具有蓄热功能，居民无法享受分时电价政策带来的实惠，供电企业也难以籍此实现电网削峰填谷。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以在用电低谷电价便宜时蓄热，在居民需要时用热水方便的蓄热电热水器。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种蓄热电热水器，其特征在于它包括一耐高温耐腐蚀容器；若干高温相变蓄热材料，其设置在所述耐高温耐腐蚀容器内；一电加热器，其埋设在所述高温相变蓄热材料中；一隔热层，其设置在所述耐高温耐腐蚀容器外；一保温壳体，其设置在所述隔热层外；一温控/时控器，设置在所述保温壳体外壁，所述电加热器通过导线与所述温控/时控器；一换热盘管，其盘设在所述隔热层与所述保温壳体之间；一设置有阀门的进水管，其连接所述换热盘管的进水口；一设置有阀门的出水管，其一端连接所述换热盘管的出水口，另一端连接冷水上水管和用水装置。
在所述耐高温耐腐蚀容器与所述隔热层之间设置一耐热保护套。
所述隔热层为一双层金属真空桶。
所述耐高温耐腐蚀容器由陶瓷材料制成。
所述高温相变蓄热材料为铝硅合金。
所述电加热器为陶瓷套管电加热器，所述陶瓷套管电加热器包括底端密封的陶瓷套管，设置在所述陶瓷套管内的陶瓷芯，缠绕在所述陶瓷芯外壁的电阻丝，以及填充在所述陶瓷芯与所述陶瓷套管之间的导热绝缘粉末。
本发明由于采取以上设计，其具有以下优点1、本发明在电热水器中采用大量高温相变蓄热材料，因此可以在外形尺寸较小的情况下，在夜间低谷电时段通过材料相变蓄存大量热能，而在用电高峰时不用电，就可以方便地使用热水，其不但可以实现了国家削峰填谷的用电方针，而且可以使普通百姓从峰谷分时电价政策中切实得到实惠，本发明为国为民的用电规划提供了一个广阔的发展前景。2、本发明采用陶瓷作为耐高温耐腐蚀容器盛装高温相变蓄热材料，其具有良好的绝缘传热功能，且不会被发生相变的蓄热材料腐蚀。3、本发明采用双层金属真空桶既可以保护真空桶内的蓄热材料500～600℃高温的热量损失小，又可以保证盘设在真空桶外壁的换热盘管能够被加热。4、本发明在陶瓷容器外面设置耐热保护套，其不但可以保护陶瓷容器不被损坏，而且可以承受较大的压力，以保护双层金属真空桶不被压扁。5、本发明采用陶瓷套管电加热器，其可以直接埋入蓄热材料中，实现内部加热，从而可以减小加热过程中热量的散失，提高加热效率和电能的利用率。6、本发明设计的陶瓷管电加热器，在陶瓷芯的外壁面缠绕电阻丝，在陶瓷芯与陶瓷套管之间填充导热绝缘粉末，既可以有效地保证传热效率，又可以有效地保护电阻丝在高温下不被酸、碱、盐类、金属及金属合金腐蚀或侵蚀，极大地延长了电加热器的使用寿命。本发明结构简单体积小，加热效率高，蓄热效果好，它作为一种新型热水器具有非常广阔的开拓前景。
图1是本发明结构示意2是本发明电加热器结构示意3是本发明电加热器中陶瓷芯外壁螺旋凹槽局部放大示意图具体实施方式
如图1所示，本发明包括一耐高温耐腐蚀容器1，在容器1内设置有若干高温相变蓄热材料2，在高温相变蓄热材料2中埋设有一电加热器3，在容器1外设置有一隔热层4，在隔热层4外设置有一保温壳体5，在保温壳体5外壁设置有一温控/时控器6，电加热器3通过导线与温控/时控器6连接，在隔热层4与保温壳体5之间盘设有一换热盘管7，将一设置有阀门8的进水管9的一端连接在换热盘管7的进水口，另一端可以连接水源。将一设置有安全阀10的出水管11的一端连接所述换热盘管7的出水口，另一端通过三通阀12连接冷水上水管13和喷头14等用水装置。
上述实施例中，耐高温耐腐蚀容器1可以采用陶瓷材料制成，也可以采取其它耐高温耐腐蚀材料制成，如果采用陶瓷材料，可以在容器1与隔热层4之间设置一耐热保护套15，以保护陶瓷容器1不被磕碰。保护套15的材料可以采用耐热钢材料，也可以采取其它材料。
上述实施例中，隔热层4可以采取一双层金属真空桶，其既具有较好的隔热效果，又能将部分热量传递给换热盘管7。除此之外，隔热层4还可以采取其它结构和材料。保温壳体5可以采用现有技术中的各种保温材料。
上述实施例中，高温相变蓄热材料2可以采取各种材料，比如采用铝硅合金，其相变温度在575℃～585℃。
如图2所示，本发明的电加热器3可以采用专门设计的陶瓷管电加热器，其包括底端密封的陶瓷套管31，设置在陶瓷套管31内的陶瓷芯32，缠绕在陶瓷芯外壁面的电阻丝33，以及填充在陶瓷芯32与陶瓷套管31之间的导热绝缘粉末34。
上述电加热器3中，如图3所示，陶瓷芯32的外壁可以设置螺旋凹槽321，这样就可以将电阻丝33缠绕在螺旋凹槽321内，当需要更换电阻丝33时，可以方便地将陶瓷芯32连同电阻丝33取出放入，而不会使电阻丝33与导热绝缘粉末34发生摩擦碰撞。同时，陶瓷芯32可以是空心的，在陶瓷芯32内填充导热绝缘粉末35。填充在陶瓷套管3 1与陶瓷芯32之间，以及填充在陶瓷芯32内的导热绝缘粉末34、35可以是氧化镁粉末，或氧化铝粉末，或其它导热绝缘粉末。
上述实施例中，保温壳体5、隔热层4、耐热保护套15和耐高温耐腐蚀容器1的形状和数量都是可以变化的，比如形状可以是圆形、方形、长方形、椭圆型等。又比如容器1可以是一个，也可以是两个，与之对应的换热盘管7、隔热层4、耐热保护套15的数量也可以发生变化。电加热器3可以采用本发明的陶瓷套管电加热器，也可以采取其它电加热器。
上述实施例中，进、出水管9、11，进水阀8、安全阀10、三通阀12等都可以根据需要增加或减少，由于本发明热水器的蓄热温度很高，安全阀10一般是一泄压阀，以排除高压蒸汽。
本发明工作时，将温控/时控器6设置在用电网低谷期的夜间定时启动，这样可省用峰电，充分利用谷电。当电加热器3接通电源后，电阻丝33将热量通过导热绝缘粉末34和陶瓷套管31传递给高温相变蓄热材料2。当蓄热材料2的温度到达临界温度后，固体的蓄热材料2开始发生相变，当蓄热材料2完全融化时，温控/时控器6控制电加热器3停止加热。这时热量主要由蓄热材料2以500～600℃潜热方式储存起来，而由于金属真空桶2的作用，换热盘管7的温度一般不超过200℃。当需要洗浴时，流出的高温水需要通过调节三通阀12与冷水上水管13的冷水进行混合后使用。
本发明的上述各实施例仅用于说明本发明的技术方案，其并不应限定本发明的保护范围，若对上述各实施例的技术方案作出的等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种蓄热电热水器，其特征在于它包括一耐高温耐腐蚀容器；若干高温相变蓄热材料，其设置在所述耐高温耐腐蚀容器内；一电加热器，其埋设在所述高温相变蓄热材料中；一隔热层，其设置在所述耐高温耐腐蚀容器外；一保温壳体，其设置在所述隔热层外；一温控/时控器，设置在所述保温壳体外壁，所述电加热器通过导线与所述温控/时控器；一换热盘管，其盘设在所述隔热层与所述保温壳体之间；一设置有阀门的进水管，其连接所述换热盘管的进水口；一设置有阀门的出水管，其一端连接所述换热盘管的出水口，另一端连接冷水上水管和用水装置。
2.如权利要求1所述的一种蓄热电热水器，其特征在于在所述耐高温耐腐蚀容器与所述隔热层之间设置一耐热保护套。
3.如权利要求1所述的一种蓄热电热水器，其特征在于所述隔热层为一双层金属真空桶。
4.如权利要求2所述的一种蓄热电热水器，其特征在于所述隔热层为一双层金属真空桶。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种蓄热电热水器，其特征在于所述耐高温耐腐蚀容器由陶瓷材料制成。
6.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种蓄热电热水器，其特征在于所述高温相变蓄热材料为铝硅合金。
7.如权利要求7所述的一种蓄热电热水器，其特征在于所述高温相变蓄热材料为铝硅合金。
8.如权利要求1或2或3或4或7所述的一种蓄热电热水器，其特征在于所述电加热器为陶瓷套管电加热器，所述陶瓷套管电加热器包括底端密封的陶瓷套管，设置在所述陶瓷套管内的陶瓷芯，缠绕在所述陶瓷芯外壁的电阻丝，以及设置在所述陶瓷芯与所述陶瓷套管之间的导热绝缘粉末。
9.如权利要求5所述的一种蓄热电热水器，其特征在于所述电加热器为陶瓷套管电加热器，所述陶瓷套管电加热器包括底端密封的陶瓷套管，设置在所述陶瓷套管内的陶瓷芯，缠绕在所述陶瓷芯外壁的电阻丝，以及设置在所述陶瓷芯与所述陶瓷套管之间的导热绝缘粉末。
10.如权利要求6所述的一种蓄热电热水器，其特征在于所述电加热器为陶瓷套管电加热器，所述陶瓷套管电加热器包括底端密封的陶瓷套管，设置在所述陶瓷套管内的陶瓷芯，缠绕在所述陶瓷芯外壁的电阻丝，以及设置在所述陶瓷芯与所述陶瓷套管之间的导热绝缘粉末。
全文摘要
本发明涉及一种蓄热电热水器，其特征在于它包括一保温壳体；一设置在所述保温壳体外壁面的温控/时控器；一双层金属真空桶，其设置在所述保温壳体内；一换热盘管，其盘设在所述真空桶外壁面；一耐热保护套，其设置在所述真空桶内；一耐高温耐腐蚀容器，其设置在所述耐热保护套内；若干高温相变蓄热材料，其设置在所述耐高温、耐腐蚀容器内；一电加热器，其埋设在所述高温相变材料中，且通过导线连接所述温控/时控器；一设置有阀门的进水管，其连接所述换热盘管的进水口；一设置出水管，其一端连接所述换热盘管的出水口，另一端通过一阀门连接冷水上水管和用水装置。本发明可以在夜间低谷电时段储存大量的热能，而在用电高峰时不用电，就可以方便地使用热水。本发明为削峰填谷的用电规划提供了一个广阔的发展前景。
文档编号F24D15/02GK1554900SQ20031012118
公开日2004年12月15日 申请日期2003年12月22日 优先权日2003年12月22日
发明者张寅平, 王馨, 狄洪发, 刘靖 申请人:清华大学