一种换热设备及系统的制作方法

本发明涉及能源转换技术领域，具体而言，涉及一种换热设备及系统。

背景技术：

目前，我国经济不断发展壮大，电作为一种能源方式运用于电采暖是一种安全、清洁、舒适的取暖方式。电能替代煤、气(二次污染)在治理大气污染方面具有巨大效益，电采暖不仅可以减轻大气污染，还能够大幅度提高居民的生活质量。

电能作为一种能源，广泛应用到各个领域中。做为冬季采暖用的电风扇、电加热器、电锅炉等都是直接利用电能作为加热源，以电能直接作为加热源转变为热能的方式存在着耗电量大，利用率低的特点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种换热设备，该换热设备具有较高的热效率。

本发明是这样实现的：

一种换热设备，包括壳体、换热管、电加热管、和用于容纳超导液的内胆；

内胆设置在壳体内部，超导液的液面与内胆的顶壁具有间隙，电加热管固定在壳体并延伸至内胆内部与超导液接触；

换热管设置在内胆上方，且换热管的两端均与内胆连通，内胆和换热管内部为真空状态，内胆、换热管与壳体组成的空间为用于容纳热媒的容纳腔，壳体设置有进水口和出水口，进水口、出水口均与容纳腔连通。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

内胆内部的压力为-0.06～-0.03MPa。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

换热设备还包括真空嘴，真空嘴与换热管通过管道连接，管道上设置有真空表。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

内胆沿高度方向的外壁与壳体的内壁具有间隙。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

换热管设置有多支，多支换热管间隔设置。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

换热管包括两个直管段和一个弯曲段，两个直管段均与内胆连接，弯曲段的两端分别与两个直管段连接，弯曲段呈凸起的弧形。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

壳体外壁具有绝热保温层。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

绝热保温层由硅酸铝纤维板制成。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

热媒为水。

一种换热系统，换热系统包括上述的换热设备及出水管，出水管通过出水口与容纳腔连通。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的换热设备，使用时，首先利用电加热管对内胆内部的超导液进行加热，由于超导液加热启动快、沸点低，且在真空状态下，超导液发生相变，可产生超导现象。在内胆和换热管内部为真空状态下，超导液被加热直至汽化后产生高温超导气体可达180℃以上，在真空状态下，以声音的速度向远端传递热量。由于换热管设置在内胆上方，则汽化后的高温超导气体进入换热管中，且超导液的液面与内胆的顶壁具有间隙，因此具有足够的超导液蒸汽空间。超导液蒸汽可对容纳腔内的热媒进行热交换，使得热媒具有较高的温度，当热媒升高到一定温度时，温度较高的热媒经出水口排出可供给用户，被吸收热量后的热媒又可通过进水口进入容纳腔中再次进行热交换。超导液蒸汽因热交换释放热能冷凝后重新回到内胆中循环利用，如此循环。本发明将超导液的特性、电热技术、真空状态三者有机结合，在电加热及真空状态下超导液释放热能被热媒吸收，得到温度较高的热媒。三者结合，热效率大幅度提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的一种换热设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的换热管的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种换热设备的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的换热设备与外壳封皮的结构示意图。

图标：100-换热设备；110-壳体；111-出水口；112-进水口；113-绝热保温层；114-排污口；120-换热管；121-直管段；122-弯曲段；130-电加热管；140-内胆；150-容纳腔；160-真空嘴；161-真空表；170-外壳封皮。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“高度”、“上”、“下”、顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

本实施例提供一种换热设备100，请参照图1。

具体地换热设备100包括壳体110、换热管120、电加热管130、和用于容纳超导液的内胆140。

内胆140设置在壳体110内部，超导液的液面与内胆140的顶壁具有间隙，电加热管130固定在壳体110并延伸至内胆140内部与超导液接触。

换热管120设置在内胆140上方，且换热管120的两端均与内胆140内部连通，内胆140和换热管120内部为真空状态，内胆140、换热管120与壳体110组成的空间为用于容纳热媒的容纳腔150，壳体110设置有出水口111和进水口112，出水口111和进水口112均与容纳腔150连通。需要说明的是，内胆140的外部与壳体110的内部以及换热管120的外部组成的空间为容纳腔150。

换热设备100工作时，首先利用电加热管130对内胆140内部的超导液进行加热，由于超导液加热启动快、沸点低，即超导液在30℃即可传递热量，50℃即可沸腾，且在真空状态下，超导液发生相变，可产生超导现象。在内胆140和换热管120内部为真空状态下，超导液被加热直至汽化后产生高温超导气体可达180℃以上。超导液被加热至沸腾后在瞬间即能吸收大量的热，在真空状态下，以声音的速度向远端传递热量。由于换热管120设置在内胆140上方，则汽化后的高温超导气体进入换热管120中，且超导液的液面与内胆140的顶壁具有间隙，因此具有足够的超导液蒸汽空间。超导液蒸汽可对容纳腔150内的热媒进行热交换，使得热媒具有较高的温度，当热媒升高到一定温度时，温度较高的热媒经出水口111排出可供给用户，被吸收热量后的热媒又可通过进水口112进入容纳腔150中再次进行热交换。超导液蒸汽因热交换释放热能冷凝后重新回到内胆140中循环利用，如此循环。本实施例将超导液的特性、电热技术、真空状态三者有机结合，在电加热及真空状态下超导液释放热能被热媒吸收，得到温度较高的热媒。三者结合，热效率大幅度提高。

在本实施例中，热媒为水。需要说明的是，热媒也可为水蒸气。

进一步地，在本实施例中，换热设备100还包括真空嘴160，真空嘴160与换热管120通过管道连接，管道上设置有真空表161。

内胆140和换热管120内部的真空状态可利用真空泵与真空嘴160连接后，对换热管120和内胆140进行抽真空，内胆140内部和换热管120内的真空度可通过真空表161显示，当满足一定的压力条件后，即可停止抽真空，将真空嘴160密封即可。其中，在本实施例中，内胆140和换热管120内部的压力为-0.06～-0.03MPa。

另外，在本实施例中，可根据实际情况控制超导液在内胆140的最高液面，留出足够的超导液蒸汽的容纳空间。只要保证超导液与电加热管130接触，能够使得超导液被电加热管130加热即可。

进一步地，在本实施例中，内胆140沿高度方向的外壁与壳体110的内壁具有间隙。即内胆140竖向方向的外壁与壳体110的内壁具有间隙。

这样设置的好处是，在壳体110下部的水可与升温后的内胆140内部的超导液发生热交换，在壳体110上部的水可与内胆140内和换热管120内的超导液蒸汽发生热交换，不同区域的水均能较好地吸收热量温度升高。

另外，在本实施例中，换热管120设置有多支，多支换热管120间隔设置。这样设置也是为了使得容纳腔150中的水能够较好地、较均匀地与超导液蒸汽发生热交换。

进一步地，请参照图2，在本实施例中，换热管120包括两个直管段121和一个弯曲段122，两个直管段121均与内胆140连接，弯曲段122的两端分别与两个直管段121连接，弯曲段122呈向上凸起的弧形。

由于直管段121与内胆140连接，则内胆140内的超导液蒸汽能较容易地进入直管段121中。另外，弯曲段122的两端分别与两个直管段121连接，弯曲段122呈向上凸起的弧形。则进入直管段121中的超导液蒸汽也能够顺利进入弯曲段122，这样就可以较好地与水发生热交换。且换热管120这样设置还有利于冷凝后的超导液能够容易顺利地回到内胆140，不会使得冷凝后的超导液在换热管120中累积而造成换热效果不好。

进一步地，请参照图3，在本实施例中，壳体110外壁具有绝热保温层113。绝热保温层113可以减少整个换热设备100的热损失。其中，绝热保温层113由硅酸铝纤维板制成。需要说明的是，在其他实施例中，绝热保温层113不限定为由硅酸铝纤维板制成，绝热保温层113也可为其他材质，例如酚醛泡沫等。

进一步地，壳体110的下部还具有排出污水的排污口114。绝热保温层113外壁还具有外壳封皮170，外壳封皮170将整个换热设备100包装起来，请参照图4。

本实施例还提供一种换热系统(图中未示出)，换热系统包括上述的换热设备100及出水管(图中未示出)，出水管通过出水口111与容纳腔150连通，出水管安装有循环泵。

首先利用电加热管130对内胆140内部的超导液进行加热，在内胆140和换热管120内部为真空状态下，超导液被加热直至汽化后产生高温超导气体可达180℃以上，汽化后的高温超导气体进入换热管120中。超导液蒸汽可对容纳腔150内的热媒进行热交换，使得热媒具有较高的温度，当热媒升高到一定温度时，温度较高的热媒经出水口111排出，利用循环泵可供给用户，用户使用后热水被吸收热量后通过管道经进水口112回到容纳腔150内继续使用。超导液蒸汽因热交换释放热能冷凝后重新回到内胆140中循环利用，如此循环。本实施例将超导液的特性、电热技术、真空状态三者有机结合，热效率大幅度提高。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。