连接热水出水口 11，热水出水口 11安装有温度传感器12，并电连接至控制器9。
[0032]电加热机构7是均匀缠绕在换热盘管6上的电热线。电热线由电加热机构线出口13引出接线。电热线包括硅胶电热线、铁氟龙电热线或二者复合材料电热线。
[0033]换热盘管6是水的流道，由若干组U型管串联或并联组成。换热盘管为碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金或复合材料的光管/翅片管。
[0034]相变材料是在40_90°C之间的各种相变材料，包括结晶水合盐、金属及合金类、石蜡类、非石蜡有机类、陶瓷基复合材料等相变材料；或者在上述相变材料中加导热增强材料，包括金属材料、石墨、碳纳米管、泡沫材料。
[0035]上述热水器的工作原理如下:
[0036]热水出水口温度传感器12低于设定值时，手动/控制器自动启动电加热机构7加热相变材料5，至温度传感器8温度达到设定值时，相变材料5储存潜热和部分显热，控制器9控制电加热机构7停止加热。需要使用热水时，自来水从冷水进水口 10进入，带走相变材料5储存的热量，热水从热水出水口 11流出供用户使用，至温度传感器8低于设定值，再启动电加热机构7加热。
[0037]由于电加热机构7是电热线，可以均匀缠绕在换热盘管6上，因此，加热时可以先将换热盘管6附近的相变材料5加热，而相变材料5储存显热很少，因此相变材料5温度很快可以升至相变点，储存潜热，如果用户需要使用热水较少，只需加热换热盘管6周围部分相变材料5，冷水通过换热盘管6可以带走这部分热量，做到需要多少热量储存多少热量，避免热量的浪费。
[0038]对本热水器的放热效率进行了测试，测试时间:2015年4月I号；测试地点:北京；自来水温度:14°C;启动即热机构，用2kW的电功率将相变储能材料加热至80°C，完全熔化，停止加热，见图5所示；用流量为5L/min，水温为14°C的自来水放热，测试得40°C以上有效得热量大于85%，远远超过电热水器I级能效等级的标准，见图6放热曲线，说明该相变储能热水器的输出热水集中在高品位段，大大提高了热水的利用率，节能效果显著。
[0039]实施例2
[0040]一种相变储能热水器，结构详见图4、图5，包括一换热器外壳1，换热器外壳I内有保温材料层2，所述保温材料层内是内胆3，所述内胆3包括内胆外壳4，内填充有相变材料5，相变材料5占内胆3体积的80% -98%,所述相变材料5中埋设有换热盘管6，电加热机构7均匀分布于相变材料5中，温度传感器8固定在相变材料5中，温度传感器8和电加热机构7电连接至控制器9，控制器安装于换热器外壳I上，换热盘管一端连接冷水进水口10，一端连接热水出水口 11，热水出水口 11安装有温度传感器12，并电连接至控制器9。
[0041]电加热机构7是均匀缠绕在电热线缠绕架14上的电热线，均匀放置于换热盘管6间，并由缠绕架支架15支撑。电热线由电加热机构线出口 13引出接线。电热线缠绕架14在内胆内呈V型螺旋分布。
[0042]换热盘管6是水的流道，由若干组U型管串联或并联组成。换热盘管为碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金或复合材料的光管/翅片管。
[0043]相变材料是在40_90°C之间的各种相变材料，包括结晶水合盐、金属及合金类、石蜡类、非石蜡有机类、陶瓷基复合材料等相变材料；或者在上述相变材料中加导热增强材料，包括金属材料、石墨、碳纳米管、泡沫材料。
[0044]上述热水器的工作原理如下:
[0045]热水出水口温度传感器12低于设定值时，手动/控制器自动启动电加热机构7加热相变材料5，至温度传感器8温度达到设定值时，相变材料5储存潜热和部分显热，控制器9控制电加热机构7停止加热。需要使用热水时，自来水从冷水进水口 10进入，带走相变材料5储存的热量，热水从热水出水口 11流出供用户使用，至温度传感器8低于设定值，再启动电加热机构7加热。
[0046]由于电加热机构7是电热线，可以均匀缠绕在电热线缠绕架14上，因此，加工时可以先将电热线缠绕在缠绕架14上，然后插入到换热盘管的间隙中，再由缠绕架支架固定，加工工艺简单，加热均匀。
[0047]由于只是改变了电热线的固定方式，不会对相变储能的蓄、放热性能造成影响，相变储能热水器蓄热曲线见图5所示，放热曲线见图6所示。
[0048]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种相变储能热水器，其特征在于:包括换热器外壳(I)，换热器外壳(I)内有保温材料层(2)，所述保温材料层⑵内是内胆(3)，所述内胆(3)包括内胆外壳(4)，内胆外壳(4)内填充有相变材料(5)，相变材料(5)的填充体积占内胆(3)体积的80% -98%，在所述相变材料(5)中埋设有换热盘管￠)，在所述相变材料(5)中均匀分布设置电加热机构(7)，在所述相变材料(5)中设置有相变材料温度传感器(8);相变材料温度传感器(8)和电加热机构(7)电连接至控制器(9)，控制器安装于换热器外壳(I)上。
2.根据权利要求1所述的相变储能热水器，其特征在于:所述换热盘管(6)—端连接冷水进水口(10)，一端连接热水出水口(11)，热水出水口(11)处安装有温度传感器(12)，并电连接至控制器(9)。
3.根据权利要求1或2所述的相变储能热水器，其特征在于:所述电加热机构(7)是均匀分布于相变材料中的硅胶电热线、铁氟龙电热线或二者复合材料的电热线。
4.根据权利要求3所述的相变储能热水器，其特征在于:所述电加热机构(7)均匀缠绕在换热盘管(6)上，均匀分布于相变材料中。
5.根据权利要求3所述的相变储能热水器，其特征在于:所述电加热机构(7)均匀缠绕在电热线缠绕架(14)上，由缠绕架支架(15)支撑，均匀分布于相变材料中。
6.根据权利要求3所述的相变储能热水器，其特征在于:所述电热线由电加热机构线出口(13)引出接线。
7.根据权利要求1或2所述的相变储能热水器，其特征在于:所述换热盘管(6)是水的流道，由若干组U型管串联或并联组成。
8.根据权利要求7所述的相变储能热水器，其特征在于:所述换热盘管为碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金或复合材料的光管/翅片管；优选地，所述翅片管为机械加工或轧制、钎焊或气体保护焊、或高频焊的翅片管，翅片形式为绕片式、镶嵌式、套片式、或串片式。
9.根据权利要求1或2所述的相变储能热水器，其特征在于:所述相变材料是可以储存/释放潜热和部分显热的材料，控温范围在40-90°C之间，包括结晶水合盐、金属及合金类、石蜡类、非石蜡有机类、陶瓷基复合材料等相变材料；优选地，在上述相变材料中加导热增强材料，包括金属材料、石墨、碳纳米管、泡沫材料。
10.根据权利要求1或2所述的相变储能热水器，其特征在于:所述换热器外壳(I)为圆筒形或立方形。
【专利摘要】本发明涉及一种相变储能热水器，包括换热器外壳，换热器外壳内有保温材料层，所述保温材料层内是内胆，所述内胆包括内胆外壳，所述内胆内填充有相变材料，相变材料的填充体积占内胆体积的80％-98％，在所述相变材料中埋设有换热盘管，在所述相变材料中均匀分布设置电加热机构，在所述相变材料中设置有温度传感器，相变材料温度传感器和电加热机构电连接至控制器，控制器安装于换热器外壳上。本发明的相变储能热水器结构紧凑、加热均匀、传热性能好、出水效率高。
【IPC分类】F24H9-18, F24H7-02
【公开号】CN104864596
【申请号】CN201510296852
【发明人】王志, 杜兔平, 卢敬霞
【申请人】北京宇田相变储能科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月3日