專利名稱：超導(dǎo)快速電加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型超導(dǎo)快速電加熱器涉及一種高效速熱液態(tài)流體加熱裝置，尤其 一種高效快速節(jié)能、超導(dǎo)、安全、環(huán)保、潔凈的加熱裝置。
技術(shù)背景眾所周知，目前市場上各種節(jié)能快速加熱器層出不窮，有翼片型、螺管型、 電極膜(玻璃管)以及熱得快等，都在吸/散熱面積上做了文章，但實踐下來并 不理想，以目前市場上的快速電熱水器為例，首先，由于用戶想在很短的時間 內(nèi)得到充足的熱水，開發(fā)商往往以提高電熱管功率的方式來實現(xiàn)這一目的，如此一來，冬季家庭洗澡時電能要用到6500W以上，甚至8500W，普通家庭電表會 很難承受。且提高功率后，工作溫度升高，電加熱管的使用壽命受到影響。其 次，在飲用水上同樣存在不小的問題，現(xiàn)今的公共場合(工礦企業(yè)、學(xué)校、動 車車廂等)的客戶用開水，不是不開，就是根本沒有開水， 一些公共場合甚至 用380V的電源來燒水，可是同樣面臨著燒多了浪費，燒少了不夠用等現(xiàn)象。經(jīng)過市場調(diào)査，普通的電熱水器、飲水機均存在著升溫慢、熱利用率低、 資源浪費的現(xiàn)象，同時，燃氣、燃煤爐具對環(huán)境污染嚴重，以及不易限時限量 及時供應(yīng)熱水等不足。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是針對上述不足之處提供一種超導(dǎo)快速電加熱器，能有效 解決上述問題，提高熱效率，降低能耗，并能快速、限量、連續(xù)加溫。其以電能作為熱源，利用超導(dǎo)介質(zhì)儲筒內(nèi)的超導(dǎo)介質(zhì)作為熱能的傳遞媒介，在熱源的 持續(xù)加熱過程中，使超導(dǎo)介質(zhì)迅速升溫并汽化進入內(nèi)管，汽化后的氣體通過內(nèi) 管加熱內(nèi)外管之間流體空腔內(nèi)的水，產(chǎn)生所需熱水供使用者應(yīng)用。本實用新型是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的超導(dǎo)快速電加熱器包括電加熱裝 置、熱交換裝置、面蓋、箱體、熱水出口、進水口和控制面板。電加熱裝置和 熱交換裝置通過連接件連接后，安裝在箱體上，箱體上裝有面蓋，面蓋上設(shè)置 有控制面板，控制面板上裝有顯示器、指示燈、控制開關(guān)，控制面板可以做成 遙控式或線控式，在箱體內(nèi)設(shè)置有保溫層。所述的電加熱裝置包括電加熱管、超導(dǎo)介質(zhì)儲筒和超導(dǎo)介質(zhì)。超導(dǎo)介質(zhì)儲 筒內(nèi)裝有電加熱管，超導(dǎo)介質(zhì)儲筒和電加熱管之間注有超導(dǎo)介質(zhì)。所述的電加 熱管外壁為多曲面金屬管，多曲面金屬管內(nèi)裝有電加熱管或電熱絲，多曲面金 屬管和電加熱管或電熱絲之間填充有良好的耐熱性、導(dǎo)熱性和絕緣性的結(jié)晶氧 化鎂粉。所述的熱交換裝置包括內(nèi)管、外管、內(nèi)外管上連接件、內(nèi)外管下連接件和 抽真空接頭。內(nèi)管套裝在外管內(nèi)，內(nèi)管與外管之間形成流體空腔，通過內(nèi)外管 上連接件和內(nèi)外管下連接件密封焊接，在內(nèi)外管上連接件上設(shè)置有管接頭和抽 真空接頭，內(nèi)外管下連接件上設(shè)置有管接頭和管口法蘭，管口法蘭與超導(dǎo)介質(zhì) 儲筒法蘭密封對接，使得內(nèi)管與超導(dǎo)介質(zhì)儲筒相連通，通過抽真空接頭抽真空， 加入有超導(dǎo)介質(zhì)。所述的內(nèi)管采用多曲面凸起異形金屬內(nèi)管，所述的外管可以采用多曲面凸 起的異形管，也可以采用圓形管。電加熱裝置和熱交換裝置組裝后構(gòu)成單組超導(dǎo)流體電加熱器，單組超導(dǎo)流體電加熱器可以設(shè)置若千組，可以采用串聯(lián)或并聯(lián)連接，串聯(lián)連接為各個單組 超導(dǎo)流體電加熱器的進水口和熱水出水口順次相連，連接后首尾兩端分別作為 進水口和熱水出水口。并聯(lián)連接為單組超導(dǎo)流體電加熱器的進水口和出水口 分別與進水總管和出水管相通。兩種結(jié)構(gòu)形式分別適用于不同的場合，滿足不同的需要。所述的超導(dǎo)介質(zhì)，是市售2-2超導(dǎo)介質(zhì)(山東濰坊市華豐新產(chǎn)品研究所生產(chǎn))、低溫導(dǎo)熱油以及在低溫35'C到5(TC左右時可以汽化的導(dǎo)熱液，在負壓情 況下，啟動溫度更低。在啟動電加熱的狀態(tài)下，熱能不斷散發(fā)，使得超導(dǎo)介質(zhì) 迅速吸熱升溫汽化并沸騰起來，沿管內(nèi)壁向上運動，速度是水的數(shù)十倍以上。 本實用新型具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢真空超導(dǎo)加熱技術(shù)，具備優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性能等普通換熱技術(shù)所不具備的優(yōu) 越性能，與多曲面凸起的異形金屬管配合使用，成功的解決了常規(guī)加熱器容易 出現(xiàn)的吸/散熱面積小，加熱速度慢，應(yīng)用領(lǐng)域小，能耗高等問題，且單組超導(dǎo) 流體電加熱器是相對獨立的，可以組合使用，因而可以廣泛應(yīng)用于動車車廂等大型公共場所，比如學(xué)校、工礦企業(yè)、商場、酒店、車站等人流量大且需要 快速提供熱水的場所。1、 熱交換面積大，是同規(guī)格圓管的1.5-2.0倍左右。熱交換裝置和電加熱管面蓋中的換熱結(jié)構(gòu)均采用，成型有內(nèi)外增容的多曲面凸起的異形金屬管，使高溫區(qū)與低溫區(qū)迅速實現(xiàn)熱交換。且由于汽化后的超導(dǎo)介質(zhì)最遠可以傳遞15米， 可根據(jù)需要在該范圍內(nèi)任意設(shè)置管子的長度。2、 水電分離，安全性能高，使用壽命長當電加熱管直接設(shè)置在水中工作，周圍溫度高，易形成水垢，阻礙熱交換的進行。本實用新型超導(dǎo)快速電加熱器，電加熱裝置和熱交換裝置分為兩個獨立體，利用連接件使其連接為一體，選用 超導(dǎo)介質(zhì)作為傳遞熱能的媒介，實現(xiàn)水電分離，安全可靠。3、 換熱速度快、效率高、短時間就可以獲得熱水。有些工作場合、公共場所需要隨時提供熱水，但要一直都保證開水的供應(yīng)，浪費能源，及時供熱是最 好的選擇。同時由于抽真空后管內(nèi)呈負壓狀態(tài)，使得本身就具有低溫啟動特性 的超導(dǎo)介質(zhì)沸點降低，達到無與倫比的換熱效果。 一次性注入，永久使用。4、 節(jié)約用水，充分利用能源本實用新型實際解決了一般熱水器浪費和等 待的現(xiàn)象，以及快速電熱水器功率偏高的問題，合理的利用超導(dǎo)介質(zhì)與電加熱 裝置組合使用，使得不需預(yù)熱，即開即熱，無需等待，同時不會產(chǎn)生保溫時的 熱量散失。與太陽能熱水器組合使用后，使得太陽能熱水器水箱中不必設(shè)置電 加熱管，利用本裝置將經(jīng)過太陽能初步加熱但溫度不足的水加熱，可避免加熱 太陽能熱水器水箱中的全部水源，減少浪費，節(jié)約能源。按普通的三口之家來計算，如果平均每人洗澡用水為20分鐘，洗澡用水溫度為45°C，流量按照可將 肥皂泡沫沖干凈的最大水量4L/min計算，即用水量80L/人。假定， 一般容積式 熱水器的容量為100L,功率為2500W，自來水初始溫度為15°C。如果把這些水 加熱到75。C，在沒有能量損失的情況下需要160分鐘。為了能夠達到洗澡溫度， 需要在75。C的熱水中注入100L自來水，使得總熱水量為200L，但是仍不能滿足 三口之家的熱水使用量。需繼續(xù)注入自來水并加熱，理論上剩余的20升75'C的 水與新注入的自來水中的一部分(20L)混合后溫度可達45"C，所以需要加熱剩 余的60L自來水到45X:，大約需50分鐘。但是加熱完成后僅一個人使用，消耗 80L，浪費了剩余的20L水，也就是浪費了使這20L水從15。C到45。C的能量， 相當于2.5度電能。當然，實際上在自動上水儀的調(diào)節(jié)下，使用多少水，隨時就注入相應(yīng)的水，浪費更加嚴重。當使用本實用新型超導(dǎo)快速電加熱器時，即便是在寒冷的冬季，太陽能聚熱裝置也可以達到25-35'C,初步加熱承壓箱體內(nèi)的 水，使其升高到一定的溫度，經(jīng)快速電加熱裝置加熱到45匸即可使用，而且可 以使用多少，加熱多少。5、結(jié)構(gòu)簡單、運行安全、投資成本低、應(yīng)用范圍廣、易普及。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。 圖1是超導(dǎo)快速電加熱器并聯(lián)結(jié)構(gòu)主視圖。 圖2是超導(dǎo)快速電加熱器A-A并聯(lián)結(jié)構(gòu)俯視圖。 圖3是超導(dǎo)快速電加熱器B-B并聯(lián)結(jié)構(gòu)仰視圖。 圖4是超導(dǎo)快速電加熱器C-C并聯(lián)結(jié)構(gòu)局部放大圖。 圖5是超導(dǎo)快速電加熱器串聯(lián)結(jié)構(gòu)主視圖。
具體實施方式
參照附圖1-5，超導(dǎo)快速電加熱器包括電加熱裝置、熱交換裝置、面蓋1、 箱體ll、熱水出口2、進水口18和控制面板。電加熱裝置和熱交換裝置通過連 接件連接后，安裝在箱體11上，箱體11上裝有面蓋1，面蓋1上裝有控制面板， 控制面板上裝有顯示器、指示燈、控制開關(guān)，控制面板可以做成遙控式或線控 式，在箱體ll內(nèi)設(shè)置有保溫層4。所述的電加熱裝置包括電加熱管14、超導(dǎo)介質(zhì)儲筒12和超導(dǎo)介質(zhì)13。超 導(dǎo)介質(zhì)儲筒12內(nèi)裝有電加熱管14，超導(dǎo)介質(zhì)儲筒12和電加熱管14之間注有超 導(dǎo)介質(zhì)13。所述的電加熱管14外壁為多曲面金屬管，多曲面金屬管內(nèi)裝有有電 加熱管或電熱絲，多曲面金屬管和電加熱管或電熱絲之間填充有良好的耐熱性、導(dǎo)熱性和絕緣性的結(jié)晶氧化鎂粉。所述的熱交換裝置包括內(nèi)管7、外管8、內(nèi)外管上連接件3、內(nèi)外管下連接 件15和抽真空接頭5。內(nèi)管7套裝在外管8內(nèi)，內(nèi)管7與外管8之間形成流體 空腔，通過內(nèi)外管上連接件3和內(nèi)外管下連接件15密封焊接，在內(nèi)外管上連接 件3上設(shè)置有管接頭和抽真空接頭5，內(nèi)外管下連接件15上設(shè)置有管接頭和管 口法蘭，管口法蘭與超導(dǎo)介質(zhì)儲筒法蘭密封對接，使得內(nèi)管7與超導(dǎo)介質(zhì)儲筒 12相連通，通過抽真空接頭5抽真空，加入有超導(dǎo)介質(zhì)13。所述的內(nèi)管7采用多曲面凸起異形金屬內(nèi)管，所述的外管8可以采用多曲 面凸起的異形管，或采用圓形管。電加熱裝置和熱交換裝置組裝后構(gòu)成單組超導(dǎo)流體電加熱器，單組超導(dǎo)流 體電加熱器可以設(shè)置若干組，可以采用串聯(lián)或并聯(lián)連接，串聯(lián)連接為各個單組 超導(dǎo)流體電加熱器的進水口 18和熱水出水口 2順次相連，連接后首尾兩端分別 作為進水口和熱水出水口。并聯(lián)連接為單組超導(dǎo)流體電加熱器的進水口 18和 熱水出水口 2分別與進水總管和出水管相通。兩種結(jié)構(gòu)形式分別適用于不同的 場合，滿足不同的需要。所述的電加熱裝置和熱交換裝置組裝后構(gòu)成單組超導(dǎo)流體電加熱器設(shè)置有 1-8組。所述的超導(dǎo)介質(zhì)13，是市售2-2超導(dǎo)介質(zhì)(山東濰坊市華豐新產(chǎn)品研究所 生產(chǎn))、低溫導(dǎo)熱油以及在低溫35'C到5(TC左右時可以汽化的導(dǎo)熱液，在負壓 情況下，啟動溫度更低。在啟動電加熱的狀態(tài)下，熱能不斷散發(fā)，使得超導(dǎo)介 質(zhì)迅速吸熱升溫汽化并沸騰起來，沿管內(nèi)壁向上運動，速度是水的數(shù)十倍以上。 工作原理水源的水可以采用自來水或者太陽能熱水器出口溫度不足的水，進入超導(dǎo)快速電加熱器的流體空腔內(nèi)，超導(dǎo)介質(zhì)儲筒12內(nèi)的超導(dǎo)介質(zhì)13經(jīng)電加熱管加 熱，迅速汽化，沿內(nèi)管內(nèi)壁上升，并以熱傳導(dǎo)的方式傳遞到內(nèi)管外壁，與流體 空腔內(nèi)的水實現(xiàn)熱交換，冷卻后的冷凝液回落到底部，重新加熱、汽化、實現(xiàn) 循環(huán)，加熱后的水通過出水口可以直接應(yīng)用，也可以通過出水口進入下一組單 組超導(dǎo)流體電加熱器中，進一步經(jīng)超導(dǎo)介質(zhì)加熱，最終由出水口排出。
權(quán)利要求1、一種超導(dǎo)快速電加熱器，其特征在于包括電加熱裝置、熱交換裝置、面蓋、箱體、熱水出口、進水口和控制面板；電加熱裝置和熱交換裝置通過連接件連接后，安裝在箱體上，箱體上裝有面蓋，面蓋上設(shè)置有控制面板；所述的電加熱裝置包括電加熱管、超導(dǎo)介質(zhì)儲筒和超導(dǎo)介質(zhì)；超導(dǎo)介質(zhì)儲筒內(nèi)裝有電加熱管，超導(dǎo)介質(zhì)儲筒和電加熱管之間注有超導(dǎo)介質(zhì)；所述的熱交換裝置包括內(nèi)管、外管、內(nèi)外管上連接件、內(nèi)外管下連接件和抽真空接頭；內(nèi)管套裝在外管內(nèi)，內(nèi)管與外管之間形成流體空腔，通過內(nèi)外管上連接件和內(nèi)外管下連接件密封焊接，在內(nèi)外管上連接件上設(shè)置有管接頭和抽真空接頭，內(nèi)外管下連接件上設(shè)置有管接頭和管口法蘭，管口法蘭與超導(dǎo)介質(zhì)儲筒法蘭密封對接，使得內(nèi)管與超導(dǎo)介質(zhì)儲筒相連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)快速電加熱器，其特征在于所述的控制面板 上裝有顯示器、指示燈、控制開關(guān)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)快速電加熱器，其特征在于在箱體內(nèi)設(shè)置有保溫層o
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)快速電加熱器，其特征在于所述的電加熱管 外壁為多曲面金屬管，多曲面金屬管內(nèi)裝有電加熱管或電熱絲，多曲面金屬管 和電加熱管或電熱絲之間填充有結(jié)晶氧化鎂粉。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)快速電加熱器，其特征在于所述的內(nèi)管采用 多曲面凸起異形金屬內(nèi)管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超導(dǎo)快速電加熱器，其特征在于所述的外管采用多曲面凸起的異形管，或圓形管。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)快速電加熱器，其特征在于所述的電加熱裝 置和熱交換裝置組裝后構(gòu)成單組超導(dǎo)流體電加熱器，單組超導(dǎo)流體電加熱器設(shè) 置若千組，采用串聯(lián)或并聯(lián)連接，串聯(lián)連接為各個單組超導(dǎo)流體電加熱器的進 水口和出水口順次相連，連接后首尾兩端分別作為進水口和出水口；并聯(lián)連接 為單組超導(dǎo)流體電加熱器的進水口和熱水出水口分別與進水總管和出水管相 通。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)快速電加熱器，其特征在于所述的電加熱裝 置和熱交換裝置組裝后構(gòu)成單組超導(dǎo)流體電加熱器設(shè)置有1-8組。
專利摘要本實用新型超導(dǎo)快速電加熱器涉及一種高效速熱液態(tài)流體加熱裝置，尤其一種高效快速節(jié)能、超導(dǎo)、安全、環(huán)保、潔凈的加熱裝置，包括電加熱裝置、熱交換裝置、面蓋、箱體、熱水出口、進水口、控制面板；電加熱裝置和熱交換裝置通過連接件連接后，安裝在箱體上，箱體外套裝有面蓋，面蓋一側(cè)裝有控制面板；所述的電加熱裝置包括電加熱管、超導(dǎo)介質(zhì)儲筒、超導(dǎo)介質(zhì)；超導(dǎo)介質(zhì)儲筒內(nèi)裝有電加熱管，超導(dǎo)介質(zhì)儲筒和電加熱管之間注有超導(dǎo)介質(zhì)；所述的熱交換裝置包括內(nèi)管、外管、內(nèi)外管上連接件、內(nèi)外管下連接件和抽真空接頭；內(nèi)管套裝在外管內(nèi)，內(nèi)管與外管之間形成流體空腔，內(nèi)管與超導(dǎo)介質(zhì)儲筒相連通。
文檔編號F24H7/02GK201382565SQ20092004090
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者姜春來, 靖 李, 李勇強, 李勇良 申請人:無錫意凱順得科技有限公司