本發(fā)明屬于電器及儲能、節(jié)能技術領域，尤其涉及一種通過高頻感應線圈加熱的儲能電熱水器。

背景技術：

隨著人們生活水平以及對工作與居住環(huán)境舒適度要求的提高，電能等消耗隨之大幅度增高，造成能源消耗過快、環(huán)境污染增加、電網(wǎng)負荷峰谷過大、峰負荷時電力供應嚴重不足等建筑能耗增加的問題，目前歐美發(fā)達國家的建筑能耗已達到全社會總能耗的40％，在我國建筑能耗約占全國總能耗的30左右％，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，建筑能耗的比重將進一步增加。因此，建筑節(jié)能技術的開發(fā)與應用已成為當前建筑和建筑材料領域的熱點問題之一。

相變蓄能是提高能源利用效率和保護環(huán)境的重要技術，也是常用于緩解能量供求雙方在時間、強度及地點上不匹配的有效方式，在太陽能的利用、電力的“移峰填谷”、廢熱和余熱的回收利用、工業(yè)與民用建筑和空調的節(jié)能等領域具有廣泛的應用前景，目前已成為世界范圍內的研究熱點。利用相變材料的相變潛熱來實現(xiàn)能量的儲存和利用，有助于提高能效和開發(fā)可再生能源，是近年來能源科學和材料科學領域中一個十分活躍的前沿研究方向。

當前的大環(huán)境下，低碳、節(jié)能環(huán)保、蓄能等技術是國際上重點發(fā)展方向。

現(xiàn)有的市場上，儲能電熱熱水器產(chǎn)品非常少，傳統(tǒng)的儲水式熱水器則體積過于龐大，尤其是大容量熱水器；而空氣能熱水器雖然節(jié)能，但是存在價格高、有噪音、安裝麻煩、體積大維修費用高等缺點，尤其是在外部環(huán)境溫度過低的情況下，運行情況會有很大的困難。

那么，能否有這樣的一種熱水器，體積小、容量大、靜音、節(jié)能的儲能電熱水器呢？

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種設計合理、結構簡單、體積小、儲能量大、加熱快的一種通過高頻感應線圈加熱的儲能電熱水器，主要利用谷電來儲能，用于解決熱水或分布式采暖等需求。

為達到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術方案：一種通過高頻感應線圈加熱的儲能電熱水器，其特征在于，包括金屬內膽以及包裹在金屬內膽外的外保溫殼體，所述的金屬內膽內設置有換熱管、溫度傳感器、相變蓄能材料，所述的金屬內膽的底板下設置有若干高頻感應線圈和熱敏電阻件；所述的外保溫殼體上設置有冷水進口、熱水出口、加料口、常壓氣口，其中，所述的加料口、常壓氣口和所述的內膽的頂部貫通，所述的冷水進口、熱水出口分別和所述的換熱管的兩端口連接，所述的換熱管由若干個整體呈“S”形造型的子換熱管串聯(lián)或并聯(lián)成一體，所述的子換熱管朝向所述的底板的一端焊接有導熱板且導熱板和底板也通過焊接固定，使得所述的換熱管和底板通過所述的導熱板連為一體。由于和高頻感應線圈及熱敏電阻件連接的“高頻電流發(fā)生及控制裝置”體積相對比較大，所以一般作為獨立的控制設備，沒有被整合到儲能電熱水器的本體上；同時，溫度傳感器也被接入到“高頻電流發(fā)生及控制裝置”上，做到集中控制和聯(lián)動。當然，高頻感應線圈可以設置在金屬內膽的任何一個面上，包括頂板上，相應的，導熱板和換熱管的一端焊接后，也通過焊接方式和設置有高頻感應線圈的一個金屬內膽面連為一體。

在上述的一種通過高頻感應線圈加熱的儲能電熱水器，其特征在于，所述的底板的底面上設置有若干呈圓柱狀的金屬凸體且金屬凸體和底板連成一體，所述的高頻感應線圈套在所述的金屬凸體上；所述的熱敏電阻件貼近所述的金屬凸體。通常，這樣的設置使得高頻感應線圈的加熱效果更好。

在上述的一種通過高頻感應線圈加熱的儲能電熱水器，其特征在于，所述的導熱板的一邊設置有弧形開口，所述的子換熱管的一端有若干180°彎頭，所述的弧形開口和所述的彎頭的外表面接觸且接觸處通過焊接固定。通常，將換熱管的末端部分通過導熱板和加熱腔上的隔板焊接成一體，這樣的設計使得從加熱腔傳遞過來的熱量，一方面，通過內膽壁從外到內傳遞，另一方面快速的通過換熱管本體將熱量導到內膽內的每個角落。

在上述的一種通過高頻感應線圈加熱的儲能電熱水器，其特征在于，所述的金屬內膽內壓力始終為常壓，且通過常壓氣口與外界達成氣壓平衡；所述的加料口或常壓氣口內設置有液位傳感器，且同時保證該加料口或常壓氣口與外界的連通；所述的冷水進口處設置有一電動閥，所述的液位傳感器和所述的電動閥能夠互動。通常，任何的相變蓄能材料都不能污染到水質(指換熱管內的熱水)，一旦有這種危險(即使萬分之一的概率)，這樣的相變蓄能技術就不能應用到民用熱水器上。所以，本技術設定內膽內始終保持常壓，而換熱管內則始終保持一定的水壓，這樣的好處是：即使換熱管因為某種原因而破裂，由于換熱管內始終保持水壓，水只能單向滲漏到內膽內的相變蓄能材料中，且從常壓氣口溢出，從而保證了熱水使用者的用水安全，但是，相變蓄能材料從常壓氣口溢出到外界，并不是一件容易讓人接受的事，所以，本技術創(chuàng)造性的在常壓氣口內設置了一個液位傳感器(但不堵塞出氣口)，同時，在冷水進口端設置了一個電動閥，一旦液位傳感器感應到有液體溢出，馬上會給電動閥傳遞關斷水源的指令，這樣徹底保證了用水者的安全和環(huán)境的安全。

在上述的一種通過高頻感應線圈加熱的儲能電熱水器，其特征在于，所述的相變蓄能材料為無機相變蓄能材料，其蓄能材料主材為八水氫氧化鋇，所述的相變蓄能材料的上表面設置有一層比重小于水的硅油。通常，目前已知的蓄能量大的相變蓄能材料中，以八水氫氧化鋇為主蓄能材料的無機相變蓄能材料，其熔點(78度)是最合適的且蓄能密度最大，但是，本技術中設定內膽內始終為常壓，那么如何保證內膽內的相變蓄能材料不和外界空氣中的二氧化碳等接觸，本技術創(chuàng)造性的在相變蓄能材料的上表層上覆蓋了一層比重比水小的硅油，通常為二甲基硅油，其穩(wěn)定性好、不易老化、疏水性、耐腐蝕、耐高溫，且由于其比重小于水，使得該層硅油始終都覆蓋在相變蓄能材料的表面，從而阻隔了相變蓄能材料和空氣的直接接觸。

在上述的一種通過高頻感應線圈加熱的儲能電熱水器，其特征在于，所述的金屬內膽設置有若干隔板，所述的隔板上設置有若干通孔且通孔內有換熱管穿過。通常，這樣的設計有多方面的目的，首先起到固定換熱管的作用，使其保持均勻的間隔；其次是可以起到減輕相變蓄能材料的可能的相分離現(xiàn)象；通常，隔板的材質為PP改性塑料。

在上述的一種通過高頻感應線圈加熱的儲能電熱水器，其特征在于，所述的溫度傳感器通過所述的加料口或常壓氣口進入到所述的內膽內。通常，加料口在加完相變蓄能材料后，基本上處于閑置狀態(tài)，為了減少在設備上專門開設用于安裝溫度傳感器的接口，閑置的加料口是安裝溫度傳感器的一個不錯的選擇。

與現(xiàn)有的技術相比，特別是和本發(fā)明人之前所申請的中國專利(申請?zhí)枮?01520554160.0)“一種電熱蓄能容器”相比，本技術巧妙利用了換熱管本身均布在內膽內的導熱優(yōu)勢，將換熱管的末端部分通過導熱板和金屬內膽上的底板焊接成一體，并通過設置在底板下的高頻感應線圈，在獨立的“高頻電流發(fā)生及控制裝置”的作用和控制下，迅速加熱金屬內膽的底板和導熱板，一方面，通過金屬內膽壁從外到內傳遞，另一方面快速的通過換熱管本體將熱量導到金屬內膽內的每個角落，使得相變蓄能材料快速得到蓄熱，同時，避免了在加熱過程中造成熱量沒有及時被導出而產(chǎn)生局部熱量過高的問題，極大地降低了制造成本和難度，使得本技術設計更加合理、結構更加簡單、相同體積下儲能量更大；

和本發(fā)明人之前所申請的專利(申請?zhí)枮?01520554160.0)“一種電熱蓄能容器”相比，本技術巧妙地在加料口或常壓氣口內設置有液位傳感器，且同時保證該加料口或常壓氣口與外界的連通，且同時在冷水進口處設置有一電動閥，用于保證用水者的用水安全，徹底解決了相變蓄能技術在民用領域的使用安全問題。

和本發(fā)明人之前所申請的專利(申請?zhí)枮?01520554160.0)“一種電熱蓄能容器”相比，本技術巧妙地在相變蓄能材料的上表面設置有一層比重小于水的二甲基硅油，用于阻斷相變蓄能材料和外界空氣的接觸，舍棄了原技術中繁雜的氣體緩沖裝置。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖僅提供參考和說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

圖1是本發(fā)明提供的一種通過高頻感應線圈加熱的電儲能熱水器的局部剖視結構示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的圖1中標示的E-E截面示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的對應圖1的俯視圖；

圖4是本發(fā)明提供的金屬內膽、換熱管、高頻感應線圈等組裝圖；

圖5是本發(fā)明提供的一種子換熱管的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明提供的導熱板的結構示意圖；

圖7是本發(fā)明提供的隔板和換熱管結合的結構示意圖。

圖中，金屬內膽1、外保溫殼體2、換熱管3、高頻感應線圈4、溫度傳感器5、相變蓄能材料6、熱敏電阻件7、液位傳感器8、電動閥9、底板10、金屬凸體11、硅油12、隔板13、通孔14、冷水進口20、熱水出口21、加料口22、常壓氣口23、子換熱管30、導熱板31、弧形開口32、彎頭33。

具體實施方式

實施例：

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，一種通過高頻感應線圈加熱的儲能電熱水器，包括金屬內膽1以及包裹在金屬內膽1外的外保溫殼體2，金屬內膽1內設置有換熱管3、溫度傳感器5、相變蓄能材料6，金屬內膽1的底板10下設置有若干高頻感應線圈4和熱敏電阻件7；外保溫殼體2上設置有冷水進口20、熱水出口21、加料口22、常壓氣口23，其中，加料口22、常壓氣口23和金屬內膽1的頂部貫通，冷水進口20、熱水出口21分別和換熱管3的兩端口連接，換熱管3由若干個整體呈“S”形造型的子換熱管30串聯(lián)或并聯(lián)成一體，子換熱管30朝向底板10的一端焊接有導熱板31且導熱板31和底板10也通過焊接固定，使得換熱管3和底板10通過導熱板31連為一體。

所述的底板10的底面上設置有若干呈圓柱狀的金屬凸體11且金屬凸體11和底板10連成一體，所述的高頻感應線圈4套在所述的金屬凸體11上；熱敏電阻件7貼近金屬凸體11的底部。

如圖5、圖6所示，導熱板31的一邊設置有弧形開口32，子換熱管30的一端有若干180°彎頭33，弧形開口32和彎頭33的外表面接觸且接觸處通過焊接固定。

加料口22或常壓氣口23內設置有液位傳感器8，且同時保證該加料口22或常壓氣口23與外界的連通；冷水進口20處設置有一電動閥9，液位傳感器8和電動閥9能夠互動。

相變蓄能材料6為無機相變蓄能材料，其蓄能材料主材為八水氫氧化鋇，相變蓄能材料6的上表面設置有一層比重小于水的硅油12。

金屬內膽1設置有若干隔板13，隔板13上設置有若干通孔14且通孔14內有換熱管3穿過(如圖7)。

本實施例中，金屬內膽1的材質為不銹鋼，換熱管3的材質為紫銅且經(jīng)過紫銅發(fā)黑劑預處理，以便增強表面抗腐蝕性能。

本實施例中，溫度傳感器5通過加料口22或常壓氣口23進入到金屬內膽11內。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了金屬內膽、外保溫殼體、換熱管、高頻感應線圈、溫度傳感器、相變蓄能材料、熱敏電阻件、液位傳感器、電動閥、底板、金屬凸體、硅油、隔板、通孔、冷水進口、熱水出口、加料口、常壓氣口、子換熱管、導熱板、弧形開口、彎頭等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。