电热水器系统和电热水器技术方案

本发明专利技术提供了一种电热水器系统，包括第一壳体，第一壳体内设置有高温相变材料；加热器；隔热层，套设在第一壳体的外部；第二壳体，套设在隔热层外部，第二壳体与隔热层的外表层之间形成水流路，第二壳体上设置有进水口和出水口；其中，当系统放热时，冷水从进水口水流路，经过隔热层与高温相变材料进行热交换后，从出水口排出。本发明专利技术提供的电热水器系统，利用高温相变材料，进一步减小了电热水器的体积，当系统放热时，热量由相变材料传递给冷水，由于隔热层的高度隔热效果，使从高温相变材料与隔热层的分界面，到隔热层的外表层的温度呈阶梯分布，由接近高温相变材料的温度变为低于100℃的温度，从而避免了加热过程中冷水出现汽化的现象。

【技术实现步骤摘要】
电热水器系统和电热水器
本专利技术涉及家用电器
，具体而言，涉及一种电热水器系统和电热水器。
技术介绍
目前，相变材料研究已经比较成熟，且已有许多相变材料实现了商品化，但对高潜热相变材料的稳定性和可靠性问题的研究一直没取得突破性的进展。此外，除金属以外的相变材料，都存在导热系数低，传热能力差的问题，这显然影响能量的储放速度。相对显热式储热，相变潜热式储热具有储热量大、体积轻巧、温度波动小、转移高峰负荷等显著优点。在家用电热水器中，利用相变材料换热器替代水箱，不仅可以大幅减小电热水器的体积，还可以避免水箱出现的死水区，减小水垢的产生，增加用户的卫生健康体验。相关技术中，现有家用热水系统(温度在40-100℃)常用相变储热材料的相变温度在50-80之间，储能密度通常低于400kJ/L，在家用电热水器上使用该类相变材料可以减小热水器的体积(取决于不同容量的电热水器和热水器系统所使用的加热功率大小，体积缩小幅度可达40％)。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于，提供一种电热水器系统。本专利技术的另一个目的在于，提供一种电热水器。有鉴于此，根据本专利技术的一个目的提出了一种电热水器系统，包括第一壳体，第一壳体内设置有高温相变材料；加热器，用于给高温相变材料加热；隔热层，套设在第一壳体的外部；第二壳体，套设在隔热层外部，第二壳体与隔热层的外表层之间形成水流路，第二壳体上设置有进水口和出水口；其中，当系统储热时，加热器对高温相变材料进行加热；当系统放热时，冷水从进水口水流路，经过隔热层与高温相变材料进行热交换后，从出水口排出。本专利技术提供的电热水器系统，高温相变材料设置在第一壳体内，使得电热水器系统的储能密度增大，减小了电热水器的体积。隔热层套设在第一壳体的外部，避免了相变材料温度过高时出现的高温危险问题。当系统储热时，由加热器对高温相变材料进行加热，使其加热到高温状态；当系统放热时，冷水由进水管流入，流经水流路，经隔热层与高温相变材料进行热交换，热量由相变材料传递给冷水后流出出水口，完成放热。由于隔热层的高度隔热效果，使从高温相变材料与隔热层的分界面，到隔热层的外表层的温度呈阶梯分布，由接近高温相变材料的温度变为低于100℃的温度，从而避免了加热过程中被加热的冷水出现汽化的现象。另外，本专利技术提供的上述实施例中的电热水器系统还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，优选地，第一壳体、隔热层、第二壳体的形状为球形或方形。在该技术方案中，第一壳体、隔热层、第二壳体的形状为球形或方形，一方面使整体电热水器系统体积减小，降低了生产成本，并且使得整体更加美观；另一方面使得冷水与隔热层充分接触，从而使得各个位置的冷水被均匀的加热，进而加快了热传递的速度，提高了电热水器的换热效率。在上述任一技术方案中，优选地，当第一壳体、隔热层、第二壳体的形状为球形时，水流路为环球形通道。在该技术方案中，水流有进水口流入，经水流路流向出水口，当第一壳体、隔热层、第二壳体的形状为球形时，水流路为环球形通道，增加了水流与隔热层的接触面积，从而提高了电热水器系统的换热效率。在上述任一技术方案中，优选地，第一壳体、隔热层、第二壳体的形状为方形时，方形的长、宽、高中的最大尺寸与最小尺寸的比值小于等于2。在该技术方案中，水流由进水口进入，经高温相变材料和隔热层进行换热吸收热量之后由出水口流出。其中第一壳体、隔热层、第二壳体的形状为方形时，方形的长、宽、高中的最大尺寸与最小尺寸的比值小于等于2，从而进一步的减小了电热水器系统的体积，降低了生产成本，同时又提高了加热时的换热效率。在上述任一技术方案中，优选地，隔热层的外壳与第一壳体之间设置有第一连接筋；隔热层的外壳与第二壳体之间设置有第二连接筋；其中，第二连接筋位于与第一连接筋相对应的外部。在该技术方案中，由于高温相变材料会产生较高的温度，而在隔热层的外壳与与第一壳体之间设置有第一连接筋；隔热层的外壳与第二壳体之间设置有第二连接筋，增强了隔热层与第一外壳和第二外壳之间的可靠性和稳定性，避免了加热过程中的过高温现象，进而避免了加热过程中被加热的冷水出现汽化的现象。在上述任一技术方案中，优选地，第一连接筋与第二连接筋的两侧边缘连线形成的夹角取值范围为10度至30度。在该技术方案中，加热器对高温相变材料加热，使其储备高温热量，隔热层的设置使其向水流路传递的温度呈现阶梯设置，将第一连接筋与第二连接筋的两侧边缘连线形成夹角，使第一连接筋和第二连接筋连接的更加可靠，并且该夹角取值范围设定为10度至30度之间，进一步保证了连接的可靠性，从而保证了隔热层的可靠性，避免了加热过程中的过高温现象，进而避免了加热过程中被加热的冷水出现汽化的现象。在上述任一技术方案中，优选地，隔热层为真空隔热层。在该技术方案中，真空的隔热层能够有效降低热传导，从而使隔热层的外表层温度低于100℃，避免了加热过程中的过高温现象，进而避免了加热过程中被加热的冷水出现汽化的现象。其中，真空隔热层的外表面优选为光滑带有镜面反射作用的球面。在上述任一技术方案中，优选地，高温相变材料包括第一层相变材料和设置在第一层相变材料外部的第二层相变材料。在该技术方案中，高温相变材料的导热系数比常温材料高达数倍，增加了相变材料的换热效率。相变材料分为两层，使相变材料本身形成一个温度阶梯，从而避免了加热过程中的过高温现象，进而避免了加热过程中被加热的冷水出现汽化的现象。在上述任一技术方案中，优选地，加热器设置在第一层相变材料和第二层相变材料的分界面处。在该技术方案中，高温相变材料分为两层设置，加热器设置在第一层相变材料和第二层相变材料的分界面处，使第一层相变材料和第二层相变材料同时储热，进而提高了相变材料的换热效率。其中，第一层相变材料和第二层相变材料的分界面为自发热的加热表面。在上述任一技术方案中，优选地，加热器为电加热丝、微波加热器或电磁加热器。在该技术方案中，加热器为电加热丝、微波加热器或电磁加热器，进而对高温相变材料进行加热，保证了电热水器系统的安全性；其中，当高温相变材料分为两层的时候，加热器置于两层之间，同时两层相变材料的分界面可以为自发热的加热表面，具体的，可以为微波或电磁加热。在上述任一技术方案中，优选地，还包括温控系统，与加热器相连接，用于控制加热器的开关。在该技术方案中，通过温控系统控制加热器的开关，进而控制了高温相变材料的温度，不仅避免了加热过程中的过高温现象，还避免了加热过程中被加热的冷水出现汽化的现象，提高了电热水器系统的安全性。在上述任一技术方案中，优选地，温控系统包括：温度传感器，用于检测高温相变材料的中心温度、第一壳体温度、隔热层温度；以及开关控制器，与温度传感器相连接，用于根据温度传感器检测的温度控制加热器的开关。在该技术方案中，温度传感器用来检测高温相变材料的中心温度、第一壳体温度、隔热层温度，开关控制器与温度传感器相连，用于根据温度传感器检测到的温度控制加热器的开关，进而提高了电热水器系统的安全性与可靠性，避免了加热过程中的过高温现象，进而避免了加热过程中被加热的冷水出现汽化的现象。在上述任一技术方案中，优选地，进水管，与进水口相连接；喷淋装置，设置在第二壳体内，与进水管相连接；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电热水器系统，其特征在于，包括：第一壳体，所述第一壳体内设置有高温相变材料；加热器，用于给所述高温相变材料加热；隔热层，套设在所述第一壳体的外部；第二壳体，套设在所述隔热层外部，所述第二壳体与所述隔热层的外表层之间形成水流路，所述第二壳体上设置有进水口和出水口；其中，当系统储热时，所述加热器对所述高温相变材料进行加热；当系统放热时，冷水从所述进水口所述水流路，经过所述隔热层与所述高温相变材料进行热交换后，从所述出水口排出。

【技术特征摘要】
1.一种电热水器系统，其特征在于，包括：第一壳体，所述第一壳体内设置有高温相变材料；加热器，用于给所述高温相变材料加热；隔热层，套设在所述第一壳体的外部；第二壳体，套设在所述隔热层外部，所述第二壳体与所述隔热层的外表层之间形成水流路，所述第二壳体上设置有进水口和出水口；其中，当系统储热时，所述加热器对所述高温相变材料进行加热；当系统放热时，冷水从所述进水口所述水流路，经过所述隔热层与所述高温相变材料进行热交换后，从所述出水口排出。2.根据权利要求1所述的电热水器系统，其特征在于，所述第一壳体、所述隔热层、所述第二壳体的形状为球形或方形。3.根据权利要求2所述的电热水器系统，其特征在于，当所述第一壳体、所述隔热层、所述第二壳体的形状为球形时，所述水流路为环球形通道。4.根据权利要求2所述的电热水器系统，其特征在于，当所述第一壳体、所述隔热层、所述第二壳体的形状为方形时，所述方形的长、宽、高中的最大尺寸与最小尺寸的比值小于等于2。5.根据权利要求1所述的电热水器系统，其特征在于，所述隔热层的外壳与所述第一壳体之间设置有第一连接筋；所述隔热层的外壳与所述第二壳体之间设置有第二连接筋；其中，所述第二连接筋位于与所述第一连接筋相对应的外部。6.根据权利要求5所述的电热水器系统，其特征在于，所述第一连接筋与所述第二连接筋的两侧边缘连线形成的夹角取值范围为10度至30度。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电热水器系统，其特征在于，所述隔热层为真空隔热层。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳宝，刘和成，大森宏，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44