一种基于相变材料的热水速冷模块及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于相变材料的热水速冷模块及装置，所述模块包括壳体、第一腔板、第一内通道和用于填充相变材料的第二腔板；第一腔板和第二腔板相互交替间隔设置组成板组件；所述第一腔板间通过第一内通道连通，所述第一腔板与所述第一内通道形成水通道，所述水通道的两端分别设置有与所述水通道连通的入水口和出水口。本发明专利技术所述装置包括基于相变材料的热水速冷模块、温度控制装置、集水箱、饮水机、水泵、与所述出水口连通的管道、第一阀门和第二阀门；所述饮水机包括加热模块。本发明专利技术提供了一种结构简单，使用间隔时间短，热交换效率高，能将烧开的开水即刻冷却成为温开水或凉开水的基于相变材料的热水速冷模块及装置。

A hot water cooling module and device based on phase change material

The invention relates to a method and device for quick cooling module based on phase change materials of hot water, the module includes a housing, first, the first internal passage and cavity plate for second cavity plate with phase change material; the first cavity plate and the cavity plate second mutually alternately arranged in the first cavity plate assembly; through the first channel is the first cavity plate and the first channel in the formation of water channel, the two ends are respectively provided with a water channel communicated with the water inlet and the water outlet channel. The device of the invention comprises a hot water quick cooling module based on phase change material, a temperature control device, a water collecting machine, a drinking water machine, a water pump, a pipeline connected with the outlet, a first valve and a second valve, and the drinking water machine comprises a heating module. The invention provides a hot water quick cooling module and device based on phase change material, which has simple structure, short interval time and high heat exchange efficiency, and can instantly boil boiled water into warm boiled water or cool boiled water.

【技术实现步骤摘要】
一种基于相变材料的热水速冷模块及装置
本专利技术涉及饮用水领域，尤其涉及一种基于相变材料的热水速冷模块及装置。
技术介绍
在现代生活中，人们越来越注重健康而饮用烧开后经冷却的凉白开水，也就是常说的白开水。因为烧开后冷却的水，其活性要比自然水高出4-5倍，更易通过细胞膜被人体吸收，促进新陈代谢，增加血液中的血红蛋白含量，改善免疫功能。CN201621085647.X公开了一种饮用热水降温器，其原理是首先热水在石英螺旋盘管内流动并与管外的冷水(热交换介质)进行换热初次降温，然后通过喷淋并吹冷风的形式进行换热再次降温，以实现热水能够直接饮用的目的。CN201420726472.0公开了一种热水速冷装置，热开水通过热交换管将热迅速传给热交换腔内的热交换介质或散热结构，开水迅速变为温开水。在下次使用之前，CN201621085647.X及CN201420726472.0中的装置需要等待热交换介质向周围环境散热降低到一定温度后才能继续使用，若使用间隔比较短则存在热水降温效果不佳或需要重新更换热交换介质的问题。CN106186490A公开了一种用于工业大批量生产凉白开的工艺，包括原水前置处理、加热、逐级冷却等工艺。CN106889891A公开了一种快速制造凉白开的多功能加热系统，主要包括加热系统、热水通过盘管与冷水换热系统等，实现批量制备凉白开的目的。然而，这两篇专利公开的凉白开制造工艺或相应的制造系统适合于工艺的批量生产，由于其工艺或系统的复杂性而不适用于家庭人员使用。而家庭人员只能采用将热水先烧开然后再长时间自然降温的方法获得凉白开，存在降温时间长、不能即时饮用且放置过程中易接触空气污染等问题。随着生活节奏越来越快，急需一种烧开后即刻冷却成为温开水或凉白开的装置提供给广大消费者使用。相变材料(PCMs)是指物质发生相变时能够吸收或放出热量而该物质本身温度不变或变化不大的一种智能材料。由于其独特的自适应环境温度调控等功能，因而广泛用于太阳能利用、工业余热废热回收、建筑节能、恒温服饰、蓄冷蓄热空调以及电器件恒温等能源、材料、航空航天、纺织、电力、医学仪器、建筑等领域。CN92100602.0及CN93201178.0公开了一种速冷保温容器，中国专利CN201420787247.8公开了一种智能温控高效保温杯，这些专利均采用了相变材料作为换热介质，使得开水速冷，但是这些容器或保温杯的容量有限，能冷却开水的量有限，不足以供家庭里多人员同时饮用，且相变材料层仅与容器或保温杯的外周相接触，热交换效率有待进一步提高。CN201310085225.7公开了一种热管式移动供热相变蓄热装置，该装置也采用相变材料制成换热模块，但该装置中蓄热室内的换热管与换热管周围的相变材料进行热交换，相变材料填充整个蓄热室，相变材料用量大，适用于供热领域。CN200910192045.2公开了一种板式热交换器，但该装置只适用于废水余热回收提高水温。
技术实现思路
为了解决一个或者多个技术问题，本专利技术提供了一种结构简单，使用间隔时间短，热交换效率高，能将烧开的热开水迅速降温的基于相变材料的热水速冷模块及装置，满足人们日常热水加热后迅速降温即时饮用新鲜温开水或凉白开水的需求。本专利技术在第一方面提供了一种基于相变材料的热水速冷模块，包括壳体，所述壳体内设置有多个第一腔板、多个第一内通道和多个用于填充相变材料的第二腔板；所述第一腔板和所述第二腔板相互交替间隔设置组成板组件；所述第一腔板间通过第一内通道连通，所述第一腔板与所述第一内通道形成水通道，所述水通道的两端分别设置有与所述水通道连通的入水口和出水口。优选地，所述壳体内还设置有多个第二内通道；所述第二腔板间通过第二内通道连通，所述第二腔板与所述第二内通道形成相变材料通道，所述相变材料通道的一端设置有与所述相变材料通道连通的进料口。优选地，所述第一内通道与所述第二内通道设置在所述板组件的外侧面。优选地，所述相变材料通道的另一端设置有与所述相变材料通道连通的出料口；所述入水口和所述出水口延伸至所述壳体的外侧；和/或所述进料口和所述出料口延伸至所述壳体的外侧。优选地，所述第一腔板和/或所述第二腔板的表面设置有凸槽；和/或所述第一腔板和所述第二腔板的形状为平板状。特别地，所述相变材料选自由碳原子数为18至26的高级脂肪烃、碳原子数为12至18的高级脂肪醇、熔点为25℃至60℃的烷烃型石蜡和分子量为800至20000的聚乙二醇组成的组；优选的是，所述相变材料选自由碳原子数为18至26的高级脂肪烃和熔点为30℃至60℃的烷烃型石蜡组成的组；更优选的是，所述相变材料为熔点为30℃至60℃的烷烃型石蜡。优选地，所述相变材料为导热相变材料；所述导热相变材料包含相变材料和导热填料。优选地，所述导热填料选自由铝粉、铜粉、石墨粉、纳米氮化铝、导热碳纤维、石墨烯和膨胀石墨组成的组；和/或所述导热填料占所述导热相变材料的质量百分比含量为1％～30％。本专利技术在第二方面提供了一种基于相变材料的热水速冷装置，所述装置包括本专利技术在第一方面提供的基于相变材料的热水速冷模块、温度控制装置、集水箱、饮水机、水泵、与所述出水口连通的管道、第一阀门和第二阀门；所述饮水机包括具有开关的加热模块；所述集水箱的出口与所述加热模块的入口连通，所述加热模块的出口与所述入水口连通；所述水泵的入口与管道连通，所述水泵的出口与所述集水箱的入口连通；所述第一阀门和所述第二阀门分别设置所述管道的两端，且所述第二阀门位于所述出水口与所述水泵的入口之间。优选地，所述温度控制装置包括温度传感器和温度控制仪；所述温度传感器的一端设置在所述第二腔板内，用于检测所述第二腔板内的相变材料的温度；所述温度传感器的另一端与所述温度控制仪的输入端相连；所述温度控制仪的输出端与加热模块的开关相连，用于控制加热模块的工作。本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：1、本专利技术采用了循环稳定性好，热导率可调的相变材料，可以实现热水快速降温，方便人们饮用开水，降温过程操作简便，节能环保；本专利技术可直接将家庭中烧开的热水通过入水口注入、从出水口流出后获得凉白开水，也可与即热式加热器或饮水机等组合使用。2、本专利技术中热水过流的第一腔板与填充相变材料的第二腔板相互交替间隔布置，并各自通过内通道连通，第一腔板之间、第二腔板之间均形成了迂回的通道，增加了通道的长度，提高了热水与相变材料的接触面积，提高了热交换效率，节省了相变材料用量，且这种迂回通道的设置能够使得通过第一腔板的热水实现逐级降温。3、本专利技术中的第一腔板与第二腔板的上下表面设置有凸槽，进一步提高了第一腔板与第二腔板的接触面积，提高了热交换效率。4、本专利技术中的相变材料通道两端分别设置有进料口和出料口，便于更换相变材料，模块使用寿命长。5、本专利技术中的水通道可以作为热水通道，或作为冷水通道使第二腔板内的相变材料快速降温，缩短使用间隔时间，便于下次使用。6、本专利技术装置结构简单，容易制造和使用，操作方便；且本专利技术装置设置有温度控制装置，可自动往水通道中引冷水，及时地将相变材料吸收的热量传送走，使得相变材料迅速冷却；而冷水吸收热量后温度得到提升(回收了相变材料吸收的热量)，可返回集水箱中进入饮水机供加热使用，可达到节约水及电能的目的。附图说明图1是本专利技术基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于相变材料的热水速冷模块，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)内设置有多个第一腔板(2)、多个第一内通道(4)和多个用于填充相变材料的第二腔板(3)；所述第一腔板(2)和所述第二腔板(3)相互交替间隔设置组成板组件；所述第一腔板(2)间通过第一内通道(4)连通，所述第一腔板(2)与所述第一内通道(4)形成水通道，所述水通道的两端分别设置有与所述水通道连通的入水口(6)和出水口(7)。

【技术特征摘要】
1.一种基于相变材料的热水速冷模块，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)内设置有多个第一腔板(2)、多个第一内通道(4)和多个用于填充相变材料的第二腔板(3)；所述第一腔板(2)和所述第二腔板(3)相互交替间隔设置组成板组件；所述第一腔板(2)间通过第一内通道(4)连通，所述第一腔板(2)与所述第一内通道(4)形成水通道，所述水通道的两端分别设置有与所述水通道连通的入水口(6)和出水口(7)。2.根据权利要求1所述的热水速冷模块，其特征在于：所述壳体(1)内还设置有多个第二内通道(5)；所述第二腔板(3)间通过第二内通道(5)连通，所述第二腔板(3)与所述第二内通道(5)形成相变材料通道，所述相变材料通道的一端设置有与所述相变材料通道连通的进料口(8)。3.根据权利要求2所述的热水速冷模块，其特征在于：所述第一内通道(4)与所述第二内通道(5)设置在所述板组件的外侧面。4.根据权利要求2所述的热水速冷模块，其特征在于：所述相变材料通道的另一端设置有与所述相变材料通道连通的出料口(9)；所述入水口(6)和所述出水口(7)延伸至所述壳体(1)的外侧；和/或所述进料口(8)和所述出料口(9)延伸至所述壳体(1)的外侧。5.根据权利要求1所述的热水速冷模块，其特征在于：所述第一腔板(2)和/或所述第二腔板(3)的表面设置有凸槽；和/或所述第一腔板(2)和所述第二腔板(3)的形状为平板状。6.根据权利要求1所述的热水速冷模块，其特征在于：所述相变材料选自由碳原子数为18至26的高级脂肪烃、碳原子数为12至18的高级脂肪醇、熔点为25℃至60℃的烷烃型石蜡和分子量为800至20000的聚乙二醇组成的组；优选的是，所述相变材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：金兆国，张靖驰，张雅倩，党广洲，纪旭阳，陈建，丁颇，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11