[发明专利]层级式相变储热水箱

权利要求书

1.一种层级式相变储热水箱，其特征在于：包括箱体、上盖、相变储热装置、第一盘管组件、第二盘管组件、连接管、进水嘴和出水管；

所述的第一盘管组件包括基板、盘管、制冷剂进嘴和制冷剂出嘴；基板为铜质的圆形板体件，基板上开设有若干通孔；盘管由1根铜管折弯而成；盘管整体呈连续的Z字形；盘管焊接固定在基板的上端面上；制冷剂进嘴固定设置在盘管的一个端口上；制冷剂出嘴固定设置在盘管的另一个端口上；第二盘管组件的结构与第一盘管组件相同；

所述的上盖与箱体密封固定连接；相变储热装置固定设置在箱体内的上部；第一盘管组件的基板和盘管水平固定设置在箱体内的中部偏下方位置，且位于相变储热装置的下方；第一盘管组件的制冷剂进嘴和制冷剂出嘴固定设置在箱体上且第一盘管组件的制冷剂进嘴伸出于箱体外；出水管的外端口上设有出水嘴；出水嘴固定设置在箱体上且位于第一盘管组件的制冷剂进嘴和制冷剂出嘴的上方；出水管的内端口设于相变储热装置内；第二盘管组件的基板和盘管水平固定设置在箱体内的下部；第二盘管组件的制冷剂进嘴和制冷剂出嘴固定设置在箱体上且第二盘管组件的制冷剂出嘴伸出于箱体外；

连接管将第一盘管组件的制冷剂出嘴与第二盘管组件的制冷剂进嘴相连；进水嘴固定设置在箱体上且位于第二盘管组件的制冷剂进嘴和制冷剂出嘴的下方；

使用时，冷水从设于箱体下部的进水嘴流入，热水从设于箱体中部偏下位置的出水嘴流出；高温高压的制冷剂气体从第一盘管组件的制冷剂进嘴流入；冷却后的制冷剂液体从第一盘管组件的制冷剂出嘴流出；箱体内的水体从下至上被自然分成低温层区、高温层区和储热区；其中，第二盘管组件周围的空间构成低温层区，第一盘管组件上方、相变储热装置下方的空间构成高温层区；相变储热装置内的空余空间构成储热区。

2.根据权利要求1所述的层级式相变储热水箱，其特征在于：所述的箱体为上端开口的中空圆柱体件；箱体包括外壳、内胆以及设置在外壳和内胆间的保温层。

3.根据权利要求2所述的层级式相变储热水箱，其特征在于：所述的箱体的内胆为搪瓷内胆；保温层的材质为聚氨脂发泡保温材料。

4.根据权利要求1所述的层级式相变储热水箱，其特征在于：所述的相变储热装置包括顶座、底座、铝管和相变储热材料；顶座由插接板和安装环组成；插接板为圆形的板体件，插接板上设有若干个铝管安装孔；安装环的周边设有若干安装用的螺孔，安装环设于插接板的上方且与插接板的外周边一体连接，从而使得安装环的上端面与插接板的上端面之间形成一个预留相变膨胀空间；底座由底板和裙板一体组成，底板为圆形的板体件；底板的圆心处设有圆形的中心孔；裙板设置在底板的上端外周边上且与底板一体连接；铝管设置的数量与顶座的插接板上的铝管安装孔的数量相同；各铝管在顶座的插接板和底座的底板间垂直设置；各铝管的下端与底座的底板的上端面超声波焊接方式固定连接；各铝管的上端与顶座的插接板上相应的铝管安装孔插接；相变储热材料填充在各铝管内。

5.根据权利要求4所述的层级式相变储热水箱，其特征在于：所述的相变储热装置的相变储热材料为比热为水的50倍且固液相变临界温度为80℃的石蜡和石墨混合物。

6.根据权利要求4所述的层级式相变储热水箱，其特征在于：所述的出水管具有相连的水平管段和垂直管段，出水管整体呈L形；出水管的水平管段的外端口上连接出水嘴，出水管的水平管段位于第一盘管组件的盘管的上方；出水管的垂直管段穿过相变储热装置的底座的底板的中心孔后沿相变储热装置的中轴线向上伸出，且出水管的垂直管段的上端口与相变储热装置的上板接近。