[发明专利]一种基于石蜡相变换热的新型取暖器

说明书

本发明公开了一种基于石蜡相变换热的新型取暖器，包括取暖器外壳、石蜡型储热介质、铜丝骨架、碳纤维发热丝、温控断路器、通电插口、热熔断器、电阻和加热指示灯。本发明在取暖器进行加热时，石蜡除了能吸收非相变阶段温度上升所需的显热外，还能吸收由石蜡融化时所需的潜热，储热量比水将有可观的提升，放热温度低，使热量主要集中在人体适宜的温度范围内释放，延长取暖时间，此外新型取暖器还有取暖温度可控、相比传统热水工质取暖器更安全、能量利用效率更高等优点。此外，本发明在取暖器上设置有标准C型USB接口，可支持固定电源和移动电源进行充电加热，便于户外携带时充电加热。

技术领域

本发明属于强化传热领域，具体涉及一种基于石蜡相变换热的新型取暖器。

背景技术

暖手宝等取暖器是人们冬天广泛使用的一种便携式取暖工具。现有的取暖器中储热介质大多为水或者在水中加入少许添加物的混合物，为安全起见，水在加热后的最高温度一般为六七十度，冷水加热后所能储存的热量有限，从而限制了水的储放放热总量和取暖器的使用时间。若将取暖器中的水加热至更高温度，将影响使用的舒适度，长时间接触还会带来高温烫伤等问题。另外更高的温度会产生与环境更大的温差，势必会增大散热速度，降低使用时间，从而降低取暖器效率。目前市面上一种提高取暖器使用性能的措施是在取暖器橡胶外壳外包覆纺织物以降低取暖器散热速度，延长取暖器使用时间，但常规纺织材料的隔热保温能力有限，不能从根本上提高取暖器的储放热总量和热量利用效率。因此，有必要开发一些新的方法解决上述传统取暖器的储存热量少、安全舒适性低、放热时间短、热量利用率低等缺陷。

近年来，相变材料(phase change material，PCM)由于在储热放热方面的显著优势逐渐得到人们的广泛关注。石蜡作为一种典型的PCM具有相变潜热高、化学稳定性好、绝缘性好、无毒无腐蚀性、无过冷或相分离现象、熔化时蒸汽压力低、自成核以及价格较低等优点，目前已经被广泛应用于储能领域。石蜡在由固态融化成液态时将吸收并储存大量的热量即相变潜热，在由液态凝固成固态时又将这部分相变潜热释放出来。石蜡在相变蓄热放热过程中蓄放热量很大且其自身温度几乎保持不变，从而在放热过程中能在一段时间内维持一个相对适中的放热温度，这对于提高取暖器的储热放热总量、延长使用时间、提高热量利用率和对其进行温度调控非常有利。因此，利用相变蓄热技术设计一种能提高储热放热总量，延长使用时间，提高使用安全性和舒适性，以及温度可调的新型取暖器在节约能源和健康医疗等方面具有重要的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种温升更小、放热量大、取暖时间长、安全便捷、支持固定电源加热与便携充电设备加热的基于石蜡相变换热的新型取暖器。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于石蜡相变换热的新型取暖器，包括取暖器外壳，设置在取暖器外壳内的石蜡型储热介质、铜丝骨架、碳纤维发热丝、温控断路器和电阻，以及设置在取暖器外壳侧壁上的通电插口；其中，表面裹有绝缘层的碳纤维发热丝穿插于铜丝骨架中，碳纤维发热丝的一端和电阻的一端与通电插口的一端连接，碳纤维发热丝的另一端和电阻的另一端与温控断路器的一端连接，温控断路器的另一端与通电插口的另一端连接；铜丝骨架、碳纤维发热丝和电阻均包裹在石蜡型储热介质中，且石蜡型储热介质的主要成分为石蜡。

本发明进一步的改进在于，还包括热熔断器，其连接在碳纤维发热丝的一端与热熔断器串联后和电阻的一端连接，且热熔断器包裹在石蜡型储热介质中，防止温控断路器失效，或供电电压过载时电路烧毁。

本发明进一步的改进在于，还包括加热指示灯，其设置在取暖器外壳侧壁上，电阻的另一端与加热指示灯串联后和温控断路器的一端连接。

本发明进一步的改进在于，使用温控断路器控制加热过程，通电加热时，当石蜡型储热介质温度超过设计温度点时，温控断路器使电路断开，碳纤维发热丝停止加热，同时加热指示灯熄灭；当石蜡型储热介质温度低于设计温度点时，温控断路器使电路接通，碳纤维发热丝正常工作，同时加热指示灯将亮起。