[实用新型]一种传热装置

说明书

本实用新型涉及传热结构，主要应用在热水器领域。

热水器的主要功能是将电能、太阳能、燃烧热能等能量转变为水的热能。在这一转变过程中，有三个主要问题要解决。一个是人身安全保障问题，第二个是能量转换的效率问题，第三个是多种能源的综合利用问题。

从各厂家生产的热水器的产品说明书和检索中知道，现有结构的热水器是将加热体置于水中或水表面，主要靠传导和幅射方式来加热水。由于对流方式弱小，使加热效率较低。尤其是电加热体置于水中，为防止电加热体漏电而危害人身，要在电加热体外加“多重”绝缘保护。然而，绝缘保护愈多，愈阻挡电加热体向水传热，电能的利用效率愈低。为了提高效率就要减少绝缘保护。这样又降低了安全程度。在现有结构的电热水器中，安全和效率是矛盾的。而且也不容易实现多种能源的综合利用。

本实用新型的目的在于解决安全与效率的矛盾，找到一种安全、高效又可以多种能源综合利用的传热装置。

为了达到上述目的，本实用新型将沸腾液体传热壁、多通阀、绝缘管和散热器结合起来，组成一种安全、高效、多种能源综合利用的重力热管传热结构。铜质的具有沸腾液体传热壁的加热体在结构下方的热箱中。加热体可以被电加热，也可以被太阳光、燃烧余热等低温能源加热。散热器在结构上方的水箱中。热箱的内腔和散热器的内腔由多通阀和绝缘管连接成一个密闭腔体。腔体内充以一定量的液体工质并抽真空，使其成为重力热管的导热系统。热箱为该系统的热端，散热器为该系统的冷端。液体工质在热端吸热并气化成为气体工质。气体工质通过多通阀和绝缘管上升到散热器内腔，遇冷放热给散热器并凝结成液体工质。液体工质靠重力回流到热箱中，循环使用。散热器再将水加热。

由于有漏电危险的热箱与散热器的连接是绝缘管，保证了水箱中的水不会带电，也就不会危及使用热水的人身安全。由于沸腾液体传热壁和重力热管都是导热系数很高的成熟技术，由于散热器会以传导、幅射和强对流三种方式向水传热，所以整个结构的能量利用效率是高的。由于抽真空，低温能源也可以使液体工质气化并完成热交换。由于有多通阀，可以分别连接装有低温能源加热体的热箱和装有电加热体的热箱。通过阀门控制，让低温能源先对水进行预热。当需要高温热水时，再通电。这样多种能源综合利用，可以节电。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1为现有电热水器的结构示意图。

图2为用电加热方式的本实用新型的传热装置示意图。

图3为用低温能源加热方式的本实用新型的传热装置示意图。

图4为电与一个低温能源结合使用方式的本实用新型的传热装置的示意图。

图5为电与两个低温能源结合使用方式的本实用新型的传热装置示意图。

图1为现有电热水器的结构示意图。电加热体(1)置于水中，有不安全、能量利用效率低和不易多种能源综合利用的缺点。

图2和图3分别为用电或用低温能源加热的本实用新型的传热装置示意图。铜质的具有沸腾液体传热壁的加热体(1)置于热箱(2)中，热箱(2)的内腔通过三通阀(3)和绝缘管(4)与散热器(5)的内腔相连接，构成一个密闭腔体。该密闭腔体被抽成真空并放入一定量的液体工质(6)，成为重力热管。当电能或低温能源使加热体(1)受热后，此端即成为重力热管的热端。由于密闭腔体内是真空的，所以液体工质(6)在低温下即可沸腾气化成气体工质(7)。气体工质(7)上升经三通阀(3)和绝缘管(4)送往散热器(5)的内腔。由于散热器(5)在水箱(8)的水(9)中，是重力热管的冷端，所以气体工质(7)在散热器(5)的内腔遇冷凝结为液体工质(6)。液体工质(6)靠重力作用，又回落到热箱(2)中，继续循环使用。气体工质(7)在凝结时向散热器(5)传送大量热。散热器(5)再以传导、幅射和强对流三种方式将热量传给水(9)，完成加热水的目的。在工作过程中，万一漏电，由于绝缘管(4)的电绝缘作用，散热器(5)、水箱(8)和水(9)都不会带电。使用热水的人是安全的。

图4为一个低温能源与电结合使用的本实用新型的传热装置示意图。联动阀(10)可同时控制管道(11)和管道(12)，使它们呈现两种状态：第一种状态是管道(11)开，管道(12)关闭；第二种状态是管道(11)关闭，管道(12)开通。之所以要使用联动阀(10)是为了保证工质哪来回哪去，防止液体工质(6)在工作一段时间后分布不均，出现“干烧”现象。平时，联动阀(10)处在第一种状态，让低温能源供热，将水预热。当需要高温热水时，再使联动阀(10)处于第二种状态，同时通电。这样可以节电。