[發(fā)明專利]一種基于相變材料的熱水速冷模塊及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710998051.1
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107621187B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金兆國;張靖馳;張雅倩;黨廣洲;紀(jì)旭陽;陳建;丁頗
• 申請（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;F28F23/00;F24H9/00;F24H9/20;F24H15/223;F24H15/355
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝;周嬌嬌

本發(fā)明涉及一種基于相變材料的熱水速冷模塊及裝置，所述模塊包括殼體、第一腔板、用于填充相變材料的第二腔板、第三腔板、第一內(nèi)通道和第三內(nèi)通道；第一腔板、第二腔板和第三腔板相互交替間隔設(shè)置；第一腔板間通過第一內(nèi)通道連通形成第一水通道，第一水通道的兩端設(shè)有第一入水口和第一出水口；第三腔板間通過第三內(nèi)通道連通形成第二水通道，第二水通道的兩端設(shè)有第二入水口和第二出水口。所述裝置包括熱水速冷模塊、溫度控制裝置、第一集水箱、第二集水箱、飲水機、水泵、與所述第一出水口連通的管道、第一閥門和第二閥門。本發(fā)明提供了一種能將熱開水即刻冷卻為涼開水的模塊及裝置，可引入冷水快速冷卻熱交換后的相變材料，縮短使用間隔時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飲用水領(lǐng)域，尤其涉及一種基于相變材料的熱水速冷模塊及裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代生活中，人們越來越注重健康而飲用燒開后經(jīng)冷卻的涼白開水，也就是常說的白開水。因為燒開后冷卻的水，其活性要比自然水高出4-5倍，更易通過細胞膜被人體吸收，促進新陳代謝，增加血液中的血紅蛋白含量，改善免疫功能。

CN201621085647.X公開了一種飲用熱水降溫器，其原理是首先熱水在石英螺旋盤管內(nèi)流動并與管外的涼水(熱交換介質(zhì))進行換熱初次降溫，然后通過噴淋并吹冷風(fēng)的形式進行換熱再次降溫，以實現(xiàn)熱水能夠直接飲用的目的。CN201420726472.0公開了一種熱水速冷裝置，熱開水通過熱交換管將熱迅速傳給熱交換腔內(nèi)的熱交換介質(zhì)或散熱結(jié)構(gòu)，開水迅速變?yōu)闇亻_水。在下次使用之前，CN201621085647.X及CN201420726472.0中的裝置需要等待熱交換介質(zhì)向周圍環(huán)境散熱降低到一定溫度后才能繼續(xù)使用，若使用間隔比較短則存在熱水降溫效果不佳或需要重新更換熱交換介質(zhì)的問題；此外，將相變材料所吸收的熱量直接向周圍環(huán)境散熱，造成了熱量的損失。

CN106186490A公開了一種用于工業(yè)大批量生產(chǎn)涼白開的工藝，包括原水前置處理、加熱、逐級冷卻等工藝。CN106889891A公開了一種快速制造涼白開的多功能加熱系統(tǒng)，主要包括加熱系統(tǒng)、熱水通過盤管與冷水換熱系統(tǒng)等，實現(xiàn)批量制備涼白開的目的。然而，這兩篇專利公開的涼白開制造工藝或相應(yīng)的制造系統(tǒng)適合于工藝的批量生產(chǎn)，由于其工藝或系統(tǒng)的復(fù)雜性而不適用于家庭人員使用。而家庭人員只能采用將熱水先燒開然后再長時間自然降溫的方法獲得涼白開，存在降溫時間長、不能即時飲用且放置過程中易接觸空氣污染等問題。隨著生活節(jié)奏越來越快，急需一種燒開后即刻冷卻成為溫開水或涼白開的裝置提供給廣大消費者使用。

相變材料(PCMs)是指物質(zhì)發(fā)生相變時能夠吸收或放出熱量而該物質(zhì)本身溫度不變或變化不大的一種智能材料。由于其獨特的自適應(yīng)環(huán)境溫度調(diào)控等功能，因而廣泛用于太陽能利用、工業(yè)余熱廢熱回收、建筑節(jié)能、恒溫服飾、蓄冷蓄熱空調(diào)以及電器件恒溫等能源、材料、航空航天、紡織、電力、醫(yī)學(xué)儀器、建筑等領(lǐng)域。

CN92100602.0及CN93201178.0公開了一種速冷保溫容器，中國專利CN201420787247.8公開了一種智能溫控高效保溫杯，這些專利均采用了相變材料作為換熱介質(zhì)，使得開水速冷，但是這些容器或保溫杯的容量有限，能冷卻開水的量有限，不足以供家庭里多人員同時飲用，且相變材料層僅與容器或保溫杯的外周相接觸，熱交換效率有待進一步提高。

CN201310085225.7公開了一種熱管式移動供熱相變蓄熱裝置，該裝置也采用相變材料制成換熱模塊，但該裝置中蓄熱室內(nèi)的換熱管與換熱管周圍的相變材料進行熱交換，相變材料填充整個蓄熱室，相變材料用量大，適用于供熱領(lǐng)域。

CN200910192045.2公開了一種板式熱交換器，但該裝置只適用于廢水余熱回收提高水溫。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決一個或者多個技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，使用間隔時間短，熱交換效率高，能將燒開的熱開水迅速降溫基于相變材料的熱水速冷模塊及裝置，滿足人們?nèi)粘崴訜岷笱杆俳禍丶磿r飲用新鮮溫開水或涼白開水的需求。