CN211261238U - 具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，包括加热系统、控制系统、供水系统，所述加热系统分别与供水系统、控制系统连接；其中所述加热系统是由若干个半导体加热元件组合而成，在半导体加热元件表面依次包覆有隔热材料、保护外壳，使其半导体加热元件与隔热材料，隔热材料与保护外壳彼此之间形成无间隙的包覆成一个整体的复合结构体。因此，本新型通过保护外壳，能对隔热材料进行保护作用，起到二次阻挡热量散失的作用。另外，半导体加热元件、隔热材料及保护外壳构成了一个完整的复合结构体，大大方便了安装检修及拆卸。解决了传统加热元件在隔热材料上直接用喉箍固定方式而导致隔热效果差、安装维修易损坏的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种供暖锅炉，具体说是一种具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉。
背景技术
目前在寒冷地区有多种供暖方式，如集中供暖、燃气供暖，空调供暖等。但上述供暖方式所具有的劣势显而易见，例如集中供暖，通常利用大型锅炉房燃烧煤炭的方式来加热水。该方式会带来冬季环境污染、浪费自然资源等一系列问题。同时居民无法自由调节所需热量，这导致个人要承担一些不必要的经济负担。在这种大环境下，半导体电加热锅炉应运而生，因其所具有的高效、节能，绿色环保等优势得到了大家的青睐。现在市面上半导体加热炉的加热系统大多采用的加热元件结构及其简易即仅在加热元件内胆外部包裹一层隔热材料，并用喉箍缩紧固定。该种加热元件结构具有一定的弊端，由于隔热材料柔软的特性，当用喉箍缩紧固定其之后，会造成隔热材料发生巨大的形变，进而导致隔热材料内侧与加热体表面接触不均匀，加热元件表面的高温会使与其紧密接触部分的隔热材料熔化，因此无法达到理想的隔热效果，并严重影响了加热元件整体的美观程度。此外，隔热材料强度低易于损坏，无法起到完全保护加热内胆的作用。
发明内容
鉴于上述问题，本实用新型提供了一种具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉。该新型锅炉具有更高的加热效率以及更低的能耗等特点。
本实用新型的技术解决方案是：一种具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，包括加热系统、控制系统、供水系统，所述加热系统分别与供水系统、控制系统连接；其中所述加热系统是由若干个半导体加热元件组合而成，在半导体加热元件表面依次包覆有隔热材料、保护外壳，使其半导体加热元件与隔热材料，隔热材料与保护外壳彼此之间形成无间隙的包覆成一个整体的复合结构体。
本新型中，所述保护外壳为圆筒体，或圆筒体两端装有端盖，或是两个半圆组合体。
进一步地，所述圆筒体的保护外壳与隔热材料的长度相等，保护外壳的长度两端与隔热材料为非封闭状态。
进一步地，所述圆筒体的保护外壳两端与装有的端盖通过粘接方式连接，端盖中心设有通孔。
进一步地，所述两个半圆组合体的保护外壳构成哈夫管，在两个半圆组合体的保护外壳上按间隔设有紧固喉箍。
进一步地，所述两个半圆组合体的保护外壳与隔热材料之间设有强力胶粘接层。
本新型中，保护外壳为PVC塑料材料或是玻璃钢材料制成。
进一步地，所述隔热材料为橡塑棉，或是发泡材料。
上述中所指的半导体加热元件采用PTC加热元件。
本实用新型的有益效果是：通过在半导体加热元件表面依次设置隔热材料及保护外壳，不仅能对隔热材料进行多方面保护作用，同时也能够起到二次阻挡热量散失的作用。另外，本新型的设计，使其半导体加热元件、隔热材料及保护外壳构成了一个完整的复合结构体，大大方便了安装检修及拆卸。
附图说明
图1是本新型的系统图；
图2是图1中加热元件复合结构体示意图；
图3、图4是图2的不同实施例。
图5是图1另一系统实施例。
具体实施方式
下面将结合实施例对本实用新型作进一步说。
实施例一(直供式锅炉)
见图1、图2所示的一种具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，该加热锅炉属直通式锅炉。所述半导体电加热锅炉包括加热系统3、控制系统2、供水系统16及散热器13，所述加热系统3分别与供水系统16、控制系统2连接。本实施例的加热锅炉包括锅炉外壳1，所述的加热系统3、控制系统2安装在锅炉外壳1内，所述加热系统3是由若干个半导体加热元件4与供水系统16中的出水管路15及回水管路14并联连接，所述每一个半导体加热元件4通过加热元件电路5与控制系统2连接。该控制系统2通过热电偶电路7连接热电偶6，该热电偶6设在出水管路15上的出水口阀门8前端用来监测出水温度。以及控制系统2通过水泵电路导线10与安装在回水管路14上的水泵11连接。位于水泵11前后端的回水管路14上分别设有回水阀门9、补水箱12。在所述出水管路15和回水管路14上安装有散热器13。所述加热系统是由若干个半导体加热元件4组合而成。本实施例是在所述半导体加热元件4表面依次包覆有隔热材料16、保护外壳17，使其半导体加热元件4与隔热材料16，隔热材料16 与保护外壳17彼此之间形成无间隙的包覆成一个整体的复合结构体。上述圆筒体的保护外壳 17与隔热材料16的长度相等，保护外壳17的长度两端与隔热材料16为非封闭状态。本实施例的保护外壳17采用PVC塑料材料制成(见图2)。
锅炉运行原理：
水从补水箱12进入主要管路14中，然后由连接在回水管路14中的水泵11驱动，经过回水口阀门9进入加热系统3中。加热系统由若干个半导体加热元件4并联出水管路15和回水管路14后组合而成，当进入加热系统3的水分别同时通过并联的各半导体加热元件4时会被瞬间加热，使其温度达到设定温度。被加热后的水会重新汇集到回水管路14中进而流出加热系统3经过出水口阀门8最终到达散热器13内部。通过出水口阀门8前端的热电偶6来监测出水温度。在整个的运行过程当中，锅炉内部的控制系统2分别通过电路连接线与半导体加热元件4、热电偶6以及水泵11相连接。其中与各半导体加热元件并行连接5是为了分别管理通过各半导体加热元件4的电流大小，控制其输出功率，最终使水升温至设定的温度。热电偶6与控制系统2连接热电偶电路导线7后会监测水温并实时起到反馈的作用，控制系统2 会通过热电偶6的信号反馈来重新调整各半导体加热元件的输出功率，以达到有效加热的效果。控制系统通过水泵电路导线10来启动水泵11或停止运行。控制系统2采用的公知技术，故省略具体表述。加热系统3、控制系统2，以及部分通水管路由保护壳体1包覆形成半导体加热锅炉主体部分。
图3给出了与图2不同保护外壳的另一实施例。所不同的是在圆筒体的保护外壳17的两端装有端盖18，所述圆筒体的保护外壳17两端与端盖18之间是通过粘接方式连接，端盖18 中心设有通孔。其使用方式及功能特点与图2相同。
图4给出了与图2又一不同的实施例。它是在图1的基础上做了相应的变化。即采用两个轴向(长度)方向对称的两个分体组合的保护外壳17构成的哈夫管，并在两个半圆组合体的保护外壳17上按间隔设有紧固喉箍19。在所述两个半圆组合体的保护外壳17与隔热材料16 之间设有强力胶粘接层20。
上述中，除保护外壳17采用PVC塑料材料之外，也可以是采用玻璃钢材料制成。
上述中，所述隔热材料16为橡塑棉，或是发泡材料。
实施例二(蓄热式锅炉)
见图5所示的蓄热式锅炉系统，包括与图1相同的加热系统、控制系统、供水系统及散热器。所不同的是在出水管路15和回水管路14上安装有蓄热水箱21，以及水泵11安装在出水管路14上。在出水管路15和回水管路14上安装有散热器13。上述蓄热水箱21两端分别与锅炉和散热器连接形成两个闭合回路，首先利用锅炉加热蓄热水箱中的水，当水达到设定目标温度之后开启另一端回路，进而热水进入散热系统最终达到升温的目的。其功能作用与图1 相同。
为了充分说明本新型的效果，所采用复合结构体的半导体加热元件组成加热系统后，锅炉的各方面都得到了提升，其中包括：
1、锅炉加热效率提高、能耗减少。现用简易结构体加热元件与复合结构体加热元件作比较，根据多层圆筒壁的稳定热传导公式2(1-1)计算得知，如果改用复合结构体加热元件就能够较原始简易结构减少1％的热量二次损失，从而提升了加热效率，缩短了加热时间，减少能耗。
其中Q为加热内胆向外损失的热量，Q1为利用简易结构加热元件时所损失的热量，Q2为利用复合结构加热元件的热量损失；/加热元件长度，该计算中设定为360mm；t1，加热内胆达到稳定状态后的表面温度300℃；加热元件整体结构外层温度ti+1为环境温度20℃；λ为各包覆材料的热导率，其λ1为橡塑棉热导率0.022W/mK，λ2为PVC哈夫管热导率 0.19W/mK。3r为各材料表面半径，r1为加热内胆表面相近半径25mm，r2为橡塑棉表面半径 45mm，r3为PVC哈夫管表面半径47mm。因此减少热量损失的百分比可表述为
2、提升了锅炉内部加热系统的整体美观性。传统简易结构加热元件外部所包裹的柔性隔热材料通常为深色，与供水系统的管道颜色(白色或金属色)极其不搭配并给人一种不洁净的感觉。与其相对应的复合结构体加热元件，其外部为亮白色的PVC哈夫管，则能与锅炉内部的颜色一致。另外由于哈夫管的规则形状，可避免简易结构加热元件所具有的因喉箍缩紧导致的隔热材料严重变形现象的发生，从而提升了锅炉整体的可观赏性。
3、对加热系统中各加热元件内胆以及隔热材料起到了保护作用。哈夫管是由高分子聚合物制备而成，它被广泛应用在产品包装及保护等工业生产领域。由于其普遍具有较高的强度，能够在装配加热元件过程中非常有效地防止隔热材料被尖锐物体划破，以及解决因隔热材料破损而导致加热内胆的表面被破坏还有隔热效果下降等一系列问题。另外，由于哈夫管内部为规则圆柱曲面，所以加热元件内部的隔热材料会被均匀挤压，使其与加热内胆接触的各部分均匀受热，从而避免了隔热材料因受热不均而导致部分面积的热损坏。
Claims (8)
1.一种具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，包括加热系统、控制系统、供水系统，所述加热系统分别与供水系统、控制系统连接；其特征是，所述加热系统是由若干个半导体加热元件组合而成，在半导体加热元件表面依次包覆有隔热材料、保护外壳，使其半导体加热元件与隔热材料，隔热材料与保护外壳彼此之间形成无间隙的包覆成一个整体的复合结构体。
2.根据权利要求1所述的具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，其特征是，所述保护外壳为圆筒体，或圆筒体两端装有端盖，或是两个半圆组合体。
3.根据权利要求2所述的具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，其特征是，所述圆筒体的保护外壳与隔热材料的长度相等，保护外壳的长度两端与隔热材料为非封闭状态。
4.根据权利要求2所述的具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，其特征是，所述圆筒体的保护外壳两端与装有的端盖通过粘接方式连接，端盖中心设有通孔。
5.根据权利要求2所述的具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，其特征是，所述两个半圆组合体的保护外壳构成哈夫管，在两个半圆组合体的保护外壳上按间隔设有紧固喉箍。
6.根据权利要求2所述的具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，其特征是，所述两个半圆组合体的保护外壳与隔热材料之间设有强力胶粘接层。
7.根据权利要求1所述的具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，其特征是，保护外壳为PVC塑料材料或是玻璃钢材料制成。
8.根据权利要求1所述的具有复合结构加热体的半导体电加热锅炉，其特征是，所述隔热材料为橡塑棉，或是发泡材料。
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