专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
申请号 | CN202411950803.3 | 申请日 | 2024-12-27 |
公开(公告)号 | CN119374238A | 公开(公告)日 | 2025-01-28 |
申请人 | 陕西凯瑞宏星电器有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 李琪晟; 李健; | 第一发明人 | 李琪晟 |
权利人 | 陕西凯瑞宏星电器有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 陕西凯瑞宏星电器有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份:陕西省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:陕西省西安市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:陕西省西安市雁塔区电子工业园电子西街3号生产力大厦三层B区厂房 | 邮编 | 当前专利权人邮编:710065 |
主IPC国际分类 | F24H1/10 | 所有IPC国际分类 | F24H1/10 ; F24H9/00 ; F24H9/1818 ; H05B3/42 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 西安邦易知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 马腾飞; |
摘要 | 本 发明 公开了一种基于陶瓷加 热管 的高压加热组件,属于加热技术领域。该加热组件,包括壳体,壳体内设置有加热腔体,加热腔体内设置有加热组件,加热组件上设置有控制 电路 板,加热组件包括多个陶瓷加热管,多个陶瓷加热管为两两 串联 后并联的电性连接结构,陶瓷加热管为MCH陶瓷加热管;陶瓷加热管内部一端设置有中空腔,陶瓷加热管两侧位于中空腔处设置有相互错开的第一通孔和第二通孔,本发明中陶瓷加热管管身对立错开设置第一通孔和第二通孔,使热循环液从陶瓷加热管内部及外侧同时流过,提高热循环液的热交换效率,同时热循环液从陶瓷加热管中空腔流进,再从第一通孔和第二通孔流出,将原本充斥在陶瓷加热管内壁空间里的空气排出的更加彻底。 | ||
权利要求 | 1.一种基于陶瓷加热管的高压加热组件,包括壳体(1),所述壳体(1)内设置有加热腔体(4),所述加热腔体(4)内设置有加热组件,所述加热组件上设置有控制电路板,其特征在于:所述加热组件包括多个陶瓷加热管(3),多个所述陶瓷加热管(3)为两两串联后并联的电性连接结构; |
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说明书全文 | 一种基于陶瓷加热管的高压加热组件技术领域[0001] 本发明涉及加热技术领域,更具体地说,涉及一种基于陶瓷加热管的高压加热组件。 背景技术[0002] 新能源汽车热管理系统中的高压加热器(High Voltage Heater)目前主要采用两种技术方案,一种是PTC加热,一种是HIC厚膜电路加热。对比这两种加热技术,PTC加热存在加热效率低下、维护成本高(一旦发生故障需全部更换)、安全性低(PTC加热模组的电路无法自我保护,必须通过外界辅助设备进行实现)、使用寿命短、能耗高等缺点。而HIC厚膜电路技术则存在质量不稳定、生产周期长、抗冲击性差、成本高等缺点。对于新能源汽车的热管理系统来讲,高压加热器的安全性、节能性以及更换周期和成本是其研发的重点难点。 [0003] 基于PTC加热技术的汽车热管理系统组件,其原理是基于半导体材料的正温度系数特性。当温度升高到一定程度时,PTC材料的电阻急剧增加,从而限制电流流动,起到自我保护的作用。这种特性使其在初始阶段加热迅速,但在温度达到一定高度后,升温速率逐渐减缓。在实际应用中,基于PTC加热技术的汽车热管理系统组件存在以下缺陷:①加热效率低,耗能大。 [0004] 新能源汽车对电池温度要求较高,特别是在冬季需要快速升温,以保证动力电池的充放电效率。然而,PTC加热器的加热效率较低,原因在于:随温度上升,PTC材料的电阻随之增加,导致输出功率逐渐降低。因此,在高温状态下,PTC加热器难以持续高效加热。为维持系统所需的温度,PTC加热组件需要持续提供高功率,消耗大量电能。这种高耗能特性使其在新能源车辆中变得不经济,对车辆的续航里程产生较大影响。②PTC加热组件缺乏智能化的自我保护机制。由于温度一旦超出设计范围,电流可能导致PTC组件过热甚至损坏。因此,系统必须配备外部保护装置(如温度控制和功率调节装置)来监控和控制PTC加热器的温度。在极端环境或湿度较高的情况下,PTC加热组件的绝缘可能会受到影响,增加了漏电的风险。③使用寿命短。PTC材料对工作环境较为敏感,长期处于频繁启停和温度波动的状态下,容易出现材料老化,导致寿命缩短。热稳定性差。PTC材料在高温、高电流负荷下容易降解,特别是在冬季频繁启动时,加速了材料的老化,导致加热性能逐渐下降。环境适应性弱。面对极端温度(如低于‑10℃或高于70℃的工况),PTC加热组件性能会显著下降,特别是冬季严寒地区,PTC加热器的性能难以保证,导致加热效果大打折扣。④PTC加热组件一旦损坏,通常需要整体更换,导致维护成本较高。无模块化设计。当前的PTC加热组件大多为一体化设计,损坏后必须整体更换。这种结构导致维修费用较高,且耗费维修时间,影响车辆正常运行。更换难度大。由于PTC加热器与热管理系统其他部件紧密集成,拆装难度较高,维修复杂。对于高频次的使用场景,一旦发生故障,维修不便的特点加剧了维护负担。⑤新能源汽车的热管理系统对温度精度要求较高,而PTC加热器难以实现精准的温度控制。PTC材料的电阻随温度而变化,因此温度调整响应较慢,不适合快速、精确的温度控制。PTC加热器的温控精度不高,容易出现温度波动,在低温条件下容易过度加热或温度不足。特别是在外界温度波动较大时,PTC的温控精度难以保障。 [0005] 基于HIC厚膜电路加热技术的汽车热管理系统组件,其原理是将加热电路直接集成在陶瓷或金属基板上,通过厚膜材料(如金属氧化物、导电聚合物等)涂覆形成加热电阻。此类厚膜电路具备高绝缘性和稳定的电阻温度特性。在实际应用中,基于HIC厚膜电路加热技术的加热组件存在以下缺陷:①生产工艺复杂,周期较长,而且工艺要求高。厚膜电路的涂覆和烧结要求较高的材料稳定性和工艺精度,工艺稍有偏差就可能影响加热效果或导致产品不良率上升。②质量不稳定,产品一致性难以保证。厚膜电路中不同批次的导电材料配方和厚度可能出现细微差异,导致产品一致性难以保障。加热器之间的性能差异会影响热管理系统的整体控制效果。 [0006] 在长时间使用过程中,厚膜电路可能出现导电层的微观裂纹或材料热老化,导致加热性能的逐渐漂移,影响系统的长期稳定性。③抗冲击性差,可靠性低。新能源汽车在行驶中面临震动、冲击等外力,而HIC厚膜加热器在这方面存在不足。厚膜电路多采用陶瓷基板,这种基材的抗冲击性较差,容易在高震动或意外冲击中破裂,特别是在车辆运行的颠簸环境中更容易受到损坏。抗环境应力差:HIC厚膜组件对温湿度变化的适应性相对较低,特别在高湿度、低温等极端条件下,其绝缘性和导电性可能受到影响,降低了可靠性。④难以维修,更换成本高。厚膜电路组件的损坏通常是不可逆的,比如基板的裂纹或导电层剥落,一旦出现这些情况通常难以修复。HIC厚膜加热器在热管理系统中一体化设计难以模块化更换,损坏后需要整体更换,这无疑会增加维护成本。 [0007] 鉴于此,我们提出一种基于陶瓷加热管的高压加热组件。 发明内容[0008] 本发明的目的在于提供一种基于陶瓷加热管的高压加热组件,以解决上述背景技术中提出的问题。 [0009] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于陶瓷加热管的高压加热组件,包括壳体,壳体内设置有加热腔体,加热腔 体内设置有加热组件,加热组件上设置有控制电路板,加热组件包括多个陶瓷加热管,多个陶瓷加热管为两两串联后并联的电性连接结构,陶瓷加热管为MCH陶瓷加热管; 相邻两个陶瓷加热管之间设置有两个隔断板,隔断板一端与加热腔体连接,隔断 板另一端与加热腔体内壁之间形成过水口,多个隔断板使加热腔体内形成S型水道; 陶瓷加热管内部一端设置有中空腔,陶瓷加热管两侧位于中空腔处设置有相互错 开的第一通孔和第二通孔。 [0010] 优选地,壳体上贯穿设置有供电电源插头和控制电路信号插头,供电电源插头用于与供电电源相连,控制电路信号插头与加热组件的控制电路板相连;陶瓷加热管一端两侧分别设置有第一银电极和第二银电极,第一银电极上设置有 第一引线,第二银电极上设置有第二引线; 壳体内还设置有电极组件,电极组件用于与第一引线和第二引线电连接。 [0011] 优选地,电极组件包括第一共用电极、第二共用电极、第三共用电极和接地电极,第一共用电极、第二共用电极和第三共用电极均与控制电路板电性连接,接地电极用于与供电系统中的地线连接,第一共用电极、第二共用电极和第三共用电极分别用于与第一引线和第二引线电连接。 [0012] 优选地,壳体两侧分别设置有热循环液体入口和热循环液体出口,热循环液体入口和热循环液体出口均与加热腔体连通。 [0014] 优选地,固定法兰位于加热腔体一侧套设有套筒,套筒与固定法兰转动连接,套筒上端设置有清理机构,清理机构延伸至陶瓷加热管外壁;安装体内开设有空槽,空槽内设置有传动机构,传动机构用于带动套筒转动。 [0015] 优选地,清理机构包括安装条,安装条为螺旋状结构,安装条内侧设置有呈螺旋状延伸的刷毛体,安装条下端与套筒连接;陶瓷加热管两侧设置有固定条,固定条贯穿安装条与套筒连接固定。 [0017] 优选地,壳体包括主壳、前盖体和后盖体,主壳与前盖体和后盖体活动连接。 [0018] 优选地,陶瓷加热管外壁与隔断板之间的间距为0.5mm‑5mm。 [0019] 优选地,上述的一种基于陶瓷加热管的高压加热组件,应用于新能源汽车上使用。 [0020] 相比于现有技术,本发明的有益效果在于:(1)本发明中以陶瓷加热技术替代PTC加热以及HIC厚膜电路加热技术,克服二者 存在的低温环境下加热效率低下、能耗高、使用寿命短等问题,以多根陶瓷加热管稳定高效供热,实现多根陶瓷加热管均衡分压、延长使用寿命、提高散热效率,以节能性更强、安全性更强、维护成本更低来提高新能源汽车热管理系统的质量稳定性和可靠性。本发明加热元件陶瓷加热管是直接完全浸没在热循环液中,当其开始工作加热时,直接加热热循环液,没有中间介质,有效提升了加热组件整体的热交换效率。 [0021] (2)本发明中陶瓷加热管管身对立错开设置第一通孔和第二通孔,及陶瓷加热管中部设置有中空腔,可以使热循环液从陶瓷加热管内部及外侧同时流过,提高热循环液的热交换效率,为整个汽车的热管理系统提供更稳定的加热功能。另外,本加热组件在正式启动工作之前需要将内部进行空气排出后,将热循环液完全充满整个空间后才能通高压工作,而设置在陶瓷加热管表面的第一通孔和第二通孔的另一重作用就是,可以使热循环液从陶瓷加热管中空腔流进,再从第一通孔和第二通孔流出,将原本充斥在陶瓷加热管内壁空间里的空气排出的更加彻底,从而保证加热组件的稳定安全启动,提高加热组件的使用寿命。 [0022] (3)本发明多个陶瓷加热管采用两两串联再并联的电路连接方式,首先将陶瓷加热管两两一组进行串联,则每组中的两个陶瓷加热管会共享相同的电流,但各自分担一部分电压,分配到单个陶瓷加热管上的电压会很小,提高单根陶瓷加热管的耐压能力,降低单个陶瓷加热管的损坏概率,其次在并联电路中,在其中某根损坏后,另外一组并联的陶瓷加热管还能正常工作,显著提升了加热组件的容错率和环境适应性。通过对加热腔体内设置隔断板形成的S型水道可以使热循环液和陶瓷加热管之间的热交换更加充分,提高热交换效率。 [0023] (4)本发明陶瓷加热管端部设置有固定法兰,可以将其紧密的固定在加热水箱壳体的下端,同时可以起到一定的抗震效果,提升陶瓷加热管的机械稳定性能,从而提升加热组件整体的机械稳定性能,这样在实际场景中,当汽车行驶在颠簸路面时加热组件的整体抗震效果好,其使用寿命也会有所延长;并且,固定法兰除了紧密固定加热管外,还具有密封作用,保证加热管固定在加热腔体的底部后密封性足够,避免热循环液从接口处漏出。 [0025] 图1为本发明的整体结构示意图;图2为本发明的整体结构后视示意图; 图3为本发明的整体结构拆分内部示意图; 图4为本发明的壳体内部结构主视图; 图5为本发明的陶瓷加热管示意图; 图6为本发明的陶瓷加热管剖视示意图; 图7为本发明的实施例二中加热组件整体结构示意图; 图8为本发明的实施例二中清理机构结构示意图; 图9为本发明的第一共用电极、第二共用电极、第三共用电极与四个陶瓷加热管连 接示意图。 [0026] 图中标号说明:1、壳体;101、主壳;102、前盖体;103、后端盖;2、热循环液体入口3、陶瓷加热管;4、加热腔体;5、隔断板;6、供电电源插头;7、第一共用电极;8、第二共用电极;9、第三共用电极;10、接地电极;11、控制电路信号插头;12、热循环液体出口;13、安装腔; 14、安装体;15、固定条;16、套筒;17、安装条;18、刷毛体;19、电机;20、链轮;21、链条;31、第一通孔;32、第二通孔;33、固定法兰;34、第一银电极;35、第二银电极;36、第二引线;37、第一引线;38、中空腔。 具体实施方式[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。 [0028] 实施例1:请参阅图1‑6,一种基于陶瓷加热管的高压加热组件,包括壳体1,壳体1内设置有 加热腔体4,加热腔体4内设置有加热组件,加热组件上设置有控制电路板,其中,控制电路板与加热组件电性连接,加热组件包括多个陶瓷加热管3,多个陶瓷加热管3为两两串联后并联的电性连接结构,其中,陶瓷加热管3为MCH陶瓷加热管;MCH是Metal Ceramics Heater的缩写,意为金属陶瓷发热体。 [0029] 具体的,多个陶瓷加热管3两两分为一组,将一组的两个陶瓷加热管3进行串联,相互串联后的每组陶瓷加热管3的输出端引线分别与第一共用电极7、第二共用电极8、第三共用电极9进行电连接形成电路回路。首先将陶瓷加热管3两两一组进行串联,则每组中的两个陶瓷加热管3会共享相同的电流,但各自分担一部分电压,在同一组两个陶瓷加热管3的电阻值相等或相近时,每组的两个陶瓷加热管3就可以将输入电压进行均分承担,分配到单个陶瓷加热管3上的电压会很小,提高单根陶瓷加热管3的耐压能力,降低单个陶瓷加热管3的损坏概率,延长单个陶瓷加热管3的使用寿命,进而提升加热组件的整体使用寿命。其次,将多组串联后的加热管并联接入电路,在并联电路中,各支路的电压相等,且电流可以分流,因此通过并联,可以确保所有串联组都能获得相同的输入电压,同时,电流会根据各组的总电阻值在并联支路进行分配。 [0030] 由于采用串联后再并联的方式,输入电压被有效的均分到了每个陶瓷加热管3上,与单独使用一个大功率的加热管或简单的并联多个加热管相比,该连接方式能够显著降低单个陶瓷加热管3上的电压负担,从而提高其耐压能力。电压的均分也减少了因电压过高而导致的加热管过热、老化及损坏的分险。当其中某根陶瓷加热管3损坏无法正常工作时,另外一组并联的陶瓷加热管3还能正常工作,显著提升了加热组件的容错率和环境适应性。由于电压的均分和电流的合理分配,该连接方式有助于降低能耗和减少不必要的热量损失,有助于降低运行成本。其中还可以通过增加或减少串联组数量,调节整个加热组件的总功率和加热效率,以适应不同加热需求和场景。 [0031] 相邻两个陶瓷加热管3之间设置有两个隔断板5,隔断板5一端与加热腔体4连接,隔断板5另一端与加热腔体4内壁之间形成过水口,多个隔断板5使加热腔体4内形成S型水道,如图4中所示;通过隔断板5形成的S型水道可以使热循环液和陶瓷加热管3之间的热交换更加充分,提高热交换效率。 [0032] 如图6所示,陶瓷加热管3内部一端设置有中空腔38,陶瓷加热管3两侧位于中空腔38处设置有相互错开的第一通孔31和第二通孔32。其中,第一通孔31、第二通孔32错落对立而设,可以使热循环液流入中空腔38中,再从第一通孔31、第二通孔32中流出,如图4中所示,图4中箭头所指的是热循环液的流动路径,使热循环液从陶瓷加热管内部及外侧同时流过,提高热循环液的热交换效率,为整个汽车的热管理系统提供更稳定的加热功能。 [0033] 具体的,本发明加热组件在正式启动工作之前需要将内部进行空气排出后,将热循环液完全充满整个空间后才能通高压工作,从而第一通孔31、第二通孔32另一重作用就是,可以使热循环液从陶瓷加热管3中空腔38流进,再从第一通孔31、第二通孔32流出,将原本充斥在陶瓷加热管3内壁空间里的空气排出的更加彻底,从而保证加热组件的稳定安全启动,提高加热组件的使用寿命。 [0034] 在一种可能的实施例中第一通孔31、第二通孔32也可以错落设置为多组,提高热循环液的热交换效率,为整个汽车的热管理系统提供更稳定的加热功能。其中,热循环液的流动方向也可以根据需要进行设置,隔断板5的数量也可以根据需要设置,热循环液的可以从第一通孔31、第二通孔32流入中空腔38内,再从中空腔38另一端流出。 [0035] 本申请中,壳体1上贯穿设置有供电电源插头6和控制电路信号插头11,供电电源插头6用于与供电电源相连,即与汽车供电端电性连接,其作用是给加热组件提供其工作时的高输入电压,控制电路信号插头11与加热组件的控制电路板相连,其作用是对陶瓷加热管3进行功率调节控制监测。 [0036] 如图5所示,陶瓷加热管3一端两侧分别设置有第一银电极34和第二银电极35,第一银电极34上设置有第一引线37,第二银电极35上设置有第二引线36;其中,壳体1内还设置有电极组件,电极组件用于与第一引线37和第二引线36电连接。其中,第一银电极34和第二银电极35分别与第一引线37和第二引线36通过焊接的方式连接。 [0037] 具体的,电极组件包括第一共用电极7、第二共用电极8、第三共用电极9和接地电极10,所述第一共用电极7、第二共用电极8、第三共用电极9均与控制电路板电性连接,接地电极10用于与供电系统中的地线连接,即与汽车供电系统中的地线连接,保证整个加热组件的电路安全,第一共用电极7、第二共用电极8和第三共用电极9分别用于与第一引线37和第二引线36电连接形成通路。 [0038] 本申请中,壳体1两侧分别设置有热循环液体入口2和热循环液体出口12,热循环液体入口2和热循环液体出口12均与加热腔体4连通。 [0039] 具体的,热循环液从热循环液体入口2进入到加热腔体4的内部后,沿着加热腔体内隔断板5形成的S型水道进行循环。热循环液会慢慢充斥陶瓷加热管3的内部将其内部空气排出。在陶瓷加热管3工作后,陶瓷加热管3与充斥在其内部和外部的热循环液进行热交换,同时随着热循环液的流动,加热到设定温度的热循环液从热循环液体出口12流出,为汽车内部提供热风循环和电池模组进行预加热。 [0040] 本申请中,陶瓷加热管3上套设有固定法兰33,固定法兰33位于第一银电极34与第一通孔31之间的位置;加热腔体4一侧设置为安装腔13,加热腔体4与安装腔13之间形成安装体14,固定法兰33贯穿安装体14延伸至安装腔13内。 [0041] 其中,固定法兰33的设置是将陶瓷加热管3紧密的固定在加热水箱壳体1的下端,同时紧密固定可以起到一定的抗震效果,提升陶瓷加热管3的机械稳定性能,从而提升加热组件整体的机械稳定性能,这样在实际场景中,当汽车行驶在颠簸路面时加热组件的整体抗震效果好,其使用寿命也会有所延长,并且,固定法兰除了紧密固定加热管,起到一定的抗震效果,还起到密封的作用,保证加热管固定在加热腔体的底部后密封性足够,避免热循环液从接口处漏出。 [0042] 本申请中,壳体1包括主壳101、前盖体102和后盖体103,主壳101与前盖体102和后盖体103活动连接,便于拆卸。 [0043] 其中,上述的基于MCH陶瓷加热管的高压加热组件,应用于新能源汽车上使用,为汽车内部提供热风循环和电池模组进行预加热。 [0044] 本发明在使用时,将控制电路信号插头11与加热组件的控制电路板相连,对陶瓷加热管3进行功率调节控制监测,将供电电源插头6与汽车供电端电性连接,供电电源插头6用于将供电端与电极组件之间实现电性连接,将接地电极10与汽车供电系统中的地线连接,保证整个加热组件的电路安全;将多个陶瓷加热管3两两一组串联之后再进行并联,如图9中所示,串联时即将一个陶瓷加热管3的第一引线37与另一个陶瓷加热管3的第二引线36连接;将多组串联后的陶瓷加热管3进行并联,即将每组中未连接的第一引线37和第二引线36作为并联电路的两个输出端分别与第一共用电极7、第二共用电极8及第三共用电极9的电连接形成通路;图9中所示为两组并联电路的一个输出端与第一共用电极7连接,第一共用电极7为公共端,另外一个输出端与第二共用电极8和第三共用电极9连接,第三共用电极9与第一共用电极7为一组加热回路,第二共用电极8与第一共用电极7为一组加热回路。 [0045] 使热循环液从热循环液体入口2进入到加热腔体4的内部后,热循环液会沿着加热腔体内隔断板5形成的S型水道进行循环,同时热循环液会流入中空腔38内将其内部空气排出。之后在陶瓷加热管3工作后,陶瓷加热管3与充斥在其内部和外部的热循环液进行热交换,同时随着热循环液的流动,加热到设定温度的热循环液从热循环液体出口12流出,为汽车内部提供热风循环和电池模组进行预加热。 [0046] 实施例2:结合实施例1的基础有所不同之处在于:隔断板5与加热腔体活动连接,陶瓷加热 管3外壁与隔断板5之间的间距为0.5mm‑5mm,当陶瓷加热管3与加热腔体内隔断板5的间距设置在0.5mm‑5mm范围内时,在该间距设置下整个加热组件的热交换效率更佳。 [0047] 实验验证如下:实验装置:在加热水箱壳体1内置四根陶瓷加热管3,外部连接仿真汽车热循环系 统,可以实现热循环液进行循环供热,在热循环液体入口2和热循环液体出口12处安装精密温度传感器,实时监测温度。其中,加热水箱内置的陶瓷加热管3到隔断板5的间距可以进行精确调节,范围在0.2mm到6.0mm之间。 [0048] 测量设备为:温度传感器:测量热循环液体入口2和热循环液体出口12的实时温度。 [0049] 时间计时器:记录升温至45℃所需时间。 [0050] 实验条件:在给定恒定电压AC230V,功率6600W的条件下,保持加热水箱入口温度在17.5℃, 模拟汽车预加热时需要达到45℃时,加热管与隔板间距在不断变化下的升温速率。 [0051] 实验参数:1.独立变量:加热管与隔板间距(0.2mm~ 6.0mm,共计19组)。 [0052] 2.控制变量:电压恒定:230V;功率恒定:6600W;热循环液初始温度:17.5℃。 [0053] 环境温度保持稳定,无额外散热或加热因素。 [0054] 3.因变量:升温至45℃的时间。 [0055] 实验步骤:1.设备调试: 确保水箱密封性,将仿真汽车热循环系统填充热循环液,热循环液体入口初始温 度为17.5℃。 [0056] 2.测试过程:设置初始间距为0.2mm,启动设备,加热热循环液体入口至出口温度45℃,记录所 需时间。 [0057] 逐步调节间距重复测试,直至达到6.0mm。 [0058] 每组实验间隔冷却至初始状态(17.5℃),确保数据独立性。 [0059] 3. 数据记录与处理:将各间距对应的升温时间记录,19组实验数据示例如下表1中所示; 表1: [0060] 数据分析:1.升温速率峰值: 间距在2.0mm至2.5mm时,升温速率达到峰值(约0.0833℃/秒)。 [0061] 2.间距过小或过大影响:当间距小于0.5mm,流体阻力大,热量传递效率降低,升温速率变慢。 [0062] 当间距大于5mm,流体与加热管接触面积不足,热量扩散不足,升温速率降低。 [0063] 实验结论:实验数据支持理论分析:加热管与隔板的间距在0.5mm至5mm之间,升温速率明显 较高,最佳间距为2.5mm。小于0.5mm或大于5mm时,升温速率显著下降。 [0064] 实施例3:请参阅图7、8,结合实施例1的基础有所不同之处在于:固定法兰33位于加热腔体4 一侧套设有套筒16,套筒16与固定法兰33转动连接,套筒16上端设置有清理机构,清理机构延伸至陶瓷加热管3外壁;其中,安装体14内开设有空槽,空槽内设置有传动机构,将传动机构设置在空槽内,使传动机构不会与热循环液接触,传动机构用于带动套筒16转动。利用传动机构带动套筒16转动,清理机构会随套筒16转动对陶瓷加热管3表面进行清理,防止陶瓷加热管3长时间使用后积垢。 [0065] 本申请中,清理机构包括安装条17,安装条17为螺旋状结构,螺旋状结构的设置可以为使热循环液的流通路径增加,进一步提高换热效率,安装条17内侧设置有呈螺旋状延伸的刷毛体18,安装条17下端与套筒16连接;陶瓷加热管3两侧设置有固定条15,固定条15贯穿安装条17与套筒16连接固定。通过固定条15的设置使安装条17进一步稳定安装,其中两个安装条17上端也可以通过圆环连接,圆环转动连接在陶瓷加热管3上端,进一步提高安装条17、刷毛体18转动时的稳定性。 [0066] 本申请中,传动机构包括多个链轮20、链条21和电机19,链轮20与链条21啮合连接,链轮20套设于套筒16上,最外侧的一个链轮20转动安装在空槽内,位于最外侧的链轮20与电机19的输出轴连接。其中空槽的内壁对链条21的外侧位置进行限制,使链条21能够与多个链轮20啮合,从而在链条21张紧状态下能够带动多个链轮20啮合,使链条21能够带动位于中间的多个链轮20转动。 [0067] 本实施例中,利用电机19带动最边沿的链轮20转动,链轮20带动链条21转动,链条21转动时带动与其啮合的其余几个链轮20转动,从而使套筒16转动,套筒16转动时带动位于套筒16上端的固定条15、安装条17、刷毛体18转动,通过刷毛体18对陶瓷加热管3表面进行清理,防止陶瓷加热管3表面积垢,同时不需要清理时,安装条17、刷毛体18的螺旋状结构又能使热循环液沿螺旋状路径流通,使流通路径增加,提高换热效率。 |