Water heater inner tank and water heater

Abstract

Embodiments of the specification provide a water heater inner tank and a water heater, comprising: a housing which is filled with a phase change material therein; a heating device which is at least partially arranged inside the housing; a thermal conductive structure for storing a thermal conductive medium, the thermal conductive structure being arranged inside the housing; the thermal conductive structure can be used to transfer heat generated by the heating device to the phase change material far away from the heating device through the thermal conductive medium; a heat exchange pipe which is in contact with the phase change material and is used for causing the water flowing through the heat exchange pipe to be heated by the phase change material. The water heater inner tank and the water heater provided in the embodiments of the specification can transfer the heat generated by the heating device to the phase change material far away from the heating device, such that the phase change material close to the heating device and the phase change material far away from the heating device can both be effectively heated, improving the uniformity of the temperature of the phase change material inside the housing and avoiding local overheating of the phase change material that may cause overheating failure, being further beneficial to improving the heating efficiency of the water to be heated in the heat exchange pipe, avoiding users from waiting for a long time, and improving user experience.

Description

Water Heater Inner Tank and Water Heater

[0001] Cross Reference to Related Applications

[0002] This application claims priority to Chinese Patent Application No. 202410109779.4, filed on January 25, 2024, which is hereby incorporated by reference in its entirety.Technical Field

[0003] Embodiments of the present specification relate to the technical field of a water heater inner tank, particularly to a water heater inner tank and a water heater.Background

[0004] Affected by the size and installation environment of the user's bathroom, the capacity of a commonly used electric water heater inner tank generally does not exceed 100 L. For example, the capacity of household electric water heaters available on the market is generally 60 L. The electric water heaters with the above-mentioned capacity have a limited capability to supply hot water, especially in winter, there is a problem that the amount of hot water is not enough or the heating time is long when the user takes a bath. In addition to ordinary electric heating storage-type water heaters, there are also some water heaters that can be phase change heat exchange-type water heater. A phase change water heater heats water in a way that a heat exchange pipe exchanges heat with the phase change material for energy storage, and the phase change material absorbs heat from a heat source to store energy before the water is used; when supplying water, the phase change material releases the stored energy to heat the cold water circulating in the heat exchange pipe. However, the thermal radiation ability of the phase change material is relatively limited, the heat from the heat source is difficult to evenly transfer to the phase change materials at different positions in the inner tank, resulting in uneven heating of the phase change materials and low heating efficiency for cold water, and easy occurrence of local overheating problems.

[0005] In view of this, embodiments of the specification aim to provide a water heater inner tank and a water heater.Summary

[0006] In view of the above problem, an object of the embodiments of the specification is to provide a water heater inner tank and a water heater, to solve the problems in the prior art that there is uneven heating between the phase change material that is close to the heating device and the phase change material far away from the heating device in the water heater inner tank, resulting in low energy storage efficiency of the phase change material.

[0007] In order to solve the above technical problems, the embodiments of the specification adopt specific technical solutions as follows:

[0008] In a first aspect, an embodiment of the specification provides a water heater inner tank, comprising:

[0009] a housing which is filled with a phase change material therein;

[0010] a heating device which is at least partially arranged inside the housing;

[0011] a thermal conductive structure for storing a thermal conductive medium, the thermal conductive structure being arranged inside the housing;

[0012] wherein the thermal conductive structure can be used to transfer the heat generated by the heating device to the phase change material far away from the heating device through the thermal conductive medium;

[0013] a heat exchange pipe which is in contact with the phase change material and is used for causing the water flowing through the heat exchange pipe to be heated by the phase change material.

[0014] In some preferred embodiments, the flowability of the thermal conductive medium is superior to that of the phase change material.

[0015] In some preferred embodiments, the thermal conductive medium is in a liquid state within a predetermined temperature range.

[0016] In some preferred embodiments, the predetermined temperature range is greater than a solid-liquid phase change temperature of the phase change material and smaller than a vaporization temperature of the phase change material.

[0017] In some preferred embodiments, the thermal conductive medium includes water or oil.

[0018] In some preferred embodiments, the thermal conductive structure is in contact with the phase change material.

[0019] In some preferred embodiments, the thermal conductive structure has an accommodating cavity, the thermal conductive medium is accommodated in the accommodating cavity and can flow in the accommodating cavity of the thermal conductive structure.

[0020] In some preferred embodiments, the heating device is at least partially close to a lower part of the thermal conductive structure, and the thermal conductive medium located in the lower part of the thermal conductive structure can flow towards an upper part of the thermal conductive structure after being heated, to heat the phase change material far away from the heating device.

[0021] In some preferred embodiments, the heating device is arranged outside the thermal conductive structure, or the heating device is arranged inside the thermal conductive structure, or the heating device is partially arranged inside the thermal conductive structure and partially arranged outside the thermal conductive structure.

[0022] In some preferred embodiments, the heating device comprises a heating rod and a sleeve, wherein the heating rod extends at least partially into the sleeve; an inner cavity of the sleeve is communicated with the accommodating cavity of the thermal conductive structure.

[0023] In some preferred embodiments, the sleeve is provided with a first communicating portion which communicates the inner cavity of the sleeve with the accommodating cavity of the thermal conductive structure.

[0024] In some preferred embodiments, the sleeve partially penetrates into an interior of the thermal conductive structure and is partially outside the thermal conductive structure; the first communicating portion is arranged at a portion of the sleeve that is located inside the thermal conductive structure, and communicates the inner cavity of the sleeve with the accommodating cavity of the thermal conductive structure.

[0025] In some preferred embodiments, the heating device is arranged to pass through the thermal conductive structure; the heat exchange pipe is arranged to pass through the thermal conductive structure.

[0026] In some preferred embodiments, the thermal conductive structure extends along height and width directions of the housing, and has a predetermined thickness along a length direction of the housing; the heating device extends along the length direction of the housing; the heat exchange pipe extends along the length direction of the housing.

[0027] In some preferred embodiments, the heating device and the heat exchange pipe both pass through the thermal conductive structure along the thickness direction of the thermal conductive structure.

[0028] In some preferred embodiments, the thermal conductive structure comprises one or more box-shaped components for the flow of the thermal conductive medium.

[0029] In some preferred embodiments, the box-shaped component is formed by an enclosed metal material.

[0030] In some preferred embodiments, a thermal conductive fin is provided between any two adjacent box-shaped components.

[0031] In some preferred embodiments, the heating device comprises a heating rod and a sleeve, wherein the heating rod extends at least partially into the sleeve; the box-shaped component is provided with an opening, and the sleeve passes through the opening and is in sealed connection to the opening.

[0032] In some preferred embodiments, there is a gap between the heating rod and an inner wall surface of the sleeve, and the gap is filled with the thermal conductive medium.

[0033] In some preferred embodiments, the gap is communicated with an interior of the box-shaped component.

[0034] In some preferred embodiments, a first communicating portion is provided on a sleeve wall of the sleeve that is located inside the box-shaped component.

[0035] In some preferred embodiments, the first communicating portion includes a first communicating port and a second communicating port that are opened on the sleeve wall of the sleeve, the first communicating port is arranged at an upper part of the sleeve wall of the sleeve, and the second communicating port is arranged at a lower part of the sleeve wall of the sleeve.

[0036] In some preferred embodiments, the first communicating port and the second communicating port are arranged oppositely, and the first communicating port is located above the second communicating port.

[0037] In some preferred embodiments, an edge of the opening is provided with a first flange, which is sealingly welded to the sleeve wall of the sleeve.

[0038] In some preferred embodiments, the first flange faces towards the interior of the box-shaped component or towards the exterior of the box-shaped component.

[0039] In some preferred embodiments, a first convex boss that protrudes towards the exterior of the box-shaped component is arranged on an outer shell of the box-shaped component.

[0040] In some preferred embodiments, the opening is provided on the first convex boss.

[0041] In some preferred embodiments, there are a plurality of heat exchange pipes, the plurality of heat exchange pipes are arranged in parallel, and at least part of the heat exchange pipes are arranged to pass through the box-shaped component.

[0042] In some preferred embodiments, the box-shaped component is provided with an opening hole, and the heat exchange pipe is arranged to pass through the box-shaped component via the opening hole and is in sealed connection to the box-shaped component.

[0043] In some preferred embodiments, an edge of the opening hole is provided with a second flange, which is sealingly welded to a pipe wall of the heat exchange pipe.

[0044] In some preferred embodiments, the second flange faces towards the interior of the box-shaped component or towards the exterior of the box-shaped component.

[0045] In some preferred embodiments, a second convex boss that protrudes towards the exterior of the box-shaped component is arranged on an outer shell of the box-shaped component.

[0046] In some preferred embodiments, the opening hole is provided on the second convex boss.

[0047] In some preferred embodiments, the heat exchange pipe that is arranged to pass through the box-shaped components and is close to the top of the box-shaped component is provided with a second communicating portion at a portion thereof that is inside the box-shaped component, and the second communicating portion communicates the heat exchange pipe with the interior of the box-shaped component.

[0048] In some preferred embodiments, another heat exchange pipe that is arranged to pass through the box-shaped component is provided with a third communicating portion at a portion thereof that is inside the box-shaped component, and the third communicating portion communicates the heat exchange pipe with the interior of the box-shaped component.

[0049] In some preferred embodiments, when the thermal conductive structure includes a plurality of box-shaped components, the heat exchange pipe that is arranged to pass through the box-shaped components and is close to the top of the box-shaped components is provided with a second communicating portion at a portion thereof that is inside each of the box-shaped components.

[0050] In some preferred embodiments, when the thermal conductive structure includes a plurality of box-shaped components, another heat exchange pipe that is arranged to pass through the box-shaped components is provided with a third communicating portion at a portion thereof that is inside each of the box-shaped components.

[0051] In some preferred embodiments, the second communicating portion is used to exhaust gas inside the box-shaped component, the third communicating portion is used to inject water into the interior of the box-shaped component, the second communicating portion is located inside the housing and is close to the top of the housing, and the second communicating portion is located above the third communicating portion.

[0052] In some preferred embodiments, the third communicating portion is located upstream the second communicating portion in a direction of water flow in the heat exchange pipe.

[0053] In some preferred embodiments, the second communicating portion includes a third communicating port that is opened on the pipe wall of the heat exchange pipe, the third communicating portion includes a fourth communicating port that is opened on the pipe wall of the heat exchange pipe, the third communicating port is located at an upper part of the heat exchange pipe or above the liquid level of the box-shaped component.

[0054] In some preferred embodiments, the number of the heating device is one or in plural.

[0055] In some preferred embodiments, the water heater inner tank further comprises a first communicating structure for communicating the heat exchange pipes.

[0056] In some preferred embodiments, the first communicating structure is a U-shaped pipe and / or a water collection box.

[0057] In some preferred embodiments, the first communicating structure is arranged inside or outside the housing.

[0058] In some preferred embodiments, the heating device extends into the accommodating cavity of the thermal conductive structure; the heat exchange pipe is not arranged to pass through the thermal conductive structure.

[0059] In some preferred embodiments, the thermal conductive structure comprises one or more box-shaped components for the flow of the thermal conductive medium.

[0060] In some preferred embodiments, when the thermal conductive structure comprises a plurality of box-shaped components, at least two of the box-shaped components are communicated with each other.

[0061] In some preferred embodiments, the heating device extends into at least one of the box-shaped components.

[0062] In some preferred embodiments, the heating device extends into one of the box-shaped components.

[0063] In some preferred embodiments, the box-shaped component extends along height and length directions of the housing, and the box-shaped component has a predetermined thickness along a width direction of the housing; the heating device extends along the length direction of the housing; the heat exchange pipe extends along the length direction of the housing.

[0064] In some preferred embodiments, the water heater inner tank further comprises a first communicating structure for communicating the heat exchange pipes.

[0065] In some preferred embodiments, the first communicating structure is a U-shaped pipe and / or a water collection box.

[0066] In some preferred embodiments, the first communicating structure is arranged inside or outside the housing.

[0067] In some preferred embodiments, the water heater inner tank further comprises a second communicating structure which is arranged inside or outside the housing, and is used to communicate at least two box-shaped components.

[0068] In some preferred embodiments, the second communicating structure includes an upper-side communicating structure and a lower-side communicating structure, the upper-side communicating structure communicates upper sides of any two box-shaped components, and the lower-side communicating structure communicates lower sides of any two box-shaped components.

[0069] In some preferred embodiments, the water heater inner tank further comprises a third communicating structure which is arranged inside or outside the housing, and is used to communicate the box-shaped component with the heat exchange pipe.

[0070] In some preferred embodiments, the heat exchange pipe and the box-shaped component are connected in series along the water flow direction to form a series flow path, the series flow path has a water inlet and a water outlet, when water is injected into the series flow path through the water inlet, the gas in the heat exchange pipe and the box-shaped component is exhausted from the water outlet.

[0071] In a second aspect, an embodiment of the specification provides a water heater, comprising any water heater inner tank as provided in the above technical solution.

[0072] In some preferred embodiments, the water heater further comprises a water tank for accommodating water, which is connected in series and / or parallel with the water heater inner tank.

[0073] With the above technical solutions, the water heater inner tank and the water heater provided in the embodiments of the specification can transfer the heat generated by the heating device to the phase change material far away from the heating device, such that the phase change material close to the heating device and the phase change material far away from the heating device can both be effectively heated, improving the uniformity of the temperature of the phase change material inside the housing and avoiding local overheating of the phase change material that may cause overheating failure; being further beneficial to improving the heating efficiency of the water to be heated in the heat exchange pipe, avoiding users from waiting for a long time; and besides, greatly increasing the amount of hot water outflow of the water heater; and improving user experience.

[0074] In order to make the above and other objects, features, and advantages of the embodiments of the specification be more obvious and easier to understand, hereinafter detailed description is given by taking preferred embodiments as examples in conjunction with the accompanying drawings.Brief Description of the Drawings

[0075] To illustrate more clearly the embodiments in the present specification or the technical schemes of the prior art, a brief description of the accompanying drawings required to be used when describing the embodiments or the prior art will be given below. Obviously, the accompanying drawings described below are only some embodiments in this specification. For those of ordinary skill in the art, other drawings can also be obtained without any creative labor from these drawings.

[0076] FIG. 1 shows a structural schematic diagram of a water heater inner tank provided in an embodiment of the specification;

[0077] FIG. 2 is an enlarged structural schematic diagram of the callout “A” in FIG. 1;

[0078] FIG. 3 shows a structural schematic diagram of another water heater inner tank provided in an embodiment of the specification;

[0079] FIG. 4 is an enlarged structural schematic diagram of the callout “B” in FIG. 3;

[0080] FIG. 5 shows a structural schematic diagram of a box-shaped component in an embodiment of the present specification;

[0081] FIG. 6 shows a structural schematic diagram of an exploded box-shaped component;

[0082] FIG. 7 shows a structural schematic diagram of a water heater inner tank equipped with a thermal conductive fin in an embodiment of the specification;

[0083] FIG. 8 shows a structural schematic diagram of a box-shaped component equipped with a sleeve and a heat exchange pipe in an embodiment of the present specification;

[0084] FIG. 9 is an enlarged structural schematic diagram of the callout “C” in FIG. 8;

[0085] FIG. 10 shows a structural schematic diagram of a third communicating port that is provided on the heat exchange pipe close to the top of the box-shaped component;

[0086] FIG. 11 is a sectional structural schematic diagram of the callout “D” in FIG. 10;

[0087] FIG. 12 shows a structural schematic diagram of a further water heater inner tank provided in an embodiment of the specification;

[0088] FIG. 13 shows a structural schematic diagram of a second communicating structure on a side of the housing;

[0089] FIG. 14 shows a structural schematic diagram of a second communicating structure on the other side of the housing;

[0090] FIG. 15 shows a schematic diagram of a series flow path formed by the heat exchange pipe and the box-shaped component that are connected in series along the water flow direction;

[0091] FIG. 16 shows another structural schematic diagram of a water heater inner tank equipped with a thermal conductive fin in an embodiment of the specification.

[0092] Description of reference numerals:

[0093] 10. housing;

[0094] 20. heating device;

[0095] 21. heating rod;

[0096] 22. sleeve;

[0097] 23: first communicating port;

[0098] 24: second communicating port;

[0099] 30. thermal conductive structure;

[0100] 31, 31A, 31B, 31C: box-shaped components;

[0101] 32. opening;

[0102] 33. first flange;

[0103] 34. first convex boss;

[0104] 35. opening hole;

[0105] 36. second flange;

[0106] 37. second convex boss;

[0107] 40. heat exchange pipe;

[0108] 41. third communicating port;

[0109] 42. water inlet;

[0110] 43. water outlet;

[0111] 44. fourth communicating port;

[0112] 50. thermal conductive fin;

[0113] 60: first communicating structure;

[0114] 70, 70A, 70B: second communicating structures;

[0115] 71, 71A, 71B: upper-side communicating structure;

[0116] 72, 72A, 72B: lower-side communicating structure;

[0117] 80. third communicating structure.Detailed Description

[0118] Hereinafter the technical solution in the embodiments of the present specification will be described clearly and completely in conjunction with the accompanying drawings in the embodiments of the present specification, and obviously the described embodiments are merely part of the embodiments, not all of the embodiments of the specification. Based on the embodiments of the present specification, all other embodiments that are obtained by persons skilled in the art without making creative efforts fall within the protection scope of the present specification.

[0119] It should be noted that the terms "first" , "second" and the like in the specification and claims and in the above-mentioned drawings are used to distinguish between similar objects and are not necessarily used to describe a particular order or precedence. It should be understood that the data so used may be interchanged where appropriate so that the embodiments of the specification can be implemented in an order other than those illustrated or described herein. Furthermore, the terms "comprising" and "having" and any variations thereof are intended to cover non-exclusive inclusions, such as, for example, a process, a method, an apparatus, a product or a device comprising a series of steps or units need not to be limited to those steps or units that are clearly listed, but may include other steps or units that are not explicitly listed or inherent to these processes, methods, products or devices.

[0120] In order to solve the above problem, an embodiment of the specification provides a water heater inner tank, which can solve the problems in the prior art that there is uneven heating between the phase change material that is close to the heating device and the phase change material far away from the heating device in the water heater inner tank, resulting in low energy storage efficiency of the phase change material. FIG. 1 is a schematic diagram of a water heater inner tank provided in an embodiment of the specification. Specifically, as shown in FIG. 1, the water heater inner tank may comprise:

[0121] a housing 10 which is filled with a phase change material (not shown in the drawing) therein;

[0122] a heating device 20 which is at least partially arranged inside the housing 10;

[0123] a thermal conductive structure 30 for storing a thermal conductive medium (not shown in the drawing) , the thermal conductive structure 30 being arranged inside the housing 10;

[0124] wherein the thermal conductive structure 30 can be used to transfer heat generated by the heating device 20 to the phase change material far away from the heating device 20 through the thermal conductive medium;

[0125] a heat exchange pipe 40 which is in contact with the phase change material and is used for causing the water flowing through the heat exchange pipe 40 to be heated by the phase change material.

[0126] It should be noted that in the embodiments of the specification, “far away” from the heating device refers to the area outside the heating radiation range of the heating device, which is opposite to the area close to the heating device, and not only refers to the farthest area inside the housing from the heating device. The phase change material is a material whose state of matter may change. Specifically, when the phase change material changes from a solid state to a liquid state, it absorbs heat and stores energy; when the phase change material changes from the liquid state to the solid state, it releases energy.

[0127] The water heater inner tank provided in the embodiment of the specification is provided therein with a thermal conductive structure, can transfer the heat generated by the heating device to the phase change material far away from the heating device, such that the phase change material close to the heating device and the phase change material far away from the heating device can both be effectively heated, improving the uniformity of the temperature of the phase change materials inside the housing and avoiding local overheating of the phase change material that may cause overheating failure. This is further beneficial to improve the heating efficiency of the water to be heated in the heat exchange pipe, thereby avoiding users from waiting for a long time. Besides, the amount of hot water outflow of the water heater is increased greatly, thereby improving user experience.

[0128] Preferably, in the embodiment of the specification, flowability of the thermal conductive medium is superior to that of the phase change material.

[0129] In the embodiment of the specification, since the flowability of the thermal conductive medium is superior to that of the phase change material, after the thermal conductive medium in the thermal conductive structure that is close to the heating device is heated, it can flow in the thermal conductive structure and flow to a position far away from the heating device, so that the thermal conductive structure transfers heat to the phase change material far away from the heating device through contact heat transfer. This overcomes the defects of poor flowability and easy local overheating of the phase change material, greatly improves the uniformity of the temperature of the phase change material at different positions inside the housing, which is conducive to increasing the heating rate of the phase change material and improving the heating efficiency of the water to be heated in the heat exchange pipe.

[0130] The thermal conductive medium is in a liquid state within a predetermined temperature range.

[0131] When the thermal conductive medium is in the liquid state, it can flow within the thermal conductive structure, improving the heat transfer efficiency between the phase change material and the thermal conductive medium.

[0132] The predetermined temperature range is greater than a solid-liquid phase change temperature of the phase change material and smaller than a vaporization temperature of the phase change material.

[0133] In some feasible embodiments, the solid-liquid phase change temperature of the phase change material can be 35℃, and the vaporization temperature can be 120℃. Therefore, the predetermined temperature range is higher than 35℃ and lower than 120℃, so that the thermal conductive medium is in a liquid state with fluidity. The thermal conductive medium can transfer heat through thermal convection within a predetermined temperature range, causing the phase change material to change from the solid state to the liquid state and absorb heat and store energy, without causing vaporization of the phase change material, thus avoiding failure or damage of the phase change material due to vaporization.

[0134] The thermal conductive medium includes water or oil.

[0135] In the embodiments of the specification, when the thermal conductive structure is not communicated with the heat exchange pipe 40, that is, the thermal conductive structure is a closed structure, the thermal conductive medium inside the thermal conductive structure can be water or oil; and when the thermal conductive structure is communicated with the heat exchange pipe 40, the thermal conductive medium inside the thermal conductive structure is water, after the water in the heat exchange pipe flows into the thermal conductive structure, the heating device heats the water inside the thermal conductive structure, and the water inside the thermal conductive structure forms a thermal cycle, thereby achieving heating of the phase change material in contact with the outer surface of the thermal conductive structure.

[0136] The thermal conductive structure 30 is in contact with the phase change material.

[0137] In the embodiment of the specification, the heated thermal conductive medium in the thermal conductive structure can transfer heat to the phase change material in contact with the thermal conductive structure through contact heat transfer, achieving heating of the phase change material at different positions inside the housing, which can improve the heating effect of the phase change material and reduce heat loss.

[0138] The thermal conductive structure 30 has an accommodating cavity, the thermal conductive medium is accommodated in the accommodating cavity and can flow in the accommodating cavity of the thermal conductive structure 30.

[0139] In the embodiment of the specification, the thermal conductive structure is a closed structure with an accommodating cavity formed therein. The thermal conductive medium flows in the accommodating cavity inside the thermal conductive structure without overflowing into the housing of the water heater inner tank, which ensures that the phase change material inside the housing is not damaged by the overflowed thermal conductive medium, and also ensures the heat transfer effect of the thermal conductive medium on the phase change material when it is in the thermal conductive structure.

[0140] As shown in FIG. 1, the heating device 20 is at least partially close to a lower part of the thermal conductive structure 30, and the thermal conductive medium located in the lower part of the thermal conductive structure 30 can flow towards an upper part of the thermal conductive structure 30 after being heated, to heat the phase change material far away from the heating device 20.

[0141] The lower part refers to the direction opposite to the direction of an arrow “H” . The density of the thermal conductive medium located in the lower part of the thermal conductive structure decreases after being heated and the thermal conductive medium flows towards the upper part of the thermal conductive structure; the thermal conductive medium located in the upper part of the thermal conductive structure, due to its low temperature, has a higher density than the thermal conductive medium located in the lower part of the thermal conductive structure, and will flow towards the lower part of the thermal conductive structure; thus, inside the thermal conductive structure, the thermal conductive medium forms a thermal cycle. Accordingly, in the embodiment of the specification, at least a portion of the heating device is arranged below the thermal conductive structure, which is beneficial for improving the utilization efficiency of the heat generated by the heating device and increasing the heating rate to the thermal conductive medium.

[0142] In some feasible embodiments, the heating device can be arranged outside the thermal conductive structure. For example, the heating device snugly abuts against the thermal conductive structure, and the heat generated by the heating device is transferred to the thermal conductive medium in the thermal conductive structure through contact heat transfer. The heating device located outside the thermal conductive structure can heat the phase change material in contact with it.

[0143] In some other feasible embodiments, the heating device can also be arranged inside the thermal conductive structure, at this time, the heating device can come into contact with the thermal conductive medium to directly heat the thermal conductive medium, which is beneficial for reducing heat loss, improving the heating efficiency of the thermal conductive medium, and thereby improving the heating efficiency of the phase change material inside the housing.

[0144] In some other feasible embodiments, the heating device 20 can also be partially arranged inside the thermal conductive structure 30 and partially arranged outside the thermal conductive structure 30 (as shown in FIG. 1 and FIG. 2) .

[0145] The part of the heating device 20 located inside the thermal conductive structure 30 can directly heat the thermal conductive medium inside the thermal conductive structure 30, and the part of the heating device 20 located outside the thermal conductive structure 30 is in contact with the phase change material inside the housing 10 and can directly heat the phase change material, thereby ultimately improving the heating efficiency of the water to be heated in the heat exchange pipe, increasing the outflow water temperature and the amount of hot water outflow of the water heater, and enhancing the user experience.

[0146] In some preferred embodiments, the heating device 20 comprises a heating rod 21 and a sleeve 22 (as shown in FIG. 1) , wherein the heating rod 21 extends at least partially into the sleeve 22; an inner cavity of the sleeve 22 is communicated with the accommodating cavity of the thermal conductive structure 30.

[0147] The sleeve 22 and the thermal conductive structure 30 together form a cavity for the circulation of the thermal conductive medium, which ensures that the thermal conductive medium does not overflow into the phase change material; and the thermal conductive medium located in the inner cavity of the sleeve and the accommodating cavity can be directly heated by the heating rod 21, which is beneficial for increasing the temperature rise rate of the thermal conductive medium and reducing the heat loss of the heating rod.

[0148] The sleeve 22 is provided with a first communicating portion which communicates the inner cavity of the sleeve 22 with the accommodating cavity of the thermal conductive structure 30.

[0149] The inner cavity of the sleeve and the accommodating cavity are communicated through the first communicating portion, and the thermal conductive medium can flow inside the inner cavity of the sleeve and the accommodating cavity. The first communicating portion can be arranged at a portion of the sleeve that is located inside the thermal conductive structure, or at a portion of the sleeve that is located outside the thermal conductive structure.

[0150] Further preferably, as shown in FIG. 1, the sleeve 22 partially penetrates into an interior of the thermal conductive structure 30 and is partially outside the thermal conductive structure 30; the first communicating portion is arranged at a portion of the sleeve 22 that is located inside the thermal conductive structure 30, and communicates the inner cavity of the sleeve 22 with the accommodating cavity of the thermal conductive structure 30.

[0151] The first communicating portion communicates the inner cavity of the sleeve with the thermal conductive cavity from the inside of the thermal conductive structure, so that the first communicating portion does not need to occupy space inside the housing, to facilitate the layout of other components (such as fins) inside the housing.

[0152] As shown in FIG. 1, the heating device 20 is arranged to pass through the thermal conductive structure 30; the heat exchange pipe 40 is arranged to pass through the thermal conductive structure 30.

[0153] That is, the heating device 20 is arranged to pass through the thermal conductive structure 30 and heats the thermal conductive medium in the thermal conductive structure 30 through which the heating device 20 passes.

[0154] As shown in FIG. 1, in the embodiment of the specification, the thermal conductive structure 30 extends along height and width directions of the housing 10, and has a predetermined thickness along a length direction of the housing 10; the heating device 20 extends along the length direction of the housing 10; the heat exchange pipe 40 extends along the length direction of the housing 10.

[0155] The height direction is the direction as indicated by the arrow “H” in FIG. 1, with the arrow “H” pointing towards the upper part of the height direction; the width direction is the direction as indicated by the arrow “W” in FIG. 1; and the length direction is the direction as indicated by the arrow “L” in FIG. 1. The water heater inner tank includes a plurality of thermal conductive structures 30, all of which are adapted to the size of the cross section of the housing 10 that is perpendicular to the length direction. The plurality of thermal conductive structures 30 are sequentially arranged at intervals along the length direction of the housing 10 to heat the phase change material at different positions inside the housing 10. In the embodiment of the specification, the thermal conductive structure 30 has a predetermined thickness along the length direction of the housing 10, so that the accommodating cavity formed inside the thermal conductive structure 30 has a certain thickness, which can accommodate a certain volume of thermal conductive medium and ensure the heating efficiency of the phase change material.

[0156] The heating device 20 and the heat exchange pipe 40 extend along the length direction of the housing 10, and pass through the plurality of thermal conductive structures 30 that are sequentially arranged at intervals. The length of the heating device 20 can be adapted to the length of the housing 10 to heat the thermal conductive medium in the thermal conductive structure 30 and the phase change material at various positions along the length direction inside the housing 10, thereby improving heat transfer efficiency.

[0157] The heating device 20 and the heat exchange pipe 40 both pass through the thermal conductive structure 30 along the thickness direction of the thermal conductive structure 30.

[0158] That is, as shown in FIG. 1, the heating device 20 and the heat exchange pipe 40 penetrate through the individual thermal conductive structures 30. That is, the heating device 20 and the heat exchange pipe 40 penetrate from one side of the individual thermal conductive structures 30 and exit from the other side of the individual thermal conductive structures 30.

[0159] As shown in FIG. 3, the thermal conductive structure 30 comprises one or more box-shaped components 31 for the flow of the thermal conductive medium.

[0160] The box-shaped component 31 has a certain capacity and can accommodate a certain volume of thermal conductive medium, thereby achieving heating of the phase change material at different positions along the length direction of the housing to improve the uniformity of the temperature rise of the phase change material inside the housing. The box-shaped component is a sealed structure, and the thermal conductive medium flows in the box-shaped component without leaking to the phase change material inside the housing.

[0161] It should be noted that in the embodiment of the specification, there is a gap between the box-shaped component and the inner wall of the housing. This gap can be used to improve the assembly performance when placing the box-shaped components inside the housing; and can also allow the spaces inside the housing be communicated with each other, increase the exhaust space and overflow space of the phase change material during filling of the phase change material, and improve the filling efficiency of the phase change material.

[0162] The box-shaped component 31 is formed by an enclosed metal material.

[0163] As shown in FIG. 6, the box-shaped component 31 can be formed by two pieces of symmetrically enclosed metal materials, and abutting edges of the two pieces of metal materials are sealingly welded to form the box-shaped component having an accommodating cavity therein. The box-shaped component is made of a metal material. The metal material has excellent thermal conductivity, which is beneficial for the heat transfer medium to transfer heat to the phase change material through the box-shaped component after being heated. At the same time, the metal material has high structural strength, is not easily deformed or damaged, and is conducive to improving the service life of the box-shaped component.

[0164] As shown in FIG. 7, a thermal conductive fin 50 is provided between any two adjacent box-shaped components 31.

[0165] At the energy storage stage of the phase change material, the thermal conductive fin 50 can be used to transfer the heat from the heating device 20 to the phase change material in contact with the thermal conductive fin 50, improving the temperature rise efficiency and uniformity of the temperature rise of the phase change material inside the housing 10. At the heat energy releasing stage of the phase change material, the phase change material heats the water circulating in the heat exchange pipe 40. The thermal conductive fin 50 can evenly transfer the stored heat energy of the phase change material to the heat exchange pipe, ultimately increasing the water temperature in the heat exchange pipe 40 and the amount of hot water outflow.

[0166] It should be noted that in the embodiment of the specification, there may be one or more thermal conductive fins 50 between any two adjacent box-shaped components 31, and the number of thermal conductive fins 50 between any two adjacent box-shaped components 31 may or may not be equal. In the embodiment of the specification, there is no specific limitation on the number of the thermal conductive fins arranged between any two adjacent box-shaped components, and the number can be adapted to the distance between any two adjacent box-shaped components.

[0167] In some preferred embodiments, a plurality of box-shaped components 31 are distributed in parallel. The thermal conductive fins 50 between any two adjacent box-shaped components 31 are distributed in parallel with the box-shaped components 31 to more fully utilize the space inside the housing 10, increase the number of the thermal conductive fins 50 arranged between two adjacent box-shaped components 31, and transfer the heat from the heating device more evenly to the phase change material between any two adjacent box-shaped components 31; on the other hand, it is also beneficial to improve the heat exchange efficiency between the phase change material and the water to be heated in the heat exchange pipe and improve the heating efficiency of the water to be heated in the heat exchange pipe.

[0168] Furthermore, as shown in FIG. 7, in the embodiment of the specification, one or more thermal conductive fins 50 may be provided also between the box-shaped components 31 close to two ends of the housing 10 and the ends of the housing 10 opposite to the box-shaped components, such that the thermal conductive fins 50 can be arranged along the heating device 20 until the two ends of the housing 10, allowing the heating of the phase change material at different positions inside the housing 10 more sufficient and uniform, thereby improving the heat exchange efficiency between the phase change material and the water to be heated in the heat exchange pipe.

[0169] The heating device 20 comprises a heating rod 21 and a sleeve 22, wherein the heating rod 21 extends at least partially into the sleeve 22; the box-shaped component 31 is provided with an opening 32 (as shown in FIGs. 5 and 6) , and the sleeve 22 passes through the opening 32 and is in sealed connection to the opening 32 (as shown in FIG. 8) .

[0170] Through the sleeve 22, the connection between the heating device 20 and the box-shaped component 31 can be achieved and the stability of the connection can be ensured, thereby ensuring the heating effect of the heating rod 21 on the thermal conductive medium inside the box-shaped component 31. In addition, the sleeve 22 can provide protection for the heating rod 21 and improve the convenience when the heating rod 21 is arranged to pass from the opening 32 through the individual box-shaped components 31.

[0171] There is a gap between the heating rod 21 and an inner wall surface of the sleeve 22, and the gap is filled with the thermal conductive medium.

[0172] That is, the heat of the heating rod is transferred, through the thermal conductive medium flowing in the gap, to the thermal conductive medium inside the box-shaped component that sleeves outside the sleeve and to the phase change material in contact with the sleeve located outside the box-shaped component. The gap can facilitate the insertion of the heating rod into the sleeve; and can facilitate flowing of the thermal conductive medium, to improve the uniformity of the temperature of the thermal conductive medium inside the heating device, avoid direct contact between the phase change material and the high-temperature heating rod, which direct contact may cause local overheating of the phase change material at the contact position; improve the heating efficiency of the heating device on the thermal conductive medium inside the box-shaped component and on the phase change material between the box-shaped components.

[0173] The gap is communicated with the interior of the box-shaped component 31.

[0174] After the interior of the box-shaped component is communicated with the gap, the thermal conductive medium can flow in the interior of the box-shaped component and in the gap, and then the thermal conductive medium heated by the heating rod at the gap can flow towards the interior of the box-shaped component to transfer heat to the phase change material far away from the heating rod, thereby improving the heating efficiency on the phase change material inside the housing.

[0175] In addition, the sleeve and the box-shaped component together form a sealed cavity for the circulation of the thermal conductive medium, so that the thermal conductive medium does not overflow into the phase change material; and the thermal conductive medium located in the gap can be directly heated by the heating rod, which is beneficial for increasing the temperature rise rate of the thermal conductive medium and reducing the heat loss of the heating rod.

[0176] In the embodiment of the specification, a first communicating portion is provided on a sleeve wall of the sleeve 22 that is located inside the box-shaped component 31.

[0177] The first communicating portion is arranged on the sleeve wall of the sleeve and located in the interior of the box-shaped component, so that the first communicating portion can communicate the sleeve with the box-shaped component from the interior of the box-shaped component, without occupying the arrangement space of other components inside the housing of the water heater inner tank.

[0178] As shown in FIGs. 4 and 8, the first communicating portion includes a first communicating port 23 and a second communicating port 24 that are opened on the sleeve wall of the sleeve 22, the first communicating port 23 is arranged at an upper part of the sleeve wall of the sleeve 22, and the second communicating port 24 is arranged at a lower part of the sleeve wall of the sleeve 22.

[0179] The upper part refers to the direction that the arrow “H” is oriented, and the lower part refers to the direction opposite to the upper part. The thermal conductive medium in the gap between the heating rod and the inner wall surface of the sleeve is heated by the heating rod and expands upon heating, will flow upwards and flow through the first communicating port 23 to the interior of the box-shaped component 31 to transfer the heat to the thermal conductive medium far away from the heating rod; and the thermal conductive medium that was originally far away from the heating rod will flow downwards due to its temperature lower than the thermal conductive medium close to the heating rod, and will flow through the second communicating port 24 to the position close to the heating rod to be heated by the heating rod.

[0180] In the embodiment of the specification, the first communicating port 23 is opened on the upper part of the sleeve wall of the sleeve and the second communicating port 24 is opened on the lower part of the sleeve wall of the sleeve, so that the thermal conductive medium can form thermal convection in the cavity formed together by the sleeve 22 and the box-shaped component 31, thereby greatly improving the heating efficiency of the heating rod on the thermal conductive medium, thus being beneficial to improving the heating efficiency on the phase change material inside the housing, and ultimately improving the heating efficiency on the water to be heated that circulates in the heat exchange pipe, and avoiding users from waiting for a long time.

[0181] It should be noted that the number of the first communicating port 23 can be one or more, and the number of the second communicating port 24 can also be one or more; the number of the first communicating port 23 and the number of the second communicating port 24 may or may not be equal. In the embodiment of the specification, there is no specific limitation on the number of the first communicating port 23 and the second communicating port 24.

[0182] In some feasible embodiments, the first communicating port 23 and the second communicating port 24 are arranged oppositely, and the first communicating port 23 is located above the second communicating port 24.

[0183] By arranging the first communicating port 23 oppositely to the second communicating port 24, and locating the first communicating port 23 above the second communicating port 24, it is possible to facilitate the formation of thermal convection between the thermal conductive mediums located inside the sleeve 22 and the box-shaped component 31.

[0184] As shown in FIG. 4, an edge of the opening 32 is provided with a first flange 33, which is sealingly welded to the sleeve wall of the sleeve 22.

[0185] The first flange 33 can facilitate the welding of the box-shaped component 31 with the sleeve wall of the sleeve 22 and ensure the firmness of the welding.

[0186] The first flange 33 faces towards the interior of the box-shaped component 31 or towards the exterior of the box-shaped component 31.

[0187] As shown in FIG. 4, the first flange 33 faces towards the interior of the box-shaped component 31.

[0188] In some other feasible embodiments, the first flange 33 can also face towards the exterior of the individual box-shaped components 31, thereby improving the convenience of welding operations between the first flange and the box-shaped component.

[0189] A first convex boss 34 that protrudes towards the exterior of the box-shaped component 31 is arranged on an outer shell of the box-shaped component 31.

[0190] That is, as shown in FIGs. 4 and 5, the box-shaped component 31 is provided with the first convex bosses 34 symmetrically on both sides along the length direction of the housing 10.

[0191] The opening 32 is arranged on the first convex boss 34.

[0192] That is, as shown in FIG. 4, the sleeve 22 of the heating device is arranged to pass through the box-shaped component 31 from the opening on the first convex boss 34.The first convex boss 34 can increase the heat exchange contact area between the sleeve 22 and the box-shaped component 31; on the basis of this, it is also possible to increase the aperture size of the first communicating port 23 and the second communicating port 24 on the part of the sleeve wall of the sleeve located inside the first convex boss, or to increase the number of the first communicating port 23 and the second communicating port 24, thereby improving the thermal convection effect of the thermal conductive mediums inside the sleeve 22 and inside the box-shaped component 31.

[0193] As shown in FIGs. 1 and 3, there are a plurality of heat exchange pipes 40, the plurality of heat exchange pipes 40 are arranged in parallel, and at least part of the heat exchange pipes 40 are arranged to pass through the box-shaped component 31.

[0194] In the embodiment of the specification, the plurality of heat exchange pipes 40 are arranged in parallel, which can increase the number of the heat exchange pipes arranged inside the housing 10 and increase the amount of the stored water to be heated; can also extend the length of the circulation path of the water to be heated inside the housing of the water heater inner tank, allowing the heat exchange of the water to be heated more sufficient.

[0195] The box-shaped component 31 is provided with an opening hole 35 (as shown in FIGs. 5 and 6) , and the heat exchange pipe 40 is arranged to pass through the box-shaped component 31 via the opening hole 35 and is in sealed connection to the box-shaped component 31 (as shown in FIG. 8) .

[0196] By the way that the heat exchange pipe 40 is in sealed connection to the opening hole 35, the stability of the connection between the heat exchange pipe 40 and the box-shaped component 31 can be ensured.

[0197] As shown in FIG. 9, an edge of the opening hole 35 is provided with a second flange 36, which is sealingly welded to a pipe wall of the heat exchange pipe 40.

[0198] The second flange 36 can facilitate the welding of the box-shaped component 31 with the heat exchange pipe 40 and ensure the firmness of the welding.

[0199] The second flange 36 faces towards the interior of the box-shaped component 31 (as shown in FIG. 9) or towards the exterior of the box-shaped component 31.

[0200] When the second flange faces towards the exterior of the individual box-shaped components, it is possible to improve the convenience of welding operation between the second flange and the pipe wall of the heat exchange pipe.

[0201] A second convex boss 37 that protrudes towards the exterior of the box-shaped component 31 is arranged on an outer shell of the box-shaped component 31.

[0202] That is, the second convex bosses 37 are located on both sides of the box-shaped component 31 along the length direction of the housing 10.

[0203] The opening hole 35 is arranged on the second convex boss 37.

[0204] That is, the heat exchange pipe 40 is arranged to pass through the box-shaped component 31 from the opening hole on the second convex boss 37. The thermal conductive medium inside the box-shaped component 31 can not only transfer heat to the phase change material in contact with the box-shaped component 31, but also transfer heat to the water to be heated in the heat exchange pipe 40 through the portion of the heat exchange pipe 40 that is arranged to pass through the second convex boss 37. The second convex boss 37 can increase the heat exchange contact area between the heat exchange pipe 40 and the box-shaped component 31, ultimately improving the heating efficiency on the water to be heated in the heat exchange pipe 40.

[0205] The heat exchange pipe 40 that is arranged to pass through the box-shaped component 31 and is close to the top of the box-shaped component 31 is provided with a second communicating portion at a portion thereof that is inside box-shaped component 31, and the second communicating portion communicates the heat exchange pipe 40 with the interior of the box-shaped component 31.

[0206] The second communicating portion can communicate the heat exchange pipe close to the top of the box-shaped component with the box-shaped component from the interior of the box-shaped component, without occupying the arrangement space of other components inside the housing of the water heater inner tank.

[0207] Another heat exchange pipe that is arranged to pass through the box-shaped component is provided with a third communicating portion at a portion thereof that is inside the box-shaped component, and the third communicating portion communicates the heat exchange pipe with the interior of the box-shaped component.

[0208] Similarly to the second communicating portion, the third communicating portion can communicate the other heat exchange pipe with the box-shaped component from the interior of the box-shaped component, without occupying the arrangement space of other components inside the housing of the water heater inner tank.

[0209] When the thermal conductive structure 30 includes a plurality of box-shaped components 31, the heat exchange pipe 40 that is arranged to pass through the box-shaped components 31 and is close to the top of the box-shaped components 31 is provided with a second communicating portion at a portion thereof that is inside each of the box-shaped components 31.

[0210] That is, the heat exchange pipe close to the top of the box-shaped components is allowed to be connected to each of the box-shaped components.

[0211] When the thermal conductive structure includes a plurality of box-shaped components, another heat exchange pipe that is arranged to pass through the box-shaped components is provided with a third communicating portion at a portion thereof that is inside each of the box-shaped components.

[0212] That is, the heat exchange pipe except the one close to the top of the box-shaped components is allowed to be connected to each of the box-shaped components.

[0213] The second communicating portion is used to exhaust gas inside the box-shaped component, the third communicating portion is used to inject water into the interior of the box-shaped component, the second communicating portion is located inside the housing and is close to the top of the housing, and the second communicating portion is located above the third communicating portion.

[0214] In the embodiment of the specification, the second communicating portion and the third communicating portion are provided so that it is possible to inject water into the box-shaped component and use the water as the thermal conductive medium after the installation of the water heater inner tank at the user's home or during the first use. It is possible to avoid the problem of heavy overall weight and high transportation cost of the water heater inner tank due to that the box-shaped component is filled in advance with the thermal conductive medium; and to avoid the problem that the thermal conductive medium filled in advance inside the box-shaped component is frozen in cold weather conditions, which may cause the heating device to need to thaw the thermal conductive medium before using the output hot water, and also to avoid the problem of volume increase and damage to the box-shaped component caused by the frozen thermal conductive medium.

[0215] In the embodiment of the specification, another heat exchange pipe arranged to pass through the box-shaped components is provided with a third communicating portion at the portion thereof inside each of the box-shaped components, which thus greatly improve the efficiency of injection of water from the heat exchange pipe into each of the box-shaped components. In addition, the heat exchange pipe close to the top of the box-shaped components is provided with a second communicating portion at the portion thereof inside each of the box-shaped components, which thus ensures the effect of exhausting gas from each of the box-shaped components and filling the thermal conductive medium in each of the box-shaped components, thereby improving the heating effect on the phase change material.

[0216] Specifically, the third communicating portion is located upstream the second communicating portion in a direction of water flow in the heat exchange pipe 40.

[0217] In the embodiment of the specification, by locating the second communicating portion for exhausting gas from each of the box-shaped components upstream the third communicating portion for injecting water into each of the box-shaped components, it is possible to improve the effect of gas exhaust from each of the box-shaped components and to reduce the residual gas content in each of the box-shaped components.

[0218] The second communicating portion includes a third communicating port 41 (as shown in FIG. 10) that is opened on the pipe wall of the heat exchange pipe 40, the third communicating portion includes a fourth communicating port 44 (as shown in FIG. 11) that is opened on the pipe wall of the heat exchange pipe, the third communicating port 41 is located at the upper part of the heat exchange pipe 40 or above the liquid level of the box-shaped component 31.

[0219] In some specific embodiments, by locating the third communicating port at the upper part of the heat exchange pipe or above the liquid level of the box-shaped component, it is possible to reduce the residual gas content in each of the box-shaped components, thereby improving the heating efficiency of the heating device on the phase change material through the thermal conductive medium in the box-shaped component.

[0220] The number of the heating device 20 is one or in plural.

[0221] As shown in FIGs. 1 and 5, in the embodiment of the specification, there are two heating devices 20 which are arranged side by side below the housing 10.

[0222] There is no specific limitation on the number of the heating devices in the embodiment of the specification, and the number of the heating devices can be set according to actual use. When there are a plurality of heating devices, it is possible to not only improve the heating efficiency, but also arrange the heating devices at different positions inside the housing to achieve heating of the phase change material at different positions inside the housing, thereby improving the uniformity of heating.

[0223] The water heater inner tank further comprises a first communicating structure 60 for communicating the heat exchange pipes 40.

[0224] There are a plurality of first communicating structures 60, which are used to communicate the ends of the plurality of heat exchange pipes 40 located on the same side. In some feasible embodiments, the first communicating structures can connect the plurality of heat exchange pipes sequentially in series to form a pipeline; in some other feasible embodiments, the first communicating structures can also communicate the heat exchange pipes into a plurality of pipelines, and the plurality of pipelines can be connected in parallel to output hot water.

[0225] As shown in FIGs. 3 and 7, the first communicating structure 60 is a U-shaped pipe and / or a water collection box.

[0226] Two ends of the U-shaped pipe are connected respectively to the ends of two heat exchange pipes that are located on the same side of the housing, and the U-shaped pipe has a smooth transition, which is conducive to improving the smoothness of the flow of water to be heated in the U-shaped pipe.

[0227] The water collection box is in a shape of a convex bulge, and can be arranged to cover the ends of at least two heat exchange pipes that are located on the same side of the housing, so that the at least two heat exchange pipes covered by the same water collection box are communicated inside the water collection box, and the water in the heat exchange pipes can flow under water pressure.

[0228] The first communicating structure 60 is arranged inside or outside the housing 10.

[0229] When the first communicating structure is arranged outside the housing, as shown in FIGs. 3 and 7, two ends of each of the heat exchange pipes can abut respectively against two ends of the housing, which increases the length of the heat exchange pipes, thereby increasing the storage of water to be heated and increasing the heat exchange contact area between the water to be heated and the phase change material, and fully utilizing the heat stored in the phase change material at the ends of the housing to improve heat exchange efficiency.

[0230] In addition, due to the fact that there are only a plurality of heat exchange pipes arranged in parallel inside the housing, the fins and the box-shaped components can be arranged along the heat exchange pipes until the two ends of the housing, resulting in more sufficient and uniform heating of the phase change material inside the housing, which is beneficial for improving the heat exchange efficiency. In addition, by arranging the first communicating structure outside the housing, the convenience of connecting the first communicating portion to the individual heat exchange pipes can also be improved.

[0231] As shown in FIGs. 12 to 16, the embodiment of the specification provides another water heater inner tank, in which the heating device 20 extends into the accommodating cavity of the thermal conductive structure 30, and the heat exchange pipe 40 is not arranged to pass through the thermal conductive structure.

[0232] That is, the heat exchange pipe can be in no contact with the thermal conductive structure. The thermal conductive medium in the accommodating cavity of the thermal conductive structure can transfer heat to the phase change material far away from the heating device after being heated, thereby improving temperature rise uniformity and temperature rise rate of the phase change material inside the housing, and afterwards, the phase change material is used to heat the water to be heated in the heat exchanger pipe. Since the heating device extends into the accommodating cavity of the thermal conductive structure to directly heat the thermal conductive medium, the utilization efficiency of the heat generated by the heating device can be improved.

[0233] The thermal conductive structure 30 comprises one or more box-shaped components 31 for the flow of the thermal conductive medium.

[0234] The box-shaped component has a certain capacity, and thus can accommodate a certain volume of thermal conductive medium. The box-shaped component is a sealed structure, and the thermal conductive medium flows in the box-shaped component without leaking to the phase change material inside the housing. As shown in FIGs. 12 to 15, in the embodiment of the specification, there are three box-shaped components provided.

[0235] In some feasible embodiments, when the thermal conductive structure 30 comprises a plurality of box-shaped components 31, at least two of the box-shaped components 31 are communicated with each other. Thus, the thermal conductive medium in each of the box-shaped components can circulate with each other.

[0236] The heating device 20 extends into at least one of the box-shaped components 31.

[0237] As shown in FIG. 12, the heating devices 20 can correspond one-to-one to the box-shaped components 31. That is, one heating device 20 is respectively inserted into each of the box-shaped components 31, which can improve the heating rate of the thermal conductive medium in each box-shaped component 31.

[0238] In some other feasible embodiments, as shown in FIG. 13, when at least two of the plurality of box-shaped components 31 are communicated with each other, only one heating device 20 may be provided, which extends into any one of the plurality of box-shaped components 31. Thus, the number of the heating devices can be reduced and the manufacturing cost of the water heater inner tank can be lowered.

[0239] Furthermore, in the embodiment of the specification, as shown in FIGs. 12 and 13, the heating device 20 extends into the lower part of the box-shaped component 31 (i.e., in the direction opposite to the direction of an arrow “H” ) . The thermal conductive medium located in the lower part of the box-shaped component 31 is heated by the heating device 20 and then can flow towards the upper part of the box-shaped component 31, so as to heat the phase change material far away from the heating device 20, which is beneficial for improving the heating rate of the heating device 20 on the thermal conductive medium inside the box-shaped component 31.

[0240] As shown in FIG. 12, the box-shaped component 31 extends along height and length directions of the housing 10, and the box-shaped component 31 has a predetermined thickness along a width direction of the housing 10; the heating device 20 extends along the length direction of the housing 10; the heat exchange pipe 40 extends along the length direction of the housing 10.

[0241] The height direction is the direction as indicated by the arrow “H” in FIG. 12; the width direction is the direction as indicated by the arrow “W” in FIG. 12; and the length direction is the direction as indicated by the arrow “L” in FIG. 1. The box-shaped component extends along height and length directions of the housing, which can facilitate the transfer of heat from the heating device to the phase change material at different positions inside the housing by the thermal conductive medium inside each of the box-shaped components. The box-shaped component has a predetermined thickness along the width direction of the housing, which means that the accommodating cavity formed inside the box-shaped component for the flow of the thermal conductive medium has a certain thickness, which can accommodate a certain volume of thermal conductive medium and ensure the heating effect of the phase change material.

[0242] The water heater inner tank further comprises a first communicating structure 60 for communicating the heat exchange pipes 40.

[0243] There are a plurality of first communicating structures 60, which are used to communicate the ends of the plurality of heat exchange pipes 40 located on the same side.

[0244] In some feasible embodiments, the first communicating structures can connect the plurality of heat exchange pipes sequentially in series to form a pipeline; in some other feasible embodiments, the first communicating structures can also communicate the heat exchange pipes into a plurality of pipelines, and the plurality of pipelines can be connected in parallel to output hot water.

[0245] The first communicating structure 60 is a U-shaped pipe and / or a water collection box.

[0246] Two ends of the U-shaped pipe are connected respectively to the ends of two heat exchange pipes that are located on the same side of the housing, and the U-shaped pipe has a smooth transition, which is conducive to improving the smoothness of the flow of water to be heated in the U-shaped pipe.

[0247] The water collection box is in a shape of a convex bulge, and can be arranged to cover the ends of at least two heat exchange pipes that are located on the same side of the housing, so that the at least two heat exchange pipes covered by the same water collection box are communicated inside the water collection box, and the water in the heat exchange pipes can flow under water pressure.

[0248] The first communicating structure 60 is arranged inside or outside the housing 10.

[0249] When the first communicating structure is arranged outside the housing, as shown in FIGs. 12 and 13, the heat exchange pipes inside the housing can be arranged until two ends of the housing, which can increase the length of the heat exchange pipes, thereby increasing the storage of water to be heated and increasing the heat exchange contact area between the water to be heated and the phase change material, and fully utilizing the heat stored in the phase change material at the ends of the housing to improve heat exchange efficiency.

[0250] The water heater inner tank further comprises a second communicating structure 70 (as shown in FIG. 16) which is arranged inside or outside the housing 10, and is used to communicate at least two box-shaped components 31.

[0251] Illustratively, in the embodiment of the specification, the water heater inner tank comprises three box-shaped components. As shown in FIG. 13, which shows a structural schematic diagram of the second communicating structure on a side of the housing, the three box-shaped components are labeled as 31A, 31B, and 31C from left to right, respectively; as shown in FIG. 14, which is a structural schematic diagram of the second communicating structure on the other side of the housing, the three box-shaped components are labeled as 31C, 31B, and 31A from left to right, respectively. The second communicating structure 70A communicates the box-shaped component 31B with the box-shaped component 31C, and the second communicating structure 70B communicates the box-shaped component 31A with the box-shaped component 31B.

[0252] The second communicating structure can be arranged outside the housing and is located together with the first communicating structure at two ends of the housing, thereby facilitating integration of the first and second communicating structures at the two ends of the housing. In addition, when the second communicating structure is located outside the housing, the box-shaped component can be adapted to the length of the housing, which can increase the size of the box-shaped component along the length direction of the housing, thereby transferring the heat of the heating device to the phase change material at various positions along the length direction of the housing, and improving the heating efficiency on the phase change material.

[0253] Further, as shown in FIG. 16, in the embodiment of the specification, the second communicating structure 70 includes an upper-side communicating structure 71 and a lower-side communicating structure 72, the upper-side communicating structure 71 communicates upper sides of any two box-shaped components 31, and the lower-side communicating structure 72 communicates lower sides of any two box-shaped components 31.

[0254] In a specific embodiment, the second communicating structure 70A includes an upper-side communicating structure 71A and a lower-side communicating structure 72A, the second communicating structure 70B includes an upper-side communicating structure 71B and a lower-side communicating structure 72B, the upper-side communicating structure 71A communicates the upper side of the box-shaped component 31B with the upper side of the box-shaped component 31C, the lower-side communicating structure 72A communicates the lower side of the box-shaped component 31B with the lower side of the box-shaped component 31C, and the upper-side communicating structure 71B communicates the upper side of the box-shaped component 31A with the upper side of the box-shaped component 31B, the lower-side communicating structure 72B communicates the lower side of the box-shaped component 31A with the lower side of the box-shaped component 31B.

[0255] After communicating via the upper-side communicating structures and the lower-side communicating structures, after the thermal conductive medium located inside the box-shaped component 31B (the heating device 20 extends into the box-shaped component 31B) and close to the heating device 20 is heated by the heating device 20, the thermal conductive medium can flow towards the upper part of the box-shaped component 31B and flow through the upper-side communicating structures (71A and 71B) to the upper parts of the other two box-shaped components (i.e., the box-shaped component 31A and the box-shaped component 31C) . The thermal conductive medium originally inside the box-shaped components (31A, 31B and 31C) , which is far away from the heating device 20, will flow downwards due to its low temperature and flow through the lower-side communicating structures (72A and 72B) to a position close to the heating device 20 and be heated by the heating device. Through the upper-side and lower-side communicating structures, the thermal conductive medium inside the three box-shaped components (31A, 31B and 31C) forms thermal convection, increasing the heating rate of the heating device on the thermal conductive medium. In addition, rapid heating of the thermal conductive medium circulating in the plurality of box-shaped components can also be achieved by providing only one heating device.

[0256] In some preferred embodiments, the water heater inner tank further comprises a third communicating structure 80 (as shown in FIGs. 15 and 16) which is arranged inside or outside the housing 10, and is used to communicate the box-shaped component 31 with the heat exchange pipe 40.

[0257] It should be noted that when the box-shaped component is communicated with the heat exchange pipe, the thermal conductive medium inside the box-shaped component is water. Thus, the water in the box-shaped component can be output together with the water in the heat exchange pipe heated by the phase change material, thus increasing the amount of hot water outflow.

[0258] In addition, since the box-shaped component is communicated with the heat exchange pipe, it is possible to inject water into the box-shaped component and use the water as the thermal conductive medium after the installation of the water heater inner tank at the user's home or during the first use. It is possible to avoid the problem of heavy overall weight and high transportation cost of the water heater inner tank due to that the box-shaped component is filled in advance with the thermal conductive medium; and to avoid the problem that the thermal conductive medium filled in advance inside the box-shaped component is frozen in cold weather conditions, which may cause the heating device to need to thaw the thermal conductive medium before using the output hot water, and also to avoid the problem of volume increase and deformation and damage to the box-shaped component caused by the frozen thermal conductive medium.

[0259] In addition, since the heating device is arranged in the box-shaped component, the water in the box-shaped component is directly heated. Therefore, in the water heater inner tank provided in the embodiment of the specification, in the process of phase change material energy storage, the heating device heats the water in the box-shaped component to achieve heating of the phase change material, ultimately achieving heating of the water in the heat exchange pipe; during the water discharge process, when the temperature of the water in the heat exchange pipe decreases, the heating device can be used to heat the water in the box-shaped component to realize concurrent heating of the entire outflow water, which is beneficial for increasing the outflow water temperature and the amount of hot water outflow of the water heater inner tank, and improving the user experience. The heating device can not only heat the phase change material, but also complementally heat the entire outflow water from both the box-shaped component and the heat exchange pipe, without the need for provision of an additional heating device to complementally heat the outflow water, allowing the structure of the water heater inner tank to be simpler, thereby conducive to reducing the cost of the whole water heater.

[0260] As shown in FIG. 15, the heat exchange pipe 40 and the box-shaped component 31 are connected in series along the water flow direction to form a series flow path, the series flow path has a water inlet 42 and a water outlet 43, when water is injected into the series flow path through the water inlet 42, the gas in the heat exchange pipe 40 and the box-shaped component 31 is exhausted from the water outlet 43.

[0261] That is, the gas inside the box-shaped component can be exhausted from the water outlet when water is injected into the series flow path through the water inlet, so there is no need to design another exhaust structure for the box-shaped component, reducing the process difficulty and cost of manufacturing the box-shaped component.

[0262] It should be noted that the arrows in FIG. 15 indicate the directions of water flow in the first, second, and third communicating structures 80; and as shown in FIG. 15, it is merely a feasible series connection for the series flow path, and there is no specific limitation in the embodiment of the specification to the sequence of series connection between the heat exchange pipe and the box-shaped component, as well as the direction of water flow in the series flow path.

[0263] As shown in FIG. 16, the water heater inner tank provided in the embodiment of the specification further comprises a thermal conductive fin 50 which sleeves outside the heating device 20 and the heat exchange pipes 40. At the energy storage stage of the phase change material, the thermal conductive fin 50 can transfer the heat from the heating device 20 to the phase change material in contact with the thermal conductive fin 50, improving the temperature rise efficiency and uniformity of the temperature rise of the phase change material inside the housing. At the heat energy releasing stage of the phase change material, the phase change material heats the water circulating in the heat exchange pipe. The thermal conductive fin 50 can evenly transfer the heat energy of the phase change material to the heat exchange pipes, ultimately increasing the water temperature in the heat exchange pipes and the amount of hot water outflow.

[0264] The embodiment of the specification further provides a water heater, comprising a water heater inner tank as described in the above technical solution.

[0265] Further, the water heater further comprises a water tank (not shown in the drawings) for accommodating water, which is arranged in series and / or parallel with the water heater inner tank.

[0266] The water heater provided in the embodiment of the specification achieves beneficial effects that are consistent with those achieved by the water heater inner tank provided above and thus will not be repeated here.

[0267] In the embodiments of the specification, the term "consisting essentially of" for describing a combination should include the elements, components, parts or steps determined and other elements, components, parts or steps that do not substantially affect the substantially novel features of the combination. The use of the terms "comprising" or "including" to describe combination of the elements, components, parts or steps herein also contemplates embodiments that consist essentially of such elements, components, parts or steps. The use of the term "may" herein is intended to illustrate that any of the described attributes that may be included are optional. The plurality of elements, components, parts or steps can be provided by a single integrated element, component, part or step. Alternatively, the single integrated element, component, part or step may be divided into separate multiple elements, components, parts or steps. A disclosed "a" or "an" used to describe an element, a component, a part or a step does not mean to exclude other elements, components, parts or steps.

[0268] In this specification, the various embodiments are described in a progressive manner, and each embodiment focuses on differences from the other embodiments, and the same or similar parts between the various embodiments may be referred to each other. The above embodiments are only for illustrating the technical concept and features of the present invention, and the purpose thereof is to enable a person skilled in the art to understand the contents of the invention and accordingly carry out the same, but not to limit the scope of protection of the present invention. Any equivalent change or modification made in accordance with the spirit of the present invention should be included in the protection scope of the invention.

Claims

1.A water heater inner tank, characterized in comprising:a housing which is filled with a phase change material therein;a heating device which is at least partially arranged inside the housing;a thermal conductive structure for storing a thermal conductive medium, the thermal conductive structure being arranged inside the housing;wherein the thermal conductive structure can be used to transfer the heat generated by the heating device to the phase change material far away from the heating device through the thermal conductive medium;a heat exchange pipe which is in contact with the phase change material and is used for causing the water flowing through the heat exchange pipe to be heated by the phase change material.2.The water heater inner tank according to claim 1, characterized in that, the flowability of the thermal conductive medium is superior to that of the phase change material.3.The water heater inner tank according to claim 1, characterized in that, the thermal conductive medium is in a liquid state within a predetermined temperature range.4.The water heater inner tank according to claim 3, characterized in that, the predetermined temperature range is greater than a solid-liquid phase change temperature of the phase change material and smaller than a vaporization temperature of the phase change material.5.The water heater inner tank according to claim 4, characterized in that, the thermal conductive medium includes water or oil.6.The water heater inner tank according to claim 1, characterized in that, the thermal conductive structure is in contact with the phase change material.7.The water heater inner tank according to claim 1, characterized in that, the thermal conductive structure has an accommodating cavity, the thermal conductive medium is accommodated in the accommodating cavity and can flow in the accommodating cavity of the thermal conductive structure.8.The water heater inner tank according to claim 7, characterized in that, the heating device is at least partially close to a lower part of the thermal conductive structure, and the thermal conductive medium located in the lower part of the thermal conductive structure can flow towards an upper part of the thermal conductive structure after being heated, to heat the phase change material far away from the heating device.9.The water heater inner tank according to claim 8, characterized in that, the heating device is arranged outside the thermal conductive structure, or the heating device is arranged inside the thermal conductive structure, or the heating device is partially arranged inside the thermal conductive structure and partially arranged outside the thermal conductive structure.10.The water heater inner tank according to claim 8, characterized in that, the heating device comprises a heating rod and a sleeve, wherein the heating rod extends at least partially into the sleeve; an inner cavity of the sleeve is communicated with the accommodating cavity of the thermal conductive structure.11.The water heater inner tank according to claim 10, characterized in that, the sleeve is provided with a first communicating portion which communicates the inner cavity of the sleeve with the accommodating cavity of the thermal conductive structure.12.The water heater inner tank according to claim 11, characterized in that, the sleeve partially penetrates into an interior of the thermal conductive structure and is partially outside the thermal conductive structure; the first communicating portion is arranged at a portion of the sleeve that is located inside the thermal conductive structure, and communicates the inner cavity of the sleeve with the accommodating cavity of the thermal conductive structure.13.The water heater inner tank according to claim 1, characterized in that, the heating device is arranged to pass through the thermal conductive structure; the heat exchange pipe is arranged to pass through the thermal conductive structure.14.The water heater inner tank according to claim 13, characterized in that, the thermal conductive structure extends along height and width directions of the housing, and has a predetermined thickness along a length direction of the housing; the heating device extends along the length direction of the housing; the heat exchange pipe extends along the length direction of the housing.15.The water heater inner tank according to claim 14, characterized in that, the heating device and the heat exchange pipe both pass through the thermal conductive structure along the thickness direction of the thermal conductive structure.16.The water heater inner tank according to claim 1, characterized in that, the thermal conductive structure comprises one or more box-shaped components for the flow of the thermal conductive medium.17.The water heater inner tank according to claim 16, characterized in that, the box-shaped component is formed by an enclosed metal material.18.The water heater inner tank according to claim 16, characterized in that, a thermal conductive fin is provided between any two adjacent box-shaped components.19.The water heater inner tank according to claim 16, characterized in that, the heating device comprises a heating rod and a sleeve, wherein the heating rod extends at least partially into the sleeve; the box-shaped component is provided with an opening, and the sleeve passes through the opening and is in sealed connection to the opening.20.The water heater inner tank according to claim 19, characterized in that, there is a gap between the heating rod and an inner wall surface of the sleeve, and the gap is filled with the thermal conductive medium.21.The water heater inner tank according to claim 20, characterized in that, the gap is communicated with an interior of the box-shaped component.22.The water heater inner tank according to claim 21, characterized in that, a first communicating portion is provided on a sleeve wall of the sleeve that is located inside the box-shaped component.23.The water heater inner tank according to claim 22, characterized in that, the first communicating portion includes a first communicating port and a second communicating port that are opened on the sleeve wall of the sleeve, the first communicating port is arranged at an upper part of the sleeve wall of the sleeve, and the second communicating port is arranged at a lower part of the sleeve wall of the sleeve.24.The water heater inner tank according to claim 23, characterized in that, the first communicating port and the second communicating port are arranged oppositely, and the first communicating port is located above the second communicating port.25.The water heater inner tank according to claim 19, characterized in that, an edge of the opening is provided with a first flange, which is sealingly welded to the sleeve wall of the sleeve.26.The water heater inner tank according to claim 25, characterized in that, the first flange faces towards the interior of the box-shaped component or towards the exterior of the box-shaped component.27.The water heater inner tank according to claim 26, characterized in that, a first convex boss that protrudes towards the exterior of the box-shaped component is arranged on an outer shell of the box-shaped component.28.The water heater inner tank according to claim 27, characterized in that, the opening is provided on the first convex boss.29.The water heater inner tank according to claim 16, characterized in that, there are a plurality of heat exchange pipes, the plurality of heat exchange pipes are arranged in parallel, and at least part of the heat exchange pipes are arranged to pass through the box-shaped component.30.The water heater inner tank according to claim 29, characterized in that, the box-shaped component is provided with an opening hole, and the heat exchange pipe is arranged to pass through the box-shaped component via the opening hole and is in sealed connection to the box-shaped component.31.The water heater inner tank according to claim 30, characterized in that, an edge of the opening hole is provided with a second flange, which is sealingly welded to a pipe wall of the heat exchange pipe.32.The water heater inner tank according to claim 31, characterized in that, the second flange faces towards the interior of the box-shaped component or towards the exterior of the box-shaped component.33.The water heater inner tank according to claim 32, characterized in that, a second convex boss that protrudes towards the exterior of the box-shaped component is arranged on an outer shell of the box-shaped component.34.The water heater inner tank according to claim 33, characterized in that, the opening hole is provided on the second convex boss.35.The water heater inner tank according to claim 29, characterized in that, the heat exchange pipe that is arranged to pass through the box-shaped component and is close to the top of the box-shaped component is provided with a second communicating portion at a portion thereof that is inside the box-shaped component, and the second communicating portion communicates the heat exchange pipe with the interior of the box-shaped component.36.The water heater inner tank according to claim 35, characterized in that, another heat exchange pipe that is arranged to pass through the box-shaped component is provided with a third communicating portion at a portion thereof that is inside the box-shaped component, and the third communicating portion communicates the heat exchange pipe with the interior of the box-shaped component.37.The water heater inner tank according to claim 35, characterized in that, when the thermal conductive structure includes a plurality of box-shaped components, the heat exchange pipe that is arranged to pass through the box-shaped components and is close to the top of the box-shaped components is provided with a second communicating portion at a portion thereof that is inside each of the box-shaped components.38.The water heater inner tank according to claim 36, characterized in that, when the thermal conductive structure includes a plurality of box-shaped components, another heat exchange pipe that is arranged to pass through the box-shaped components is provided with a third communicating portion at a portion thereof that is inside each of the box-shaped components.39.The water heater inner tank according to claim 36, characterized in that, the second communicating portion is used to exhaust gas inside the box-shaped component, the third communicating portion is used to inject water into the interior of the box-shaped component, the second communicating portion is located inside the housing and is close to the top of the housing, and the second communicating portion is located above the third communicating portion.40.The water heater inner tank according to claim 36, characterized in that, the third communicating portion is located upstream the second communicating portion in a direction of water flow in the heat exchange pipe.41.The water heater inner tank according to claim 39, characterized in that, the second communicating portion includes a third communicating port that is opened on the pipe wall of the heat exchange pipe, the third communicating portion includes a fourth communicating port that is opened on the pipe wall of the heat exchange pipe, the third communicating port is located at an upper part of the heat exchange pipe or above the liquid level of the box-shaped component.42.The water heater inner tank according to claim 1, characterized in that, the number of the heating device is one or in plural.43.The water heater inner tank according to claim 1, characterized in that, the water heater inner tank further comprises a first communicating structure for communicating the heat exchange pipes.44.The water heater inner tank according to claim 43, characterized in that, the first communicating structure is a U-shaped pipe and / or a water collection box.45.The water heater inner tank according to claim 44, characterized in that, the first communicating structure is arranged inside or outside the housing.46.The water heater inner tank according to claim 8, characterized in that, the heating device extends into the accommodating cavity of the thermal conductive structure, and the heat exchange pipe is not arranged to pass through the thermal conductive structure.47.The water heater inner tank according to claim 46, characterized in that, the thermal conductive structure comprises one or more box-shaped components for the flow of the thermal conductive medium.48.The water heater inner tank according to claim 47, characterized in that, when the thermal conductive structure comprises a plurality of box-shaped components, at least two of the box-shaped components are communicated with each other.49.The water heater inner tank according to claim 47 or 48, characterized in that, the heating device extends into at least one of the box-shaped components.50.The water heater inner tank according to claim 48, characterized in that, the heating device extends into one of the box-shaped components.51.The water heater inner tank according to claim 49, characterized in that, the box-shaped component extends along height and length directions of the housing, and the box-shaped component has a predetermined thickness along a width direction of the housing; the heating device extends along the length direction of the housing; the heat exchange pipe extends along the length direction of the housing.52.The water heater inner tank according to claim 51, characterized in that, the water heater inner tank further comprises a first communicating structure for communicating the heat exchange pipes.53.The water heater inner tank according to claim 52, characterized in that, the first communicating structure is a U-shaped pipe and / or a water collection box.54.The water heater inner tank according to claim 53, characterized in that, the first communicating structure is arranged inside or outside the housing.55.The water heater inner tank according to claim 48, characterized in that, the water heater inner tank further comprises a second communicating structure which is arranged inside or outside the housing, and is used to communicate at least two box-shaped components.56.The water heater inner tank according to claim 55, characterized in that, the second communicating structure includes an upper-side communicating structure and a lower-side communicating structure, the upper-side communicating structure communicates upper sides of any two box-shaped components, and the lower-side communicating structure communicates lower sides of any two box-shaped components.57.The water heater inner tank according to claim 56, characterized in that, the water heater inner tank further comprises a third communicating structure which is arranged inside or outside the housing, and is used to communicate the box-shaped component with the heat exchange pipe.58.The water heater inner tank according to claim 57, characterized in that, the heat exchange pipe and the box-shaped component are connected in series along the water flow direction to form a series flow path, the series flow path has a water inlet and a water outlet, when water is injected into the series flow path through the water inlet, the gas in the heat exchange pipe and the box-shaped component is exhausted from the water outlet.59.A water heater, characterized in comprising a water heater inner tank according to any of claims 1 to 58.60.The water heater according to claim 59, characterized in further comprising a water tank for accommodating water, wherein the water tank is arranged in series and / or parallel with the water heater inner tank.

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