熱力直飲機/開水機/熱水器的製作方法

2023-12-06 02:29:36

專利名稱：熱力直飲機/開水機/熱水器的製作方法
熱力直飲機/開水機/熱水器(一) 技術領域 本發明涉及一種熱力直飲機/開水機/熱水器。(二) 背景技術回收全部顯熱綠色直接飲水機由於未設置開水機支路，因此為取 用開水就需要
1、 增設一臺板式保溫回熱器，並從兩臺板式保溫回熱器之間的飲水管路上設置由三通所連接的開水機飲水閥，從而需增加投資；
2、 在保溫膽中把城市自來水(以下簡稱"上水")加熱至100 105°C，從而既增加7%的運行電費，又導致千沸水對身體健康的危害； 而事實上水溫85。C即可殺菌99%以上，故而只須把上水加熱至85 95。C殺菌，即可滿足飲茶、泡方便麵等需求。連續式開水機每度電只能把11升的25。C上水加熱到90。C飲水， 因此存在下列缺點1、 由於25"C燒開到9(TC的顯熱全部釋放環境，從而形成開路熱 烚過程；不僅造成能源的巨大浪費，而且須配置大功率電熱器，既增 加初投資也增加漏電危險；2、 9(TC高溫飲水極易燙傷兒童與老人，因此存在安全隱患；3、 開式水箱須浮球閥等液位控制，且極易被二次汙染。預/即雙模電熱水器由於採用長/徑比大於6的豎式小容積熱水 加熱杯，因此能以較低電熱功率在10分鐘內就可把上水預熱到6(TC保 溫，並與上水混合後使用；當熱水溫度隨著使用而降低到5(TC時，就 會自動從預熱模式切換到即熱模式，且仍以較低電熱功率即時加熱， 從而將餘溫熱水充分使用節能、方便、耐用。因此依據水溫回差控制，始終以3 6kW的低功率實現預/即雙模交替加熱，與7 18kW電 熱功率的即熱式電熱水器相比，更加適合普通中國家庭2. 5m2銅線路的 配電要求，因此必將引領潮流。但其存在如下缺點1、 價格成倍高於儲水式電熱水器，限制其家庭普及率；2、 只用於加熱熱水，從而功能單一。
發明內容本發明的目的是提供一種熱力直飲機/開水機/熱水器有機 組合直飲機、開水機、熱水器三功能於一體，避免重複投資；上水加 熱至9(TC殺菌而成為飲水後，再通過5"C小溫差換熱所形成的閉路熱 焓循環，回收90%飲水顯熱，製取僅比上水高5。C的熱力直飲水，實現 增加產量、減少能耗、富含氧氣的熱力直飲機功能，倡導"綠色直飲" 生活方式；採用雙保溫膽、雙發熱管的雙溫預熱結構可單向引出90°C 飲水，保留開水機功能；及並聯混合引出7(TC熱水，實現熱水器功能。本發明採用的技術方案，即熱力直飲機/開水機/熱水器如附圖1所示，其中l-過濾器；2-止回閥；3-洩壓閥；4-保溫回熱器；5_保溫膽；6-飲水閥；7-三通；8-發熱管；9-溫控器或溫度開關或溫度傳 感器；10-冷/熱水混合閥；11-顯示屏或信號燈；12-防幹燒的熔斷器 或溫控器；13-防電隔離牆；14-安全接地和防漏電保護開關；15-加壓 泵。按照附圖1所示的熱力直飲機/開水機/熱水器其由過濾器1、 止回閥2、洩壓閥3、保溫回熱器4上水側、保溫膽5、保溫回熱器4 飲水側、m只並聯的飲水閥6及其連接管路與2個三通7等，組成用於 熱回收和加熱的熱力直飲機支路；其中保溫膽5與發熱管8組成飲水加熱杯，發熱管8的接通、斷
開和功率調節，則由保溫膽5頂部出水口處設置的飲水溫控器或溫度開關或溫度傳感器9進行閉環控制;飲水加熱杯可以是1隻，或者是2 20隻通過管路與三通7等相互並聯；由保溫回熱器4飲水側進口管路上的三通7，連接n只並聯的開水 機飲水閥6，組成開水機支路；由保溫膽5與發熱管8組成熱水加熱杯，其中發熱管8的接通、 斷開和功率調節，則由保溫膽5頂部出水口處設置的熱水溫控器或溫 度開關或溫度傳感器9進行閉環控制；熱水加熱杯可以是1隻，或者 是2 20隻通過管路與三通7等相互並聯；熱水加熱杯與飲水加熱杯通過其出水口的三通7並聯連接，且在 其三通7之間設置由飲水加熱杯流向熱水加熱杯的止回閥2;熱水加熱 杯的出水口三通7，通過管路連接r只並聯的冷/熱水混合閥10的熱 水進口；而熱水加熱杯的進水口通過1隻三通7連接到保溫回熱器4 上水側的進口管路，組成熱水器支路；飲水加熱杯和熱水加熱杯的頂部出水口處設置的溫控器或溫度開 關或溫度傳感器9閉環控制其顯示屏或信號燈11的狀態切換；在飲水加熱杯和熱水加熱杯的內膽設置防幹燒的熔斷器或溫控器12;在熱水加熱杯進水口三通7的上水進口處，及熱水加熱杯出水口三通7的熱水出口處，安裝防電隔離牆13;在熱力直飲機支路和熱水器支路，設置安全接地和防漏電保護開關14。在過濾器1與止回閥2之間安裝加壓泵15，並由其所附的水流開 關或水壓開關控制啟停。保溫回熱器4作為帶保溫的上水與飲水間換熱器，是板式換熱器 4，或是套管式換熱器4，或是同心管式換熱器4，或是同軸式換熱器4 等逆流換熱器；或是板翅式換熱器4，或是殼管式換熱器4，或是交叉 流式換熱器4，或是盤管式換熱器4。發熱管8是保溫膽5的內插1 20對U型金屬管電熱棒8;或是高 絕緣、高導熱、高穩定性的非金屬保溫膽5外壁所附著的一層電發熱 網膜8;或是保溫膽5外壁所附電磁式發熱器8;或是保溫膽5所配太 陽能集熱管8;或是金屬管5所配各種燃料的燃燒器8;或是保溫膽5 所配內通蒸汽盤管8;或是保溫膽5所配內通熱水盤管8。止回閥2、洩壓閥3也可組合為一個管件。過濾器l是保護性雜質過濾器l，或是活性碳過濾器l，或是超濾 過濾器1，或是塗銀粒料過濾器1，或是納米通(Bipolar-technology) 過濾器l，或是上述幾種過濾方式的組合過濾器l。過濾器l依現場需要，在其進水口處安裝清洗及檢修用角閥。 本發明熱力直飲機/開水機/熱水器的工作過程結合附圖1說明 如下
1、 排氣上水以0.5 7bar表壓，流經過濾器1、止回閥2、洩 壓閥3等，再一路流經保溫回熱器4上水側、飲水加熱杯、止回閥2 或開水機飲水閥6或保溫回熱器4飲水側、熱力直飲機飲水閥6; —路 流經熱水加熱杯、冷/熱水混合閥10;然後開啟熱力直飲機飲水閥6、 開水機飲水閥6、冷/熱水混合閥10，分別排盡熱力直飲機支路、開 水機支路和熱水器支路中的空氣，每路直到完全出水後再關閉相應閥 門；
2、 預熱接通電源並啟動本發明，飲水加熱杯頂部出水口處設置 的飲水溫控器或溫度開關或溫度傳感器9，在感知水溫低於9(TC時， 通過閉環控制接通發熱管8後持續加熱，直到把上水加熱到95。C並控
制其顯示屏或信號燈11的狀態切換；熱水加熱杯頂部出水口處設置的 熱水溫控器或溫度開關或溫度傳感器9，在感知水溫低於5(TC時，通 過閉環控制接通發熱管8後持續加熱，直到把上水加熱到6(TC並控制 其顯示屏或信號燈11的狀態切換；3、 熱力直飲機開啟熱力直飲機飲水閥6，經過濾器1的上水便 利用其0. 5 7bar表壓流入保溫回熱器4上水側，並把飲水加熱杯中 90'C飲水壓入保溫回熱器4的飲水側，以在保溫回熱器4的兩側形成 上水和飲水的5"C小溫差逆流換熱，其中25。C上水回收飲水90%顯熱後 被預熱至85°C;同時9(TC飲水釋放90%顯熱後被冷卻至30。C熱力直飲 水，並由熱力直飲機飲水閥6排出飲用；當飲水加熱杯頂部出水口處 設置的飲水溫控器或溫度開關或溫度傳感器9感知水溫低於9(TC時， 接通發熱管8並調節加熱功率，以把出水溫度穩定在90土5'C;過程連 續進行，直到關閉熱力直飲機飲水閥6;上述過程中，熱水加熱杯與飲 水加熱杯之間的止回閥2，阻止了熱水加熱杯中的熱水流入熱力直飲 機；此外，上水是在2 5bar表壓下被加熱到90。C殺菌，仍保持氧氣 的較高溶解度；而熱力直飲水在取用時又恢復到常壓、常溫和氧氣的 常規溶解度，從而使熱力直飲水因富含氧氣而充滿活力，會逐步取代 傳統無氧開水，有宜人類健康；4、 開水機:開啟開水機飲水閥6，經過濾器1的上水便利用其0. 5 7bar表壓流入保溫回熱器4上水側，並把飲水加熱杯中9(TC飲水壓入 開水機飲水閥6，由其排出飲用；隨後當飲水加熱杯頂部出水口處設置 的飲水溫控器或溫度開關或溫度傳感器9感知水溫低於9(TC時，接通 發熱管8並持續加熱，以把出水溫度穩定在90士5。C;過程持續進行， 直到關閉開水機飲水閥6，或者出水溫度低於85"C而切換顯示屏或信 號燈ll狀態；此時須關閉開水機飲水閥6，等待持續加熱到顯示屏或
信號燈ll恢復常態；上述過程中，熱水加熱杯與飲水加熱杯之間的止 回閥2，阻止了熱水加熱杯中的熱水流入開水機；
5、 熱水器開啟冷/熱水混合閥10的熱水進口，經過濾器1的 上水便利用其0. 5 7bar表壓， 一路流經保溫回熱器4上水側，並把 飲水加熱杯中9(TC飲水壓入止回閥2、熱水加熱杯的出水口三通7;另 一路則把熱水加熱杯中60。C熱水壓入其出水口三通7，並與9(TC飲水 混合成70。C熱水，再經冷/熱水混合閥10的熱水進口，與25"C上水 混合成43i:洗浴熱水；隨後當飲水加熱杯或熱水加熱杯的溫控器或溫 度開關或溫度傳感器9感知水溫低於其下限值，便接通相應發熱管8， 則由預熱模式轉換為即熱模式，以維持洗浴水溫；過程持續進行，直 到關閉冷/熱水混合閥10的熱水進口 ，或洗浴水溫過低；
6、 三功能複合上述熱力直飲機、開水機和熱水器等功能，既可 以各自單一使用，也可以兩兩同時組合使用，甚至可以三功能同時組 合使用，從而實現其三功能複合；
7、 加熱、持溫、殺菌保溫回熱器4上水側出口已被預熱到85'C 的上水或25。C上水，被發熱管8加熱到90土5-C後，在保溫膽5中持 溫流動3分鐘，以高溫殺菌，製取飲水；而無論開啟熱力直飲機飲水 閥6，或開啟開水機飲水閥6，均須注意飲水加熱杯顯示屏或信號燈11 的狀態，以確保飲水達國家衛生指標；
8、 保護(1) 、防幹燒當防幹燒的熔斷器或溫控器12感知飲水加熱杯 或熱水加熱杯的水溫高於95。C時，便會在0. 01 0. 1秒內自動切斷整 機電源，進入保護狀態，直到排除故障方可手動復位；(2) 、防超壓當上水錶壓超過7bar時，洩壓閥3會通過導流管自動洩壓，保護飲水加熱杯和熱水加熱杯的使用安全；(3) 、防電牆當使用環境帶電時，上水進口和熱水出口須安裝 阻電式防電隔離牆13，以確保熱水使用的安全；(4) 、防漏電在安全接地基礎上，當電磁互感式內置防漏電保 護開關14檢測到洩漏電流超過人體感應範圍，便會在0.01 0. 1秒內 自動切斷電源，同時由顯示屏或信號燈ll顯示故障，保障人體安全；9、 加壓當上水壓力經常性低於其95'C飽和壓力時，或井水、河 水等經沉澱及其它處理後；就需在過濾器1與止回閥2之間安裝加壓 泵15，在開啟飲水閥6或冷/熱水混合閥10的同時，可通過水流開關 等啟動加壓泵15，以加壓進水到95'C飽和壓力之上，確保工作正常， 直到所有飲水闊6或冷/熱水混合閥10關閉；10、 清洗關閉過濾器l進水口的上水角閥、冷/熱水混合閥10、 開水機飲水閥6、熱力直飲機飲水閥6，然後上水通過軟管連接熱力直 飲機飲水閥6，並開啟洩壓閥3;利用上水和大氣的壓差對熱力直飲機 支路、熱水器支路實施反向清洗，去除各設備內汙垢。與回收全部顯熱綠色直接飲水機相比，本發明的優點如下1、 用開水機支路取代一臺板式保溫回熱器，在節省設備投資的前提下增加開水機功能；2、 節能在飲水加熱杯中僅需加熱上水至85 95。C，而非100 105°C，由此節省7%的運行電費。與連續式開水機相比，本發明由於上水通過1 1(TC小溫差換熱， 回收90。C飲水中80 99%顯熱，因此僅需加熱補償系統循環中1 20% 的顯熱損失及熱損，即可製取僅比上水高1 10。C的熱力直飲水，從而 形成閉路熱烚循環，其優點如下3、 上水與飲水同價由於每度電可把156升上水製成熱力直飲水， 達連續式開水機的12倍，不僅增加熱力直飲機功能，而且實現上水與 飲水同價；從而迫使建築的上水輸配，有必要提升為飲水輸配，既節 省大桶水配送中的人力和物力消耗，也避免塑料瓶/桶對飲水二次汙 染，引導飲水的節能與衛生革命！
4、 富氧熱力直飲水因富含氧氣而充滿活力，會逐步取代傳統無 氧開水，有宜人類健康；
5、 既可壁掛式安裝在火車、大巴、飛機等的狹窄車廂，也可安裝 在旅館的標準間內，以實現一機三用；
6、 安全常溫的熱力直飲水避免燙傷兒童與老人，提高飲水安全； 降低的耗電量也根本避免漏電危害，確保產品的安全與可靠；
7、 回收周期若以回收90%飲水顯熱計，則一臺每分鐘供33。C熱 力直飲水20升的熱力直飲機，連續運行1. 7天所節省的商用價電費， 即可回收初投資；
8、 閉式水箱免除液位控制及二次汙染，確保公共場所的飲水安全；
9、 衛生步進式預熱、加熱、回熱過程，使得活水運行、水質新 鮮、易清洗、易操作、無積垢、無千沸水危害、無重複加熱耗電，確 保節能並達國家衛生指標；
10、 取消儲水箱(1)、結構簡單便於整機採用食品級304不鏽鋼， 避免生鏽汙染飲水；(2)、隱藏水源及電源管線，時尚美觀。
11、 3 6kW的低功率更加適合普通中國家庭2.5m2銅線路的配電 要求。和預/即雙模電熱水器相比，本發明優點如下
12、 價格雖然相近，但增加熱力直飲機和開水機功能，方便家庭 普及；
13、 通用市場可同時滿足民用、軍用、公共場所等對熱力直飲 機、開水機、熱水器等功能的複合需求。
綜上所述，本發明有機組合直飲機、開水機、熱水器三功能於一體，避免重複投資；上水加熱至9(TC殺菌而成為飲水後，再通過5°C 小溫差換熱所形成的閉路熱焓循環，回收90%飲水顯熱，製取僅比上水 高5'C的熱力直飲水，實現增加產量、減少能耗、富含氧氣的熱力直飲 機功能，倡導"綠色直飲"生活方式；採用雙保溫膽、雙發熱管的雙 溫預熱結構可單向引出9(TC飲水，保留開水機功能；及並聯混合引 出7(TC熱水，實現熱水器功能。(四)


附圖l為本發明的系統流程圖。
具體實施方式
本發明提出的熱力直飲機/開水機/熱水器的實施例如附圖1所示，現說明如下其由DN15外絲不鏽鋼角閥、相互串聯的DN15內絲 不鏽鋼保護性雜質過濾器1和DN15內絲不鏽鋼活性碳過濾器1、 DN15 內絲不鏽鋼止回閥2和洩壓閥3、 DN15內絲防電隔離牆13、換熱面積 0.315m2的316不鏽鋼板式保溫回熱器4上水側、直徑140mm及高度 800mm的304不鏽鋼保溫膽5、保溫回熱器4飲水側、2隻並聯的DN15 內絲不鏽鋼飲水球閥6及其直徑15mffl不鏽鋼連接管路與2個DN15內 絲不鏽鋼三通7等，組成用於熱回收和加熱的熱力直飲機支路；其中 保溫膽5與其內插4對循環加熱2* 5kW的U型紫銅管電熱棒發熱管8 組成飲水加熱杯，發熱管8的接通、斷開和功率調節，則由保溫膽5 頂部DN15內絲不鏽鋼出水口處設置的飲水溫度開關9進行閉環控制； 由保溫回熱器4飲水側進口管路上的三通7，連接2隻並聯的開水機飲 水閥6，組成開水機支路；由直徑140mm及高度800mm的304不鏽鋼保 溫膽5與其內插4對循環加熱2. 5kW的U型紫銅管電熱棒發熱管8組 成熱水加熱杯，其中發熱管8的接通、斷開和功率調節，則由保溫膽5 頂部DN15內絲不鏽鋼出水口處設置的熱水溫度開關9進行閉環控制； 熱水加熱杯與飲水加熱杯通過其出水口的三通7並聯連接，且在其三 通7之間設置由飲水加熱杯流向熱水加熱杯的止回閥2;熱水加熱杯的 出水口三通7，通過防電隔離牆13及管路連接2隻並聯的不鏽鋼冷/ 熱水混合閥10的DN15內絲熱水進口；而熱水加熱杯的DN15內絲不鏽 鋼進水口通過1隻三通7連接到保溫回熱器4上水側的進口管路，組 成熱水器支路；飲水加熱杯和熱水加熱杯的頂部出水口處設置的溫度 開關9閉環控制其顯示屏11的狀態切換；在飲水加熱杯和熱水加熱杯 的內膽設置95'C防幹燒的熔斷器或溫控器12;在熱力直飲機支路和熱 水器支路，設置安全接地和防漏電保護開關14。由於上水錶壓2. 5bar， 故而在過濾器1與止回閥2之間不安裝加壓泵15。本發明實施例在上水溫度25。C、上水錶壓2.5bar、飲水殺菌溫度 90士5-C時，回收91%的飲水顯熱，節電或回收飲水顯熱功率達8.2kW， 每度電製取熱力直飲水156升；單相電源額定電壓220V、額定頻率 50Hz、額定功率5kW;以2L/min供30。C熱力直飲水時，平均輸入電功 率僅0. 768kW;以0. 5L/min供90。C開水時，平均輸入電功率2. 5kW; 以10L/min供43-C熱水時，平均輸入電功率5kW;每臺機組重量10. 5kg， 運行重量24.5kg，運行時無噪音。
權利要求
1、一種熱力直飲機/開水機/熱水器，其由過濾器(1)；止回閥(2)；洩壓閥(3)；保溫回熱器(4)；保溫膽(5)；飲水閥(6)；三通(7)；發熱管(8)；溫控器或溫度開關或溫度傳感器(9)；冷/熱水混合閥(10)；顯示屏或信號燈(11)；防幹燒的熔斷器或溫控器(12)；防電隔離牆(13)；安全接地和防漏電保護開關(14)；加壓泵(15)等組成；其特徵在於過濾器(1)、止回閥(2)、洩壓閥(3)、保溫回熱器(4)上水側、保溫膽(5)、保溫回熱器(4)飲水側、m只並聯的飲水閥(6)及其連接管路與2個三通(7)等，組成用於熱回收和加熱的熱力直飲機支路；其中保溫膽(5)與發熱管(8)組成飲水加熱杯，發熱管(8)的接通、斷開和功率調節，則由保溫膽(5)頂部出水口處設置的飲水溫控器或溫度開關或溫度傳感器(9)進行閉環控制；飲水加熱杯可以是1隻，或者是2～20隻通過管路與三通(7)等相互並聯；由保溫回熱器(4)飲水側進口管路上的三通(7)，連接n只並聯的開水機飲水閥(6)，組成開水機支路；由保溫膽(5)與發熱管(8)組成熱水加熱杯，其中發熱管(8)的接通、斷開和功率調節，則由保溫膽(5)頂部出水口處設置的熱水溫控器或溫度開關或溫度傳感器(9)進行閉環控制；熱水加熱杯可以是1隻，或者是2～20隻通過管路與三通(7)等相互並聯；熱水加熱杯與飲水加熱杯通過其出水口的三通(7)並聯連接，且在其三通(7)之間設置由飲水加熱杯流向熱水加熱杯的止回閥(2)；熱水加熱杯的出水口三通(7)，通過管路連接r只並聯的冷/熱水混合閥(10)的熱水進口；而熱水加熱杯的進水口通過1隻三通(7)連接到保溫回熱器(4)上水側的進口管路，組成熱水器支路；飲水加熱杯和熱水加熱杯的頂部出水口處設置的溫控器或溫度開關或溫度傳感器(9)閉環控制其顯示屏或信號燈(11)的狀態切換；在飲水加熱杯和熱水加熱杯的內膽設置防幹燒的熔斷器或溫控器(12)；在熱水加熱杯進水口三通(7)的上水進口處，及熱水加熱杯出水口三通(7)的熱水出口處，安裝防電隔離牆(13)；在熱力直飲機支路和熱水器支路，設置安全接地和防漏電保護開關(14)。
2、 按照權利要求l所述的熱力直飲機/開水機/熱水器，其特徵 在於在過濾器(1)與止回閥(2)之間安裝加壓泵(15)，並由其所 附的水流開關或水壓開關控制啟停。
3、 按照權利要求1所述的熱力直飲機/開水機/熱水器，其特徵 在於保溫回熱器(4)作為帶保溫的上水與飲水間換熱器，是板式換熱器(4)，或是套管式換熱器(4)，或是同心管式換熱器(4)，或是 同軸式換熱器(4)等逆流換熱器；或是板翅式換熱器(4)，或是殼管 式換熱器(4)，或是交叉流式換熱器(4)，或是盤管式換熱器(4)。
4、 按照權利要求l所述的熱力直飲機/開水機/熱水器，其特徵 在於發熱管(8)是保溫膽(5)的內插1 20對U型金屬管電熱棒(8) ;或是高絕緣、高導熱、高穩定性的非金屬保溫膽(5)外壁所附著的一層電發熱網膜(8);或是保溫膽(5)外壁所附電磁式發熱器(8);或是保溫膽(5)所配太陽能集熱管(8);或是金屬管(5)所配各種燃料的燃燒器(8);或是保溫膽(5)所配內通蒸汽盤管(8);或是保溫膽(5)所配內通熱水盤管(8)。
5、 按照權利要求1所述的熱力直飲機/開水機/熱水器，其特徵在於止回閥(2)、洩壓閥(3)也可組合為一個管件。
6、 按照權利要求l所述的熱力直飲機/開水機/熱水器，其特徵在於過濾器(1)是保護性雜質過濾器(1)，或是活性碳過濾器(1)，或是超濾過濾器(1)，或是塗銀粒料過濾器(1)，或是納米通 (Bipolar-technology)過濾器(1)，或是上述幾種過濾方式的組合 過濾器(1)。
7、按照權利要求l所述的熱力直飲機/開水機/熱水器，其特徵 在於過濾器(1)依現場需要，在其進水口處安裝清洗及檢修用角閥。
全文摘要
一種熱力直飲機/開水機/熱水器有機組合直飲機、開水機、熱水器三功能於一體；上水加熱至90℃殺菌而成為飲水後，再通過5℃小溫差換熱所形成的閉路熱焓循環，回收90％飲水顯熱，製取僅比上水高5℃的熱力直飲水，實現增加產量、減少能耗、富含氧氣的熱力直飲機功能，倡導「綠色直飲」生活方式；採用雙保溫膽、雙發熱管的雙溫預熱結構可單向引出90℃飲水，保留開水機功能；及並聯混合引出70℃熱水，實現熱水器功能。
文檔編號A47J31/44GK101390709SQ20081017082
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月18日 優先權日2008年10月18日
發明者侴喬力, 侴雨宏, 侴雨青, 蔚 魏 申請人:侴喬力