多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備的製作方法

2023-12-10 11:57:42

本實用新型涉及家用電器技術領域，尤其涉及家用熱水系統，具體涉及多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備。

背景技術：

人們的生活起居最重要的是每天能使用舒適、健康的生活熱水。目前由於能源的供應緊張，不能普及到每個城市及城鄉地區的家庭，因此大多地區無法得到舒適、健康、節能環保的生活熱水。

由於傳統提供生活熱水設備對熱源設計單一不能面面俱到，目前採用電熱水器或燃氣熱水器進行制熱提供生活熱水。而電熱水器比較耗費電力，每天需要耗費大量的電能，這給人們在經濟上造成巨大的負擔；燃氣熱水器需要使用天然氣進行燃燒產生熱量來提供生活熱水，由於目前我國天然氣局限於一些發達城市，不能到普及到每個城市及城鄉地區，因此，使用燃氣提供生活熱水具有也具有一定的局限性。

當下如何能得到舒適、健康、節能、環保的生活熱水系統，成為眾多人們關心和面臨的大問題。如何省錢、安全、舒適、健康、環保得到生活熱水則成為更加重要的問題。

近些年來，高效利用清潔能源電能、太陽能、餘熱回收、天然氣等聯動這一新的熱水方式已逐漸顯示出其強大的生命力。如何提高電能熱源與太陽能、餘熱回收、天然氣智能聯動結合為人們舒適、健康、節能的生活熱水，成為人們關注的焦點問題。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述問題，本實用新型的目的是：提供一種多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備。

為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備，其特徵在於：包括換熱儲存水箱、換熱子系統和控制子系統；

所述換熱儲存水箱上具有熱水出口和冷水進口；

換熱子系統：包括換熱盤管、熱介質儲存器、位於熱介質儲存器內的介質、水利泵、電動三通閥、加熱棒、一次熱源設備、介質輸入管、介質輸送管、介質回流管和介質輸出管；

熱介質儲存器上具有介質入口，介質輸入管與所述介質入口連通；

所述一次熱源設備用於給介質加熱；

所述換熱盤管和熱介質儲存器設置在換熱儲存水箱內，換熱盤管的底部與熱介質儲存器連通，換熱盤管的頂部與介質輸送管連通，介質輸送管的介質出口與電動三通閥的第一閥口連通，電動三通閥的第二閥口與介質輸出管連通，電動三通閥的第三閥口與介質回流管的頂部連通；

所述水利泵安裝在介質輸送管上；

所述介質回流管的底部與熱介質儲存器連通；

所述介質輸出管的介質出口經過一次熱源設備與介質輸入管的介質入口連通；

所述加熱棒設置在熱介質儲存器內；

控制子系統：包括控制器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器；

所述控制器與電動三通閥連接，用於控制電動三通閥三個閥口的 通斷，控制器與水利泵連接，用於控制水利泵的工作；

所述第一溫度傳感器用於檢測熱介質儲存器內的介質溫度，第一溫度傳感器的溫度信號輸出端與控制器第一溫度信號輸入端連接；

所述第二溫度傳感器用於檢測換熱儲存水箱內的水溫，第二溫度傳感器的溫度信號輸出端與控制器第二溫度信號輸入端連接；

第三溫度傳感器用於檢測一側熱源內部溫度，第三溫度傳感器的溫度信號輸出端與控制器的第三溫度信號輸入端連接。

作為優化，還包括膨脹水箱；所述膨脹水箱與換熱儲存水箱連通。

作為優化，還包括循環泵；所述換熱儲存水箱上具有熱水循環水出口，該熱水循環水出口上連接有熱水循環輸水管；所述循環泵安裝在熱水循環輸水管上；所述換熱儲存水箱的熱水出口連接有熱水出水管，該熱水出水管與熱水循環輸水管連通。

作為優化，所述換熱子系統還包括兩個溫度表；其中一個溫度表安裝在介質輸送管靠近換熱盤管頂部的部分，另一個溫度表安裝在介質回流管的頂部靠近電動三通閥的部分。

作為優化，所述換熱子系統還包括膨脹介質箱；所述膨脹介質箱與介質輸送管連通，且連通處位於溫度表和水利泵之間。

作為優化，所述換熱子系統還包括排氣管；該排氣管與介質輸送管連通，且連通處位於膨脹介質箱的左側；所述排氣管上安裝有排氣閥。

作為優化，所述介質輸送管上設有安全閥；所述安全閥位於排氣管與介質輸送管連通處的左側。

作為優化，所述控制子系統還包括WI-FI接收器，用於與移動終端或計算機進行數據傳輸。

作為優化，所述換熱儲存水箱採用304不鏽鋼材質製成。

作為優化，所述介質為水或防凍液。

相對於現有技術，本實用新型具有如下優點：

1、本實用新型提供的設備利用一切可提供的一次熱能為能源加熱介質(90℃左右水或防凍液)，採用殼管式換熱方式加熱生活熱水，使一次熱能不直接加熱生活熱水，這樣生活熱水不會因直接加熱而改變生活熱水水質。生活熱水無汙染、更健康，熱能轉換更安全、環保、節能、高效導熱儲熱。

2、該設備可充分利用高效利用清潔能源電能、太陽能、餘熱回收、天然氣等熱能作為提供熱能能源，可無限量的免費使用可再生能源，CO2排放量基本沒有，低成本，無汙染，無論在結構、節能、安全、健康、舒適度及可靠性等方面都具有明顯的優越性和市場競爭力，具有節能、減排、環保、健康、舒適的特點。

附圖說明

圖1為本實用新型多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備的原理示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「左」、「頂」、「底」「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此， 限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。

參見圖1，多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備，包括換熱儲存水箱15、換熱子系統和控制子系統。

所述換熱儲存水箱15上具有熱水出口和冷水進口；具體實施時，最好換熱儲存水箱15上最好還具有熱水循環水出口，該熱水循環水出口上連接有熱水循環輸水管29；熱水循環輸水管29上安裝有循環泵28；換熱儲存水箱15的熱水出口連接有熱水出水管30，該熱水出水管30與熱水循環輸水管29連通。換熱儲存水箱15的冷水進口上連接城市管網冷水進水管31，向換熱儲存水箱15內注水。

具體實施時，熱水出水管30上還可以設置閥門，熱水循環輸水管29位於換熱儲存水箱15與循環泵28之間的部分也設有閥門，在用戶不使用熱水時，開啟循環泵28，讓熱水在熱水出水管30、換熱儲存水箱15和熱水循環輸水管29之間循環，從而保證用戶在使用熱水時，從熱水出水管30一開始流出來的即是熱水。

由於換熱儲存水箱15中的水加熱後體積會增大，因此，該設備還可以包括膨脹水箱27；膨脹水箱27與換熱儲存水箱15連通。換熱儲存水箱15採用衛生級別的304不鏽鋼製造，熱傳導率好發揮管材可長時間承受耐高溫高壓、耐腐蝕性特長，材質的重量輕、導熱好、易成型的特點。使生活熱水不受二次汙染保證使用健康環保。

換熱子系統：包括換熱盤管21、熱介質儲存器20、位於熱介質儲存器20內的介質、水利泵8、電動三通閥7、加熱棒13、一次熱源設備26、介質輸入管22、介質輸送管23、介質回流管24和介質輸出管25；

熱介質儲存器20上具有介質入口，介質輸入管22與所述介質入 口連通；

所述一次熱源設備26用於給介質加熱；一次熱源設備是指太陽能設備、餘熱回收設備、天然氣設備等現有設備，其目的是對從介質輸出管輸出的換熱後的低溫介質進行加熱。減少熱量損失、提高熱能傳導率、提高熱效率避免了熱能浪費。

所述換熱盤管21和熱介質儲存器20設置在換熱儲存水箱15內，換熱盤管21的底部與熱介質儲存器20連通，換熱盤管21的頂部與介質輸送管23連通，介質輸送管23的介質出口與電動三通閥7的第一閥口連通，電動三通閥7的第二閥口與介質輸出管25連通，電動三通閥7的第三閥口與介質回流管24的頂部連通；

所述水利泵8安裝在介質輸送管23上；

所述介質回流管24的底部與熱介質儲存器20連通；

所述介質輸出管25的介質出口經過一次熱源設備26與介質輸入管22的介質入口連通；

所述加熱棒13設置在熱介質儲存器20內；

具體實施時，所述換熱子系統還包括兩個溫度表12、膨脹介質箱6和排氣管32；由於介質加熱後體積會增加，因此設置膨脹介質箱6；另外，介質在輸入熱介質儲存器20的過程中，可能會帶入氣體，因此設置排氣管32和排氣閥4用於排出氣體。介質可以為水或防凍液。

所述兩個溫度表12中，一個溫度表12安裝在介質輸送管23靠近換熱盤管21頂部的部分，另一個溫度表12安裝在在介質回流管24的頂部靠近電動三通閥7的部分；所述膨脹介質箱6與介質輸送管23連通，且連通處位於溫度表12和水利泵8之間；所述排氣管32與介質輸送管23連通，且連通處位於膨脹介質箱6的左側；所述 排氣管32上安裝有排氣閥4。為了安全，所述介質輸送管23上設有安全閥11；所述安全閥11位於排氣管32與介質輸送管23連通處的左側。

控制子系統：包括控制器9、第一溫度傳感器10、第二溫度傳感器14和第三溫度傳感器5；還可以包括WI-FI接收器，用於與移動終端或計算機進行數據傳輸。

所述控制器9與電動三通閥7連接，用於控制電動三通閥7三個閥口的通斷，控制器9與水利泵8連接，用於控制水利泵8的工作；

所述第一溫度傳感器10用於檢測熱介質儲存器20內的介質溫度，第一溫度傳感器10的溫度信號輸出端與控制器9第一溫度信號輸入端連接；

所述第二溫度傳感器14用於檢測換熱儲存水箱15內的水溫，第二溫度傳感器14的溫度信號輸出端與控制器9第二溫度信號輸入端連接；

所述第三溫度傳感器5用於檢測一側熱源內部溫度，第三溫度傳感器5的溫度信號輸出端與控制器9的第三溫度信號輸入端連接。

實施時，第一溫度傳感器10、第二溫度傳感器14和第三溫度傳感器5通過線路3與控制器9連接，具體參見圖1。

本實用新型提供的多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備可充分利用高效利用清潔能源電能、太陽能、餘熱回收、天然氣等熱能作為提供熱能能源，可無限量的免費使用可再生能源，CO2排放量基本沒有，低成本，無汙染，無論在結構、節能、安全、健康、舒適度及可靠性等方面都具有明顯的優越性和市場競爭力，具有節能、減排、環保、健康、舒適，低成本，無汙染，無論在結構、節能、安全、健康、舒適的特點。實現了有清潔能源電能、太陽能、餘熱回 收、天然氣等就能提舒適、健康的生活熱水。

使用本實用新型提供的多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備時：

太陽能、餘熱回收、天然氣等可提供一次熱源的設備將介質加熱，比如將水或防凍液加熱至90℃左右，通過控制子系統控制，將熱介質輸送至熱介質儲存器20內，通過水利泵8將熱介質泵入換熱盤管21內，換熱盤管21中的熱介質以熱傳導方式和熱輻射方式向換熱儲存水箱15中的水散發熱量，從而將換熱儲存水箱15中的水加熱。

如果太陽能、餘熱回收、天然氣等可提供一次熱源的設備可提供的一次熱源不足，通過控制子系統控制，停止太陽能、餘熱回收、天然氣等可提供一次熱源的設備為介質加熱，而使用加熱棒對熱介質儲存器20內的介質進行加熱，比如將水或防凍液加熱至90℃左右，再通過水利泵8將熱介質泵入換熱盤管21內，換熱盤管21中的熱介質以熱傳導方式和熱輻射方式向換熱儲存水箱15中的水散發熱量，從而將換熱儲存水箱15中的水加熱。

用戶可以通過移動終端或計算機發出開關指令或溫度調節指令，通過WI-FI接收器接收該開關指令或溫度調節指令，然後通過控制器的控制設備開關，或通過控制一次熱源設備26和加熱棒13實現對換熱儲存水箱15內水的溫度進行調節，使其控制在最符合人體舒適洗浴的溫度標準。

具體實施時，加熱棒內設有雙重安全保護。

第一重保護，加熱棒末端內部設有獨立溫控系統：當控制子系統壞了，加熱棒繼續加熱時，加熱棒末端內部溫控系統探測到熱介質儲存器內部介質溫度在114℃時，該獨立溫控系統會斷電停止加熱，當介質溫度降溫到105℃時獨立溫控系統會通電繼續加熱，反覆15萬 次左右。

第二重保護，熱棒末端內部設有高溫短融開關：當控制子系統和第一重保護均發生故障，加熱棒繼續加熱時，加熱棒末端內部溫控系統探測到介質溫度在120℃時，獨立溫控系統會自動短融停止加熱。

下面舉例說明多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備的一種使用過程：

將安裝連接好的多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備，由控制子系統連接電源16開機後，設定換熱儲存水箱15內的生活熱水溫度為60℃，控制子系統啟動水利泵8工作5分鐘，5分鐘後控制子系統檢測到換熱儲存水箱15內的生活熱水溫度沒有達到設定60℃時，第一溫度傳感器10探測一次熱源設備26內部溫度高於當時換熱儲存水箱15內的生活熱水溫度8℃時，控制子系統命令電動三通閥7開啟B口(即第二閥口)關閉A口(即第三閥口)，由一次熱源設備26加熱介質，通過換熱儲存水箱15以熱交換方式加熱生活熱水；當換熱儲存水箱15內的生活熱水溫度達到設定溫度60℃時，控制子系統停止水利泵8工作，使其處於待機狀態；控制子系統檢測到換熱儲存水箱15內的生活熱水溫度沒有達到設定60℃時，第一溫度傳感器10探測一次熱源設備26內部溫度低於當時換熱儲存水箱15內的生活熱水溫度8℃時，控制子系統命令電動三通閥開啟A口關閉B口，開啟加熱棒13，由加熱棒13將電能轉換成熱能加熱介質，通過換熱儲存水箱15以熱交換方式加熱生活熱水，當換熱儲存水箱15內的生活熱水溫度達到設定溫度60℃時，控制子系統停止水力泵和加熱棒13工作，其兩者處於待機狀態。結合網際網路控制子系統可調節控制換熱儲存水箱15內熱水溫度，將換熱儲存水箱15內熱水溫度精準控制在最符合人體舒適洗浴的溫度標準。網際網路和手機APP終 端系統與控制子系統有效聯機實現中央智能控制系統，用戶可隨時隨地多功能智能環保節能換熱儲存式電熱水系統設備開、關和熱水溫度，已達到生活供熱水的目的保證日常生活中每天不間斷提供熱水。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。