CN107367063A - 一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，包括磁水器、相变换热器、开水加热箱、开水储水箱和温水箱；所述相变换热器内部填充有相变材料，并设置有低温水循环管路和高温水循环管路；相变换热器的数目≥2个，温水箱与相变换热器的数目对应相同；磁水器与相变换热器的低温水循环管路相连通，低温水与开水加热箱进水口连通，开水加热箱与开水储水箱相连通；开水储水箱的出水口与相变换热器的高温水循环主管相连通，高温水在相变换热器间流动，并流出至不同的与温水箱中。本发明提供一种可以同时得到不同温度饮用水的开水器，节能环保，并可以根据自身需求选择不同温度饮用水，方便安全快捷。
Description
技术领域
本发明属于开水器技术领域，具体涉及一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器。
背景技术
开水器是人们日常生活中不可或缺的设备，通常利用电能转化为热能加热开水，其容量根据不同群体的需求，以便满足事业单位、酒店、部队、车站、机场、工厂、医院、学校等公共场合。
传统的开水器是最普通常见的开水器，结构简单，价格便宜，在市场上占有相当大的用户群，但是，传统的开水器在结构、功能、节能等方面面临着诸多问题：1.一般运用储水式的加热方式，即当用户取用部分开水时，生水又补充注入开水箱中，这种方式会产生混合水(俗称“阴阳水”，该种水不一定能够达到卫生标准，冷水中含有的微生物、细菌、寄生虫等有害物质会掺入饮用水中；2.这种方式同时会使水的温度降低，需要再进行加热；进而先前已经加热开了的水又参与再次加热，即产生了反复多次加热的水(俗称“千滚水”)，长期饮用对人的身体健康会产生不良影响；3. 普通开水器虽然设置简单保温层，但是烧好的开水仍会时时向外散发热量，另外人们希望随时可获得直接饮用的温开水，而从开水到可饮用的温开水，需要时间等待冷却，既不能满足部分人随时直接饮用水的需要，又浪费掉开水冷却散失的热量。
因此如何制备一种可以同时获得不同温度的水并实现热量回收利用以达到节能目的的开水器是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统开水器中常见的阴阳水、千滚水、热水非常滚烫饮用不便及能源浪费等问题，提供一种可以同时得到不同温度饮用水的开水器，节能环保，并可以根据自身需求选择不同温度饮用水，方便安全快捷。
一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，包括磁水器、相变换热器、开水加热箱、开水储水箱和温水箱；所述相变换热器内部填充有相变材料，低温水入流主管、低温水出流主管、高温水入流主管和高温水出流主管安装在所述相变换热器内；所述相变换热器的数目≥2个，所述温水箱与相变换热器的数目对应相同；
所述磁水器的进水口与进水管道相连通，出水口通过管道与相变换热器的低温水入流主管相连通，所述低温水入流主管与低温水出流主管相连通，低温水出流主管通过管道与另一相变换热器的低温水入流主管连通，按照此规律，使低温水在相变换热器间流动，直至最后一个相变换热器的低温水出流主管与开水加热箱进水口连通，开水加热箱出水口与开水储水箱进水口相连通；开水储水箱的第一出水口通过管道与相变换热器的高温水入流主管相连通，所述高温水入流主管通过管道与高温水出流主管相连通，所述高温水出流主管通过管道与温水箱进水口相连，温水箱的第一出水口与另一相变换热器的高温水入流主管相通，按照此规律，使高温水在相变换热器间流动，直至最后一个相变换热器的高温水出流主管与温水箱进水口连通；
所述低温水流经相变换热器的次序与高温水流经相变换热器的次序相反。
作为优选的技术方案：
优选的，所述低温水入流主管与低温水出流主管之间的管路位于相变换热器的右侧；高温水入流主管与高温水出流主管之间的管路位于相变换热器的左侧。
优选的，所述相变换热器的数目为3个，按照低温水流经次序，依次记为第一相变换热器、第二相变换热器和第三相变换热器；同理，按照高温水流经次序，将温水箱依次记为第一温水箱、第二温水箱和第三温水箱。
优选的，所述第二相变换热器与第一温水箱之间设置有第一分流器；所述第一相变换热器与第二温水箱之间设置有第二分流器，上述分流器分别与控制器电连接。
优选的，所述开水加热箱内由上至下分别设置有第一高水位信号探头、温度信号探头和第一低水位信号探头，所述开水储水箱内由上至下分别设置有第二高水位信号探头和第二低水位信号探头，第一温水箱、第二温水箱和第三温水箱内分别设置第三低水位信号探头、第四低水位信号探头和第五低水位信号探头，上述的高水位信号探头、低水位信号探头以及电磁阀分别与控制器电连接。
优选的，所述开水加热箱内还设置有加热器，所述开水加热箱与开水储水箱之间的管道上设置有第一电磁阀；该开水储水箱与相变换热器的高温水入流主管之间的管道上设置有第二电磁阀；上述加热器和电磁阀分别与控制器电连接；所述磁水器通过进水管道与外接自来水源相连通所述磁水器与相变换热器之间的管道上设置有水泵；所述水泵与控制器为电连接。
优选的，所述开水加热箱的容量与开水储水箱容量相等，所述温水箱容量是开水加热箱和开水储水箱容量的三分之一。
优选的，所述开水储水箱的第二出水口通过管道与开水水龙头相连通，两者之间的管道上安装有控制器；所述第一温水箱、第二温水箱的第二出水口通过管道分别与高温水水龙头相连通；所述第三温水箱的出水口与高温水水龙头相连通。
优选的，所述相变换热器、开水加热箱、开水储水箱与温水箱外均设置有保温层。
优选的，所述低温水入流主管与低温水出流主管之间的管路为蛇形管路，所述蛇形管路的总长与相变换热器的高度比为5-10:1；高温水入流主管与高温水出流主管之间的管路为蛇形管路，所述蛇形管路的总长与相变换热器的高度比为5-10:1。
本发明的多种温度即开即用相变蓄热节能开水器中，温水箱中的温水能到多少度主要取决于相变材料的熔点，即相变材料的换热能力的大小。如本发明中第一温水箱所用相变材料是Ba(OH)2·8H2O，熔点温度是81.83℃，则换热后其内对应的温水温度为80度左右；第二温水箱所用相变材料是醋酸钠，相变温度58℃，其内对应的温水温度为60度左右；第三温水箱所用相变材料是石蜡C22H46，相变材料熔点是44.4℃，其内对应的温水温度为40度左右。
有益效果：
本发明的多种温度即开即用相变蓄热节能开水器中，人们所饮用的开水只经过一次沸腾，避免了千沸水的产生，在开水加热箱内一次沸腾后的开水，会被储存在开水储水箱中使用，开水储水箱与开水加热箱独立分开，避免了二次加热；
（2）本发明的多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，开水经过相变换热器后成为不同温度的温开水，储存在三个不同温度的温水箱中供人员直接饮用，满足了对于温度要求不同的人群的需求，解决了热水滚烫饮用不便以及热水烫伤等的安全问题；
（3）本发明的多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，在开水储水箱内的高温水经三个相变换热器的左侧换热，将热量传递给相变换热器，相变换热器收集了开水的热量，并换热给磁化水，因此，低温的磁化水在进行加热之前对其进行三次预加热，节省能量，避免了开水放凉那部分的热量损失；
（4）本发明的多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，在相变换热器高温水入流主管和温水箱入水管间使用分流器代替电磁阀，简化***，节省开支；
（5）本发明的多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，三个温水箱采用较小体积的温水箱，外部保温层采用真空保温层，用在人员密集开水温水需求量较大的场合，多个温水箱既能满足水量的需求，又保证水在温水箱储存时间不会很久，所以这种方式水的温降幅度小，避免了传统模式为了保温反复加热的造成能源浪费的现象，实现能源的节约利用。
（6）本发明的多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，采用若干水位、温度和水流探头等多组信号采集及报警***，对水泵、电磁阀等进行智能控制，运用水位、温度和水流探头的联合反馈***，实现了对整个***中的信号进行有效采集、反馈及分析，通过控制器实现对水泵、电磁阀等的精确及智能控制。
附图说明
图1为本发明的多种温度即开即用相变蓄热节能开水器的结构示意图；
图2为本发明的多种温度即开即用相变蓄热节能开水器中的相变换热器的内部结构示意图；
1-磁水器，2-第一相变换热器，3-第二相变换热器，4-第三相变换热器，5-开水加热箱，6-低温水入流主管，7-低温水出流主管，8-高温水入流主管，9-高温水出流主管，10-开水储水箱，11-相变材料，12-低温水入流主管与低温水出流主管之间的管路，13-加热器，14-第一水温水箱，15-第二水温水箱，16-第三水温水箱，17-进水管道，18-水泵，19-第一高水位信号探头，20-温度信号探头，21-第一低水位信号探头，22-第二高水位信号探头，23-第二低水位信号探头，24-第三低水位信号探头，25-第四低水位信号探头，26-第五低水位信号探头，27-第一电磁阀，28-第二电磁阀，29-开水储水箱水出口，30-第一水温水箱水出口，31-第二水温水箱水出口，32-第三水温水箱水出口，33-第一分流器，34-第二分流器，35-控制器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1和图2所示，是本发明一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，包括磁水器1、相变换热器2、3、4、开水加热箱5、开水储水箱10和不同温度温水箱14、15、16；相变换热器2包括低温水入流主管6、低温水出流主管7、高温水入流主管8和高温水出流主管9；磁水器1进水口与进水管道17相连通，该磁水器1出水口通过管道与相变换热器2的低温水入流主管6相连通，相变换热器2内部填充有相变材料11，低温水入流主管6通过低温水入流主管与低温水出流主管之间的管路12的进水口相连通，该流通管道12的末端与低温水出流主管7相连通，低温水出流主管7与低温水入流主管6平行设置，该低温水出流主管7通过管道与第二相变换热器的进水口相连通，以此类推，第三相变换热器4的低温水出流主管通过通道与开水加热箱5进水口相连；开水加热箱5的出水口通过管道与开水储水箱10进水口相连通；开水储水箱10的第一出水口通过管道与第一相变换热器2的高温水入流主管8相连通，高温水入流主管8通过与左侧两列流通管道与高温水出流主管9相连通，高温水出流主管9通过管道与第一温水箱14进水口相连；磁水器1与第一相变换热器2之间的管道上设置有水泵18，水泵18与控制器35为电连接；开水加热箱5内由上至下分别设置有第一高水位信号探头19、温度信号探头20和第一低水位信号探头21，该开水加热箱5内还设置有加热器13，开水加热箱5与开水储水箱10之间的管道上设置有第一电磁阀27；第一高水位信号探头19、温度信号探头20、第一低水位信号探头21、加热器13和第一电磁阀27分别与控制器35电连接；开水储水箱10内由上至下分别设置有第二高水位信号探头22和第二低水位信号探头23，该开水储水箱10与第一相变换热器2的高温水入流主管8之间的管道上设置有第二电磁阀28；第一温水箱14内设置有第三低水位信号探头24，该第一温水箱与第二相变换热器3的高温水入流主管之间的管道上设置有第一分流器33；第二温水箱15内设置有第四低水位信号探头25，该第二温水箱与第一相变换热器2的高温水入流主管之间的管道上设置有第二分流器34；第三温水箱16内设置有第五低水位信号探头26；第二高水位信号探头19、第二低水位信号探头20、第三低水位信号探头24、、第四低水位信号探头25、第五低水位信号探头26和第二电磁阀28分别与控制器35电连接；开水加热箱5的容量与开水储水箱10容量相等，温水箱14、15、16容量是开水储水箱10容量的三分之一；低温水入流主管6、低温水出流主管7及位于相变换热器右侧的两列低温水入流主管与低温水出流主管之间的流通管道12构成了低温水换热管路；高温水入流主管8、高温水出流主管9及位于相变换热器右侧的两列高温水入流主管与高温水出流主管之间的流通管道构成了高温水换热管路；磁水器1通过进水管道17与外接自来水源相连通；开水储水箱10的第二出水口通过管道与开水水龙头相连通；温水箱出水口30、31、32与外界水龙头相连通；相变换热器2、3、4、开水加热箱5、开水储水箱10与三个温水箱14、15、16外均设置有保温层。低温水入流主管与低温水出流主管之间的管路为蛇形管路，蛇形管路的总长与相变换热器的高度比为5-10:1；高温水入流主管与高温水出流主管之间的管路为蛇形管路，蛇形管路的总长与相变换热器的高度比为5-10:1；本发明中第一温水箱所用相变材料是Ba(OH)2·8H2O；第二温水箱所用相变材料是醋酸钠；第三温水箱所用相变材料是石蜡C22H46。
本实例的工作过程：外接自来水源通过进水管道17进入磁水器1并经过磁化处理，经过磁化后的水经过水泵18进入第一相变换热器2中的低温水入流主管6，经过右侧两列流通管道12与第一相变换热器2中的相变材料进行换热，低温水再进入低温水出流主管7流出第一相变换热器2，进入第二相变换热器3中，进行第二次换热，进入第三相变换热器4，进行第三次换热，从第三相变换热器4出来的水进入开水加热器5，对水进行加热，加热到沸点后，第一电磁阀27打开，开水全部进入开水储水箱10中。当开水储水箱10水位达到最高点时，第二电磁阀28打开，开水进入第三相变换热器4的高温水入流主管8，并与第三相变换热器4中的相变材料进行换热，相变材料吸热熔化，储存热量，左侧两列流通管道中的开水放热并降温后成为高温水，高温水再汇聚进高温水出流主管9，高温水水流流经第一分流器33三分之一水流入第一温水箱14，第一温水箱内的水温大约是80℃，剩余水进入第二相变换热器3中，与第二相变换热器3中的相变材料进行换热，80℃水进一步降温至大约60℃，60℃水流经第二分流器34，一半进入第二温水箱，另一半沿管道进入第一相变换热器2，进行第三次换热，第一相变换热器2中的相变材料吸热后将60℃水降到大约40℃，进入第三温水箱。同时，经磁水器净化后的磁化水在水泵压力下，依次流过第一相变换热器2、第二相变换热器3、第三相变换热器4进入开水加热箱5，三个相变换热器2、3、4中相变材料对低温水放热并重新凝固，也就是说低温水进入开水加热器5之前进行了三次预加热。
当开水加热箱5内充水且达到高水位时，第一高水位信号探头19向控制器35传送信号，控制器35将信号处理后发出指令，控制加热器13对箱内的水进行加热，当水温达到当地的沸点温度即烧开时，温度信号探头20向控制器35传送信号，控制器14将信号处理后再发出指令控制加热器13停止加热，并控制第一电磁阀27打开，开水流入开水储水箱10。第一低水位信号探头21、第二低水位信号探头23、第三低水位信号探头24、第四低水位信号探头25、第五低水位信号探头26分别作为开水加热箱5、开水储水箱10、第一温水箱14、第二温水箱15、第三温水箱16内的低水位警报器，箱内水位长时间为0时，向控制器35发出报警信号，以便于维修看护。本发明中的信号感应、传输以及控制器的控制处理过程均采用的是现有技术中常用的技术。
开水加热箱5、开水储水箱10与三个不同温度温水箱14、15、16外设置有保温层，采取真空保温对这些箱体内的开水及高温水进行保温。
Claims (10)
1.一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，其特征是：包括磁水器、相变换热器、开水加热箱、开水储水箱和温水箱；所述相变换热器内部填充有相变材料，低温水入流主管、低温水出流主管、高温水入流主管和高温水出流主管安装在所述相变换热器内；所述相变换热器的数目≥2个，所述温水箱与相变换热器的数目对应相同；
所述磁水器的进水口与进水管道相连通，出水口通过管道与相变换热器的低温水入流主管相连通，所述低温水入流主管与低温水出流主管相连通，低温水出流主管通过管道与另一相变换热器的低温水入流主管连通，按照此规律，使低温水在相变换热器间流动，直至最后一个相变换热器的低温水出流主管与开水加热箱进水口连通，开水加热箱出水口与开水储水箱进水口相连通；开水储水箱的第一出水口通过管道与相变换热器的高温水入流主管相连通，所述高温水入流主管通过管道与高温水出流主管相连通，所述高温水出流主管通过管道与温水箱进水口相连，温水箱的第一出水口与另一相变换热器的高温水入流主管相通，按照此规律，使高温水在相变换热器间流动，直至最后一个相变换热器的高温水出流主管与温水箱进水口连通；
所述低温水流经相变换热器的次序与高温水流经相变换热器的次序相反。
2.根据权利要求1所述的一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，其特征在于，所述低温水入流主管与低温水出流主管之间的管路位于相变换热器的右侧；高温水入流主管与高温水出流主管之间的管路位于相变换热器的左侧。
3.根据权利要求1所述的一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，其特征在于，所述相变换热器的数目为3个，按照低温水流经次序，依次记为第一相变换热器、第二相变换热器和第三相变换热器；同理，按照高温水流经次序，将温水箱依次记为第一温水箱、第二温水箱和第三温水箱。
4.根据权利要求3所述的一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，其特征在于，所述第二相变换热器与第一温水箱之间设置有第一分流器；所述第一相变换热器与第二温水箱之间设置有第二分流器，上述分流器分别与控制器电连接。
5.根据权利要求4所述的一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，其特征在于，所述开水加热箱内由上至下分别设置有第一高水位信号探头、温度信号探头和第一低水位信号探头，所述开水储水箱内由上至下分别设置有第二高水位信号探头和第二低水位信号探头，第一温水箱、第二温水箱和第三温水箱内分别设置第三低水位信号探头、第四低水位信号探头和第五低水位信号探头，上述的高水位信号探头、低水位信号探头以及电磁阀分别与控制器电连接。
6.根据权利要求5所述的一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，其特征在于：所述开水加热箱内还设置有加热器，所述开水加热箱与开水储水箱之间的管道上设置有第一电磁阀；该开水储水箱与相变换热器的高温水入流主管之间的管道上设置有第二电磁阀；上述加热器和电磁阀分别与控制器电连接；所述磁水器通过进水管道与外接自来水源相连通所述磁水器与相变换热器之间的管道上设置有水泵；所述水泵与控制器为电连接。
7.根据权利要求3所述的一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，其特征在于，所述开水加热箱的容量与开水储水箱容量相等，所述温水箱容量是开水储水箱容量的三分之一。
8.根据权利要求3所述的一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，其特征在于，所述开水储水箱的第二出水口通过管道与开水水龙头相连通，两者之间的管道上安装有控制器；所述第一温水箱、第二温水箱的第二出水口通过管道分别与高温水水龙头相连通；所述第三温水箱的出水口与高温水水龙头相连通。
9.根据权利要求1所述的一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，其特征在于，所述相变换热器、开水加热箱、开水储水箱与温水箱外均设置有保温层。
10.根据权利要求3所述的一种多种温度即开即用相变蓄热节能开水器，其特征在于，所述低温水入流主管与低温水出流主管之间的管路为蛇形管路，所述蛇形管路的总长与相变换热器的高度比为5-10:1；高温水入流主管与高温水出流主管之间的管路为蛇形管路，所述蛇形管路的总长与相变换热器的高度比为5-10:1。
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