CN114413476B - 一种热水器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及加热水的技术领域，尤其是涉及一种热水器，包括第一储水容器、第一加热装置和第一升温管；所述第一储水容器的进水口连接第二品质冷水管，所述第一储水容器的出水口连接第二品质开水管；所述第一加热装置位于所述第一储水容器内部或外部，所述第一加热装置用于加热所述第一储水容器中的第二品质水；所述第一升温管设置于所述第一储水容器内，所述第一升温管贯穿所述第一储水容器形成的进水口连接第一品质冷水管，所述第一升温管贯穿所述第一储水容器形成的出水口连接第一品质开水管。本申请的热水器可以产生多种品质和多用途的水。
Description
技术领域
本申请涉及加热水的技术领域，尤其是涉及一种热水器。
背景技术
市场上加热水的方式和方法较多，比较常见的是通过将自来水或饮用水注入加热器内，加热器通过电能转化为热能的方式对内部的水进行加热，最后将加热器内部的水导出供人们使用或者饮用。
但是这种方式出水的类型单一，很难做到同时产出多品质和多用途的热水，不能满足人们对于多品质和多用途热水的需要。
发明内容
为了获得多种品质和用途的水，本申请提供一种热水器。
本申请提供的一种热水器采用如下的技术方案：包括第一储水容器、第一加热装置和第一升温管；所述第一储水容器的进水口连接第二品质冷水管，所述第一储水容器的出水口连接第二品质开水管；所述第一加热装置位于所述第一储水容器的内部或外部，所述第一加热装置用于加热所述第一储水容器中的第二品质水；所述第一升温管设置于所述第一储水容器内，所述第一升温管贯穿所述第一储水容器形成的进水口连接第一品质冷水管，所述第一升温管贯穿所述第一储水容器形成的出水口连接第一品质开水管。
通过采用上述技术方案，第二品质冷水管内的冷水从第一储水容器底部流入第一储水容器内部，经过第一加热装置加热成开水后从第一储水容器顶部流出，得到第二品质开水。第一品质冷水管内的冷水流入第一储水容器里的第一升温管内加热，然后从第一升温管的出水口流出，得到第一品质开水。该热水器可同时产生第一品质开水和第二品质开水两种不同用途的水。
可选的，所述热水器还包括第一换热器，所述第一品质开水管的一条第一分歧管经所述第一换热器连接第一品质温水管，所述第一品质冷水管经所述第一换热器连接所述第一升温管的进水口，所述第一换热器用于流经所述第一分歧管的第一品质开水和流经所述第一品质冷水管的第一品质冷水之间的热交换。
通过采用上述技术方案，第一品质冷水管内的第一品质冷水流入第一换热器，然后进入第一储水容器里的第一升温管加热，加热后形成第一品质开水进入第一换热器，在第一换热器内与第一品质冷水进行热交换后流入第一品质温水管，即得到第一品质温水。
可选的，所述热水器还包括第二升温管和第二换热器，其中，所述第二升温管设置于所述第一储水容器内，所述第二升温管贯穿所述第一储水容器形成有进水口和出水口，所述第二品质冷水管的一条第二分歧管经所述第二换热器连接所述第二升温管的进水口，第二品质温水管经所述第二换热器连接所述第二升温管的出水口。
通过采用上述技术方案，第二品质冷水管的第二分歧管连接于第二换热器，第二分歧管内冷水流入到第二换热器，然后进入第二升温管加热，加热后的第二品质流入第二换热器与第二品质冷水进行热交换后流入第二品质温水管，最后得到第二品质温水。
可选的，所述第一储水容器的出水口位于第一储水容器顶部，所述第一储水容器的进水口位于第一储水容器底部。
通过采用上述技术方案，在4度到100度之间，冷水密度比热水密度大，所以第二品质冷水从第一储水容器的进水口进入第一储水容器后会沉在底部，经过加热后经第一储水容器顶部的进水口流出，并且可以得到小排量的持续不断的第二品质开水。
可选的，所述第一储水容器的顶部设置有泄压阀。
通过采用上述技术方案，泄压阀可以控制第一储水容器内的压力值，使第一储水容器内的压力保持合适值，从而减少因为第一储水容器内部压力过大，而引发的安全问题。
可选的，所述第一储水容器的出水口和进水口均位于第一储水容器底部，所述液位传感器的位置高于第一储水容器的出水口高度。
通过采用上述技术方案，在4度到100度之间，冷水密度比热水密度大，第二品质冷水进入第一储水容器后，第一储水容器的出水口高于进水口可以减少从第一储水容器出水口流出第二品质冷水，并且可以一次性得到大排量的出口上方的所有的第二品质开水。
可选的，所述第一加热装置位于所述第一储水容器的出水口的下方。
通过采用上述技术方案，第一加热装置在第一储水容器下方可以防止第一储水容器内的水的液位低于第一加热装置，进而使第一加热装置干烧。
可选的，所述热水器还包括：第二储水容器和第二加热装置，其中，所述第二储水容器连接于所述第一储水容器的进水口和所述第二品质冷水管之间；所述第二加热装置用于预加热所述第二储水容器中的第二品质。
通过采用上述技术方案，第二储水容器和第二加热装置可以对第二品质冷水进行预加热，增加热转换的能源利用率。
可选的，所述热水器还包括水源热泵机构、废水热水管、废水冷水管、废水储水箱和储热箱，所述废水储水箱的进水口连接废水热水管，所述废水储水箱的出水口连接废水冷水管，所述水源热泵机构的一端位于废水储水箱内，水源热泵机构的另一端位于储热箱内，所述水源热泵机构用于将废水储水箱内的热量转移至储热箱内，所述储热箱用于存储水源热泵机构转换的热量，所述第二品质冷水管经废水储水箱和储热箱与第一储水容器的进水口连接，或者所述第二品质冷水管直接经储热箱与第一储水容器的进水口连接。
通过采用上述技术方案，水源热泵机构将废热水与第二品质冷水进行热交换，起到对第一储水容器内的冷水预热的作用，从而达到能量重复利用，增加能源利用率的效果。
综上所述，该热水器集合了管道即热式热水器和储水式热水器的优点，管道即热式热水器可确保水质，但在功率受限情况下一次性出热水量小和热水流速慢，而且水的温度会随之逐步降低，储水式热水器水质会受到一定程度的影响，但一次性出热水量大，而且水的温度比较恒定。因此，在有些场合都是同时配备这两种产品。该热水器创造性地集合了这两种方式的优点，在特定的场合，有非常突出的效果。
本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.该热水器可同时产生第一品质温水、第一品质开水、第二品质温水和第二品质开水四种不同用途和不同温度的水，满足人们不同的需要；
2.该热水器能源转换率高，可将冷水与热水转换为温水；
3.该热水器的水源热泵机构可以增加能源利用率。
附图说明
图1是本申请实施例一的整体结构示意图；
图2是本申请实施例一的第一品质水结构示意图；
图3是本申请实施例一的第二品质水结构示意图；
图4是本申请实施例一的功能结构示意简图；
图5是本申请实施例二的整体结构示意图；
图6是本申请实施例三的整体结构示意图；
图7是本申请实施例四的整体结构示意图；
图8是本申请实施例四的功能示意简图。
附图标记说明：1、水容器机构；11、第一储水容器；111、泄压阀；112、压力表；12、第一加热装置；2、第一品质水机构；21、第一升温管；211、翅片；22、第一换热器；3、第二品质水机构；31、第二升温管；32、第二换热器；41、第二品质冷水管；411、第二分歧管；412、第三分歧管；413、第四分歧管；42、第二品质开水管；43、第二品质温水管；44；供水管；51、第一品质冷水管；52、第一品质开水管；521、第一分歧管；53、第一品质温水管；6、第二储水容器；7、第二加热装置；71、通气管道；8、保温层；9、液位传感器；10、对空管；101、滤芯；20、水源热泵装置；200、水源热泵机构；210、废水热水管；220、废水冷水管、230、废水储水箱；240、储热箱；250、蒸发器；260、冷凝器；270、调节阀一；280、调节阀二。
具体实施方式
以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。
实施例一：
本申请实施例公开一种热水器，参照图1，包括水容器机构1、第一品质水机构2和第二品质水机构3。第一品质水机构2和第二品质水机构3分别位于水容器机构1的两侧，水容器机构1用于将第二品质冷水转化为第二品质开水，以及为第一品质水机构2和第二品质水机构3提供热量。
第一品质水可以为能够饮用的高品质水，如饮用水，也可以为生活用的低品质水，如自来水。第二品质水可以为能够饮用的高品质水，如饮用水，也可以为生活用的低品质水，如自来水。在本实施例中，以第一品质水为高品质水，第二品质水为低品质水为例,其中，两种品质的水可以互换，但第一品质水和第二品质水为不同品质的水。
参照图1，水容器机构1包括第一储水容器11和第一加热装置12。第一储水容器11低部连接第二品质冷水管41，第一储水容器11顶部连接有第二品质开水管42。第一储水容器11的顶部安装有泄压阀111和压力表112，压力表112会显示第一储水容器11内部压力值。当第一储水容器11内压力不断增大，压力值到达一定数值，打开泄压阀111，使第一储水容器11内部压力始终处于合适水平。在相同大气压的条件下，在4度到100度之间，冷水密度比热水密度大，冷水在下方热水在上方，所以第一储水容器11进水口在底部，第一储水容器11出水口在顶部。
参照图1，第一加热装置12固定设置在第一储水容器11内部或外部，第一加热装置12也可以与第一储水容器11内壁集成一体型。第一加热装置12可以为：基于陶瓷发热体的电热器、基于电导体的电热器、电磁感应加热器、微波加热器。其中，基于陶瓷发热体的电热器具有耐腐蚀、温度均匀和导热性能良好等优点，而且不含重金属有害物质，适合给第一储水容器11内的第二品质水加热。基于电导体的电热器，价格便宜，电热转化效率高，热量输出稳定，适合给第一储水容器11内的第二品质水加热。电磁感应加热器，高效节能，污染小，加热速度块，适合给第一储水容器11内的第二品质水加热。微波加热器，加热速度快，加热均匀，反应灵敏，适合给第一储水容器11内的第二品质水加热。本实施例以基于电导体的电热器为例。
参照图2，第一品质水机构2包括第一升温管21和第一换热器22。第一升温管21位于第一储水容器11内部，第一升温管21螺旋盘绕设置，第一升温管21外管壁同轴固定均匀设置有环形翅片211。第一升温管21螺旋盘绕设置以及翅片211用于增大第一升温管21的受热面积。第一升温管21的上部贯穿第一储水容器11连接有第一品质开水管52，第一升温管21的下部贯穿第一储水容器11连接有第一品质冷水管51。
参照图2，第一换热器22位于第一储水容器11外部，第一换热器22为板式换热器或者套管式换热器。第一换热器22上下两端面各设置有两个接口，第一升温管21的出水口连接第一品质开水管52，第一品质开水管52连接有第一分歧管521，第一品质开水管52的第一分歧管521经第一换热器22连接第一品质温水管53，第一品质冷水管51经第一换热器22连接第一升温管21的进水口，且第一换热器22起到对第一品质冷水管51内的第一品质冷水预热的效果，使从第一换热器22流入第一升温管21的第一品质水的水温高于第一品质冷水的水温，从而加快了第一升温管21内第一品质的升温速度。第一换热器22用于流经第一分歧管521的第一品质开水和流经第一品质冷水管51的第一品质冷水之间的热交换。
参照图3，第二品质水机构3包括第二升温管31和第二换热器32。第二升温管31位于第一储水容器11内部并远离第一升温管21的一侧。第二升温管31的表面积小于第一升温管21的表面积，使得第二升温管31流出的第二品质热水温度可以低于第二品质开水温度，流出的第二品质开水主要用于与第二品质冷水进行热交换并形成第二品质温水。第二升温管31螺旋盘绕设置，第二升温管31贯穿第一储水容器11形成有进水口和出水口。
参照图3，第二换热器32位于第一储水容器11外部并靠近第二升温管31的一侧。第二换热器32为板式换热器或者套管式换热器，第二换热器32上下两端面各设置有两个接口，第二品质冷水管41的第二分歧管411经第二换热器32连接第二升温管31的进水口，第二品质温水管43经第二换热器32连接第二升温管31的出水口，且第二换热器32起到对第二品质冷水管41内的第二品质冷水预热的效果，使从第二换热器32流入第二升温管31的第二品质水的水温高于第二品质冷水的水温，从而加快了第二升温管31内第二品质冷水的升温速度。
本申请实施例的实施原理如下：
参照图4，第二品质冷水管41内的第二品质冷水流入第一储水容器11内部，第一储水容器11内的水经第一加热装置12加热成开水后，从第一储水容器11顶部的第二品质开水管42流出。
第一品质冷水管51内的第一品质冷水流入第一换热器22，在第一换热器22内与第一品质开水热交换后流入第一储水容器11里的第一升温管21内，经第一升温管21加热后形成第一品质开水并从第一品质开水管52流出。
第一品质开水管52内一部分第一品质开水经第一分歧管521进入第一换热器22，在第一换热器22内与第一品质冷水进行热交换后，然后从第一品质温水管53流出第一品质温水。
第二品质冷水管41内的一部分第二品质冷水经第二分歧管411流入第二换热器32，在第二换热器32内与加热后的第二品质热水热交换后流入第二升温管31内，经第二升温管31加热后的第二品质热水流入第二换热器32与第二品质冷水进行热交换后，然后从第二品质温水管43流出第二品质温水。通过本实施例可以得到可以饮用的第一品质开水、可以饮用的第一品质温水、生活用的第二品质温水和生活用的第二品质开水，并且可以小排量的持续不断的流出第二品质开水。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别之处在于，参照图5，第一储水容器11的进水口和出水口均位于第一储水容器11的下部。第一储水容器11的下部安装有液位传感器9，第一储水容器11顶部安装有对空管10。
因为在相同大气压的条件下，在4度到100度之间，冷水密度比热水密度大，冷水进入第一储水容器11会下沉，所以第一储水容器11的出水口高于第一储水容器11的进水口。第一储水容器11的出水口连接第二品质开水管42，第一储水容器11的进水口连接第二品质冷水管41。液位传感器9采用NO1-SWC-T型高温液位传感器9，NO1-SWC-T型高温液位传感器9具有防水、防爆、耐高温的特点，适合在高温水容器内工作。液位传感器9的位置高于第一储水容器11的出水口高度，液位传感器9与第一储水容器11内壁固定连接，当液位低于液位传感器9时，第二品质冷水管41内的第二品质冷水从第一储水容器11进水口进入第一储水容器11内。第一加热装置12位于第一储水容器11底部且低于第一储水容器11的出水口位置，对空管10内部设置有滤芯101，防止空气灰尘进入第一储水容器11。
本申请实施例的实施原理如下：
第二品质冷水管41内的第二品质冷水流入第一储水容器11，第二品质冷水与第二品质热水相融后，冷水由于密度较大会沉入第一储水容器11底部，然后经第一加热装置12加热成开水。第二品质开水从第一储水容器11的出水口流出，与此同时，第一储水容器11顶部的对空管10进气，保持第一储水容器内的压强平衡。
待第一储水容器11内的液位下降至液位传感器9感应范围以下，液位传感器9连接控制器，控制器连接电磁阀（图中未示出），电磁阀控制第二品质开水管42关闭，电磁阀控制第二品质冷水管41对第一储水容器11内补水。在本实施例中，第一储水容器11的出水口可以在短时间内，大排量的流出第二品质开水。第一加热装置12始终在水位以下，可以防止第一加热装置12干烧。
实施例三：
本实施例与实施例一区别之处在于，参照图6，一种热水器，还包括第二储水容器6、第二加热装置7和保温层8。
第二储水容器6环绕第一储水容器11的外周设置，第二储水容器6一端与第一储水容器11通过第二品质冷水管41连接，第二储水容器6的另一端连接于供水管44。第二加热装置7设置在第二储水容器6内部。第二加热装置7为空气源热泵加热装置，空气热源泵与外部设置有通气管道71。
空气热源泵采用少量的电能驱动压缩机运行，从空气中吸收大量的热能，气态的工质被压缩机压缩成为高温、高压的液态，然后进入冷凝器放热而把水加热，如此不断地循环加热，可以把水加热合适温度。将第二储水容器6注满第二品质冷水后，启动空气热源泵并将第二储水容器6内的第二品质冷水加热至合适温度后，空气热源泵停止工作。第二储水容器6的第二品质冷水温度降低到一定程度后空气热源泵又会启动，如此循环使第二储水容器6内的第二品质冷水保持合适温度。第一储水容器11的外壁和第二储水容器6的外壁，以及第二储水容器6与第一储水容器11的器壁之间设置有保温层8，该保温层8为聚氨酯材质。
本申请实施例的实施原理如下：
供水管44内的水流入第二储水容器6内，第二加热装置7使第二储水容器6内的第二品质加热并保持合适温度，然后经第二加热装置7加热后的第二品质，通过第二品质冷水管41流入第一储水容器11内部，以及通过第二分歧管411流入第二换热器32内进行热交换。
实施例四：
本实施例与实施例一区别之处在于，参照图7和图8，一种热水器，还包括水源热泵装置20，水源热泵装置20包括水源热泵机构200、废水热水管210、废水冷水管220、废水储水箱230和储热箱240。其中，第二品质冷水管41设置有第三分歧管412和第四分歧管413。
参照图7和图8，水源热泵装置20位于第一储水容器11外部。第三分歧管412穿过废水储水箱230和储热箱240与第一储水容器11的进水口连接。第四分歧管413穿过储热箱240与第一储水容器11的进水口连接。其中第三分歧管412设置有调节阀一270，第四分歧管413设置有调节阀二280。废水储水箱230的进水口与废水热水管210连接，废水储水箱230的出水口与废水冷水管220连接。储热箱240具有良好的保温功能，内有固定水溶液。水源热泵机构200是通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。水源热泵机构200两端分别设置有蒸发器250和冷凝器260，其中，蒸发器250位于废水储水箱230内，冷凝器260位于储热箱240内，水源热泵机构200可以将废水储水箱230内的热量转移至储热箱240内。在本实施例中，废热水可以为生活用废热水如洗澡水。
本申请实施例的实施原理如下：
废热水经废水热水管210进入废水储水箱230，废热水在废水储水箱230内热交换后形成废冷水并从废水冷水管220流出。水源热泵机构200将废水储水箱230内的热量转移至储热箱240内。
当废水储水箱230内废热水较多时，即有大量废热水经废水热水管210进入废水储水箱230内，调节阀一270打开，调节阀二280关闭。第二品质冷水经第三分歧管412进入废水储水箱230，在废水储水箱230内第二品质冷水与废热水热交换后从废水储水箱230流出，然后第二品质冷水进入储热箱240，在储热箱240内第二品质冷水与水溶液热交换后流入第一储水容器11。
当废水储水箱230废热水较少时，调节阀二280打开，调节阀一270关闭。第二品质冷水经第四分歧管413进入储热箱240，在储热箱240内第二品质冷水与水溶液热交换后流入第一储水容器11。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种热水器，其特征在于包括：
第一储水容器(11)，所述第一储水容器(11)的进水口连接第二品质冷水管(41)，所述第一储水容器(11)的出水口连接第二品质开水管(42)，所述第一储水容器(11)的出水口和进水口均位于第一储水容器(11)底部，所述第一储水容器(11)的出水口高于所述第一储水容器(11)的进水口；
第一加热装置(12)，所述第一加热装置(12)位于所述第一储水容器(11)的内部或外部，所述第一加热装置(12)用于加热所述第一储水容器(11)中的第二品质水，所述第一加热装置(12)位于所述第一储水容器(11)的出水口的下方；
第一升温管(21)；所述第一升温管(21)设置于所述第一储水容器(11)内，所述第一升温管(21)贯穿所述第一储水容器(11)形成的进水口连接第一品质冷水管(51)，所述第一升温管(21)贯穿所述第一储水容器(11)形成的出水口连接第一品质开水管(52)；
第一换热器(22)，所述第一品质开水管(52)的一条第一分歧管(521)经所述第一换热器(22)连接第一品质温水管(53)，所述第一品质冷水管(51)经所述第一换热器(22)连接所述第一升温管(21)的进水口，所述第一换热器(22)用于流经所述第一分歧管(521)的第一品质开水和流经所述第一品质冷水管(51)的第一品质冷水之间的热交换；
第二升温管(31)和第二换热器(32)，其中，所述第二升温管(31)设置于所述第一储水容器(11)内，所述第二升温管(31)贯穿所述第一储水容器(11)形成有进水口和出水口，所述第二品质冷水管(41)的一条第二分歧管(411)经所述第二换热器(32)连接所述第二升温管(31)的进水口，第二品质温水管(43)经所述第二换热器(32)连接所述第二升温管(31)的出水口；
所述第一储水容器(11)设置有液位传感器(9)，所述液位传感器(9)的位置高于第一储水容器(11)的出水口高度；
第二品质冷水管(41)内的第二品质冷水流入第一储水容器(11)，第二品质冷水与第二品质热水相融后，冷水由于密度较大会沉入第一储水容器(11)底部，然后经第一加热装置(12)加热成开水；
第二品质开水从第一储水容器(11)的出水口流出，第一储水容器(11)顶部进气，待第一储水容器(11)内的液位下降至液位传感器(9)感应范围以下，液位传感器(9)连接控制器，控制器连接电磁阀，电磁阀控制第二品质开水管(42)关闭，电磁阀控制第二品质冷水管(41)对第一储水容器(11)内补水。
2.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述热水器还包括：第二储水容器(6)和第二加热装置(7)，其中，所述第二储水容器(6)连接于所述第一储水容器(11)的进水口和所述第二品质冷水管(41)之间；所述第二加热装置(7)用于预加热所述第二储水容器(6)中的第二品质冷水。
3.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述热水器还包括水源热泵机构(200)、废水热水管(210)、废水冷水管(220)、废水储水箱(230)和储热箱(240)，所述废水储水箱(230)的进水口连接废水热水管(210)，所述废水储水箱(230)的出水口连接废水冷水管(220)，所述水源热泵机构(200)的一端位于废水储水箱(230)内，所述水源热泵机构(200)的另一端位于储热箱(240)内，所述水源热泵机构(200)用于将废水储水箱(230)内的热量转移至储热箱(240)内，所述储热箱(240)用于存储水源热泵机构(200)转换的热量，所述第二品质冷水管(41)经废水储水箱(230)和储热箱(240)与第一储水容器(11)的进水口连接，或者所述第二品质冷水管(41)直接经储热箱(240)与第一储水容器(11)的进水口连接。
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|---|---|
| CN114413476A (zh) | 2022-04-29 |
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