專利名稱：基于熱泵技術(shù)的多溫段開水爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于節(jié)能設(shè)備及能源節(jié)約技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于熱泵技術(shù)的多溫段開水爐。該多溫段開水爐不僅能夠大幅度降低開水爐的能源消耗，而且還能夠提供多溫度段的開水，可用于醫(yī)院、高校、政府辦公樓、賓館等場(chǎng)所。
背景技術(shù)：
常規(guī)開水爐將自來水從16°C左右加熱至10(TC左右，并供應(yīng)高溫開水。而飲水者一般待開水溫度降至40°C左右的時(shí)候才開始飲用，由此可見，高溫開水在冷卻降溫過程中釋放出的大量熱量被白白浪費(fèi)掉。同時(shí)，研究表明，溫度過高的開水炮制紅茶、綠茶等茶葉將損害其中的營(yíng)養(yǎng)成分。對(duì)于炎熱的夏季，部分飲水者偏愛飲用常溫開水和低溫開水。由此可見，開水飲用溫度的需求出現(xiàn)了多樣化，即不同的人群，不同的用途而同時(shí)需要高溫開水、中高溫開水、常溫開水和低溫開水。因此，在滿足飲用開水溫度多樣性需求的前提下，如何節(jié)省開水爐能耗是目前開水爐亟待解決的節(jié)能技術(shù)；·

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中要滿足不同的人群對(duì)高溫開水、中高溫開水、常溫開水和低溫開水的多樣化需求以及開水爐能耗大的不足，提出了一種基于熱泵技術(shù)的多溫段開水爐，其特征在于，所述多溫段開水爐包含熱泵機(jī)組，開水器，高溫開水、中溫開水、常溫開水及冷開水四種水箱，高溫水、中溫水及低溫三種水-水換熱器、回?zé)崞骱退|(zhì)處理裝置，構(gòu)成具有三種結(jié)構(gòu)的多溫段開水爐；所述第一種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在自來水進(jìn)口和低溫水-水換熱器WEXl上通道之間連接Vl閥門與水質(zhì)處理裝置，V2閥門并聯(lián)在Vl閥門與水質(zhì)處理裝置的兩端，低溫水-水換熱器WEXl上通道再串聯(lián)中溫水-水換熱器WEX2下通道、高溫水-水換熱器WEX3上通道、開水器和高溫開水箱，高溫開水箱設(shè)置高溫開水出口 ；低溫水-水換熱器WEXl下通道分別通過常溫開水箱連接至常溫開水出口和通過冷開水箱連接至冷開水出口 ；高溫開水箱、高溫水-水換熱器WEX3下通道連接至中高溫開水箱，中高溫開水箱的一路輸出連接中高溫開水出口 ；中高溫開水箱的另外一路輸出連接中溫水-水換熱器WEX2上通道，并通過常溫開水箱的一路連接至常溫開水出口；所述熱泵機(jī)組是由壓縮機(jī)、冷凝器C、回?zé)崞飨峦ǖ馈3節(jié)流閥門、蒸發(fā)器E、回?zé)崞魃贤ǖ来?lián)成的閉合回路；所述開水器有電開水器和燃?xì)忾_水器兩種類型。所述水質(zhì)處理裝置為RO膜過濾器或純凈水制備裝置。所述高溫開水、中高溫開水、常溫開水和冷開水的溫度范圍各是85 100°C、70 850C >55 65°C、14 30°C。所述水質(zhì)處理裝置根據(jù)自來水水質(zhì)情況，在自來水進(jìn)入開水爐系統(tǒng)前加設(shè)或不加設(shè)。[0010]所述熱泵機(jī)組中的冷凝器C以沉浸方式布置在常溫開水箱下部。所述熱泵機(jī)組中的蒸發(fā)器E以沉浸方式布置在低溫開水箱上部。所述第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第一種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)中去掉了低溫水-水換熱器WEXl和熱泵機(jī)組，自來水進(jìn)口通過V2閥門并聯(lián)在串聯(lián)的Vl閥門與水質(zhì)處理裝置的兩端的結(jié)構(gòu)直接與中溫水-水換熱器WEX2下通道連接，其余與第一種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。所述第三種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)中去掉了中溫水-水換熱器WEX2和常溫開水箱，自來水進(jìn)口通過V2閥門并聯(lián)在串聯(lián)的Vl閥門與水質(zhì)處理裝置的兩端的結(jié)構(gòu)直接與高溫水-水換熱器WEX3上通道連接，其余與第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。 本實(shí)用新型的有益效果是在供應(yīng)飲用開水的開水爐系統(tǒng)中添加熱泵機(jī)組，采用能源梯級(jí)利用原理，通過回收從高溫開水轉(zhuǎn)變?yōu)橹懈邷亻_水、常溫開水、低溫開水過程的熱量，對(duì)自來水進(jìn)行逐級(jí)加熱升溫，從而節(jié)省開水爐的能源消耗。該多溫段開水爐不僅能夠大幅度降低開水爐的能源消耗，而且還能夠提供多溫度段的開水，可用于醫(yī)院、高校、政府辦公樓、賓館等場(chǎng)所。

圖I為第一種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為第三種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)I-水質(zhì)處理裝置，2-冷開水水箱3-開水器，4-高溫開水箱，5-中高溫開水箱，6-常溫開水箱，WEX1-低溫水-水換熱器，WEX2+中溫水-水換熱器，WEX3+高溫水-水換熱器；C一冷凝器、E—蒸發(fā)器；7—壓縮機(jī)；％、V2—閥門；VK—節(jié)流裝置；8-IHE為回?zé)崞鳌?br> 具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出了具有三種結(jié)構(gòu)的節(jié)省能源消耗的多溫段開水爐。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。本實(shí)用新型是鑒于實(shí)際生活中不同的人群對(duì)高溫開水、中高溫開水、常溫開水和低溫開水的多樣化實(shí)際需求，根據(jù)能源梯級(jí)利用原理在在供應(yīng)飲用開水的開水爐系統(tǒng)中增設(shè)水-水換熱器和熱泵機(jī)組，通過回收從高溫開水轉(zhuǎn)變?yōu)橹懈邷亻_水、常溫開水、低溫開水過程的熱量，對(duì)自來水進(jìn)行逐級(jí)加熱升溫，從而降低多溫段開水爐的能源消耗。所述高溫開水、中高溫開水、常溫開水和冷開水的溫度范圍各是85 IOO0C >70 85°C、55 65°C、14 30°C。實(shí)施例I如圖I所示的第一種基于熱泵技術(shù)的多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在自來水進(jìn)口和低溫水-水換熱器WEXl上通道之間連接Vl閥門與水質(zhì)處理裝置1，V2閥門并聯(lián)在Vl閥門與水質(zhì)處理裝置I的兩端(水質(zhì)處理裝置I為RO膜過濾器、純凈水制備裝置)，低溫水-水換熱器WEXl上通道再串聯(lián)中溫水-水換熱器WEX2下通道、高溫水-水換熱器WEX3上通道、開水器3和高溫開水箱4，高溫開水箱4設(shè)置高溫開水出口 ；低溫水-水換熱器WEXl下通道分別通過常溫開水箱6連接至常溫開水出口，和通過冷開水箱2連接至冷開水出口 ；高溫開水箱4、高溫水-水換熱器WEX3下通道連接至中高溫開水箱5，中高溫開水箱5的一路輸出連接中高溫開水出口 ；中高溫開水箱5的另外一路輸出連接中溫水-水換熱器WEX2上通道，并通過常溫開水箱6的一路連接至常溫開水出口 ；所用開水器3有電開水器和燃?xì)忾_水器兩種類型。在常溫開水箱6和冷開水箱2之間增設(shè)熱泵機(jī)組。該熱泵機(jī)組是由壓縮機(jī)7、冷凝器C、V3節(jié)流閥門、回?zé)崞?下通道、蒸發(fā)器E、回?zé)崞?上通道串聯(lián)成的閉合回路；本基于熱泵技術(shù)的多溫段開水爐的工作原理自來水經(jīng)過水質(zhì)處理裝置I后，依次流經(jīng)低溫水-水換熱器WEXl、中溫水-水換熱器WEX2、高溫水-水換熱器WEX3，被梯級(jí)加熱升溫后，進(jìn)入開水器3被加熱至設(shè)定溫度的開水；來自開水器3的開水，進(jìn)入高溫開水箱4后分兩路一路進(jìn)入高溫開水供應(yīng)管路，另一路進(jìn)入高溫水-水換熱器WEX3被自來水冷卻降溫后，進(jìn)入中高溫開水箱5 ;中高溫開水箱5的開水又分兩路一路進(jìn)入中高溫開水 的供應(yīng)管路，另一路進(jìn)入中溫水-水換熱器WEX2被進(jìn)一步冷卻降溫后，進(jìn)入常溫開水箱6，被熱泵機(jī)組的冷凝器C中的工質(zhì)蒸氣加熱升溫；常溫開水箱6的熱水再分兩路一路進(jìn)入常溫開水的供應(yīng)管路，另一路進(jìn)入低溫水-水換熱器WEXl被繼續(xù)冷卻降溫后，進(jìn)入冷開水箱2 ;來自低溫水-水換熱器WEXl的開水進(jìn)入冷開水箱2后，被熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器E中的工質(zhì)冷卻降溫后，進(jìn)入低溫開水的供應(yīng)管路。上述熱泵機(jī)組的節(jié)能原理是來自蒸發(fā)器的(熱泵)氣態(tài)工質(zhì)，進(jìn)入壓縮機(jī)被壓縮升壓后，進(jìn)入放置在常溫開水箱中的冷凝器C，氣態(tài)工質(zhì)放熱而被凝結(jié)成液態(tài)工質(zhì)，再進(jìn)入回?zé)崞鱅HE被來自蒸發(fā)器的低壓低溫蒸氣冷卻降溫后，經(jīng)V3節(jié)流裝置降壓節(jié)流后，進(jìn)入放置在冷開水箱2中的蒸發(fā)器E而吸熱蒸發(fā)，最后進(jìn)入回?zé)崞鱅HE被來自冷凝器的高溫液態(tài)工質(zhì)加熱升溫后，返回至壓縮機(jī)吸氣口，上述熱泵工質(zhì)如此循環(huán)。對(duì)于熱泵機(jī)組，通過加設(shè)回?zé)崞?來實(shí)現(xiàn)冷凝器出口的工質(zhì)冷凝液過冷，蒸發(fā)器出口的工質(zhì)蒸汽過熱，從而提高熱泵性能。通過回收從高溫開水轉(zhuǎn)變?yōu)橹懈邷亻_水、常溫開水、低溫開水過程的熱量，對(duì)自來水進(jìn)行逐級(jí)加熱升溫，從而節(jié)省開水爐的能源消耗。實(shí)施例2如圖2所示第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第一種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)中去掉了低溫水-水換熱器WEXl和熱泵機(jī)組，自來水進(jìn)口通過V2閥門并聯(lián)在串聯(lián)的Vl閥門與水質(zhì)處理裝置I的兩端的結(jié)構(gòu)直接與中溫水-水換熱器WEX2下通道連接，其余與實(shí)施例I的第一種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)不提供低溫?zé)崴?，而僅提供高溫開水、中高溫開水、常溫開水。高溫開水分兩路一路進(jìn)入高溫開水供應(yīng)管路，另一路進(jìn)入高溫水-水換熱器放熱降溫；來自高溫水-水換熱器的開水進(jìn)入中高溫開水箱，然后分兩路一路進(jìn)入中高溫開水供應(yīng)管路，另一路進(jìn)入中溫水-水換熱器放熱降溫后，進(jìn)入常溫開水箱。實(shí)施例3如圖3所示第三種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)中去掉了中溫水-水換熱器WEX2和常溫開水箱6，自來水進(jìn)口通過V2閥門并聯(lián)在串聯(lián)的Vl閥門與水質(zhì)處理裝置的兩端的結(jié)構(gòu)直接與高溫水-水換熱器WEX3上通道連接，其余與第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。[0031]第三種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)不提供低溫?zé)崴统亻_水，而僅提供高溫開水和中高溫開水。高溫開水分兩路一路進(jìn)入高溫開水供應(yīng)管路，另一路進(jìn)入高溫水-水換熱器放熱降溫后，進(jìn)入中高溫開水箱，然后進(jìn)入中高溫開水供 應(yīng)管路。上述三種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)，可在自來水進(jìn)入開水爐系統(tǒng)之前加裝水質(zhì)處理裝置或不加裝水質(zhì)處理裝置。
權(quán)利要求1.一種基于熱泵技術(shù)的多溫段開水爐，其特征在于，所述基于熱泵技術(shù)的多溫段開水爐包含熱泵機(jī)組，開水器，高溫開水、中溫開水、常溫開水及冷開水四種水箱，高溫、中溫及低溫三種水-水換熱器、回?zé)崞骱退|(zhì)處理裝置，構(gòu)成具有三種結(jié)構(gòu)的多溫段開水爐； 所述第一種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在自來水進(jìn)口和低溫水-水換熱器WEXl上通道之間連接Vl閥門與水質(zhì)處理裝置，V2閥門并聯(lián)在Vl閥門與水質(zhì)處理裝置的兩端，低溫水-水換熱器WEXl上通道再串聯(lián)中溫水-水換熱器WEX2下通道、高溫水-水換熱器WEX3上通道、開水器和高溫開水箱，高溫開水箱設(shè)置高溫開水出口 ；低溫水-水換熱器WEXl下通道分別通過常溫開水箱連接至常溫開水出口和通過冷開水箱連接至冷開水出口 ；高溫開水箱、高溫水-水換熱器WEX3下通道連接至中高溫開水箱，中高溫開水箱的一路輸出連接中高溫開水出口 ；中高溫開水箱的另外一路輸出連接中溫水-水換熱器WEX2上通道，并通過常溫開水箱的一路連接至常溫開水出口； 所述熱泵機(jī)組是由壓縮機(jī)、冷凝器C、回?zé)崞飨峦ǖ?、V3節(jié)流閥門、蒸發(fā)器E、回?zé)崞魃贤ǖ来?lián)成的閉合回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多溫段開水爐，其特征在于，所述第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第一種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)中去掉了低溫水-水換熱器WEXl和熱泵機(jī)組，自來水進(jìn)口通過V2閥門并聯(lián)在串聯(lián)的Vl閥門與水質(zhì)處理裝置的兩端的結(jié)構(gòu)直接與中溫水-水換熱器WEX2下通道連接，其余與第一種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多溫段開水爐，其特征在于，所述第三種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)中去掉了中溫水-水換熱器WEX2和常溫開水箱，自來水進(jìn)口通過V2閥門并聯(lián)在串聯(lián)的Vl閥門與水質(zhì)處理裝置的兩端的結(jié)構(gòu)直接與高溫水-水換熱器WEX3上通道連接，其余與第二種多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多溫段開水爐，其特征在于，所述開水器有電開水器和燃?xì)忾_水器兩種類型。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多溫段開水爐，其特征在于，所述水質(zhì)處理裝置為RO膜過濾器或純凈水制備裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多溫段開水爐，其特征在于，所述熱泵機(jī)組中的冷凝器C以沉浸方式布置在常溫開水箱下部。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多溫段開水爐，其特征在于，所述熱泵機(jī)組中的蒸發(fā)器E以沉浸方式布置在低溫開水箱上部。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多溫段開水爐，其特征在于，所述水質(zhì)處理裝置在自來水進(jìn)入開水爐系統(tǒng)前加設(shè)或不加設(shè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了屬于節(jié)能設(shè)備領(lǐng)域的一種基于熱泵技術(shù)的多溫段開水爐，所述基于熱泵技術(shù)的多溫段開水爐包含熱泵機(jī)組，開水器，開水水箱，水-水換熱器、回?zé)崞骱退|(zhì)處理裝置；其中開水水箱又分為高溫開水、中溫開水、常溫開水及冷開水四種，水-水換熱器又分為高溫、中溫及低溫三種；具有三種結(jié)構(gòu)的多溫段開水爐。在供應(yīng)飲用開水的開水爐系統(tǒng)中增設(shè)水-水換熱器和熱泵機(jī)組，采用能源梯級(jí)利用原理，通過回收從高溫開水轉(zhuǎn)變?yōu)橹懈邷亻_水、常溫開水、低溫開水過程的熱量，對(duì)自來水進(jìn)行梯級(jí)加熱升溫，從而能夠大幅度降低開水爐的能源消耗，并能夠提供多溫度段的開水，適用于醫(yī)院、高校、政府辦公樓、賓館等。
文檔編號(hào)F24H4/04GK202709449SQ20122021698
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者孫方田, 王娜, 李德英, 史永征 申請(qǐng)人:北京建筑工程學(xué)院