專利名稱：一種節(jié)能型多溫段開水爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于節(jié)能設(shè)備及能源節(jié)約技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種節(jié)能型多溫段開水爐。該節(jié)能型多溫段開水爐不僅能夠大幅度降低開水爐的能源消耗，并且能夠提供多溫度段的開水，可用于醫(yī)院、高校、政府辦公樓、寫字樓、賓館等場所。
背景技術(shù)：
常規(guī)的開水爐將自來水從16°C左右加熱至100°C左右，且只能供應(yīng)高溫開水。而飲水者一般等溫度降至40°C左右的時候才開始飲用。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，同時也會少量的開水因蒸發(fā)而散失。同時，研究表明，過高溫度的開水炮制紅茶、緑茶等茶葉將損害其中的營養(yǎng)成分。對于炎熱的夏季，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也出現(xiàn)了多祥化，即不同的人群，不同的用途而同時需要高溫開水、中高溫開水、常溫開水和低溫開水。據(jù)公共建筑能耗調(diào)研知，開水爐的能耗在公共建筑能耗中的比例較大，是公共建筑節(jié)能的重要組成部分。因此，在滿足飲用開水溫度多樣化需求的前提下，如何節(jié)省開水爐能耗是目前開水爐亟待解決的節(jié)能技木。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是鑒于上述對飲用開水的不同溫度的需求，并根據(jù)能源梯級利用原理，提出了一種節(jié)能型多溫段開水爐，其特征在于，所述節(jié)能型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-水換熱器和水質(zhì)處理裝置，構(gòu)成具有三種結(jié)構(gòu)的節(jié)能型多溫段開水爐；所述第一種節(jié)能型多溫段開水爐結(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)置高溫開水出ロ ；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ロ ；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ロ ；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、V3節(jié)流閥門、回?zé)崞飨峦ǖ?、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和 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)。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。所述熱泵機(jī)組中，來自蒸發(fā)器E的熱泵エ質(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放熱而被凝結(jié)成液態(tài)エ質(zhì)后，再經(jīng)過回?zé)崞鞅粊碜哉舭l(fā)器的低溫エ質(zhì)蒸氣冷卻降溫后，經(jīng)V3節(jié)流裝置降壓節(jié)流后，進(jìn)入放置在冷開水水箱中的蒸發(fā)器E而吸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)后的低壓エ質(zhì)蒸氣經(jīng)回?zé)崞鞅患訜嵘郎睾笞兂蛇^熱蒸氣后，進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣ロ，熱泵エ質(zhì)如此循環(huán)，對于熱泵機(jī)組通過加設(shè)回?zé)崞鳎蓪?shí)現(xiàn)冷凝器出ロ的エ質(zhì)冷凝液過冷，蒸發(fā)器出ロ的エ質(zhì)蒸汽過熱，進(jìn)而増大制冷量，提高熱泵C0P。所述第二種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第一種節(jié)能型多溫段開水爐結(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)ロ通過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，其余與第一種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。所述第三種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第二種節(jié)能型多溫段開水爐結(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)ロ通過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，其余與第二種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。本發(fā)明的有益效果是在供應(yīng)飲用開水的開水爐系統(tǒng)中添加水水換熱器和熱泵機(jī)組，采用能源梯級利用原理，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，對自來水進(jìn)行逐級加熱升溫，實(shí)現(xiàn)節(jié)省開水爐的能源消耗。該節(jié)能型多溫段開水爐能夠大幅度降低開水爐的能源消耗，并且能夠提供多溫度段的開水，可用于醫(yī)院、高校、政府辦公樓、寫字樓、賓館等場所。


圖I為本發(fā)明的第一種系統(tǒng)組成及管路連接方式。圖2為本發(fā)明的第二種系統(tǒng)組成及管路連接方式。圖3為本發(fā)明的第三種系統(tǒng)組成及管路連接方式。圖中標(biāo)號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)；V1. V2—閥門；VK—節(jié)流裝置；8-IHE為回?zé)崞鳌?br> 具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出了具有三種結(jié)構(gòu)的節(jié)省能源消耗的節(jié)能型多溫段開水爐。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。本發(fā)明是鑒于實(shí)際生活中不同的人群，不同的用途而同時需要高溫開水、中高溫開水、常溫開水和低溫開水，并根據(jù)能源梯級利用原理在在供應(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，對自來水進(jìn)行逐級加熱升溫，實(shí)現(xiàn)節(jié)省開水爐的能源消耗。
實(shí)施例I如圖I所示的第一種節(jié)能型多溫段開水爐結(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)置高溫開水出ロ ；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連接至冷開水出ロ ；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之間添加熱泵機(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；本節(jié)能型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)ー步冷卻降溫后，進(jìn)入常溫開水箱6，被熱泵機(jī)組的冷凝器C中的エ質(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中的エ質(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)エ質(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)エ質(zhì)放熱而被凝結(jié)成液態(tài)エ質(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)后，進(jìn)入回?zé)崞鱅HE被來自冷凝器的液態(tài)エ質(zhì)加熱升溫后，返回至壓縮機(jī)的吸氣ロ，上述熱泵エ質(zhì)如此循環(huán)。對于熱泵機(jī)組，通過加設(shè)回?zé)崞?來實(shí)現(xiàn)冷凝器出ロ的エ質(zhì)冷凝液過冷，蒸發(fā)器出ロ的エ質(zhì)蒸汽過熱。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，實(shí)現(xiàn)節(jié)省開水爐的能源消耗。實(shí)施例2如圖2所示第二種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第一種節(jié)能型多溫段開水爐結(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)ロ通過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的第一種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。第二種節(jié)能型多溫段開水爐結(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所示第三種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第二種節(jié)能型多溫段開水爐結(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)ロ通過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，其余與第二種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。第三種節(jié)能型多溫段開水爐結(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。
上述三種節(jié)能型多溫段開水爐結(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
1.一種節(jié)能型多溫段開水爐，其特征在于，所述基于熱泵技術(shù)的節(jié)能型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)的節(jié)能型多溫段開水爐； 所述的第一種節(jié)能型多溫段開水爐結(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V1閥門與水質(zhì)處理裝置，V2閥門并聯(lián)在V1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ロ ；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)、V3節(jié)流閥門、回?zé)崞飨峦ǖ?、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所述的節(jié)能型多溫段開水爐，其特征在于，所述第二種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第一種節(jié)能型多溫段開水爐結(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)ロ通過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，其余與第一種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型多溫段開水爐，其特征在于，所述第三種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)是在第二種節(jié)能型多溫段開水爐結(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)ロ通過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，其余與第二種節(jié)能型多溫段開水爐結(jié)構(gòu)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型多溫段開水爐，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所述的節(jié)能型多溫段開水爐，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所述的節(jié)能型多溫段開水爐，其特征在于，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 85°C、55 65°C和14 30°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型多溫段開水爐，其特征在于，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)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型多溫段開水爐，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。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型多溫段開水爐，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。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型多溫段開水爐，其特征在于，所述熱泵機(jī)組中，來自蒸發(fā)器(E的熱泵エ質(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)放熱而被凝結(jié)成液態(tài)エ質(zhì)后，再經(jīng)過回?zé)崞鞅粊碜哉舭l(fā)器的低溫エ質(zhì)蒸氣冷卻降溫后，經(jīng)V3節(jié)流裝置降壓節(jié)流后，進(jìn)入放置在冷開水水箱中的蒸發(fā)器(E)而吸熱蒸發(fā)，蒸發(fā)后的低壓エ質(zhì)蒸氣經(jīng)回?zé)崞鞅患訜嵘郎睾笞兂蛇^熱蒸氣后，進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣ロ，熱泵エ質(zhì)如此循環(huán)，對于熱泵機(jī)組通過加設(shè)回?zé)崞鳎瑢?shí)現(xiàn)冷凝器出ロ的エ質(zhì)冷凝液過冷，蒸發(fā)器出ロ的エ 質(zhì)蒸汽過熱，進(jìn)而増大制冷量，提高熱泵COP。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于節(jié)能設(shè)備及能源節(jié)約技術(shù)領(lǐng)域的一種節(jié)能型多溫段開水爐，所述節(jié)能型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；具有三種結(jié)構(gòu)的節(jié)能型多溫段開水爐。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，對自來水進(jìn)行梯級加熱升溫，從而大幅度降低開水爐的能源消耗，并且能夠提供多溫度段的開水，可用于醫(yī)院、高校、政府辦公樓、寫字樓、賓館等場所。
文檔編號F24H9/14GK102645022SQ20121014911
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者史永征, 孫方田, 李德英, 王娜 申請人:北京建筑工程學(xué)院