CN101385613A

CN101385613A - 热力直饮机/开水机

Info

Publication number: CN101385613A
Application number: CNA2008101708229A
Authority: CN
Inventors: 侴乔力; 魏蔚; 侴雨青; 侴雨宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-18
Filing date: 2008-10-18
Publication date: 2009-03-18

Abstract

一种热力直饮机/开水机：有机组合直饮机、开水机二功能于一体，避免重复投资；上水加热至90℃杀菌而成为饮水后，再通过5℃小温差换热所形成的闭路热焓循环，回收90％饮水显热，制取仅比上水高5℃的热力直饮水，实现增加产量、减少能耗、富含氧气的热力直饮机功能，倡导“绿色直饮”生活方式；直接引出90℃饮水，保留开水机功能。

Description

热力直饮机/开水机

(一)技术领域

本发明涉及一种热力直饮机/开水机。

(二)背景技术

回收全部显热绿色直接饮水机由于未设置开水机支路，因此为取用开水就需要：

1、增设一台板式保温回热器，并从两台板式保温回热器之间的饮水管路上设置由三通所连接的开水机饮水阀，从而需增加投资；

2、在保温胆中把城市自来水(以下简称“上水”)加热至100～105℃，从而既增加7％的运行电费，又导致千沸水对身体健康的危害；而事实上水温85℃即可杀菌99％以上，故而只须把上水加热至85～95℃杀菌，即可满足饮茶、泡方便面等需求。

连续式开水机每度电只能把11升的25℃上水加热到90℃饮水，因此存在下列缺点：

1、由于25℃烧开到90℃的显热全部释放环境，从而形成开路热焓过程；不仅造成能源的巨大浪费，而且须配置大功率电热器，既增加初投资也增加漏电危险；

2、90℃高温饮水极易烫伤儿童与老人，因此存在安全隐患；

3、开式水箱须浮球阀等液位控制，且极易被二次污染。

(三)发明内容

本发明的目的：是提供一种热力直饮机/开水机：有机组合直饮机、开水机二功能于一体，避免重复投资；上水加热至90℃杀菌而成为饮水后，再通过5℃小温差换热所形成的闭路热焓循环，回收90％饮水显热，制取仅比上水高5℃的热力直饮水，实现增加产量、减少能耗、富含氧气的热力直饮机功能，倡导“绿色直饮”生活方式；直接引出90℃饮水，保留开水机功能。

本发明采用的技术方案，即热力直饮机/开水机如附图1所示，其中：1-过滤器；2-止回阀；3-泄压阀；4-保温回热器；5-保温胆；6-饮水阀；7-三通；8-发热管；9-温控器或温度开关或温度传感器；10-显示屏或信号灯；11-防干烧的熔断器或温控器；12-安全接地和防漏电保护开关；13-加压泵。

按照附图1所示的热力直饮机/开水机：其由过滤器1、止回阀2、泄压阀3、保温回热器4上水侧、保温胆5、保温回热器4饮水侧、m只并联的饮水阀6及其连接管路与1个三通7等，组成用于热回收和加热的热力直饮机支路；

其中保温胆5与发热管8组成饮水加热杯，发热管8的接通、断开和功率调节，则由保温胆5顶部出水口处设置的饮水温控器或温度开关或温度传感器9进行闭环控制；饮水加热杯可以是1只，或者是2～20只通过管路与三通7等相互并联；

由保温回热器4饮水侧进口管路上的三通7，连接n只并联的开水机饮水阀6，组成开水机支路；

饮水加热杯的顶部出水口处设置的温控器或温度开关或温度传感器9闭环控制其显示屏或信号灯10的状态切换；

在饮水加热杯和热水加热杯的内胆设置防干烧的熔断器或温控器11；

在热力直饮机支路，设置安全接地和防漏电保护开关12。

在过滤器1与止回阀2之间安装加压泵13，并由其所附的水流开关或水压开关控制启停。

保温回热器4作为带保温的上水与饮水间换热器，是板式换热器4，或是套管式换热器4，或是同心管式换热器4，或是同轴式换热器4等逆流换热器；或是板翅式换热器4，或是壳管式换热器4，或是交叉流式换热器4，或是盘管式换热器4。

发热管8是保温胆5的内插1～20对U型金属管电热棒8；或是高绝缘、高导热、高稳定性的非金属保温胆5外壁所附着的一层电发热网膜8；或是保温胆5外壁所附电磁式发热器8；或是保温胆5所配太阳能集热管8；或是金属管5所配各种燃料的燃烧器8；或是保温胆5所配内通蒸汽盘管8；或是保温胆5所配内通热水盘管8。

止回阀2、泄压阀3也可组合为一个管件。

过滤器1是保护性杂质过滤器1，或是活性碳过滤器1，或是超滤过滤器1，或是涂银粒料过滤器1，或是纳米通(Bipolar-technology)过滤器1，或是上述几种过滤方式的组合过滤器1。

过滤器1依现场需要，在其进水口处安装清洗及检修用角阀。

本发明热力直饮机/开水机的工作过程结合附图1说明如下：

1、排气：上水以0.5～7bar表压，流经过滤器1、止回阀2、泄压阀3、保温回热器4上水侧、饮水加热杯、开水机饮水阀6或保温回热器4饮水侧、热力直饮机饮水阀6；然后开启热力直饮机饮水阀6、开水机饮水阀6，分别排尽热力直饮机支路、开水机支路中的空气，每路直到完全出水后再关闭相应阀门；

2、预热：接通电源并启动本发明，饮水加热杯顶部出水口处设置的饮水温控器或温度开关或温度传感器9，在感知水温低于90℃时，通过闭环控制接通发热管8后持续加热，直到把上水加热到95℃并控制其显示屏或信号灯10的状态切换；

3、热力直饮机：开启热力直饮机饮水阀6，经过滤器1的上水便利用其0.5～7bar表压流入保温回热器4上水侧，并把饮水加热杯中90℃饮水压入保温回热器4的饮水侧，以在保温回热器4的两侧形成上水和饮水的5℃小温差逆流换热，其中25℃上水回收饮水90％显热后被预热至85℃；同时90℃饮水释放90％显热后被冷却至30℃热力直饮水，并由热力直饮机饮水阀6排出饮用；当饮水加热杯顶部出水口处设置的饮水温控器或温度开关或温度传感器9感知水温低于90℃时，接通发热管8并调节加热功率，以把出水温度稳定在90±5℃；过程连续进行，直到关闭热力直饮机饮水阀6；此外，上水是在2～5bar表压下被加热到90℃杀菌，仍保持氧气的较高溶解度；而热力直饮水在取用时又恢复到常压、常温和氧气的常规溶解度，从而使热力直饮水因富含氧气而充满活力，会逐步取代传统无氧开水，有宜人类健康；

4、开水机：开启开水机饮水阀6，经过滤器1的上水便利用其0.5～7bar表压流入保温回热器4上水侧，把饮水加热杯中90℃饮水压入开水机饮水阀6，由其排出饮用；随后当饮水加热杯顶部出水口处设置的饮水温控器或温度开关或温度传感器9感知水温低于90℃时，接通发热管8并持续加热，以把出水温度稳定在90±5℃；过程持续进行，直到关闭开水机饮水阀6，或者出水温度低于85℃而切换显示屏或信号灯10状态；此时须关闭开水机饮水阀6，等待持续加热到显示屏或信号灯10恢复常态；

6、二功能复合：上述热力直饮机和开水机功能，既可以各自单一使用，也可以同时组合使用，从而实现其二功能复合；

7、加热、持温、杀菌：保温回热器4上水侧出口已被预热到85℃的上水或25℃上水，被发热管8加热到90±5℃后，在保温胆5中持温流动3分钟，以高温杀菌，制取饮水；而无论开启热力直饮机饮水阀6，或开启开水机饮水阀6，均须注意饮水加热杯显示屏或信号灯10的状态，以确保饮水达国家卫生指标；

8、保护：

(1)、防干烧：当防干烧的熔断器或温控器11感知饮水加热杯或热水加热杯的水温高于95℃时，便会在0.01～0.1秒内自动切断整机电源，进入保护状态，直到排除故障方可手动复位；

(2)、防超压：当上水表压超过7bar时，泄压阀3会通过导流管自动泄压，保护饮水加热杯的使用安全；

(3)、防漏电：在安全接地基础上，当电磁互感式内置防漏电保护开关12检测到泄漏电流超过人体感应范围，便会在0.01～0.1秒内自动切断电源，同时由显示屏或信号灯10显示故障，保障人体安全；

9、加压：当上水压力经常性低于其95℃饱和压力时，或井水、河水等经沉淀及其它处理后；就需在过滤器1与止回阀2之间安装加压泵13，在开启饮水阀6的同时通过水流开关等启动加压泵13，以加压进水到95℃饱和压力之上，确保工作正常，直到所有饮水阀6关闭；

10、清洗：关闭过滤器1进水口的上水角阀、开水机饮水阀6、热力直饮机饮水阀6，然后上水通过软管连接热力直饮机饮水阀6，并开启泄压阀3；利用上水和大气的压差对热力直饮机支路实施反向清洗，去除各设备内污垢。

与回收全部显热绿色直接饮水机相比，本发明的优点如下：

1、用开水机支路取代一台板式保温回热器，在节省设备投资的前提下增加开水机功能；

2、节能：在饮水加热杯中仅需加热上水至85～95℃，而非100～105℃，由此节省7％的运行电费。

与连续式开水机相比，本发明由于上水通过1～10℃小温差换热，回收90℃饮水中80～99％显热，因此仅需加热补偿系统循环中1～20％的显热损失及热损，即可制取仅比上水高1～10℃的热力直饮水，从而形成闭路热焓循环，其优点如下：

3、上水与饮水同价：由于每度电可把156升上水制成热力直饮水，达连续式开水机的12倍，不仅增加热力直饮机功能，而且实现上水与饮水同价；从而迫使建筑的上水输配，有必要提升为饮水输配，既节省大桶水配送中的人力和物力消耗，也避免塑料瓶/桶对饮水二次污染，引导饮水的节能与卫生革命！

4、富氧：热力直饮水因富含氧气而充满活力，会逐步取代传统无氧开水，有宜人类健康；

5、既可壁挂式安装在火车、大巴、飞机等的狭窄车厢，也可安装在旅馆的标准间内，以实现一机二用；

6、安全：常温的热力直饮水避免烫伤儿童与老人，提高饮水安全；降低的耗电量也根本避免漏电危害，确保产品的安全与可靠；

7、回收周期：若以回收90％饮水显热计，则一台每分钟供33℃热力直饮水20升的热力直饮机，连续运行1.7天所节省的商用价电费，即可回收初投资；

8、闭式水箱免除液位控制及二次污染，确保公共场所的饮水安全；

9、卫生：步进式预热、加热、回热过程，使得活水运行、水质新鲜、易清洗、易操作、无积垢、无千沸水危害、无重复加热耗电，确保节能并达国家卫生指标；

10、取消储水箱：(1)、结构简单便于整机采用食品级304不锈钢，避免生锈污染饮水；(2)、隐藏水源及电源管线，时尚美观；

11、通用市场：可同时满足民用、军用、公共场所等对热力直饮机、开水机功能的复合需求；

12、3～6kW的低功率更加适合普通中国家庭2.5m²铜线路的配电要求。

综上所述，本发明有机组合直饮机、开水机二功能于一体，避免重复投资；上水加热至90℃杀菌而成为饮水后，再通过5℃小温差换热所形成的闭路热焓循环，回收90％饮水显热，制取仅比上水高5℃的热力直饮水，实现增加产量、减少能耗、富含氧气的热力直饮机功能，倡导“绿色直饮”生活方式；直接引出90℃饮水，保留开水机功能。

(四)附图说明

附图1为本发明的系统流程图。

(五)具体实施方式

本发明提出的热力直饮机/开水机的实施例如附图1所示，现说明如下：其由DN15外丝不锈钢角阀、相互串联的DN15内丝不锈钢保护性杂质过滤器1和DN15内丝不锈钢活性碳过滤器1、DN15内丝不锈钢止回阀2和泄压阀3、换热面积0.315m²的316不锈钢板式保温回热器4上水侧、直径140mm及高度800mm的304不锈钢保温胆5、保温回热器4饮水侧、2只并联的DN15内丝不锈钢饮水球阀6及其直径15mm不锈钢连接管路与1个DN15内丝不锈钢三通7等，组成用于热回收和加热的热力直饮机支路；其中保温胆5与其内插4对循环加热2.5kW的U型紫铜管电热棒发热管8组成饮水加热杯，发热管8的接通、断开和功率调节，则由保温胆5顶部DN15内丝不锈钢出水口处设置的饮水温度开关9进行闭环控制；由保温回热器4饮水侧进口管路上的三通7，连接2只并联的开水机饮水阀6，组成开水机支路；饮水加热杯的顶部出水口处设置的温度开关9闭环控制其显示屏10的状态切换；在饮水加热杯的内胆设置防干烧的熔断器或温控器11；在热力直饮机支路，设置安全接地和防漏电保护开关12。由于上水表压2.5bar，故而在过滤器1与止回阀2之间不安装加压泵13。

本发明实施例在上水温度25℃、上水表压2.5bar、饮水杀菌温度90±5℃时，回收91％的饮水显热，节电或回收饮水显热功率达8.2kW，每度电制取热力直饮水156升；单相电源额定电压220V、额定频率50Hz、额定功率5kW；以2L/min供30℃热力直饮水时，平均输入电功率仅0.768kW；以0.5L/min供90℃开水时，平均输入电功率2.5kW；每台机组重量10.5kg，运行重量24.5kg，运行时无噪音。

Claims

1、一种热力直饮机/开水机，其由过滤器(1)；止回阀(2)；泄压阀(3)；保温回热器(4)；保温胆(5)；饮水阀(6)；三通(7)；发热管(8)；温控器或温度开关或温度传感器(9)；显示屏或信号灯(10)；防干烧的熔断器或温控器(11)；安全接地和防漏电保护开关(12)；加压泵(13)等组成；其特征在于：过滤器(1)、止回阀(2)、泄压阀(3)、保温回热器(4)上水侧、保温胆(5)、保温回热器(4)饮水侧、m只并联的饮水阀(6)及其连接管路与1个三通(7)等，组成用于热回收和加热的热力直饮机支路；其中保温胆(5)与发热管(8)组成饮水加热杯，发热管(8)的接通、断开和功率调节，则由保温胆(5)顶部出水口处设置的饮水温控器或温度开关或温度传感器(9)进行闭环控制；饮水加热杯可以是1只，或者是2～20只通过管路与三通(7)等相互并联；由保温回热器(4)饮水侧进口管路上的三通(7)，连接n只并联的开水机饮水阀(6)，组成开水机支路；饮水加热杯的顶部出水口处设置的温控器或温度开关或温度传感器(9)闭环控制其显示屏或信号灯(10)的状态切换；在饮水加热杯的内胆设置防干烧的熔断器或温控器(11)；在热力直饮机支路，设置安全接地和防漏电保护开关(12)。

2、按照权利要求1所述的热力直饮机/开水机，其特征在于：在过滤器(1)与止回阀(2)之间安装加压泵(13)，并由其所附的水流开关或水压开关控制启停。

3、按照权利要求1所述的热力直饮机/开水机，其特征在于：保温回热器(4)作为带保温的上水与饮水间换热器，是板式换热器(4)，或是套管式换热器(4)，或是同心管式换热器(4)，或是同轴式换热器(4)等逆流换热器；或是板翅式换热器(4)，或是壳管式换热器(4)，或是交叉流式换热器(4)，或是盘管式换热器(4)。

4、按照权利要求1所述的热力直饮机/开水机，其特征在于：发热管(8)是保温胆(5)的内插1～20对U型金属管电热棒(8)；或是高绝缘、高导热、高稳定性的非金属保温胆(5)外壁所附着的一层电发热网膜(8)；或是保温胆(5)外壁所附电磁式发热器(8)；或是保温胆(5)所配太阳能集热管(8)；或是金属管(5)所配各种燃料的燃烧器(8)；或是保温胆(5)所配内通蒸汽盘管(8)；或是保温胆(5)所配内通热水盘管(8)。

5、按照权利要求1所述的热力直饮机/开水机，其特征在于：止回阀(2)、泄压阀(3)也可组合为一个管件。

6、按照权利要求1所述的热力直饮机/开水机，其特征在于：过滤器(1)是保护性杂质过滤器(1)，或是活性碳过滤器(1)，或是超滤过滤器(1)，或是涂银粒料过滤器(1)，或是纳米通(Bipolar-technology)过滤器(1)，或是上述几种过滤方式的组合过滤器(1)。

7、按照权利要求1所述的热力直饮机/开水机，其特征在于：过滤器(1)依现场需要，在其进水口处安装清洗及检修用角阀。