CN104214930B - 热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水器。所述热水器包括：本体，所述本体具有第一进水口和第一出水口；膜蒸馏组件，所述膜蒸馏组件具有第二进水口、第二出水口和蒸汽出口，其中所述第二进水口与所述第一出水口相连；储水罐，所述储水罐内具有储水腔，所述储水腔的壁上设有进口、蒸馏水出口和排气口，所述进口与所述蒸汽出口相连；和真空发生器，所述真空发生器与所述排气口相连。根据本发明实施例的热水器具有结构简单、制蒸馏水速度快、使用寿命长等优点。

Description

热水器

技术领域

本发明涉及一种热水器。

背景技术

在利用现有的热水器制备蒸馏水时，会引起膜组件的膜通量下降以及膜组件的疏水膜亲水化。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种热水器。

根据本发明实施例的热水器包括：本体，所述本体具有第一进水口和第一出水口；膜蒸馏组件，所述膜蒸馏组件具有第二进水口、第二出水口和蒸汽出口，其中所述第二进水口与所述第一出水口相连；储水罐，所述储水罐内具有储水腔，所述储水腔的壁上设有进口、蒸馏水出口和排气口，所述进口与所述蒸汽出口相连；和真空发生器，所述真空发生器与所述排气口相连。

根据本发明实施例的热水器不仅可以有效地防止膜蒸馏组件的膜通量下降，而且可以防止膜蒸馏组件的疏水膜被亲水化。

另外，根据本发明上述实施例的热水器还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述膜蒸馏组件包括：壳体，所述壳体内具有第一容纳腔；和疏水膜，所述疏水膜设在所述第一容纳腔内且将所述第一容纳腔分隔为第一热侧和第一冷侧，其中所述第二进水口和所述第二出水口设在所述第一热侧的壁上，所述蒸汽出口设在所述第一冷侧的壁上。

根据本发明的一个实施例，所述疏水膜为中空纤维式疏水膜、卷式疏水膜、板式疏水膜或折叠式疏水膜。

根据本发明的一个实施例，所述疏水膜由聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯中的一种或多种制成。

根据本发明的一个实施例，所述蒸汽出口包括上蒸汽出口和下蒸汽出口，所述上蒸汽出口位于所述第一冷侧的上部，所述下蒸汽出口邻近所述第一冷侧的下端。

根据本发明的一个实施例，所述热水器进一步包括换热器，所述换热器具有蒸汽进口、冷凝水出口、第一冷却水进口和第一冷却水出口，其中所述蒸汽进口与所述蒸汽出口相连，所述冷凝水出口与所述进口相连，所述第一冷却水出口与所述第一进水口相连。

根据本发明的一个实施例，所述换热器包括：换热器壳体，所述换热器壳体内具有第二容纳腔；和换热件，所述换热件设在所述第二容纳腔内且将所述第二容纳腔分隔为第二热侧和第二冷侧，所述蒸汽进口和所述冷凝水出口设在所述第二热侧的壁上，所述第一冷却水进口和所述第一冷却水出口设在所述第二冷侧的壁上。

根据本发明的一个实施例，所述储水罐上设有冷却水套，所述冷却水套具有第二冷却水进口和第二冷却水出口，所述第二冷却水出口与所述第一进水口相连。

根据本发明的一个实施例，所述热水器进一步包括进水管，所述进水管穿过所述储水腔且与所述第一进水口相连，所述进水管的位于所述储水腔内的部分盘绕成螺旋状或波纹状。

根据本发明的一个实施例，所述热水器进一步包括活性炭滤芯，所述活性炭滤芯的进口与所述蒸馏水出口相连。

附图说明

图1是根据本发明实施例的热水器的结构示意图。

附图标记：

热水器10、

本体101、第一进水口1011、第一出水口1012、

膜蒸馏组件102、第二进水口1021、第二出水口1022、上蒸汽出口1023、下蒸汽出口1024、壳体1025、第一热侧1026、第一冷侧1027、疏水膜1028、

储水罐103、储水腔1031、进口1032、蒸馏水出口1033、排气口1034、

真空发生器104、

换热器105、蒸汽进口1051、冷凝水出口1052、第一冷却水进口1053、第一冷却水出口1054、换热器壳体1055、换热件1056、第二热侧1057、第二冷侧1058、

活性炭滤芯106

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的热水器10。如图1所示，根据本发明实施例的热水器10包括本体101、膜蒸馏组件102、储水罐103和真空发生器104。

本体101具有第一进水口1011和第一出水口1012。膜蒸馏组件102具有第二进水口1021、第二出水口1022和蒸汽出口，第二进水口1021与第一出水口1012相连。储水罐103内具有储水腔1031，储水腔1031的壁上设有进口1032、蒸馏水出口1033和排气口1034，进口1032与蒸汽出口相连。真空发生器104与排气口1034相连。

下面参考图1描述根据本发明实施例的热水器10的工作过程。水(自来水)可以由第一进水口1011进入到本体101内并在本体101内被加热成热水。热水从第一出水口1012离开本体101并从第二进水口1021进入到膜蒸馏组件102内，热水可以从第二出水口1022离开膜蒸馏组件102，以便用于沐浴、洗碗等。

在热水进入到膜蒸馏组件102内后，开启真空发生器104。由于真空发生器104与储水罐103的排气口1034连通且储水罐103的进口1032与膜蒸馏组件102的蒸汽出口连通，因此真空发生器104可以通过储水罐103对膜蒸馏组件102抽真空。在真空的作用下，热水在膜蒸馏组件102的疏水膜的微孔中蒸发，形成低压蒸汽。

该低压蒸汽经过蒸汽出口和进口1032进入到储水罐103内。该低压蒸汽可以在储水罐103内冷却，以便形成蒸馏水。由于该低压蒸汽会带走热水中的热量，因此可以通过调整真空度来控制热水的温度。例如，可以使真空度在0.01MPa-0.1MPa的范围内，以便使热水的温度不低于40摄氏度。

根据本发明实施例的热水器10通过使膜蒸馏组件102的第二进水口1021与本体101的第一出水口1012相连，从而在用户使用热水的同时进行蒸馏过程以便获得蒸馏水，由此不需要额外添加循环装置，也不需要冷却循环水。

而且，由于利用热水器10的本体101排出的热水作为原水，该热水一次性流过膜蒸馏组件102且该热水不需要循环，从而可以保证流过膜蒸馏组件102的原水为自来水。由此可以极大地降低流过膜蒸馏组件102的原水的盐浓度，从而不仅可以有效地防止膜蒸馏组件102的膜通量下降，而且可以防止膜蒸馏组件102的疏水膜被亲水化。

因此，根据本发明实施例的热水器10具有结构简单、制蒸馏水速度快、使用寿命长等优点。

具体地，根据本发明实施例的热水器10可以是电热水器、燃气热水器、太阳能热水器或空气能热水器。

如图1所示，根据本发明的一些实施例的热水器10包括本体101、膜蒸馏组件102、换热器105、储水罐103、活性炭滤芯106和真空发生器104。

本体101内具有加热腔，冷水从第一进水口1011进入到该加热腔内并在该加热腔内被加热成热水。该热水依次通过第一出水口1012和第二进水口1021进入到膜蒸馏组件102内。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，膜蒸馏组件102可以包括壳体1025和疏水膜1028。壳体1025内具有第一容纳腔。疏水膜1028设在该第一容纳腔内且将该第一容纳腔分隔为第一热侧1026和第一冷侧1027。其中，第二进水口1021和第二出水口1022设在第一热侧1026的壁上，该蒸汽出口设在第一冷侧1027的壁上。也就是说，第一热侧1026是该第一容纳腔的一部分，第一冷侧1027也是该第一容纳腔的一部分。

离开本体101的热水可以从第二进水口1021进入到第一热侧1026内，并从第二出水口1022离开第一热侧1026。在真空发生器104的作用下，第一热侧1026具有一定的真空度。在真空的作用下，热水在膜蒸馏组件102的疏水膜1028的微孔中蒸发，并在第一冷侧1027内形成低压蒸汽。

有利地，疏水膜1028可以是中空纤维式疏水膜、卷式疏水膜、板式疏水膜或折叠式疏水膜。疏水膜1028可以由聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯中的一种或多种制成。

第一冷侧1027内的低压蒸汽可以从蒸汽出口离开第一冷侧1027。如图1所示，在本发明的一个具体示例中，该蒸汽出口包括上蒸汽出口1023和下蒸汽出口1024，上蒸汽出口1023位于第一冷侧1027的上部，下蒸汽出口1024邻近第一冷侧1027的下端。

由于第一冷侧1027内的一部分低压蒸汽在第一冷侧1027内冷却形成蒸馏水，因此通过设置邻近第一冷侧1027的下端的下蒸汽出口1024，从而可以使第一冷侧1027内的蒸馏水及时地流入换热器105内。

有利地，第一冷侧1027的底壁上可以设有排泄孔。当第一冷侧1027内积存较多的蒸馏水时，可以通过打开该排泄孔排掉积存的蒸馏水。

上蒸汽出口1023可以是多个，多个上蒸汽出口1023可以沿上下方向间隔开地设置。由此可以使第一冷侧1027内的低压蒸汽更加快速地、及时地进入到换热器105内。

换热器105具有蒸汽进口1051、冷凝水出口1052、第一冷却水进口1053和第一冷却水出口1054。其中，蒸汽进口1051与膜蒸馏组件102的蒸汽出口相连，冷凝水出口1052与储水罐103的进口1032相连，第一冷却水出口1054与第一进水口1011相连。

如图1所示，在本发明的一个示例中，换热器105包括换热器壳体1055和换热件1056。换热器壳体1055内具有第二容纳腔。换热件1056设在该第二容纳腔内且将该第二容纳腔分隔为第二热侧1057和第二冷侧1058。蒸汽进口1051和冷凝水出口1052设在第二热侧1057的壁上，第一冷却水进口1053和第一冷却水出口1054设在第二冷侧1058的壁上。换言之，第二热侧1057可以是该第二容纳腔的一部分，第二冷侧1058也可以是该第二容纳腔的一部分。

具体而言，冷却水从第一冷却水进口1053进入到第二冷侧1058内，该冷却水通过换热件1056与第二热侧1057内的低压蒸汽进行热交换，以便将第二热侧1057内的低压蒸汽冷却成冷凝水，该冷凝水可以依次通过冷凝水出口1052和储水罐103的进口1032进入到储水罐103内。也就是说，可以利用第二热侧1057内的低压蒸汽对第二冷侧1058内的冷却水进行预热，以便充分地回收该低压蒸汽的冷凝潜热和一部分温降显热。该冷却水可以依次通过第一冷却水出口1054和第一进水口1011进入到本体101内。

具体地，换热器105可以是管壳式换热器、翅片式换热器或中空纤维式换热器。换热件1056可以由铜、不锈钢或塑料制成。

在本发明的一个示例中，热水器10包括本体101、膜蒸馏组件102、进水管(图中未示出)、储水罐103、活性炭滤芯106和真空发生器104。该进水管穿过储水腔1031，且该进水管与第一进水口1011相连。换言之，冷却水通过该进水管进入到本体101内。该进水管的位于储水腔1031内的部分盘绕成螺旋状或波纹状。也就是说，该进水管的第一部分位于储水腔1031内，且该进水管的第一部分盘绕成螺旋状或波纹状。

膜蒸馏组件102的第一冷侧1027内的低压蒸汽进入到储水腔1031内后，该低压蒸汽可以与通过该进水管的冷却水进行热交换，并被冷凝为蒸馏水。

在本发明的另一个示例中，热水器10包括本体101、膜蒸馏组件102、储水罐103、活性炭滤芯106和真空发生器104。其中，储水罐103上设有冷却水套，该冷却水套具有第二冷却水进口和第二冷却水出口，该第二冷却水出口与第一进水口1011相连。由此可以利用通过该冷却水套的冷却水对储水罐103内的低压蒸汽进行冷却，以便得到蒸馏水。

储水罐103可以由塑料或金属制成。有利地，储水罐103可以承受0.1MPa的真空度。

真空发生器104可以是真空泵。有利地，该真空泵的进气阀处可以设有气体过滤膜。在用户停止使用热水时，该真空泵可以停止工作并打开进气阀，设在该进气阀处的气体过滤膜可以阻挡空气中的灰尘、细菌等，以避免空气中的灰尘、细菌等进入到储水腔1031内。

如图1所示，在本发明的一些示例中，热水器10可以进一步包括活性炭滤芯106，活性炭滤芯106的进口与蒸馏水出口1033相连。由此可以利用活性炭滤芯106对蒸馏水进行过滤，从而可以改善蒸馏水的口感。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种热水器，其特征在于，包括：

本体，所述本体具有第一进水口和第一出水口；

膜蒸馏组件，所述膜蒸馏组件具有第二进水口、第二出水口和蒸汽出口，其中所述第二进水口与所述第一出水口相连；

储水罐，所述储水罐内具有储水腔，所述储水腔的壁上设有进口、蒸馏水出口和排气口，所述进口与所述蒸汽出口相连；和

真空发生器，所述真空发生器与所述排气口相连；

所述膜蒸馏组件包括：

壳体，所述壳体内具有第一容纳腔；和

疏水膜，所述疏水膜设在所述第一容纳腔内且将所述第一容纳腔分隔为第一热侧和第一冷侧，其中所述第二进水口和所述第二出水口设在所述第一热侧的壁上，所述蒸汽出口设在所述第一冷侧的壁上；

所述蒸汽出口包括上蒸汽出口和下蒸汽出口，所述上蒸汽出口位于所述第一冷侧的上部，所述下蒸汽出口邻近所述第一冷侧的下端；

所述第一冷侧的底壁上设有排泄孔；

换热器，所述换热器具有蒸汽进口、冷凝水出口、第一冷却水进口和第一冷却水出口，其中所述蒸汽进口与所述蒸汽出口相连，所述冷凝水出口与所述进口相连，所述第一冷却水出口与所述第一进水口相连；

其中，所述下蒸汽出口连接于所述换热器的底部并与所述冷凝水出口连通。

2.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述疏水膜为中空纤维式疏水膜、卷式疏水膜、板式疏水膜或折叠式疏水膜。

3.根据权利要求2所述的热水器，其特征在于，所述疏水膜由聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯中的一种或多种制成。

4.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述换热器包括：

换热器壳体，所述换热器壳体内具有第二容纳腔；和

换热件，所述换热件设在所述第二容纳腔内且将所述第二容纳腔分隔为第二热侧和第二冷侧，所述蒸汽进口和所述冷凝水出口设在所述第二热侧的壁上，所述第一冷却水进口和所述第一冷却水出口设在所述第二冷侧的壁上。

5.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述储水罐上设有冷却水套，所述冷却水套具有第二冷却水进口和第二冷却水出口，所述第二冷却水出口与所述第一进水口相连。

6.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于，进一步包括进水管，所述进水管穿过所述储水腔且与所述第一进水口相连，所述进水管的位于所述储水腔内的部分盘绕成螺旋状或波纹状。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的热水器，其特征在于，进一步包括活性炭滤芯，所述活性炭滤芯的进口与所述蒸馏水出口相连。