CN105466277A

CN105466277A - 一种通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置与方法

Info

Publication number: CN105466277A
Application number: CN201510503543.XA
Authority: CN
Inventors: 张轲
Original assignee: ZHEJIANG DINMEI ELECTRICAL APPLIANCE CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG DINMEI ELECTRICAL APPLIANCE CO Ltd
Priority date: 2015-08-17
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2016-04-06

Abstract

本发明涉及一种通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置与方法，所述的高焓浴宝包括基板和固定在基板两个侧面上的若干翅片，所述翅片组成高焓浴宝的通风放热区和蒸发区，工作喷嘴通过电磁阀与供水管路连接，工作喷嘴对准蒸发区的翅片，电热管安装在基板内，基板侧面设置有电热管接口；所述去除高焓浴宝水垢的装置包括壳体、除垢喷嘴、风机、控制系统，所述的工作喷嘴、除垢喷嘴、风机均安装在壳体内，所述的除垢喷嘴通过电磁阀与供水管路连接，除垢喷嘴位于工作喷嘴的下方并对准蒸发区的翅片，控制系统安装在后台；所述基板的侧面设置有温控探头。本发明结构设计合理，能够有效去除高焓浴宝蒸发区翅片上的水垢，保证高焓浴宝的正常运行。

Description

一种通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置与方法

技术领域

本发明涉及一种通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置，以及通过该装置去除高焓浴宝水垢的方法，主要用于高焓浴宝。

背景技术

自来水中一般都含有少量的钙离子和镁离子，还含有少量碳酸氢根离子。

含有钙(Ca)镁(Mg)盐类等矿物质的水叫做“硬水”。河水、湖水、井水和泉水都是硬水。自来水是河水、湖水或者井水经过沉降，除去泥沙，消毒杀菌后得到的，也是硬水。刚下的雨雪，水里不含矿物质，是“软水”。水烧开后，一部分水蒸发了，本来不好溶解的硫酸钙(CaSO₄，石膏就是含结晶水的硫酸钙）沉淀下来。原来溶解的碳酸氢钙(Ca(HCO₃)₂）和碳酸氢镁（Mg(HCO₃)₂)，在沸腾的水里分解，放出二氧化碳(CO₂)，变成难溶解的碳酸钙(CaCO₃)和氢氧化镁（Mg(OH)₂)也沉淀下来，有时也会生成MgCO₃。这样就形成了水垢。自古以来，水垢一直与我们的生产生活相影随行：只要有水的蒸发、沸腾，就有水垢产生。

水的硬度太高，在换热器中将产生大量水垢，堵塞水流通道，增加沿程阻力；硬垢导热性很差，会导致受热面传热情况恶化；硬垢如果胶结于热水器或锅炉内壁，还会由于热胀冷缩和受力不均，极大的增加热水器和锅炉炉管爆裂甚至爆炸的危险性。而对于健康而言，水垢进入人体胃中与盐酸反应，还会释放出钙镁离子和二氧化碳，前者是结石形成的必要物质，能导致肾结石、尿道结石发病率的提高，增加人体消化系统、泌尿系统的疾病的发病几率。

解决冬季家居洗浴取暖的高焓浴宝、护理衣物的挂烫机，每小时产生1～5kg的水蒸汽；工厂供汽用的大锅炉，每小时要送出几吨甚至几十吨的水蒸汽。这些林林总总、大大小小的蒸汽发生装置，都面临着水垢带来的堵塞水流通道、增加沿程阻力，热阻增加、传热状况恶化，水垢与换热器热胀冷缩的不一致导致换热器管路和锅炉炉管爆裂等问题。而据试验，一吨自来水中大约含有0.2kg的钙(Ca)镁(Mg)盐类等矿物质，长年累月的蒸发，将在换热器、锅炉炉管之间，导致水垢的过度累积。

解决水垢问题的手段，主要有两个：一个是增加前置的水处理净化工艺与设备，例如离子树脂交换、RO反渗透等等，大幅降低水中钙镁离子等硬物质含量，这需要土地、厂房、设备和投资，通常在工商业企业中使用；另一个，就是定期对换热器等设备上累积的水垢，采取物理的和化学的方法进行清洗，例如用盐酸溶液对结垢的热工装置进行浸泡、冲洗以去除其上的水垢。

而探索采取物理的除垢方法，例如对换热器等热工装置进行高频度的升温与降温操作，即通过高频度的“热震荡”，利用钙镁盐类物质水垢的热膨胀系数与铜铝不锈钢等换热器本体材料的热膨胀系数之间的差异，促成水垢与换热器本体的剥离，达成除垢的目的，是一种经济性好、可靠性高的除垢方法。

作为替代灯泡式浴霸和PTC暖风机的卫浴取暖全新产品的高焓浴宝，也面临着去除水垢的难题。

高焓浴宝运行时，吸入卫浴空间冷空气，冷空气在风机推动下流过翅片式电热板上的主体通风区和主体蒸发区被加热成干热空气；同时，高焓浴宝采用扇形喷嘴喷出粒径≤5微米的水雾，水雾在风机推动下流经翅片式电热板主体蒸发区，并在翅片式电热板的主体蒸发区吸热蒸发成为水蒸汽，水蒸汽与干热空气混合后成为暖湿气流再注入卫浴空间。

高焓浴宝创造出全新的“温汽并行”放热方式、全新的热湿空气“附壁流动”的空气内循环方式，填补了冬季洗浴时卫浴空间的空气高温干燥和墙壁水蒸汽冷凝这样“两个水蒸汽缺口”，根本改善了由“温度”、“湿度”、“风速”3个指标组成的冬季卫浴热舒适性；

高焓浴宝实施通风放热与蒸发放热两种放热方式并行的“温汽并行”复合放热，在提高卫浴空间空气温度的同时，提高空气的绝对含湿量，提高空气的湿润性和能量密度。高焓浴宝与高热阻低热容量内墙保温板组合，可以提供家庭洗浴、雾浴、汗蒸3种能量状态，形成“三能态低碳集成卫浴房”。

所谓三能态低碳集成卫浴房，就是以高焓浴宝为升温加湿主机，在净面积2m²、空间体积4.4m³左右的卫浴空间里，内墙采用厚度2cm、导热系数0.026w/（m*k）左右的高热阻低热容量内墙瓷砖保温板，在户外气温0℃条件下，空气快速达到以下三种能量状态：

①高焓浴宝温汽并行运行10分钟，空气温升达到20℃以上，温度达到30℃，相对湿度≥50%，实现温暖洗浴；

②高焓浴宝温汽并行运行15分钟，空气温升达到30℃以上，温度达到35℃，相对湿度≥60%，实现雾浴;

③高焓浴宝温汽并行运行20分钟，空气温升达到40℃以上，温度达到45℃，相对湿度≥60%，实现家庭汗蒸桑拿;

高焓浴宝运行时，吸入卫浴空间冷空气，冷空气在风机推动下流过翅片式电热板上的主体通风区和主体蒸发区被加热成干热空气；同时，高焓浴宝扇形喷嘴喷出的粒径≤5微米的水雾，在风机推动下流经翅片式电热板主体蒸发区，并在翅片式电热板的主体蒸发区吸热蒸发成为水蒸汽，水蒸汽与干热空气混合后成为暖湿气流再注入卫浴空间。

高焓浴宝是替代灯泡式浴霸和PTC暖风机的卫浴取暖全新产品。高焓浴宝，由翅片式电热板、离心风机、扇形喷嘴和专用控制系统组成。高焓浴宝，将电热管埋置于两侧有金属翅片的金属基板即形成“翅片式电热板”，运行时离心风机吸入卫浴空间冷空气，并且推动冷空气流过翅片式电热板两侧的放热翅片，冷空气被加热成干热空气；同时，扇形喷嘴喷出的粒径≤5微米的水雾，水雾在离心风机推动下流经位于翅片式电热板一侧的蒸发区，并在该蒸发区的翅片上吸热蒸发成为水蒸汽；在翅片式电热板两侧出风口处，两股气流混合，水蒸汽与干热空气混和之后成为暖湿气流再注入卫浴空间。高焓浴宝实施“通风放热”与“喷水雾化蒸发放热”两种放热方式并行的“温汽并行”复合放热，在提高冬季卫浴空间空气温度的同时，提高空气的绝对含湿量，提高空气的湿润性和能量密度。

如图1所示，高焓浴宝创造出全新的“温汽并行”放热方式，填补了冬季取暖洗浴时卫浴空间的空气因为升温而干燥（对应于下图中横向差值⊿d，将10℃RH80%空气加热到40℃并且维持RH80%，则需要增加34.16-5.34=28.82g水蒸汽/kg干空气），和因为墙壁温度低于卫浴空间含湿空气的露点而造成水蒸汽冷凝（对应于下图中竖向差值，10℃的墙壁温度比40℃RH80%空气的露点温度33.6℃还要低23.6℃，⊿t=33.6℃-10℃=23.6℃，造成大量湿空气中水蒸汽在墙壁上放热冷凝）这样“两个水蒸汽缺口”；高焓浴宝在提高卫浴空间空气温度的同时，还大幅度提高空气的绝对湿度，稳定或提高空气的相对湿度，使冬季卫浴空间空气的状态从低温低湿度（对应于焓湿图左下方点）向高温高湿度（对应于焓湿图右上方点）移动，根本改善了由“温度”、“湿度”、“风速”3个指标组成的冬季卫浴热舒适性。

高焓浴宝与高热阻低热容量内墙保温板组合形成的三能态低碳集成卫浴房，作为一个新型家庭卫浴能量系统，具有四个特点：

1、大幅节能

冬季家庭洗浴的总能耗，由热水生产、取暖、照明等项组成，在2㎡的淋浴区，能量消耗已经达到20～25kw，成为住宅中能量注入强度最大的区域；其中卫生热水、取暖的能耗分别占90%、10%左右；卫浴节能的重点在卫生热水的节约使用。

三能态低碳集成卫浴房通过实施“高热阻低热惯性内墙保温”，大幅降低卫浴空间的暖湿空气对墙体的漏热，大幅降低了洗浴者对热水喷淋御寒的依赖，大幅降低了卫生热水温度和热水的消耗量，使冬季洗浴总能耗由20～25kw下降到10～12kw，降低50%以上。

2、热舒适性洗浴

由于采用了“温汽并行”放热技术，三能态低碳集成卫浴房既无传统浴霸的光波辐射，又无PTC暖风机的干燥热风，冬季户外0℃时，洗浴空间能够在15min达到35℃、60%以上，空气的湿润性好，空气能量密度达到90kJ/（kg空气）以上，洗浴热舒适性提高1倍。

由于采用了热湿空气“附壁流动”的空气内循环方式，卫浴空间温度和湿度的竖向均匀性改善，彻底克服了“洗浴者头顶热脚部冷”的现象，暖湿空气分布在洗浴者的受益区。

3、家庭休闲汗蒸

由于实施了“高热阻低热惯性内墙保温”技术、“温汽并行放热”技术、热湿空气“附壁流动”的空气内循环技术，卫浴空间的温湿度，能够在20min内达到45℃、60%以上，空气的湿润性好，空气焓值达到120kJ/（kg空气）以上，实现了居家休闲汗蒸。

4、综合性价比高

三能态低碳集成卫浴房，由高焓浴宝主机、低热惯性保温墙面和玻璃隔断门组成；与传统的由浴霸、吊顶、瓷砖墙面和玻璃隔断门组成的淋浴间相比，总成本上升很小，而因为热舒适性大幅提高、汗蒸功能增加和大幅节能，三能态低碳集成卫浴房的综合性价比大幅提升！

但是，高焓浴宝也面临着去除水垢的难题。

在城镇自来水中，钙(Ca)镁(Mg)盐类等矿物质的含量在150mg/L左右；使用降雨形成的江河湖泊的水源生产的自来水，矿物质杂质含量较低，而深井水的矿物质杂质含量则很高。高焓浴宝扇形喷嘴喷出的自来水水雾在翅片式电热板一侧的蒸发区的长时间蒸发，将在蒸发区翅片表面留下大量水垢，堵塞翅片式电热板蒸发区的气流通道，增加了空气流动的沿程阻力；水垢的导热性很差，还导致翅片式电热板蒸发区翅片放热面的传热情况劣化、恶化。

如何有效去除高焓浴宝的翅片式电热板上主体蒸发区的水垢，是高焓浴宝普及推广所面临的主要难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置与方法，它能有效去除高焓浴宝翅片表面水垢。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置，所述的高焓浴宝包括基板和固定在基板两个侧面上的若干翅片，所述翅片组成高焓浴宝的通风放热区和蒸发区，工作喷嘴通过电磁阀与供水管路连接，工作喷嘴对准蒸发区的翅片，电热管安装在基板内，基板侧面设置有电热管接口，其特征在于：所述去除高焓浴宝水垢的装置包括壳体、除垢喷嘴、风机、控制系统，所述的工作喷嘴、除垢喷嘴、风机均安装在壳体内，所述的除垢喷嘴通过电磁阀与供水管路连接，除垢喷嘴位于工作喷嘴的下方并对准蒸发区的翅片，控制系统安装在后台；所述基板的侧面设置有温控探头。通过控制系统控制两个喷嘴的间歇式喷水，使蒸发区翅片温度的周期性的上升与下降，造成“热震荡”，利用钙镁盐类水垢的热膨胀系数与铜铝类金属翅片材料的热膨胀系数之间的差异，促成水垢与翅片的剥离、脱落，实现高焓浴宝的“热震荡除垢”。电磁阀与控制系统连接，能够有效控制喷嘴的间歇式喷水。

本发明所述的除垢喷嘴喷出水雾蒸发汽化所需要的热功率为电热管功率的5～15倍。除垢喷嘴能喷出大量的水雾，能够造成蒸发区翅片温度的急速下降。除垢喷嘴仅在除垢时使用，工作喷嘴在高焓浴宝工作时以及除垢时均能使用。

本发明还提供了一种通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置的除垢方法，其特征在于：它的除垢过程如下：

（1）控制系统控制电热管通电加热，风机选择低速档，工作喷嘴和荡除垢喷嘴上的电磁阀断电关闭；此时，由于两个喷嘴都没有喷水，基板在电热管的作用下快速升温，升温到设定温度T1；

（2）控制系统通过温控探头检测到基板升温到设定温度T1之后，控制风机选择高速档，两个喷嘴的电磁阀得电同时打开，大量水雾喷出，在风机气流的携带下冲向蒸发区翅片，蒸发区翅片极速降温，带动基板温度降低，直至降温到设定温度T2；

（3）控制系统通过温控探头检测到基板降温到设定温度T2之后，控制风机转为低速挡，两个喷嘴的电磁阀断电关闭，基板再次升温，重复步骤（1），进入下一个循环；

（4）蒸发区翅片重复快速升温降温的过程，实现热震荡除垢；热震荡除垢运行时间达到控制系统设定的除垢时长T后，本次除垢清洗结束。

除垢喷嘴与风机配合，在专用控制系统和控制程序的操控下，两个喷嘴间歇式地对翅片式电热板蒸发区的翅片喷射水雾，造成蒸发区翅片温度的周期性的上升与急速下降，即造成“热震荡”，利用钙镁盐类水垢的热膨胀系数与铜铝类金属翅片材料的热膨胀系数之间的差异，促成水垢与翅片的剥离、脱落，实现高焓浴宝的“热震荡除垢”。

本发明所述的除垢过程在每次高焓浴宝运行结束后进行，每次除垢的时长为t1,5min≤t1≤10min。

本发明所述的除垢过程在高焓浴宝累计运行时长t后进行，100h≤t≤200h；每次除垢的时长为t2，30min≤t2≤60min。

两种除垢方式，既能在高焓浴宝每次运行后除垢，也能在高焓浴宝多次运行后累计一次性除垢，用户可以根据需要自行选择。

本发明与现有技术相比，具有以下明显效果：结构设计合理，能够有效去除高焓浴宝蒸发区翅片上的水垢，保证高焓浴宝的正常运行。

附图说明

图1为现有技术中高焓浴宝运行的示意图。

图2为本发明中高焓浴宝的结构示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明除垢的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

参见图2～图4，本实施例中，高焓浴宝包括基板1和固定在基板1两个侧面上的若干翅片2，所有翅片2组成高焓浴宝的通风放热区10和蒸发区3，工作喷嘴4通过电磁阀与供水管路连接，工作喷嘴4对准蒸发区3的翅片2，电热管5安装在基板1内，基板1侧面设置有电热管5接口。

本实施例中，去除高焓浴宝水垢的装置包括壳体6、除垢喷嘴7、风机8、控制系统，所述的工作喷嘴4、除垢喷嘴7、风机8均安装在壳体6内，所述的除垢喷嘴7通过电磁阀与供水管路连接，除垢喷嘴7位于工作喷嘴4的下方并对准蒸发区3的翅片2，控制系统安装在后台；所述基板1的侧面设置有温控探头9。

本实施例中，除垢喷嘴7喷出水雾蒸发汽化所需要的热功率为电热管5功率的5～15倍。除垢喷嘴7能喷出大量的水雾，能够造成蒸发区3翅片2温度的急速下降。除垢喷嘴7仅在除垢时使用，工作喷嘴4在高焓浴宝工作时以及除垢时均能使用。

本实施例的除垢过程如下：

（1）控制系统控制电热管5通电加热，风机8选择低速档，工作喷嘴4和荡除垢喷嘴7上的电磁阀断电关闭；此时，由于两个喷嘴都没有喷水，基板1在电热管5的作用下快速升温，升温到设定温度T1（例如200℃）；

（2）控制系统通过温控探头9检测到基板1升温到设定温度T1之后，控制风机8选择高速档，两个喷嘴的电磁阀得电同时打开，大量水雾喷出，在风机8气流的携带下冲向蒸发区3翅片2，蒸发区3翅片2极速降温，带动基板1温度降低，直至降温到设定温度T2（例如180℃）；

（3）控制系统通过温控探头9检测到基板1降温到设定温度T2之后，控制风机8转为低速挡，两个喷嘴的电磁阀断电关闭，基板1再次升温，重复步骤（1），进入下一个循环；

（4）蒸发区3翅片2重复快速升温降温的过程，实现热震荡除垢；热震荡除垢运行时间达到控制系统设定的除垢时长T（例如5min）后，本次除垢清洗结束。

具体除垢流程图如图4所示。

除垢喷嘴7与风机8配合，在专用控制系统和控制程序的操控下，两个喷嘴间歇式地对翅片2式电热板蒸发区3的翅片2喷射水雾，造成蒸发区3翅片2温度的周期性的上升与急速下降，即造成“热震荡”，利用钙镁盐类水垢的热膨胀系数与铜铝类金属翅片2材料的热膨胀系数之间的差异，促成水垢与翅片2的剥离、脱落，实现高焓浴宝的“热震荡除垢”。

本实施例有两种除垢方式：

一种是除垢过程在每次高焓浴宝运行结束后，控制系统在后台自动除垢。

由于高焓浴宝每次运行时长一般不超过120min，每次运行结束时，控制系统都在后台自动除垢，因而每次除垢量都很小，除垢时长较短，一般设置在5min即可。

另一种是除垢过程在高焓浴宝累计运行时长t（例如100小时）后进行，由人工手动控制进行阶段性除垢。

由于高焓浴宝累计运行时间较长，所以除垢量比较大，除垢时长应相对较长，一般设置在30min较为合适。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，只要其零件未说明具体形状和尺寸的，则该零件可以为与其结构相适应的任何形状和尺寸；同时，零件所取的名称也可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。

Claims

1.一种通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置，所述的高焓浴宝包括基板和固定在基板两个侧面上的若干翅片，所述翅片组成高焓浴宝的通风放热区和蒸发区，工作喷嘴通过电磁阀与供水管路连接，工作喷嘴对准蒸发区的翅片，电热管安装在基板内，基板侧面设置有电热管接口，其特征在于：所述去除高焓浴宝水垢的装置包括壳体、除垢喷嘴、风机、控制系统，所述的工作喷嘴、除垢喷嘴、风机均安装在壳体内，所述的除垢喷嘴通过电磁阀与供水管路连接，除垢喷嘴位于工作喷嘴的下方并对准蒸发区的翅片，控制系统安装在后台；所述基板的侧面设置有温控探头。

2.权利要求1所述的通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置，其特征在于：所述的除垢喷嘴喷出水雾蒸发汽化所需要的热功率为电热管功率的5～15倍。

3.一种权利要求1或2任一项所述的通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置的除垢方法，其特征在于：它的除垢过程如下：

4.权利要求3所述的通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置的除垢方法，其特征在于：所述的除垢过程在每次高焓浴宝运行结束后进行，每次除垢的时长为t1,5min≤t1≤10min。

5.权利要求3所述的通过热震荡去除高焓浴宝水垢的装置的除垢方法，其特征在于：所述的除垢过程在高焓浴宝累计运行时长t后进行，100h≤t≤200h；每次除垢的时长为t2，30min≤t2≤60min。