CN106361147A - 一种无压步进式热交换饮水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无压步进式热交换饮水装置，其包括机壳、净化装置、热交换器、加热器内胆。热交换器包括热交换管和箱体，箱体上部设有开水进水口和冷水出水口，下部设有冷水进水口和温水出水口，热交换管下端与冷水进水口的一端相连，上端与冷水出水口的一端相连，冷水出水口的另一端通过冷水出水管与加热器内胆相连；开水进水口上连接有开水进水管。加热器内胆上部设有排气孔；热交换器和加热器内胆之间连接有温水冷却出水管，其下端与温水出水口相连，上端与加热器内胆上的排气孔相连，中间连接有三通管，三通管上连接有温水出水阀。该发明在常压的状态下进行热交换，稳定、安全、可靠，不易堵塞，且加热效率高、流量大、节能减排。

Description

一种无压步进式热交换饮水装置

技术领域

本发明涉及热交换装置技术领域，具体涉及一种可在无压状态下进行热交换的无压步进式热交换饮水装置。

背景技术

随着人类生活质量的提高，饮水机已经广泛的进入了人们的日常工作和生活。市场上出现了各种各样的开水器或饮水机，生活中很多开水器只提供开水，无法提供温开水（凉白开）直接饮用，并且无法回收开水中的热能，能耗极大；或者用户需增设使用成本和维护成本极高的纯水净化设备。

开水器或饮水机能够提供温开水（凉白开）也成为人们的需求，降低了纯水净化设备的购置和维护成本，同时达到直接饮用。结构上采用自来水直供内胆，必须完全依赖自来水的压力将水往上部压方可供水。饮水装置为承压装置，因此属于压力容器的范畴，由于压力容器内压力升高，通常通过泄压阀降压达到内部常压，由于水垢问题其易存在安全的隐患，尤其是开水器或饮水机目前各方的维护保养重视度较低，易发生爆裂的现象，另因其必须承压，故对制造工艺、材质与成本控制提出了更高的要求，使制造复杂化，成本居高不下，且不安全。另外，其通常采用子母管形式的热交换，为了达到管道中实现热交换，必须将冷水母管中的开水管道（即子管）做的做够细小，才能提高流动中的热交换效率，此种情况，除了在纯水的状态下加热，否则水垢极易导致塞细小的开水管道，子母管的结构很难清理及打通堵塞的管道，堵塞即报废！再者，通常的开水器或饮水机，一般只适合6KW 以下功率的饮水机或者开水器，开水的供应量较小，开水用的多同时会制约温开水的产出量，在真正需要饮用大量开水和部分温开水的场所，其产水能力较为有限。

因此，生产生活中急需一种安全、稳定、可靠，开水和温开水的产出量大、不易堵塞，加热效率高、能够节能减排的热交换饮水装置。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种安全、稳定、可靠的无压步进式热交换饮水装置，其开水和温开水的产出量大、管道不易堵塞、加热效率高、能够有效节能减排。

为解决现有技术中存在的问题，采用的具体技术方案是：

一种无压步进式热交换饮水装置，包括机壳、设于机壳内下部且并行设置的净化装置和热交换器、设于机壳内部且位于净化装置上方的加热器内胆。

所述热交换器包括热交换管和设于热交换管外的箱体，所述箱体上部设有开水进水口和冷水出水口，箱体下部设有冷水进水口和温水出水口，所述热交换管下端与冷水进水口的一端相连，上端与冷水出水口的一端相连。

所述净化装置一侧通过进水电磁阀与外界进水管相连，另一侧通过一冷水管与冷水进水口的另一端相连，所述冷水出水口的另一端通过冷水出水管与加热器内胆的下部相连；所述开水进水口上连接有开水进水管，所述开水进水管上部延伸设置于加热器内胆内部。

所述加热器内胆内部设有电加热管，上部设有排气孔；所述热交换器和加热器内胆之间还连接有温水冷却出水管，所述温水冷却出水管下端与温水出水口相连，上端与加热器内胆上的排气孔相连，所述温水冷却出水管中间还连接有三通管，所述三通管上连接有温水出水阀。

优选的方案， 所述热交换管呈螺旋状盘旋设于所述箱体内。

进一步优选的方案，所述冷水进水口、冷水出水口、开水进水口和温水出水口均为直径为25.4mm的两头设有外螺纹的外接管。

更进一步优选的方案，所述热交换管为直径为25.4mm的两头设有内螺纹的波纹管。

再进一步优选的方案，所述热交换管为304不锈钢管道。

所述冷水出水管上设有单向阀。

所述加热器内胆内部还设有高水位和安全水位，所述开水进水管的上端口位于安全水位之上。

所述加热器内胆内部还设有上温控和下温控，加热器内胆下部还设有电脑主板控制器，用于控制最高温度、最低温度以及高水位和安全水位的高度。

通过采用上述方案，本发明的一种无压步进式热交换饮水装置与现有技术相比，其技术效果在于：

1、通过开水流出经由三通，一路连接温水龙头，一路连接饮水机加热箱体最高液位上方，临近加热箱体排气管道，与外界相通，并实现无压，并通过高低液位，保证温开水不会回流至加热箱体，实现了饮水机真正无压环境下进行热交换，更稳定，更安全，更可靠。

2、采用冷却箱体内流入开水，经由内部冷水管道降温的布局实现热交换，内部管道和接头全部采用4分口径的管道和接头，水垢很难堵塞4分管道口和整个冷却箱体，从根本上解决了子母式热交换体统的水垢堵塞导致整机基本报废的尴尬局面，用户也不用话花大成本购买纯水机，解决了水垢堵塞的难题。

3、本发明无压步进式热交换装置，可以使用在大功率（大于12kw）的饮水设备上，可安全可靠解决开水和温开水的流量问题，在大功率的已被市场认可的节能步进式开水机上，实现了大流量打水的同时，产出温开水。

4、本发明在节能步进式开水器的基础上，经由内部的热交换系统，将冷水预热，能更加节省电能的损耗，提高加热效率，更有利于节能减排。

附图说明

图1为本发明一种无压步进式热交换饮水装置的内部结构示意图；

图2为本发明一种无压步进式热交换饮水装置的热交换器的正面拆解图；

图3为本发明一种无压步进式热交换饮水装置的热交换器的底面拆解图；

图4为本发明一种无压步进式热交换饮水装置的热交换器的顶面拆解图；

图5为本发明一种无压步进式热交换饮水装置的热交换器的左侧面拆解图；

图6为本发明一种无压步进式热交换饮水装置的热交换器的右侧面拆解图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1至图6所示，

一种无压步进式热交换饮水装置，包括机壳1、设于机壳1内下部且并行设置的净化装置2和热交换器3、设于机壳1内部且位于净化装置2上方的加热器内胆4。

所述热交换器3包括热交换管31和设于热交换管31外的箱体32。所述热交换管31呈螺旋状盘旋设于所述箱体32内。所述箱体32上部设有开水进水口5和冷水出水口6，箱体下部设有冷水进水口7和温水出水口8，所述热交换管31下端与冷水进水口7的一端相连，上端与冷水出水口6的一端相连。

所述净化装置2一侧通过进水电磁阀9与外界进水管相连，另一侧通过一冷水管10与冷水进水口7的另一端相连，所述冷水出水口6的另一端通过冷水出水管11与加热器内胆4的下部相连，所述冷水出水管11上设有单向阀12；所述开水进水口5上连接有开水进水管13，所述开水进水管13上部延伸设置于加热器内胆4的内部。

所述加热器内胆4内部设有电加热管14，上部设有排气孔15；所述热交换器3和加热器内胆4之间还连接有温水冷却出水管16，所述温水冷却出水管16下端与温水出水口8相连，上端与加热器内胆4上的排气孔15相连，所述温水冷却出水管16中间还连接有三通管17，所述三通管17上连接有温水出水阀18。

所述冷水进水口7、冷水出水口6、开水进水口5和温水出水口8均为直径为25.4mm的两头设有外螺纹的外接管。所述热交换管31为直径为25.4mm的两头设有内螺纹的304不锈钢波纹管。所有管道均采用直径为25.4mm的管，直径大，管道不易堵塞，且水处理量大，易满足需求。

所述加热器内胆4内部还设有高水位41和安全水位42，所述开水进水管13的上端口位于安全水位42之上。所述加热器内胆4内部还设有上温控43和下温控44，加热器内胆4下部还设有电脑主板控制器19，用于控制最高温度、最低温度以及高水位41和安全水位42的高度。

本发明中，需要说明以下几点：

1、加热器内胆4的下端还可连接出开水阀，开水和温水可同时供应。

2、所有进、出水管道均采用304食品级不锈钢波纹管链接。

3、温水出水阀18后方设有三通管，三通管一端与降温后的温开水链接，另一端与加热器内胆4上方热交换排气孔15连接，加热器内胆4自身有排气孔与外界连接。因此热交换箱体实现无压，通过高低液位差让开水流出，并进行热交换。

4、加热器内胆的高低液位说明：低水位是首次进水达到该液位后，首次启动加热，该部分水烧开后再补进下一部分冷水，烧开后再补进一部分冷水，反复这个过程，直至烧满整个内胆，达到高液位，进入待机状态。该过程冷水从水箱底部进入，该方式称为步进式加热。

5、烧开的水也是采用步进式的方式流到热交换箱体，进行冷热交换实现降温，并预热了冷水，达到安全液位后，先烧开的水首先进入其上方的开水进水管，流入热交换箱体。

本发明，热交换器的长方体的箱体和内部热交换管的制作有严格要求：

1、长方体的箱体：在焊接箱体前，先焊接好各个接头（内外丝）；在焊

接箱体最后2面前要完成内部管道的连接，管道连接完后进行氩弧焊的最后封箱焊接。

2、内部管道：内部热交换管采用4分（直径25.4mm)的食品级304波纹管道，该波纹管采用一整条完成管道的排布，该波纹管的两端采用4分内螺纹活接，分别对应连接焊接在箱体上的4分外螺纹接头。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无压步进式热交换饮水装置，包括机壳、设于机壳内下部且并行设置的净化装置和热交换器、设于机壳内部且位于净化装置上方的加热器内胆；

其特征在于：所述热交换器包括热交换管和设于热交换管外的箱体，所述箱体上部设有开水进水口和冷水出水口，箱体下部设有冷水进水口和温水出水口，所述热交换管下端与冷水进水口的一端相连，上端与冷水出水口的一端相连；

所述净化装置一侧通过进水电磁阀与外界进水管相连，另一侧通过一冷水管与冷水进水口的另一端相连，所述冷水出水口的另一端通过冷水出水管与加热器内胆的下部相连；所述开水进水口上连接有开水进水管，所述开水进水管上部延伸设置于加热器内胆内部；

所述加热器内胆内部设有电加热管，上部设有排气孔；所述热交换器和加热器内胆之间还连接有温水冷却出水管，所述温水冷却出水管下端与温水出水口相连，上端与加热器内胆上的排气孔相连，所述温水冷却出水管中间还连接有三通管，所述三通管上连接有温水出水阀。

2. 根据权利要求1所述的一种无压步进式热交换饮水装置，其特征在于：所述热交换管呈螺旋状盘旋设于所述箱体内。

3. 根据权利要求1所述的一种无压步进式热交换饮水装置，其特征在于：所述冷水进水口、冷水出水口、开水进水口和温水出水口均为直径为25.4mm的两头设有外螺纹的外接管。

4. 根据权利要求1所述的一种无压步进式热交换饮水装置，其特征在于：所述热交换管为直径为25.4mm的两头设有内螺纹的波纹管。

5. 根据权利要求1所述的一种无压步进式热交换饮水装置，其特征在于：所述热交换管为304不锈钢管道。

6. 根据权利要求1所述的一种无压步进式热交换饮水装置，其特征在于：所述冷水出水管上设有单向阀。

7. 根据权利要求1所述的一种无压步进式热交换饮水装置，其特征在于：所述加热器内胆内部还设有高水位和安全水位，所述开水进水管的上端口位于安全水位之上。

8. 根据权利要求1所述的一种无压步进式热交换饮水装置，其特征在于：所述加热器内胆内部还设有上温控和下温控，加热器内胆下部还设有电脑主板控制器，用于控制最高温度、最低温度以及高水位和安全水位的高度。