CN106440339A - 带回热预热功能的虹吸加热储热罐 - Google Patents

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侴乔力
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Kang Wei
Wang Na
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Abstract

一种带回热预热功能的虹吸加热蓄热罐,集成虹吸循环电加热、单罐双加热模式等先进热能技术,一体化实现供液前由虹吸循环方式电加热液体,实现静态预热蓄热模式;供液时由高温液体放热、即时桶内电加热,实现动态即时加热模式。

Description

带回热预热功能的虹吸加热储热罐
(一)技术领域
本发明涉及一种带回热预热功能的虹吸加热储热罐。
(二)背景技术
现有水平布置的储热式热水器加热罐,其加热效率较低,一方面导致静态预热缓慢,热水需要长时间等待,另一方面动态加热量不足;而预即双模电热水器采用双加热罐,分别承担静态预热和动态加热两种加热模式,从而既成倍增加产品成本又未显著提高电热水器加热储热效率,且用电量过大,不适合中国家庭配电要求,限制其家庭普及率。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种带回热预热功能的虹吸加热储热罐:在垂直加热罐中设置垂直虹吸套桶,在静态预热时形成虹吸循环电加热热水,即桶内高效电加热、桶外持温储热;在动态加热时形成套桶内的快速管式加热、套桶外的储热热水放热;从而以单罐切换实现静态虹吸预热、动态管式加热两种加热模式,既节约产品成本又提高加热储热效率;此外,通过回热盘管大幅提高热水温度场的均匀性,以及大幅改善进水口至出水口的水流组织;以大幅提高储热利用率和电加热效率;使得相同条件下延长热水洗浴时间2倍。
本发明采用的技术方案,即带回热预热功能的虹吸加热储热罐如附图1所示,其中:1-进水口;1-1-回热盘管;1-2-下降管;1-3-预热出水口;2-出水口;3-垂直虹吸套桶;4-电热器;5-加热腔;6-储热腔;7-加热信号灯;8-防干烧开关;9-安全接地和防漏电保护开关;10-热水信号灯;11-温度传感器;12-保温材料等组成。
按照附图1所示的带回热预热功能的虹吸加热储热罐:其垂直细长圆柱形罐体的中上部外侧面开水平进水口1,顶面中央开垂直出水口2,中央设置垂直虹吸套桶3,其上部预留虹吸循环出水空间,其下部预留虹吸循环进水空间,垂直虹吸套桶3下半部中央设置电热器4,并由此在垂直虹吸套桶3内形成加热腔5,而在垂直虹吸套桶3外壁与其罐体内壁的夹层形成储热腔6;其罐体外壁需附加保温材料12;进水口1在储热腔6中通过管道串联连接回热盘管1-1、下降管1-2、预热出水口1-3,组成进水预热回路。
电热器4在控制上与加热信号灯7联锁,顶面内壁设置防干烧开关8,在电热器4与水平进水口1所连接的管路之间,设置安全接地和防漏电保护开关9;顶面设置的温度传感器11闭环控制热水信号灯10的显示状态,以及静态控制电热器4的加热储热温度,并由加热信号灯7同步显示;其中部侧面设置的温度传感器11动态控制电热器4的接通、断开和功率调节,并由加热信号灯7同步显示。
电热器4是其罐体底面内壁垂直设置的多对倒U型金属电热管4;或是其罐体底面内壁垂直设置的高强度、水电屏蔽、无缝自动银钎焊、耐压12bar的英格莱840不锈钢电热管4;或是其罐体底面内壁垂直设置的大直径组合镍铬丝发热管;或是其罐体底面内壁垂直设置的多根高绝缘、高导热、高稳定性非金属电热管4;或是其罐体底面外壁中央设置的电发热盘4;或是其罐体底面外壁中央设置的电磁式发热盘4。
本发明带回热预热功能的虹吸加热储热罐的工作过程结合附图1说明如下:
1、静态预热储热模式:接通电源并启动本发明,其顶面出水口2处设置的温度传感器11,在感知热水温度低于设定下限值时,通过闭环控制接通电热器4后持续加热,直到把热水逐步加热到设定上限值则断开电热器4,其中当温度传感器11感知热水温度超过设定下限值时,控制热水信号灯10显示热水可用状态,并开启以便随时供应热水。此时,加热腔5中的热水受电热器4的加热而密度降低向上流动,储热腔6中的热水则不受加热而密度不变向下流动,从而形成热水的虹吸循环预热过程。
2、动态回热模式:上水借助其0.5~6bar表压而从垂直细长圆柱形罐体的中上部外侧面所开水平进水口1流入,并依次流经回热盘管1-1、下降管1-2、预热出水口1-3,以实现上水的预热过程。
3、动态加热模式:预热后的热水,在垂直虹吸套桶3内从下至上被电热器4加热,再于顶部的高温热水层聚集,最后流经出水口2以提供热水。随后当其顶面出水口2处设置的温度传感器11感知热水温度低于设定下限值时,接通电热器4并调节加热功率至最大,由静态预热储热模式,切换为储热热水放热、即时桶内电加热的动态加热模式,充分利用其加热与储热作用维持热水供应温度;过程持续进行,直到用户停止热水供应;等待持续加热至热水信号灯10恢复高温热水储热状态。此时,储热腔6中的热水逐层向上流动,先向回热盘管1-1释放其回热量,再与加热腔5流出的加热热水相互混合,以释放其储热量。
4、两模式复合:上述静态预热储热模式与动态加热模式,可交替复合使用。
5、保护:
(1)防干烧:当防干烧开关8感知带回热预热功能的虹吸加热储热罐中的水位尚未充满时,为防止电热器4因干烧而损毁,便会自动切断整机电源,进入保护状态,直到水位充满带回热预热功能的虹吸加热储热罐,方可自动复位;
(2)防漏电:在本发明安全接地基础上,当电磁互感式内置防漏电保护开关9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,同时由加热信号灯7闪烁,以显示故障,保障人体安全。
与现有产品相比较,本发明的集成创新优点如下所列:
1、在垂直加热罐中设置垂直虹吸套桶,在静态预热时形成虹吸循环电加热热水,即桶内高效电加热、桶外持温储热;在动态加热时形成套桶内的快速管式加热、套桶外的储热热水放热;从而以单罐切换实现静态虹吸预热、动态管式加热两种加热模式,既节约产品成本又提高加热储热效率。
2、通过回热盘管大幅提高热水温度场的均匀性,以及大幅改善进水口至出水口的水流组织;以大幅提高储热利用率和电加热效率;使得相同条件下延长热水洗浴时间2倍。
综上所述,本发明在垂直加热罐中设置垂直虹吸套桶,在静态预热时形成虹吸循环电加热热水,即桶内高效电加热、桶外持温储热;在动态加热时形成套桶内的快速管式加热、套桶外的储热热水放热;从而以单罐切换实现静态虹吸预热、动态管式加热两种加热模式,既节约产品成本又提高加热储热效率;此外,通过回热盘管大幅提高热水温度场的均匀性,以及大幅改善进水口至出水口的水流组织;以大幅提高储热利用率和电加热效率;使得相同条件下延长热水洗浴时间2倍。
(四)附图说明
附图1为本发明的系统流程图。
如附图1所示,其中:1-进水口;1-1-回热盘管;1-2-下降管;1-3-预热出水口;2-出水口;3-垂直虹吸套桶;4-电热器;5-加热腔;6-储热腔;7-加热信号灯;8-防干烧开关;9-安全接地和防漏电保护开关;10-热水信号灯;11-温度传感器;12-保温材料。
(五)具体实施方式
本发明提出的带回热预热功能的虹吸加热储热罐的实施例如附图1所示,现说明如下:其由直径150mm、高度800mm、壁厚2mm的304不锈钢垂直细长圆柱形罐体的中上部外侧面开水平直径DN10内丝接口304不锈钢进水口1;长度400mm、直径10mm、壁厚1mm的304不锈钢回热盘管1-1;长度400mm、直径10mm、壁厚1mm的304不锈钢下降管1-2;直径10mm、壁厚1mm的304不锈钢预热出水口1-3;直径DN10内丝接口304不锈钢出水口2;直径100mm、高度650mm、壁厚1mm的304不锈钢垂直虹吸套桶3;5kW功率电热器4;直径100mm、高度650mm的加热腔5;内径100mm、外径150mm、高度650mm的储热腔6;加热信号灯7;防干烧开关8;安全接地和防漏电保护开关9;热水信号灯10;温度传感器11;壁厚50mm的聚氨酯泡沫保温材料12。
按照附图1所示的带回热预热功能的虹吸加热储热罐:其垂直细长圆柱形罐体的中上部外侧面开水平进水口1,顶面中央开垂直出水口2,中央设置垂直虹吸套桶3,其上部预留70mm虹吸循环出水空间,其下部预留80mm虹吸循环进水空间,垂直虹吸套桶3下半部中央设置电热器4,并由此在垂直虹吸套桶3内形成加热腔5,而在垂直虹吸套桶3外壁与其罐体内壁的夹层形成储热腔6;其罐体外壁需附加保温材料12;进水口1在储热腔6中通过管道串联连接回热盘管1-1、下降管1-2、预热出水口1-3,组成进水预热回路。
电热器4在控制上与加热信号灯7联锁,顶面内壁设置防干烧开关8,在电热器4与水平进水口1所连接的管路之间,设置安全接地和防漏电保护开关9;顶面设置的温度传感器11闭环控制热水信号灯10的显示状态,以及静态控制电热器4的加热储热温度,并由加热信号灯7同步显示;其中部侧面设置的温度传感器11动态控制电热器4的接通、断开和功率调节,并由加热信号灯7同步显示。
电热器4是其罐体底面内壁垂直设置的4对倒U型、高强度、水电屏蔽、无缝自动银钎焊、耐压12bar、输入功率5kW的英格莱840不锈钢电热管4。
本发明实施例中:上水温度20℃、上水表压2.5bar、热水加热温度94.5±2.5℃、单相电源额定电压220V、额定频率50Hz、额定输入电功率5kW;以虹吸电加热方式静态制取92℃高温热水并储热;每台机组重量10kg,运行重量24kg,运行时无噪音。

Claims (3)

1.一种带回热预热功能的虹吸加热蓄热罐,其由进水口(1);回热盘管(1-1);下降管(1-2);预热出水口(1-3);出水口(2);垂直虹吸套桶(3);电热器(4);加热腔(5);蓄热腔(6);加热信号灯(7);防干烧开关(8);安全接地和防漏电保护开关(9);液体信号灯(10);温度传感器(11);保温材料(12)等组成;其特征在于:垂直细长圆柱形罐体的中上部外侧面开水平进水口(1),顶面中央开垂直出水口(2),中央设置垂直虹吸套桶(3),其上部预留虹吸循环出水空间,其下部预留虹吸循环进水空间,垂直虹吸套桶(3)下半部中央设置电热器(4),并由此在垂直虹吸套桶(3)内形成加热腔(5),而在垂直虹吸套桶(3)外壁与其罐体内壁的夹层形成蓄热腔(6);其罐体外壁需附加保温材料(12);进水口(1)在蓄热腔(6)中通过管道串联连接回热盘管(1-1)、下降管(1-2)、预热出水口(1-3),组成进水预热回路。
2.按照权利要求1所述的带回热预热功能的虹吸加热蓄热罐,其特征在于:电热器(4)在控制上与加热信号灯(7)联锁,顶面内壁设置防干烧开关(8),在电热器(4)与水平进水口(1)所连接的管路之间,设置安全接地和防漏电保护开关(9);顶面设置的温度传感器(11)闭环控制液体信号灯(10)的显示状态,以及静态控制电热器(4)的加热蓄热温度,并由加热信号灯(7)同步显示;其中部侧面设置的温度传感器(11)动态控制电热器(4)的接通、断开和功率调节,并由加热信号灯(7)同步显示。
3.按照权利要求1所述的带回热预热功能的虹吸加热蓄热罐,其特征在于:电热器(4)是其罐体底面内壁垂直设置的多对倒U型金属电热管(4);或是其罐体底面内壁垂直设置的高强度、水电屏蔽、无缝自动银钎焊、耐压12bar的英格莱840不锈钢电热管(4);或是其罐体底面内壁垂直设置的大直径组合镍铬丝发热管;或是其罐体底面内壁垂直设置的多根高绝缘、高导热、高稳定性非金属电热管(4);或是其罐体底面外壁中央设置的电发热盘(4);或是其罐体底面外壁中央设置的电磁式发热盘(4)。
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