CN106839062A - 热能水循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用水蒸汽推动水循环流动传热的热能水循环系统。目的是提供一种降低或消除回水噪音的水热毯、垫、炕板、热疗产品的热能水循环系统。电热元件设于加热容器侧壁；加热容器下部与出水连接管相通，出水连接管又与水通道相通，水通道又与进水连接管相通，进水连接管又与储水箱相通；其特征在于：还包括止回装置，所述加热容器通过止回装置与储水箱相通；所述加热容器通过其侧壁与止回装置相通，其相通处即为回水口，所述回水口所处位置在加热容器中部或下部。

Description

热能水循环系统

技术领域

本发明涉及一种利用水蒸汽推动水循环流动传热的热能水循环系统，特别涉及水热毯、垫、被褥、箱、袋、服装、鞋帽、披肩、护腰、护颈、护肘、护腕、护腿、护膝、护脚踝，水热疗箱、水热疗袋、水热疗毯、垫，水热取暖器、水热床、水热床板、水热炕、水热炕板、水暖炕板、水热地暖、水热地板、水热地面、水热墙等热能水循环系统。

背景技术

中国专利申请号：201610330986.8，公布号：CN 106052126A，公布日：2016.10.26，发明名称：热能水循环毯、垫。公开了一种技术方案，包括：储水箱、带有回水口的加热容器、蒸汽室、回水单向阀、出水连接管、进水连接管、电热元件、内设有水通道的毯、垫体；储水箱通过回水单向阀与加热容器上的回水口相通，加热容器与蒸汽室相通，蒸汽室通过出水连接管与水通道一端相通，水通道另一端通过进水连接管与储水箱相通；电热元件设于加热容器侧壁；回水口设于加热容器上端，并通过回水单向阀与储水箱相通。工作过程中，在回水时，水流通过加热容器上端回水口由上至下落入加热容器内并与其内的水蒸汽混合，使加热容器内的水蒸汽迅速液化，产生巨大回吸力，将水吸入加热容器内，实现回水过程。在上述回水时，水蒸汽与吸入加热容器内的凉水混合产生巨大回吸力，水流迅速进入加热容器内，瞬间回水，产生水流冲击、震动，进而产生回水噪音。

上述“回水”是指：加热容器内产生的水蒸汽散热，液化，体积变小，产生回吸力，将储水箱内的水吸入加热容器内的过程。。

发明内容

本发明目的是提供一种，降低或消除回水噪音的水热毯、垫、被褥、箱、袋、服装、鞋帽、披肩、护腰、护颈、护肘、护腕、护腿、护膝、护脚踝，水热疗箱、水热疗袋、水热疗毯、垫，水热取暖器、水热床、水热炕、水暖炕板、水热地暖、水热地板、水热地面、水热墙等热能水循环系统。

本发明包括：储水箱、加热容器、电热元件、出水连接管、进水连接管、散热体；散热体内设水通道；电热元件设于加热容器侧壁；加热容器下部与出水连接管相通，出水连接管又与水通道相通，水通道又与进水连接管相通，进水连接管又与储水箱相通；其特征在于：还包括止回装置，所述加热容器通过止回装置与储水箱相通；所述加热容器通过其侧壁与止回装置相通，其相通处即为回水口，所述回水口所处位置在加热容器中部或下部。

所述止回装置是指：包括单向阀、止回阀、逆止阀等，具有一切止回、单向导通功能的装置。

工作时，电热元件将加热容器侧壁加热，使加热容器温度上升，加热容器内水体侧面的少量水快速沸腾产生水蒸汽并膨胀，产生压力，止回装置关闭，水蒸汽推动加热容器内的水迅速运动，将加热容器内的水由上至下推出，水经出水连接管、水通道、进水连接管向储水箱内流动，随后水蒸汽进入出水连接管内散热，液化，体积变小，产生回吸力，由于出水连接管、水通道、进水连接管的阻力作用，使止回装置开启，将储水箱内的水通过止回装置、回水口吸入加热容器内。如此循环传热供暖。

在上述循环过程中，回水时，水流通过回水口进入加热容器内，当水位升至回水口位置以上时，通过回水口的水流进入加热容器内后沿侧壁上升，在上升时，被加热容器侧壁加热，且此时回水口处于液面以下位置，通过回水口进入加热容器内的水，在液面以下向加热容器内补充，并且在补充进入加热容器内后就被加热容器侧壁加热，此时，只有被加热的水的液面与加热容器内的水蒸汽相接触(水温高，只有液面与水蒸汽接触，不能汽水混合)，这样，大大降低了水蒸汽液化的速度，使加热容器内吸力变小，回水速度变慢，从而避免回水时的水流冲击、震动，进而实现减小或消除回水噪音的目的。

为进一步完善本发明，所述回水口横截面积为26平方毫米以下。这样，当加热容器内的水蒸汽推动水流动时，回水口内的水在表面张力及阻力作用下，回水口内的水此时(由于时间较短)不能流入加热容器内，当加热容器内产生吸力时，水流再通过回水口吸入加热容器内。

为进一步完善本发明，还包括水泵，该水泵与储水箱、加热容器的水路相通。这样，当首次使用时，向储水箱内注水，加热容器内无水或者使用过程当中，加热容器内吸入空气，使其内无水，不能循环工作时，水泵启动工作，将储水箱内的水注入加热容器内，使用更方便。

为进一步完善本发明，在所述进水连接管上设控温装置。这样，进水连接管的散热速度与散热体的散热速度能够相一致，并且在同一循环的管路内，升温速度也能够保持一致，通过控制进水连接管的温度，就能够准确控制住散热体的温度，使用更方便。

为进一步完善本发明，所述加热容器为管状或筒状，立式设置。这样，更易生产、制造。

为进一步完善本发明，所述储水箱设于高于加热容器位置。这样，向储水箱内注水时，储水箱内的水由高至低会自动流入加热容器内。

为进一步完善本发明，增设回水连接管，通过该回水连接管、所述止回装置、回水口将储水箱与加热容器相连通。这样，更易安装、制造。

为进一步完善本发明，在所述加热容器与出水连接管之间增设蒸汽管，通过该蒸汽管将所述加热容器与出水连接管相连通。这样，可以更好的容纳水蒸汽，并且水蒸汽可进入蒸汽管内，将加热水时产生的不能还原为水的气体携带入并存留在蒸汽管内，下次循环时被水流带走进入储水箱内，向大气排出。

为进一步完善本发明，还包括蓄能换热器，其内设有换热通道；所述加热容器下部与蓄能换热器内的换热通道相连通，来自于加热容器内的水和水蒸汽通过蓄能换热器内的换热通道进行热交换；所述换热通道又与出水连接管一端相连通，使所述加热容器通过换热通道与出水连接管相连通；所述蓄能换热器为金属体，内设换热通道形成。这样，电热元件将加热容器侧壁加热，使加热容器内水体侧面的少量水快速沸腾产生水蒸汽并膨胀(此时加热容器内水体温度较低)，水蒸汽迅速推动加热容器内的水由上至下运动并进入蓄能换热器内(加热容器内较低温度的水进入蓄能换热器内进行热交换，使蓄能换热器温度与出水温度相一致)，当加热容器内的水排空后，加热容器内加热壁上沾有的少量水也变为水蒸汽随后也进入蓄能换热器内，并与蓄能换热器进行热交换，水蒸汽释放出热量，与此同时，蓄能换热器吸入该热量并存储，当回水时，回入到蓄能换热器内的水又使蓄能换热器温度降低(蓄能换热器将热能向水中释放)，当下次再出水时，来自加热容器内的较低温度的水经过蓄能换热器，蓄能换热器再次将热能向水中释放，将蓄能换热器温度进一步降低，随后来自加热容器内的蒸汽进入蓄能换热器，再与蓄能换热器进行热交换，水蒸汽释放热量，蓄能换热器吸收水蒸汽的热量，使水蒸汽液化。这样，蓄能换热器内的水蒸汽直接被液化，并且通过蓄能换热器将来自加热容器内的水蒸汽、水，进行热交换，同时蓄能换热器向外界散热，从而保持长时间持续不断的回吸力，吸入大量的凉水进入加热容器内并与加热容器内的水蒸汽混合，使加热容器内的水蒸汽全部液化，产生巨大吸力，实现完全回水，这样，使其能够良好回水，水循环效率高。

在上述循环过程中，进入到蓄能换热器内的水蒸汽与之进行热交换，同时蓄能换热器向外界散热，并且蓄能换热器不断的吸收大量的热，水蒸汽不断的释放出大量的热，使水蒸汽不断的液化，体积变小，长时间不断产生较大的回吸力，使水长时间不断被吸入加热容器内，并与其内的水蒸汽混合，使水蒸汽全部液化，实现完全回水，使其能够良好回水。这样，回水量大，出水量也大，使水循环量变大，效率更高。

为进一步完善本发明，在所述加热容器与储水箱之间由出水连接管、散热管、进水连接管相连形成的通路上任意位置增设出水止回装置。这样，当回水时，出水止回装置关闭，避免出水回流，从而实现更好的回水。

为进一步完善本发明，所述换热通道横截面积小于28平方毫米。这样，回水时，进入到换热通道内的凉水不会将其内的水蒸汽同时液化，而是沿着换热通道依次液化，从而避免剧烈震动，产生噪音。

本发明由于加热容器通过其侧壁与止回装置相通，其相通处即为回水口，回水口所处位置在加热容器中部或下部。这样，回水时，当加热容器内的水位升至回水口位置以上时，因回水口在液面以下向加热容器内补充水，并被加热容器侧壁加热，此时，只有被加热的水的液面与加热容器内的水蒸汽相接触，不能汽水混合，这样，大大降低了水蒸汽液化的速度，使加热容器内吸力变小，回水速度变慢，从而避免回水时的水流冲击、震动，进而实现减小或消除回水噪音的目的。使消费者更能接受该产品，更易推广普及。

附图说明

图1-5为本发明实施方式结构示意图。其中：

图5本发明中散热体为毯、垫、被褥体时，水通道一种排布结构图。

图1-5中箭头所示为水流运动及止回装置方向。

具体实施方式

图1-5所示，储水箱1与大气相通；散热体8内设水通道10；电热元件5设于加热容器6侧壁；加热容器6下部与出水连接管9相通，出水连接管9又与水通道10相通，水通道10又与进水连接管11相通，进水连接管11又与储水箱1相通；加热容器6通过止回装置2与储水箱1相通；加热容器6通过其侧壁与止回装置2相通，其相通处即为回水口16，回水口16所处位置在加热容器6中部或下部。

工作时，电热元件5将加热容器6侧壁加热，使加热容器6温度上升，加热容器6内水体侧面的少量水快速沸腾产生水蒸汽并膨胀，产生压力，止回装置2关闭，水蒸汽推动加热容器6内的水迅速运动，将加热容器6内的水由上至下推出，水经出水连接管9、水通道10、进水连接管11向储水箱1内流动，随后水蒸汽进入出水连接管9内散热，液化，体积变小，产生回吸力，由于出水连接管9、水通道10、进水连接管11的阻力作用，使止回装置2开启，将储水箱1内的水通过止回装置2、回水口16吸入加热容器6内。如此循环传热供暖。

在上述循环过程中，回水时，水流通过回水口16进入加热容器6内，当水位升至回水口16位置以上时，通过回水口16的水流进入加热容器6内后沿侧壁上升，在上升时，被加热容器6侧壁加热，且此时回水口16处于液面以下位置，通过回水口16进入加热容器6内的水，在液面以下向加热容器6内补充，并且在补充进入加热容器6内后就被加热容器6侧壁加热，此时，只有被加热的水的液面与加热容器6内的水蒸汽相接触(水温高，只有液面与水蒸汽接触，不能汽水混合)，这样，大大降低了水蒸汽液化的速度，使加热容器6内吸力变小，回水速度变慢，从而避免回水时的水流冲击、震动，进而实现减小或消除回水噪音的目的。

图1-4所示，回水口16横截面积为26平方毫米以下。这样，当加热容器6内的水蒸汽推动水流动时，回水口16内的水在表面张力及阻力作用下，回水口16内的水此时(由于时间较短)不能流入加热容器6内，当加热容器6内产生吸力时，水流再通过回水口16吸入加热容器6内。

图2、4所示，水泵23与储水箱1、加热容器6的水路相通。这样，当首次使用时，向储水箱1内注水，加热容器6内无水或者使用过程当中，加热容器6内吸入空气，使其内无水，不能循环工作时，水泵23启动工作，将储水箱1内的水注入加热容器6内，使用更方便。

图2所示，在加热容器6与储水箱1之间由出水连接管9、散热管、进水连接管11相连形成的通路上任意位置增设出水止回装置12。这样，当回水时，出水止回装置12关闭，避免出水回流，从而实现更好的回水。

图2、3所示，在进水连接管11上设控温装置28。这样，进水连接管11的散热速度与散热体的散热速度能够相一致，并且在同一循环的管路内，升温速度也能够保持一致，通过控制进水连接管11的温度，就能够准确控制住散热体的温度，使用更方便。

图1-4所示，加热容器6为管状或筒状，立式设置。这样，更易生产、制造。

图3所示，储水箱1设于高于加热容器6位置。这样，向储水箱1内注水时，储水箱1内的水由高至低会自动流入加热容器6内。

图1、2、4所示，通过该回水连接管15、止回装置2、回水口16将储水箱1与加热容器6相连通。这样，更易安装、制造。

图1、3所示，在加热容器6、蓄能换热器18与出水连接管9之间增设蒸汽管20，通过该蒸汽管20将加热容器6与出水连接管9相连通。这样，可以更好的容纳水蒸汽，并且水蒸汽可进入蒸汽管20内，将加热水时产生的不能还原为水的气体携带入并存留在蒸汽管20内，下次循环时被水流带走进入储水箱1内，向大气排出。蒸汽管20材质为紫铜。这样，更易散热、回水。并且起到排气、消音作用。

图1-4所示，蓄能换热器18其内设有换热通道22；加热容器6下部与蓄能换热器18内的换热通道22相连通，来自于加热容器6内的水和水蒸汽通过蓄能换热器18内的换热通道22进行热交换；换热通道22又与出水连接管9一端相连通，使加热容器6通过换热通道22与出水连接管9相连通；蓄能换热器18为金属体，内设换热通道22形成。这样，电热元件5将加热容器6侧壁加热，使加热容器6内水体侧面的少量水快速沸腾产生水蒸汽并膨胀(此时加热容器6内水体温度较低)，水蒸汽迅速推动加热容器6内的水由上至下运动并进入蓄能换热器18内(加热容器6内较低温度的水进入蓄能换热器18内进行热交换，使蓄能换热器18温度与出水温度相一致)，当加热容器6内的水排空后，加热容器6内加热壁上沾有的少量水也变为水蒸汽随后也进入蓄能换热器18内，并与蓄能换热器18进行热交换，水蒸汽释放出热量，与此同时，蓄能换热器18吸入该热量并存储，当回水时，回入到蓄能换热器18内的水又使蓄能换热器18温度降低(蓄能换热器18将热能向水中释放)，当下次再出水时，来自加热容器6内的较低温度的水经过蓄能换热器18，蓄能换热器18再次将热能向水中释放，将蓄能换热器18温度进一步降低，随后来自加热容器6内的蒸汽进入蓄能换热器18，再与蓄能换热器18进行热交换，水蒸汽释放热量，蓄能换热器18吸收水蒸汽的热量，使水蒸汽液化。这样，蓄能换热器18内的水蒸汽直接被液化，并且通过蓄能换热器18将来自加热容器6内的水蒸汽、水，进行热交换，同时蓄能换热器18向外界散热，从而保持长时间持续不断的回吸力，吸入大量的凉水进入加热容器6内并与加热容器6内的水蒸汽混合，使加热容器6内的水蒸汽全部液化，产生巨大吸力，实现完全回水，这样，使其能够良好回水，水循环效率高。

在上述循环过程中，进入到蓄能换热器18内的水蒸汽与之进行热交换，同时蓄能换热器18向外界散热，并且蓄能换热器18不断的吸收大量的热，水蒸汽不断的释放出大量的热，使水蒸汽不断的液化，体积变小，长时间不断产生较大的回吸力，使水长时间不断被吸入加热容器6内，并与其内的水蒸汽混合，使水蒸汽全部液化，实现完全回水，使其能够良好回水。这样，回水量大，出水量也大，使水循环量变大，效率更高。

图1-4所示，换热通道22横截面积小于28平方毫米。这样，回水时，进入到换热通道22内的凉水不会将其内的水蒸汽同时液化，而是沿着换热通道22依次液化，从而避免剧烈震动，产生噪音。

图2、4所示，在水泵23与加热容器6之间相通的水路上设第二回水连接管24，并在其上设第二回水止回装置25，通过第二回水连接管24、第二回水止回装置25将储水箱1与加热容器6相连通。这样，可以通过第二回水连接管24更好的将储水箱1内的水向加热容器6内吸入，并且当水泵23向加热容器6内供水时，第二回水止回装置25关闭，防止水进入储水箱1内。

图1、2所示，在加热容器6上设温控装置13。这样，当各种原因引起的加热容器6温度过高时，该温控装置13可断开电源，温度下降时再接通电源。温控装置13断电温度可设定在100℃-150℃之间，具体可设为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃，以115℃-135℃为最佳，具体可为115℃、120℃、125℃、130℃。另外该温控装置13也可实现另一项功能，当加热容器6加热水产生水蒸汽，推动水流动时或流动停止时，该温控装置13断开电源，待水蒸汽散热、液化、产生回吸力，回水时或回水后，该温控装置13再接通电源，使水如此周而复始循环传热，即，控电循环模式。

本发明中，加热容器6可由铝或铝合金材料制成，电热元件5采用PTC电热元件加热。这样，快速升温、快速传热、使其更好循环传热，工作效率更高。加热容器6可以是圆管状也可以是方管状，一般其是内圆外方，其内径一般6mm-30mm，长度10mm-300mm；当功率在600W以下时，内径最适宜10mm-16mm最好，长度在30mm-150mm为好。

本发明中，回水是指：加热容器6内产生的水蒸汽散热，液化，体积变小，产生回吸力，将储水箱1内的水吸入加热容器6内的过程。

本发明中，水通道10可由水管构成，也可在散热体8内设密封通道形成。制造水热毯、垫、被褥、护肩、热疗服等产品，水通道10为管时，其内径为3mm-8mm，最佳内径为3.5mm、3.8mm、4mm、4.5mm、5mm。具体可为内径3.5mm外径5mm、内径4mm外径6mm。

本发明中，散热体8是指散热部分，具体可以是毯、垫、被褥、箱、袋、服装、鞋帽、披肩、护腰、护颈、护肘、护腕、护腿、护膝、护脚踝、散热器、床、床板、炕、炕板、地板、地面、墙等。图1-5中，散热体8为毯、垫、被褥体。图5中，水通道10在散热体8上的排布方式为一种并联方式，但并不限于此，可以是任何的并联或串联方式的排布。

本发明中，止回装置是指：包括单向阀、止回阀、逆止阀等，具有一切止回、单向导通功能的装置。止回装置可设在储水箱与加热容器相连通的水路上的任意位置，具体止回装置可设于储水箱内部或储水箱外部；也可设于储水箱壳壁上；也可设于加热容器内；也可设于加热容器外；可设于回水连接管上。第二回水止回装置可设于储水箱内部或储水箱外部。

Claims (10)

1.一种热能水循环系统，包括：储水箱(1)、加热容器(6)、电热元件(5)、出水连接管(9)、进水连接管(11)、散热体(8)；散热体(8)内设水通道(10)；电热元件(5)设于加热容器(6)侧壁；加热容器(6)下部与出水连接管(9)相通，出水连接管(9)又与水通道(10)相通，水通道(10)又与进水连接管(11)相通，进水连接管(11)又与储水箱(1)相通；其特征在于：还包括止回装置(2)，所述加热容器(6)通过止回装置(2)与储水箱(1)相通；所述加热容器(6)通过其侧壁与止回装置(2)相通，其相通处即为回水口(16)，所述回水口(16)所处位置在加热容器(6)中部或下部。

2.根据权利要求1所述的热能水循环系统，其特征在于：所述回水口(16)横截面积为26平方毫米以下。

3.根据权利要求1所述的热能水循环系统，其特征在于：还包括水泵(23)，该水泵(23)与储水箱(1)、加热容器(6)的水路相通。

4.根据权利要求1所述的热能水循环系统，其特征在于：在所述进水连接管(11)上设控温装置(28)。

5.根据权利要求1所述的热能水循环系统，其特征在于：所述加热容器(6)为管状或筒状，立式设置。

6.根据权利要求1所述的热能水循环系统，其特征在于：所述储水箱(1)设于高于加热容器(6)位置。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的热能水循环系统，其特征在于：增设回水连接管(15)，通过该回水连接管(15)、所述止回装置(2)、回水口(19)将储水箱(1)与加热容器(6)相连通。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的热能水循环系统，其特征在于：增设蒸汽管(20)，通过该蒸汽管(20)将所述加热容器(6)与出水连接管(9)相连通。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的热能水循环系统，其特征在于：还包括蓄能换热器(18)，其内设有换热通道(22)；所述加热容器(6)下部与蓄能换热器(18)内的换热通道(22)相连通，来自于加热容器(6)内的水和水蒸汽通过蓄能换热器(18)内的换热通道(22)进行热交换；所述换热通道(22)又与出水连接管(9)一端相连通，使所述加热容器(6)通过换热通道(22)与出水连接管(9)相连通；所述蓄能换热器(18)为金属体，内设换热通道(22)形成。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的热能水循环系统，其特征在于：在所述加热容器(6)与储水箱(1)之间由出水连接管(9)、散热管(10)、进水连接管(11)相连形成的通路上任意位置增设出水止回装置(12)。