CN111056683A - 一种多功能凉白开净水系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能凉白开净水系统及方法，包括水箱，水箱内设有制冷系统；所述水箱的下方连接有出水管道；所述出水管道从进水至出水方向依次设有水泵、膜元件和加热装置；所述出水管道在水箱与加热装置之间还连接有一组或多组的热交换器；所述出水管道的出水端还连接有热水冷却管道，热水冷却管道依次穿过热交换器和水箱后连接有凉白开出水管道。本发明可以对热水进行快速降温，形成凉白开，避免了自然冷却等待时间以及自然冷却时细菌的侵害，而且本发明还可以将热水冷却时的热能进行再利用，提高了热能利用率。
Description
技术领域
本发明涉及水质净化技术领域，特别涉及一种多功能凉白开净水系统及方法。
背景技术
白开水又名凉白开、冻滚水，是平常生活中人们喝得最多的食用水。它清淡无味，极其普通，但对人体的生理机理具有很重要的调理作用。美国科学家研究发现，煮沸后自然冷却的凉开水最容易透过细胞膜，促进新陈代谢，增进免疫功能，提高机体抗病能力。习惯喝白开水的人，体内脱氧酶活性高，肌肉内乳酸堆积少，不容易产生疲劳。但随着全球的水污染不断的加剧，饮水健康水越来越难，所以净水器作为饮水人的健康用品受到了很好的青睐，因此逐渐普及。净水器是按对水的使用要求对水质进行深度净化处理的小型水处理设备。随着社会的发展，用户对净水机的需求也不断提高，在常规的净水机中获得高温水已经是相对常见的功能，但需要凉水的话，一种方式是通过膜处理净化后所形成的冷水，这种冷水没有经过高温加热，因此对于某些喜欢喝凉白开的人群来说不适宜，另一种是净水机产生的高温水自然冷却得到的凉白开，等待时间长，而且这种凉白开在自然冷却的过程中还会受到外界细菌的侵害，造成不纯净。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多功能凉白开净水系统及方法。本发明可以对热水进行快速降温，形成凉白开，避免了自然冷却等待时间以及自然冷却时细菌的侵害，而且本发明还可以将热水冷却时的热能进行再利用，提高了热能利用率。
本发明的技术方案：一种多功能凉白开净水系统，包括水箱，水箱内设有制冷系统；所述水箱的下方连接有出水管道；所述出水管道从进水至出水方向依次设有水泵、膜元件和加热装置；所述出水管道在水箱与加热装置之间还连接有一组或多组的热交换器；所述出水管道的出水端还连接有热水冷却管道，热水冷却管道依次穿过热交换器和水箱后连接有凉白开出水管道。
上述的多功能凉白开净水系统，所述的膜元件为反渗透膜、纳滤膜，超滤膜或微滤膜。
前述的多功能凉白开净水系统，所述的加热装置为加热罐或即热系统。
前述的多功能凉白开净水系统，所述的制冷系统是半导体制冷模块、压缩机制冷模块或者任意一种降温装置。
前述的多功能凉白开净水系统，所述的热交换器有2组，一组设置在水箱与水泵之间，另一组设置在膜元件和加热装置之间。
前述的多功能凉白开净水系统，所述热水冷却管道在相邻的热交换器之间连接有与凉白开出水管道相连通的第一支路，第一支路上设有第一电磁阀；所述热水冷却管道在水箱和与水箱相邻的热交换器之间连接有与的第二支路，第二支路与凉白开出水管道相连通，所述第二支路上设有第二电磁阀；在水箱与第二支路区间段的凉白开出水管道上设有第三电磁阀。
前述的多功能凉白开净水系统，所述热水冷却管道在热交换器及水箱内均设有呈S形的热交换盘管。
前述的多功能凉白开净水系统，水箱的底部设有进水口和出水口；所述的进水口上可拆卸连接有进水管道；所述出水口上可拆卸连接有换热腔室，换热腔室的底部连接出水管道；所述换热盘管设置在换热腔室内，换热盘管的进水端连接热水冷却管道，换热盘管的出水端连接凉白开出水管道；所述进水管道与换热腔室之间设有具有制冷系统的降温回路，降温回路上设有循环泵。
前述的多功能凉白开净水系统，所述制冷系统包括与降温回路相连通的水冷换热腔，水冷换热腔的下方设有半导体制冷模块，半导体制冷模块的下方连接有散热风扇，所述的水冷换热腔的底面设有多组水路折板。
前述的多功能凉白开净水系统的方法，水箱内原水通过出水管道由水泵输送至膜元件中进行水净化，然后再进入加热装置内加热形成热水，热水由出水管道的出水端输出；在出水管道在水箱与加热系统之间还连接有一组或多组的热交换器，处于低温状态下的原水预先进入热交换器内；然后在出水管道的出水端连接热水冷却管道，经过加热装置加热的热水还向热水冷却管道内流动，随热水冷却管道流过热交换器，与热交换器内低温原水形成热交换，一方面对热交换器内低温原水进行预热，提升水温后便于在加热装置内快速地加热至形成热水，另一方面热水经过热交换后降温，随后再流过水箱，水箱内设置的制冷系统使得水箱内的原水长期保持低温状态，对流经水箱内的热水进行快速大幅度的降温，形成凉白开，最后再从凉白开出水管道输出。
前述的方法，热水冷却管道在热交换器及水箱内均设置呈S性的热交换盘管，提高热交换效率。
与现有技术相比，本发明通过出水管道由水泵将水箱内的原水输送至膜元件中进行水净化，保证水的安全性，然后再进入加热装置内加热形成热水，形成二次杀菌效果；热水由出水管道的出水端输出，为使用人群提供热水使用；在出水管道在水箱与加热系统之间还连接有一组或多组的热交换器，处于低温状态下的原水预先进入热交换器内；然后在出水管道的出水端连接热水冷却管道，经过加热装置加热的热水还向热水冷却管道内流动，随热水冷却管道流过热交换器，与热交换器内低温原水形成热交换，一方面对热交换器内低温原水进行预热，提升水温后便于在加热装置内快速地加热至形成热水，提高了热能利用率，另一方面热水经过热交换后降温，随后再流过水箱，水箱内设置的制冷系统使得水箱内的原水长期保持低温状态，对流经水箱内的热水进行快速大幅度的降温，形成凉白开，避免了自然冷却等待时间以及自然冷却时细菌的侵害，最后再从凉白开出水管道输出，为使用人群提供凉白开饮用。此外，本发明中的膜元件可以用于反渗透膜、纳滤膜，超滤膜或微滤膜的膜净水领域，适用范围广，适合大面积的推广。本发明通过设置两组热交换器，然后构建第一支路、第二支路以及第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，由此可以通过三个电磁阀之间的开启和关闭，使得热水可以经过一个热交换器形成高温水，经过两个热交换器形成温水，方便形成不同温度的饮用水，适用不同饮用人群。本发明中，通过热水冷却管道在热交换器及水箱内设置呈S性的热交换盘管，提高了热交换效率。本发明还通过在水箱的进水口可拆卸的连接进水管道以及在出水口可拆卸连接的换热腔室，由进水管道向水箱进行补水，由出水口将水箱内的冷水向换热腔室内注入换热腔室内设置有换热盘管，换热盘管连接注入热水的热水冷却管道，热水在换热盘管内与换热腔室内的冷水进行热交换后，由凉白开出水管道输出凉白开；在进水管道和换热腔室之间还连接降温回路，在换热腔室内的冷水由于热交换温度升高，在进水管道通过向水箱内补水或注水时，通过降温回路上的循环泵向制冷系统输送水，然后再使低温水进入换热腔室内对换热腔室内的水进行降温，保证后续的能够继续高效的对热水进行降温，从而提供充足的凉白开。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是水箱的结构示意图；
图3是水路折板的结构示意图。
附图标记
1、水箱；2、制冷系统；3、出水管道；4、水泵；5、膜元件；6、加热装置；7、热交换器；8、热水冷却管道；9、凉白开出水管道； 10、第一支路；11、第一电磁阀；12、第二支路；13、第二电磁阀；14、换热盘管；15、进水口；16、出水口；17、进水管道；18、换热腔室；19、降温回路；20、循环泵；21、水冷换热腔；22、半导体制冷模块；23、散热风扇；24、水路折板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例：一种多功能凉白开净水系统，如图1所示，包括水箱1，水箱1内设有制冷系统2；所述的制冷系统2为半导体制冷模块，半导体制冷模块在通电的情况下，一个平面制冷一个平面制热，在本实施例中，制冷面与导冷片贴合并与水箱1内壁紧密接触，制热面与降温风扇贴合，工作时，半导体制冷模块在电源驱动下通过导冷片对水箱1内的存水进行降温，而制热面产生的热量通过降温风扇排出系统，温度传感器通过感知水箱1内水温控制制冷模块的启停状态，从而保证水箱1中的水温维持在相对低的水平；所述水箱1的下方连接有出水管道3；所述出水管道3从进水至出水方向依次设有水泵4、膜元件5和加热装置6；所述的膜元件5为反渗透膜；所述的加热装置6为加热罐；所述出水管道3在水箱1与加热装置6之间还连接有 2组的热交换器7，一组设置在水箱1与水泵4之间，另一组设置在膜元件5和加热装置6之间；所述出水管道3的出水端还连接有热水冷却管道8，热水冷却管道8依次穿过热交换器7和水箱1后连接有凉白开出水管道9。
利用上述多功能凉白开净水系统的方法，通过出水管道3由水泵4将水箱1内的原水输送至膜元件5中进行水净化，保证水的安全性，然后再进入加热装置6内加热形成热水，形成二次杀菌效果；热水由出水管道3的出水端输出，为使用人群提供热水使用；在出水管道3 在水箱1与加热系统之间还连接有2组的热交换器7，处于低温状态下的原水预先进入热交换器7内；然后在出水管道3的出水端连接热水冷却管道8，经过加热装置6加热的热水还向热水冷却管道8内流动，随热水冷却管道8流过热交换器7，与热交换器7内低温原水形成热交换，一方面对热交换器7内低温原水进行预热，提升水温后便于在加热装置6内快速地加热至形成热水，提高了热能利用率，另一方面热水经过热交换后降温，随后再流过水箱1，水箱1内设置的制冷系统2使得水箱1内的原水长期保持低温状态，对流经水箱1内的热水进行快速大幅度的降温，形成凉白开，避免了自然冷却等待时间以及自然冷却时细菌的侵害，最后再从凉白开出水管道9输出，为使用人群提供凉白开饮用。
在另外一种实施例中，所述的膜元件5为纳滤膜、超滤膜或微滤膜。
在另外一种实施例中，所述的加热装置6为即热系统。
在另外一种实施例中，所述的制冷系统2是压缩机制冷模块或者任意一种降温装置。
进一步地，所述热水冷却管道8在相邻的热交换器7之间连接有与凉白开出水管道9相连通的第一支路10，第一支路10上设有第一电磁阀11；所述热水冷却管道8在水箱1和与水箱1相邻的热交换器7之间连接有与的第二支路12，第二支路12与凉白开出水管道9 相连通，所述第二支路12上设有第二电磁阀13；在水箱1与第二支路12区间段的凉白开出水管道9上设有第三电磁阀25。由此可以通过三个电磁阀之间的开启和关闭，使得热水可以经过一个热交换器7 形成高温水，经过两个热交换器7形成温水，方便形成不同温度的饮用水，适用不同饮用人群。
在另外一种实施例当中，如图2-图3所示，水箱1的底部设有进水口15和出水口16；所述的进水口15上可拆卸连接有进水管道 17；所述出水口16上可拆卸连接有换热腔室18，进水管道17和换热腔室18与对应的进水口15和出水口16均是通过套管方式连接，套管上设置密封垫圈防止漏水；换热腔室18的底部连接出水管道3，出水管道3用于输送水箱1内的水；所述换热盘管14设置在换热腔室18内，换热盘管14呈S性设置，用于增大与换热腔室18内冷水的接触面积；所述换热盘管14的进水端连接有热水冷却管道8，换热盘管14的出水端连接有凉白开出水管道9，热水冷却管道8和凉白开出水管道9是分别穿过换热腔室18的侧壁，并用防水胶对其进行密封，防止换热腔室18的水泄露，热水冷却管道8和凉白开出水管道9与换热盘管14可以一体成型，也可以采用套管方式连接，同样在连接口用密封垫圈密封；所述进水管道17与换热腔室18之间设有降温回路19，降温回路19上设置循环泵20和制冷系统2。
所述制冷系统2包括与降温回路19相连通的水冷换热腔21，水冷换热腔21的下方设有半导体制冷模块22，半导体制冷模块22的下方连接有散热风扇23。半导体制冷模块22在通电的情况下，一个平面制冷一个平面制热，在本实施例中，制冷面与导冷片贴合并与水冷换热腔21顶壁紧密接触，制热面与散热风扇23贴合，工作时，半导体制冷模块22在电源驱动下通过导冷片对水冷换热腔21内的水进行降温，而制热面产生的热量通过散热风扇23排出系统，从而保证水冷换热腔21中的水温维持在相对低的水平。通过在水箱1的进水口15可拆卸的连接进水管道17以及在出水口16可拆卸连接的换热腔室18，由进水管道17向水箱1进行补水，由出水口16将水箱1 内的冷水向换热腔室18内注入，换热腔室18内设置有换热盘管14，换热盘管14连接注入热水的热水冷却管道8，热水在换热盘管14内与换热腔室18内的冷水进行热交换后，由凉白开出水管道9输出凉白开；在进水管道17和换热腔室18之间还连接降温回路19，在换热腔室18内的冷水由于热交换温度升高，在进水管道17通过向水箱1内补水或注水时，通过降温回路19上的循环泵20向制冷系统2输送水，然后再使低温水进入换热腔室18内对换热腔室18内的水进行降温，保证后续的能够继续高效的对热水进行降温，从而提供充足的凉白开。
进一步地，所述的水冷换热腔21的底面设有多组水路折板24，增大制冷接触面，提高热水降温效率。
工作原理：
通过出水管道3由水泵4将水箱1内的原水输送至膜元件5中进行水净化，保证水的安全性，然后再进入加热装置6内加热形成热水，形成二次杀菌效果；热水由出水管道3的出水端输出，为使用人群提供热水使用；在出水管道3在水箱1与加热系统之间还连接有2组的热交换器7，处于低温状态下的原水预先进入热交换器7内；然后在出水管道3的出水端连接热水冷却管道8，经过加热装置6加热的热水还向热水冷却管道8内流动，随热水冷却管道8流过热交换器7，与热交换器7内低温原水形成热交换，一方面对热交换器7内低温原水进行预热，提升水温后便于在加热装置6内快速地加热至形成热水，提高了热能利用率，另一方面热水经过热交换后降温，随后再流过水箱1，水箱1内设置的制冷系统2使得水箱1内的原水长期保持低温状态，对流经水箱1内的热水进行快速大幅度的降温，形成凉白开，避免了自然冷却等待时间以及自然冷却时细菌的侵害，最后再从凉白开出水管道9输出，为使用人群提供凉白开饮用。
Claims (10)
1.一种多功能凉白开净水系统，其特征在于：包括水箱(1)，水箱(1)上设有制冷系统(2)；所述水箱(1)的下方连接有出水管道(3)；所述出水管道(3)从进水至出水方向依次设有水泵(4)、膜元件(5)和加热装置(6)；所述出水管道(3)在水箱(1)与加热装置(6)之间还连接有一组或多组的热交换器(7)；所述出水管道(3)的出水端还连接有热水冷却管道(8)，热水冷却管道(8)依次穿过热交换器(7)和水箱(1)后连接有凉白开出水管道(9)。
2.根据权利要求1所述的多功能凉白开净水系统，其特征在于：所述的膜元件(5)为反渗透膜、纳滤膜，超滤膜或微滤膜。
3.根据权利要求1所述的多功能凉白开净水系统，其特征在于：所述的加热装置(6)为加热罐或即热系统。
4.根据权利要求1所述的多功能凉白开净水系统，其特征在于：所述的热交换器(7)有2组，一组设置在水箱(1)与水泵(4)之间，另一组设置在膜元件(5)和加热装置(6)之间。
5.根据权利要求4所述的多功能凉白开净水系统，其特征在于：所述热水冷却管道(8)在相邻的热交换器(7)之间连接有与凉白开出水管道(9)相连通的第一支路(10)，第一支路(10)上设有第一电磁阀(11)；所述热水冷却管道(8)在水箱(1)和与水箱(1)相邻的热交换器(7)之间连接有与的第二支路(12)，第二支路(12)与凉白开出水管道(9)相连通，所述第二支路(12)上设有第二电磁阀(13)；在水箱(1)与第二支路(12)区间段的凉白开出水管道(9)上设有第三电磁阀(25)。
6.根据权利要求1所述的多功能凉白开净水系统，其特征在于：所述热水冷却管道(8)在热交换器(7)及水箱(1)内均设有呈S形的换热盘管(14)。
7.根据权利要求6所述的多功能凉白开净水系统，其特征在于：水箱的底部设有进水口(15)和出水口(16)；所述的进水口(15)上可拆卸连接有进水管道(17)；所述出水口(16)上可拆卸连接有换热腔室(18)，换热腔室(18)的底部连接出水管道(3)；所述换热盘管(14)设置在换热腔室(18)内，换热盘管(14)的进水端连接热水冷却管道(8)，换热盘管(14)的出水端连接凉白开出水管道(9)；所述进水管道(17)与换热腔室(18)之间设有具有制冷系统(2)的降温回路(19)，降温回路(19)上设有循环泵(20)。
8.根据权利要求9所述的多功能凉白开净水系统，其特征在于：所述制冷系统(11)包括与降温回路(19)相连通的水冷换热腔(21)，水冷换热腔(21)的下方设有半导体制冷模块(22)，半导体制冷模块(22)的下方连接有散热风扇(23)，所述的水冷换热腔(21)的底面设有多组水路折板(24)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的多功能凉白开净水系统的方法，其特征在于：水箱内原水通过出水管道由水泵输送至膜元件中进行水净化，然后再进入加热装置内加热形成热水，热水由出水管道的出水端输出；在出水管道在水箱与加热系统之间还连接有一组或多组的热交换器，处于低温状态下的原水预先进入热交换器内；然后在出水管道的出水端连接热水冷却管道，经过加热装置加热的热水还向热水冷却管道内流动，随热水冷却管道流过热交换器，与热交换器内低温原水形成热交换，一方面对热交换器内低温原水进行预热，提升水温后便于在加热装置内快速地加热至形成热水，另一方面热水经过热交换后降温，随后再流过水箱，水箱内设置的制冷系统使得水箱内的原水长期保持低温状态，对流经水箱内的热水进行快速大幅度的降温，形成凉白开，最后再从凉白开出水管道输出。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：热水冷却管道在热交换器及水箱内均设置呈S性的热交换盘管，提高热交换效率。
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