CN205597763U - 一种健康节能的饮水机换热组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种健康节能的饮水机换热组件，包括换热单元以及管路单元，换热单元包括同轴心设置的内层管与外层管，内层管内形成第一流体腔，内层管与外层管之间形成第二流体腔；管路单元包括冷水管、热水管,热水管和冷水管分别与第一、第二流体腔相连通，管路单元还包括由至少一条定向导流管组成的用于杀灭换热单元内病菌的灭菌管路模块，本实用新型通过设置同轴心的内、外层管，并在管路单元中增设将冷水管与热水管相连通的定向导流管，使得换热单元换热更加快速均匀的同时也避免了换热单元中滋生细菌，健康实用。

Description

一种健康节能的饮水机换热组件

技术领域

本实用新型涉及饮水机换热技术领域，更具体地说，它涉及一种健康节能的饮水机换热组件。

背景技术

清洁的饮用水对人体健康有着十分重要的影响，当下饮水机已经广泛地进入到人们的生活之中，尤其在学校、车站等一些人流密集，饮用水需求较大的地方，饮水机的健康。效率得到了很大的重视。

为了提高饮用水的洁净度，防止细菌滋生，饮水机中的饮用水往往都是先加热至沸腾，而后再降温至适于人体直接摄入的温度，传统的方法包括将开水与冷水勾兑成温水，这种方法虽然快速，但是生水与开水的结合，将会滋生大量的细菌，不利于人体的健康；若是将开水自然冷却，则需要等待较长的时间，不能满足车站等人流量较大地区对饮用水的需求，并且该种方法也无端浪费了包含在开水中的大量热量，造成能源浪费，针对上述问题，专利号为CN202747865U的中国专利，提出了一种“饮水机用高效热交换器”，其采用内外同轴心设置的波纹管分别输送冷水和热水，实现饮水机的热交换，此外，专利号为CN104433798A的中国专利，提出的一种“饮水机用的换热机构”以及专利号为CN204091728U的中国专利，提出的一种“热量回收型节能饮水机”，虽然各自的结构有所差异，但是其核心思想均为利用开水自身所包含的热量对冷水进行预热，而利用冷水的冷量来冷却开水，实现热量的回收利用并较少开水冷却的时间，但是，上述专利中均忽略了一个重要的问题：由于经过热交换后的呈25℃左右的温水直接由饮用水管排出到外部供人们饮用，换热器与外部环境通过温水管相连通，而温度为25℃左右的水体非常适宜细菌的滋生，这也就使得换热器内部温水区域容易滋生细菌，现有技术虽然解决了热量的回收问题，节约了能源，却忽略了饮水机水体的健康问题。

实用新型内容

针对实际运用中的问题，本实用新型提出了一种健康节能的饮水机换热组件，具体方案如下：

一种健康节能的饮水机换热组件，包括换热单元以及用于引导饮用水流向的管路单元， 所述换热单元包括同轴心设置的内层管与外层管，所述内层管内形成第一流体腔，所述内层管与外层管之间形成第二流体腔；所述管路单元包括用于向饮水机加热水箱注入冷水的冷水管、将加热水箱中热水排出的热水管；所述热水管和冷水管分别与所述第一、第二流体腔相连通；所述管路单元还包括由至少一条定向导流管组成的用于杀灭换热单元内病菌的灭菌管路模块。

通过上述技术方案，从饮水机加热水箱排出的热水进入到换热单元的第二流体腔中，而由冷水管注入到加热水箱中的冷水进入到第一流体腔中，冷水与热水之间进行热交换，利用冷水的冷量使得热水的温度下降，并利用热水的热量预热冷水，实现热水热量的回收利用，并且缩短了热水的冷却时间。

通过设置灭菌管路模块，可以利用定向导流管将加热后的热水导入到出水管或者是第二流体腔中，使得整个换热单元的温度升高，以此杀灭存活在换热单元中的细菌。

进一步的，所述灭菌管路模块包括一定向导流管，所述定向导流管的一端与冷水管相连通，另一端与加热水箱相连通，所述定向导流管上设有第一电磁阀，所述冷水管和定向导流管相接处与换热单元之间设有第二电磁阀，所述第一电磁阀、第二电磁阀均与控制器电连接。

通过设置定向导流管并在定向导流管以及冷水管上设置电磁阀，当需要对饮水机的温水出水端进行高温消毒时，只需要导通第一电磁阀，关断第二电磁阀即可，这时，冷水管中的冷水直接由定向导流管进入到加热水箱中，从而使得换热单元中缺乏冷媒，加热水箱加热后的水不能进行热交换，从而始终保持高温状态从各个出水管中流出到出水龙头处，使得原来的温水出水管以及出水龙头得到有效地杀菌处理。

进一步的，所述灭菌管路模块包括一定向导流管，所述定向导流管与冷水管相接处设有第一三通阀，所述定向导流管与热水管相接处设有第二三通阀，所述冷水管位于第一三通阀与换热单元之间的管体上设置有用于将冷水管中的水泵入到换热单元中的水泵。

通过上述设置，当需要对换热单元进行消毒杀菌作业时，利用第一三通阀阻断冷水进入到冷水管中，导通定向导流管与冷水管，利用第二三通阀，导通热水管与定向导流管，加热水箱中的热水经定向导流管流入到冷水管中而后再次进入到加热水箱中，如此循环往复，最终使得换热单元的第一、第二流体腔中的水温上升到足以杀灭病菌的温度，而后将第一、第二三通阀恢复到初始的状态，最终饮水机的温水出水端将会在一段时间内排出温度很高的饮用水，以此进一步杀灭饮水机温水出水端内所含有的病菌。

进一步的，所述内层管与外层管共同盘绕呈螺旋形。

通过上述技术方案，首先减少了内层管与外层管所需占用的空间，使得饮水机小型化，其次，也增大了热水与冷水的换热面积，提升了换热效率。

进一步的，所述外层管沿其长度方向设有至少一个出水口，所述出水口与饮水机的温水出水龙头相连通。

由于沿内层管的长度方向，水温不断地降低（假定出水口的排布方向与内层管内水流方向相同），管体内不同的位置能得到不同温度的饮用水，通过设置多个出水口，使得饮水机的出水温度多样化，能够满足使用者不同的饮水需要。

进一步的，所述内层管的外壁上沿其长度方向设置有用于增大内层管导热面积的翅片，所述翅片绕内层管呈螺旋状设置。

通过上述技术方案，首先，增大了内层管与外层管的换热面积，其次，位于第二流体腔中靠近外层管内壁的水体温度要低于靠近内层管外壁部分的水体温度，导致水体换热不均匀，翅片呈螺旋形设置，使得第二流体腔中的水体可以绕内层管的轴向发生流动，这就使得第二流体腔中的换热更加均匀快速。

进一步的，所述内层管的内径大小为7.0～11.0mm，所述外层管的内径大小为13.5～16.0mm，所述内层管、外层管的壁厚大小均为0.65～0.85mm，所述内层管与外层管的长度为5.5～6.0m。

通过上述技术方案，换热管中的储水最大为3.72L左右，最小为0.7L左右，按照当下饮用水出水口的速度以及饮用水杯体的大小，上述设置完全可以满足使用者对饮用水的需求。

进一步的，所述内层管的内径大小为9.5mm，所述外层管的内径大小为14.0mm，所述内层管、外层管的壁厚大小均为0.7mm，所述内层管与外层管的长度为6.0m。

进一步的，所述翅片的高度不大于内层管与外层管之间距离的1/3。

通过上述技术方案，可以使得水体在第二流体腔内的流动更加的不均匀，有利于提高换热的效率。

进一步的，所述内层管、外层管、冷水管与热水管均由食品级不锈钢制成。

本实用新型的优点和效果如下：

1、通过设置同轴心的内、外层管，使得热水与冷水的热交换更加的充分，也避免了热水与冷水的直接接触；

2、通过利用热水中的热量实现冷水的预热，减少了能源的消耗；

3、通过利用冷水的冷量实现热水的降温，缩短了降温的时间；

4、通过设置定向导流管，将热水不定时地导入到冷水管中，实现换热单元的高温杀菌，保证饮用水的健康安全。

与现有技术相比，本实用新型通过设置同轴心的内、外层管，并在管路单元中增设将冷水管与热水管相连通的定向导流管，使得换热单元换热更加快速均匀的同时也避免了换热单元中滋生细菌，结构简单，健康实用。

附图说明

图1为本实用新型的管路结构示意图（实施例一）；

图2为本实用新型的管路结构示意图（实施例二）；

图3为本实用新型换热单元的整体示意图（为示意清楚，图中做了局部剖视）；

图4为图3中A部的放大示意图。

附图标志：1、换热单元，2、管路单元，11、内层管，12、外层管，13、第一流体腔，14、第二流体腔，21、冷水管，22、热水管，23、定向导流管道，24、第一三通阀，25、第二三通阀，26、水泵，27、第一电磁阀，28、第二电磁阀，15、出水口，16、翅片，3、加热水箱。

具体实施方式

参照图1～4对本实用新型做进一步说明。

本实用新型的目的在于提供一种节能、健康的饮水机换热组件，如图1所示，包括换热单元1以及用于引导饮用水流向的管路单元2， 换热单元1包括同轴心设置的内层管11与外层管12，内层管11内形成第一流体腔13，内层管11与外层管12之间形成第二流体腔14；管路单元2包括用于向饮水机加热水箱3注入冷水的冷水管21、将加热水箱中热水排出的热水管22，热水管22和冷水管21分别与第一流体腔13、第二流体腔14相连通，管路单元还包括由至少一条定向导流管组成的用于杀灭换热单元内病菌的灭菌管路模块，上述技术方案，从饮水机加热水箱排出的热水进入到换热单元1的第二流体腔14中，而由冷水管21注入到加热水箱中的冷水进入到第一流体腔13中，冷水与热水之间进行热交换，利用冷水的冷量使得热水的温度下降，并利用热水的热量预热冷水，实现热水热量的回收利用，并且缩短了热水的冷却时间。

通过设置灭菌管路模块，可以利用定向导流管23将加热后的热水导入到出水管或者是第一流体腔13、第二流体腔14中，使得整个换热单元的温度升高，以此杀灭存活在换热单元中的细菌。

对于上述灭菌管路模块，主要是利用加热后的热水对换热单元进行升温，利用高温杀灭第一流体腔13、第二流体腔14以及出水管中的细菌，在应用中，可以有多种实施方式，

实施例一：

如图1所示，灭菌管路模块包括一定向导流管，定向导流管23的一端与冷水管21相连通，另一端与加热水箱3相连通，定向导流管23上设有第一电磁阀27，冷水管和定向导流管相接处与换热单元之间设有第二电磁阀，第一电磁阀27、第二电磁阀28与控制器电连接，通过设置定向导流管23并在定向导流管以及冷水管上设置电磁阀，当需要对饮水机的温水出水端进行高温消毒时，只需要导通第一电磁阀27，关断第二电磁阀28即可，这时，冷水管中的冷水直接由定向导流管进入到加热水箱中，从而使得换热单元1中缺乏冷媒，加热水箱加热后的水不能进行热交换，从而始终保持高温状态从各个出水管中流出到出水龙头处，使得原来的温水出水管以及出水龙头得到有效地杀菌处理。

实施例二：

如图2所示，定向导流管与冷水管21相接处设有第一三通阀24，定向导流管与热水管22相接处设有第二三通阀25，冷水管21位于第一三通阀24与换热单元1之间的管体上设置有用于将冷水管21中的水泵入到换热单元1中的水泵26，通过设置定向导流管，当需要对换热单元1进行消毒杀菌作业时，利用第一三通阀24阻断冷水进入到冷水管21中，导通定向导流管与冷水管21，利用第二三通阀25，导通热水管22与定向导流管，加热水箱中的热水经定向导流管流入到冷水管21中而后再次进入到加热水箱中，如此循环往复，最终使得换热单元1的第一、第二流体腔14中的水温上升到足以杀灭病菌的温度，而后将第一、第二三通阀25恢复到初始的状态，最终饮水机的温水出水端将会在一段时间内排出温度很高的饮用水，以此进一步杀灭饮水机温水出水端内所含有的病菌。

为了减少内层管11与外层管12所需占用的空间，使得饮水机小型化，也为了增大热水与冷水的换热面积，提升换热效率，进一步的，如图3所示，内层管11与外层管12共同盘绕呈螺旋形，热水管22、冷水管21分别与第一、第二流体腔14的端部相连通，在本实用新型中，内、外层管可以设置成多个螺旋形，针对每个螺旋形可以包覆不同的保温材料，接近加热水箱的一段采用较好的保温措施，保证饮水机开水口的出水温度，而后由于本身需要对第一流体腔中的热水进行冷却，则保温材料层可以逐渐减少。

优化的，外层管12沿其长度方向设有至少一个出水口15，出水口15与饮水机的温水出水龙头相连通。

由于沿外层管12的长度方向，水温不断地降低（假定出水口15的排布方向与外层管12内水流方向相同），管体内不同的位置能得到不同温度的饮用水，通过设置多个出水口15，使得饮水机的出水温度多样化，能够满足使用者不同的饮水需要，本实施例中，对于出水口15的数量，如图1所示为3个，依次输出85℃,65℃以及25℃左右的饮用水。

对于上述实施例一和实施例二，根据用户的实际需要，如图1和图2所示，在热水管22上也设置有出水口，由于该出水口流出的水未经换热单元换热降温，流出的水温度最高可达100℃，进一步满足客户的需求，当然，上述出水口15也可以设置到换热单元1中外层管12与热水管22的相接处，由于第二流体腔14中该位置的热水未经换热，其温度与热水箱中热水的温度相当。

进一步优化的，如图4所示，内层管11的外壁上沿其长度方向设置有用于增大内层管11导热面积的翅片16，翅片16绕内层管11呈螺旋状设置，上述技术方案，首先，增大了内层管11与外层管12的换热面积，其次，位于第二流体腔14中靠近外层管12内壁的水体温度要低于靠近内层管11外壁部分的水体温度，导致水体换热不均匀，翅片16呈螺旋形设置，使得第二流体腔14中的水体可以绕内层管11的轴向发生流动，这就使得第二流体腔14中的换热更加均匀快速。

详述的，内层管11的内径大小为7.0～11.0mm，外层管12的内径大小为13.5～16.0mm，内层管11、外层管12的壁厚大小均为0.65～0.85mm，内层管11与外层管12的长度为5.5～6.0m。

换热管中的储水最大为3.72L左右，最小为0.7L左右，按照当下饮用水出水口15的速度以及饮用水杯体的大小，上述设置完全可以满足使用者对饮用水的需求。

进一步详述的，内层管11的内径大小为9.5mm，外层管12的内径大小为14.0mm，内层管11、外层管12的壁厚大小均为0.7mm，内层管11与外层管12的长度为6.0m。

进一步的，翅片16的高度不大于内层管11与外层管12之间距离的1/3，上述技术方案，可以使得水体在第二流体腔14内的流动更加的不均匀，有利于提高换热的效率。

进一步详述的，内层管11、外层管12、冷水管21与热水管22均由食品级不锈钢制成。

本实用新型的工作过程和原理如下：

换热组件正常工作时，冷水由冷水管21进入到换热单元1的第二流体腔14中，而后经第二流体腔14流出到饮水机的加热水箱中，热水经热水管22由加热水箱进入到换热单元1的第一流体腔13中，在此与冷水进行热交换，而后经设置在内层管11上的出水口15流出到饮水机的外部供使用者使用；当需要对换热单元1进行消毒杀菌作业时，实施例一中，导通第一电磁阀27，关断第二电磁阀28即可，这时，冷水管中的冷水直接由定向导流管进入到加热水箱中，从而使得换热单元中缺乏冷媒，加热水箱3加热后的水不能进行热交换，从而始终保持高温状态从各个出水管中流出到出水龙头处，使得原来的温水出水管以及出水龙头得到有效地杀菌处理；实施例二中，利用第一三通阀24阻断冷水进入到冷水管21中，导通定向导流管与冷水管21，利用第二三通阀25，导通热水管22与定向导流管，加热水箱中的热水经定向导流管流入到冷水管21中而后再次进入到加热水箱中，如此循环往复，最终使得换热单元1的第一、第二流体腔14中的水温上升到足以杀灭病菌的温度，而后将第一、第二三通阀25恢复到初始的状态，最终饮水机的温水出水端将会在一段时间内排出温度很高的饮用水，以此进一步杀灭饮水机温水出水端内所含有的病菌。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种健康节能的饮水机换热组件，包括换热单元(1)以及用于引导饮用水流向的管路单元(2)，其特征是：

所述换热单元(1)包括同轴心设置的内层管(11)与外层管(12)，所述内层管(11)内形成第一流体腔(13)，所述内层管(11)与外层管(12)之间形成第二流体腔(14)；

所述管路单元(2)包括用于向饮水机的加热水箱中注入冷水的冷水管(21)、将加热水箱中热水排出的热水管(22)，所述热水管(22)通过定向导流管(23)与冷水管(21)相连通；

所述热水管(22)和冷水管(21)分别与所述第一流体腔(13)、第二流体腔(14)相连通；

所述管路单元还包括由至少一条定向导流管(23)组成的用于杀灭换热单元内病菌的灭菌管路模块。

2.根据权利要求1所述的健康节能的饮水机换热组件，其特征是：所述灭菌管路模块包括一定向导流管(23)，所述定向导流管(23)的一端与冷水管(21)相连通，另一端与加热水箱相连通，所述定向导流管上设有第一电磁阀(27)，所述冷水管(21)和定向导流管(23)相接处与换热单元之间设有第二电磁阀(28)，所述第一电磁阀(27)、第二电磁阀(28)与控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的健康节能的饮水机换热组件，其特征是：所述灭菌管路模块包括一定向导流管(23)，所述定向导流管(23)与冷水管(21)相接处设有第一三通阀(24)，所述定向导流管与热水管(22)相接处设有第二三通阀(25)，所述冷水管(21)位于第一三通阀(24)与换热单元(1)之间的管体上设置有用于将冷水管(21)中的水泵入到换热单元(1)中的水泵(26)。

4.根据权利要求1所述的健康节能的饮水机换热组件，其特征是：所述内层管(11)与外层管(12)共同盘绕呈螺旋形。

5.根据权利要求1所述的健康节能的饮水机换热组件，其特征是：所述外层管(12)沿其长度方向设有至少一个出水口(15)，所述出水口(15)与饮水机的温水出水龙头相连通。

6.根据权利要求1所述的健康节能的饮水机换热组件，其特征是：所述内层管(11)的外壁上沿其长度方向设置有用于增大内层管(11)导热面积的翅片(16)，所述翅片(16)绕内层管(11)呈螺旋状设置。

7.根据权利要求1所述的健康节能的饮水机换热组件，其特征是：所述内层管(11)的内径大小为7.0～11.0mm，所述外层管(12)的内径大小为13.5～16.0mm，所述内层管(11)、外层管(12)的壁厚大小均为0.65～0.85mm，所述内层管(11)与外层管(12)的长度为5.5～6.0m。

8.根据权利要求7所述的健康节能的饮水机换热组件，其特征是：所述内层管(11)的内径大小为9.5mm，所述外层管(12)的内径大小为14.0mm，所述内层管(11)、外层管(12)的壁厚大小均为0.7mm，所述内层管(11)与外层管(12)的长度为6.0m。

9.根据权利要求6所述的健康节能的饮水机换热组件，其特征是：所述翅片(16)的高度不大于内层管(11)与外层管(12)之间距离的1/3。

10.根据权利要求1～9任意一项权利要求所述的健康节能的饮水机换热组件，其特征是：所述内层管(11)、外层管(12)、冷水管(21)与热水管(22)均由食品级不锈钢制成。