CN205843044U - 多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，包括换热储存水箱、换热子系统和控制子系统；换热子系统中的换热盘管和热介质储存器设置在换热储存水箱内，介质在水利泵的作用下，泵入换热盘管与换热储存水箱中的水进行热交换；控制子系统中的控制器根据第一、第二和第三传感器返回的温度，控制电动三通阀的第二和第三阀口的开闭以及介质的加热方式，同时控制水利泵的开启与否。该设备采用壳管式换热方式加热，使一次热能不直接加热生活热水，保证生活热水无污染、更健康，热能转换更安全、环保、节能、高效导热储热；充分利用电能、太阳能、余热回收、天然气等清洁热能作为提供热能能源，CO2排放量基本没有，低成本，无污染。

Description

多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，尤其涉及家用热水系统，具体涉及多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备。

背景技术

人们的生活起居最重要的是每天能使用舒适、健康的生活热水。目前由于能源的供应紧张，不能普及到每个城市及城乡地区的家庭，因此大多地区无法得到舒适、健康、节能环保的生活热水。

由于传统提供生活热水设备对热源设计单一不能面面俱到，目前采用电热水器或燃气热水器进行制热提供生活热水。而电热水器比较耗费电力，每天需要耗费大量的电能，这给人们在经济上造成巨大的负担；燃气热水器需要使用天然气进行燃烧产生热量来提供生活热水，由于目前我国天然气局限于一些发达城市，不能到普及到每个城市及城乡地区，因此，使用燃气提供生活热水具有也具有一定的局限性。

当下如何能得到舒适、健康、节能、环保的生活热水系统，成为众多人们关心和面临的大问题。如何省钱、安全、舒适、健康、环保得到生活热水则成为更加重要的问题。

近些年来，高效利用清洁能源电能、太阳能、余热回收、天然气等联动这一新的热水方式已逐渐显示出其强大的生命力。如何提高电能热源与太阳能、余热回收、天然气智能联动结合为人们舒适、健康、节能的生活热水，成为人们关注的焦点问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是：提供一种多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：包括换热储存水箱、换热子系统和控制子系统；

所述换热储存水箱上具有热水出口和冷水进口；

换热子系统：包括换热盘管、热介质储存器、位于热介质储存器内的介质、水利泵、电动三通阀、加热棒、一次热源设备、介质输入管、介质输送管、介质回流管和介质输出管；

热介质储存器上具有介质入口，介质输入管与所述介质入口连通；

所述一次热源设备用于给介质加热；

所述换热盘管和热介质储存器设置在换热储存水箱内，换热盘管的底部与热介质储存器连通，换热盘管的顶部与介质输送管连通，介质输送管的介质出口与电动三通阀的第一阀口连通，电动三通阀的第二阀口与介质输出管连通，电动三通阀的第三阀口与介质回流管的顶部连通；

所述水利泵安装在介质输送管上；

所述介质回流管的底部与热介质储存器连通；

所述介质输出管的介质出口经过一次热源设备与介质输入管的介质入口连通；

所述加热棒设置在热介质储存器内；

控制子系统：包括控制器、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器；

所述控制器与电动三通阀连接，用于控制电动三通阀三个阀口的 通断，控制器与水利泵连接，用于控制水利泵的工作；

所述第一温度传感器用于检测热介质储存器内的介质温度，第一温度传感器的温度信号输出端与控制器第一温度信号输入端连接；

所述第二温度传感器用于检测换热储存水箱内的水温，第二温度传感器的温度信号输出端与控制器第二温度信号输入端连接；

第三温度传感器用于检测一侧热源内部温度，第三温度传感器的温度信号输出端与控制器的第三温度信号输入端连接。

作为优化，还包括膨胀水箱；所述膨胀水箱与换热储存水箱连通。

作为优化，还包括循环泵；所述换热储存水箱上具有热水循环水出口，该热水循环水出口上连接有热水循环输水管；所述循环泵安装在热水循环输水管上；所述换热储存水箱的热水出口连接有热水出水管，该热水出水管与热水循环输水管连通。

作为优化，所述换热子系统还包括两个温度表；其中一个温度表安装在介质输送管靠近换热盘管顶部的部分，另一个温度表安装在介质回流管的顶部靠近电动三通阀的部分。

作为优化，所述换热子系统还包括膨胀介质箱；所述膨胀介质箱与介质输送管连通，且连通处位于温度表和水利泵之间。

作为优化，所述换热子系统还包括排气管；该排气管与介质输送管连通，且连通处位于膨胀介质箱的左侧；所述排气管上安装有排气阀。

作为优化，所述介质输送管上设有安全阀；所述安全阀位于排气管与介质输送管连通处的左侧。

作为优化，所述控制子系统还包括WI-FI接收器，用于与移动终端或计算机进行数据传输。

作为优化，所述换热储存水箱采用304不锈钢材质制成。

作为优化，所述介质为水或防冻液。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型提供的设备利用一切可提供的一次热能为能源加热介质(90℃左右水或防冻液)，采用壳管式换热方式加热生活热水，使一次热能不直接加热生活热水，这样生活热水不会因直接加热而改变生活热水水质。生活热水无污染、更健康，热能转换更安全、环保、节能、高效导热储热。

2、该设备可充分利用高效利用清洁能源电能、太阳能、余热回收、天然气等热能作为提供热能能源，可无限量的免费使用可再生能源，CO₂排放量基本没有，低成本，无污染，无论在结构、节能、安全、健康、舒适度及可靠性等方面都具有明显的优越性和市场竞争力，具有节能、减排、环保、健康、舒适的特点。

附图说明

图1为本实用新型多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此， 限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

参见图1，多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，包括换热储存水箱15、换热子系统和控制子系统。

所述换热储存水箱15上具有热水出口和冷水进口；具体实施时，最好换热储存水箱15上最好还具有热水循环水出口，该热水循环水出口上连接有热水循环输水管29；热水循环输水管29上安装有循环泵28；换热储存水箱15的热水出口连接有热水出水管30，该热水出水管30与热水循环输水管29连通。换热储存水箱15的冷水进口上连接城市管网冷水进水管31，向换热储存水箱15内注水。

具体实施时，热水出水管30上还可以设置阀门，热水循环输水管29位于换热储存水箱15与循环泵28之间的部分也设有阀门，在用户不使用热水时，开启循环泵28，让热水在热水出水管30、换热储存水箱15和热水循环输水管29之间循环，从而保证用户在使用热水时，从热水出水管30一开始流出来的即是热水。

由于换热储存水箱15中的水加热后体积会增大，因此，该设备还可以包括膨胀水箱27；膨胀水箱27与换热储存水箱15连通。换热储存水箱15采用卫生级别的304不锈钢制造，热传导率好发挥管材可长时间承受耐高温高压、耐腐蚀性特长，材质的重量轻、导热好、易成型的特点。使生活热水不受二次污染保证使用健康环保。

换热子系统：包括换热盘管21、热介质储存器20、位于热介质储存器20内的介质、水利泵8、电动三通阀7、加热棒13、一次热源设备26、介质输入管22、介质输送管23、介质回流管24和介质输出管25；

热介质储存器20上具有介质入口，介质输入管22与所述介质入 口连通；

所述一次热源设备26用于给介质加热；一次热源设备是指太阳能设备、余热回收设备、天然气设备等现有设备，其目的是对从介质输出管输出的换热后的低温介质进行加热。减少热量损失、提高热能传导率、提高热效率避免了热能浪费。

所述换热盘管21和热介质储存器20设置在换热储存水箱15内，换热盘管21的底部与热介质储存器20连通，换热盘管21的顶部与介质输送管23连通，介质输送管23的介质出口与电动三通阀7的第一阀口连通，电动三通阀7的第二阀口与介质输出管25连通，电动三通阀7的第三阀口与介质回流管24的顶部连通；

所述水利泵8安装在介质输送管23上；

所述介质回流管24的底部与热介质储存器20连通；

所述介质输出管25的介质出口经过一次热源设备26与介质输入管22的介质入口连通；

所述加热棒13设置在热介质储存器20内；

具体实施时，所述换热子系统还包括两个温度表12、膨胀介质箱6和排气管32；由于介质加热后体积会增加，因此设置膨胀介质箱6；另外，介质在输入热介质储存器20的过程中，可能会带入气体，因此设置排气管32和排气阀4用于排出气体。介质可以为水或防冻液。

所述两个温度表12中，一个温度表12安装在介质输送管23靠近换热盘管21顶部的部分，另一个温度表12安装在在介质回流管24的顶部靠近电动三通阀7的部分；所述膨胀介质箱6与介质输送管23连通，且连通处位于温度表12和水利泵8之间；所述排气管32与介质输送管23连通，且连通处位于膨胀介质箱6的左侧；所述 排气管32上安装有排气阀4。为了安全，所述介质输送管23上设有安全阀11；所述安全阀11位于排气管32与介质输送管23连通处的左侧。

控制子系统：包括控制器9、第一温度传感器10、第二温度传感器14和第三温度传感器5；还可以包括WI-FI接收器，用于与移动终端或计算机进行数据传输。

所述控制器9与电动三通阀7连接，用于控制电动三通阀7三个阀口的通断，控制器9与水利泵8连接，用于控制水利泵8的工作；

所述第一温度传感器10用于检测热介质储存器20内的介质温度，第一温度传感器10的温度信号输出端与控制器9第一温度信号输入端连接；

所述第二温度传感器14用于检测换热储存水箱15内的水温，第二温度传感器14的温度信号输出端与控制器9第二温度信号输入端连接；

所述第三温度传感器5用于检测一侧热源内部温度，第三温度传感器5的温度信号输出端与控制器9的第三温度信号输入端连接。

实施时，第一温度传感器10、第二温度传感器14和第三温度传感器5通过线路3与控制器9连接，具体参见图1。

本实用新型提供的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备可充分利用高效利用清洁能源电能、太阳能、余热回收、天然气等热能作为提供热能能源，可无限量的免费使用可再生能源，CO2排放量基本没有，低成本，无污染，无论在结构、节能、安全、健康、舒适度及可靠性等方面都具有明显的优越性和市场竞争力，具有节能、减排、环保、健康、舒适，低成本，无污染，无论在结构、节能、安全、健康、舒适的特点。实现了有清洁能源电能、太阳能、余热回 收、天然气等就能提舒适、健康的生活热水。

使用本实用新型提供的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备时：

太阳能、余热回收、天然气等可提供一次热源的设备将介质加热，比如将水或防冻液加热至90℃左右，通过控制子系统控制，将热介质输送至热介质储存器20内，通过水利泵8将热介质泵入换热盘管21内，换热盘管21中的热介质以热传导方式和热辐射方式向换热储存水箱15中的水散发热量，从而将换热储存水箱15中的水加热。

如果太阳能、余热回收、天然气等可提供一次热源的设备可提供的一次热源不足，通过控制子系统控制，停止太阳能、余热回收、天然气等可提供一次热源的设备为介质加热，而使用加热棒对热介质储存器20内的介质进行加热，比如将水或防冻液加热至90℃左右，再通过水利泵8将热介质泵入换热盘管21内，换热盘管21中的热介质以热传导方式和热辐射方式向换热储存水箱15中的水散发热量，从而将换热储存水箱15中的水加热。

用户可以通过移动终端或计算机发出开关指令或温度调节指令，通过WI-FI接收器接收该开关指令或温度调节指令，然后通过控制器的控制设备开关，或通过控制一次热源设备26和加热棒13实现对换热储存水箱15内水的温度进行调节，使其控制在最符合人体舒适洗浴的温度标准。

具体实施时，加热棒内设有双重安全保护。

第一重保护，加热棒末端内部设有独立温控系统：当控制子系统坏了，加热棒继续加热时，加热棒末端内部温控系统探测到热介质储存器内部介质温度在114℃时，该独立温控系统会断电停止加热，当介质温度降温到105℃时独立温控系统会通电继续加热，反复15万 次左右。

第二重保护，热棒末端内部设有高温短融开关：当控制子系统和第一重保护均发生故障，加热棒继续加热时，加热棒末端内部温控系统探测到介质温度在120℃时，独立温控系统会自动短融停止加热。

下面举例说明多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备的一种使用过程：

将安装连接好的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，由控制子系统连接电源16开机后，设定换热储存水箱15内的生活热水温度为60℃，控制子系统启动水利泵8工作5分钟，5分钟后控制子系统检测到换热储存水箱15内的生活热水温度没有达到设定60℃时，第一温度传感器10探测一次热源设备26内部温度高于当时换热储存水箱15内的生活热水温度8℃时，控制子系统命令电动三通阀7开启B口(即第二阀口)关闭A口(即第三阀口)，由一次热源设备26加热介质，通过换热储存水箱15以热交换方式加热生活热水；当换热储存水箱15内的生活热水温度达到设定温度60℃时，控制子系统停止水利泵8工作，使其处于待机状态；控制子系统检测到换热储存水箱15内的生活热水温度没有达到设定60℃时，第一温度传感器10探测一次热源设备26内部温度低于当时换热储存水箱15内的生活热水温度8℃时，控制子系统命令电动三通阀开启A口关闭B口，开启加热棒13，由加热棒13将电能转换成热能加热介质，通过换热储存水箱15以热交换方式加热生活热水，当换热储存水箱15内的生活热水温度达到设定温度60℃时，控制子系统停止水力泵和加热棒13工作，其两者处于待机状态。结合互联网控制子系统可调节控制换热储存水箱15内热水温度，将换热储存水箱15内热水温度精准控制在最符合人体舒适洗浴的温度标准。互联网和手机APP终 端系统与控制子系统有效联机实现中央智能控制系统，用户可随时随地多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备开、关和热水温度，已达到生活供热水的目的保证日常生活中每天不间断提供热水。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：包括换热储存水箱(15)、换热子系统和控制子系统；

所述换热储存水箱(15)上具有热水出口和冷水进口；

换热子系统：包括换热盘管(21)、热介质储存器(20)、位于热介质储存器(20)内的介质、水利泵(8)、电动三通阀(7)、加热棒(13)、一次热源设备(26)、介质输入管(22)、介质输送管(23)、介质回流管(24)和介质输出管(25)；

热介质储存器(20)上具有介质入口，介质输入管(22)与所述介质入口连通；

所述一次热源设备(26)用于给介质加热；

所述换热盘管(21)和热介质储存器(20)设置在换热储存水箱(15)内，换热盘管(21)的底部与热介质储存器(20)连通，换热盘管(21)的顶部与介质输送管(23)连通，介质输送管(23)的介质出口与电动三通阀(7)的第一阀口连通，电动三通阀(7)的第二阀口与介质输出管(25)连通，电动三通阀(7)的第三阀口与介质回流管(24)的顶部连通；

所述水利泵(8)安装在介质输送管(23)上；

所述介质回流管(24)的底部与热介质储存器(20)连通；

所述介质输出管(25)的介质出口经过一次热源设备(26)与介质输入管(22)的介质入口连通；

所述加热棒(13)设置在热介质储存器(20)内；

控制子系统：包括控制器(9)、第一温度传感器(10)、第二温度传感器(14)和第三温度传感器(5)；

所述控制器(9)与电动三通阀(7)连接，用于控制电动三通阀(7)三个阀口的通断，控制器(9)与水利泵(8)连接，用于控制 水利泵(8)的工作；

所述第一温度传感器(10)用于检测热介质储存器(20)内的介质温度，第一温度传感器(10)的温度信号输出端与控制器(9)第一温度信号输入端连接；

所述第二温度传感器(14)用于检测换热储存水箱(15)内的水温，第二温度传感器(14)的温度信号输出端与控制器(9)第二温度信号输入端连接；

第三温度传感器(5)用于检测一侧热源内部温度，第三温度传感器(5)的温度信号输出端与控制器(9)的第三温度信号输入端连接。

2.如权利要求1所述的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：还包括膨胀水箱(27)；所述膨胀水箱(27)与换热储存水箱(15)连通。

3.如权利要求1或2所述的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：还包括循环泵(28)；

所述换热储存水箱(15)上具有热水循环水出口，该热水循环水出口上连接有热水循环输水管(29)；

所述循环泵(28)安装在热水循环输水管(29)上；

所述换热储存水箱(15)的热水出口连接有热水出水管(30)，该热水出水管(30)与热水循环输水管(29)连通。

4.如权利要求1所述的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：所述换热子系统还包括两个温度表(12)；

其中一个温度表(12)安装在介质输送管(23)靠近换热盘管(21)顶部的部分，另一个温度表(12)安装在介质回流管(24)的顶部靠近电动三通阀(7)的部分。

5.如权利要求4所述的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：所述换热子系统还包括膨胀介质箱(6)；所述膨胀介质箱(6)与介质输送管(23)连通，且连通处位于温度表(12)和水利泵(8)之间。

6.如权利要求5所述的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：所述换热子系统还包括排气管(32)；该排气管(32)与介质输送管(23)连通，且连通处位于膨胀介质箱(6)的左侧；所述排气管(32)上安装有排气阀(4)。

7.如权利要求6所述的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：所述介质输送管(23)上设有安全阀(11)；所述安全阀(11)位于排气管(32)与介质输送管(23)连通处的左侧。

8.如权利要求4-7任一项所述的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：所述控制子系统还包括WI-F I接收器，用于与移动终端或计算机进行数据传输。

9.如权利要求4-7任一项所述的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：所述换热储存水箱(15)采用304不锈钢材质制成。

10.如权利要求4-7任一项所述的多功能智能环保节能换热储存式电热水系统设备，其特征在于：所述介质为水或防冻液。