JPH10185314A - 追焚き機能付き排熱投入型電気温水器 - Google Patents
追焚き機能付き排熱投入型電気温水器Info
- Publication number
- JPH10185314A JPH10185314A JP34573196A JP34573196A JPH10185314A JP H10185314 A JPH10185314 A JP H10185314A JP 34573196 A JP34573196 A JP 34573196A JP 34573196 A JP34573196 A JP 34573196A JP H10185314 A JPH10185314 A JP H10185314A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 総合効率を向上し、貯湯槽の小型化及び貯湯
温度の低温化を図り、給湯需要の変動にも対応する。 【解決手段】 ガスエンジン発電機（１０）を設け、そ
の排熱を追焚き燃焼器（１１）を備えた排熱回収器（２
０）で回収し、回収した排熱による高温水を制御ユニッ
ト（ＣＵ）で排熱投入手段（Ａ）を介し貯湯槽（２Ａ）
又は出水管（４）に投入する。
温度の低温化を図り、給湯需要の変動にも対応する。 【解決手段】 ガスエンジン発電機（１０）を設け、そ
の排熱を追焚き燃焼器（１１）を備えた排熱回収器（２
０）で回収し、回収した排熱による高温水を制御ユニッ
ト（ＣＵ）で排熱投入手段（Ａ）を介し貯湯槽（２Ａ）
又は出水管（４）に投入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、貯湯槽内に電気ヒ
ータを有し、その貯湯槽に水を補給する給水管と、温水
を出水する出水管、とを備えた追焚き機能付き排熱投入
型電気温水器に関する。
ータを有し、その貯湯槽に水を補給する給水管と、温水
を出水する出水管、とを備えた追焚き機能付き排熱投入
型電気温水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、図３に示すように、断熱を施し
た貯湯槽２に水道水を補給する給水管３と加熱した温水
をキッチンや浴槽・洗面所等に給湯する出水管４と槽２
内の水を加熱する電気ヒータ５とを備え、夜間の安価な
ＡＣ２００Ｖの深夜電力を利用して湯を沸かし、必要に
応じ給湯する貯湯式の電気温水器１は知られている。
た貯湯槽２に水道水を補給する給水管３と加熱した温水
をキッチンや浴槽・洗面所等に給湯する出水管４と槽２
内の水を加熱する電気ヒータ５とを備え、夜間の安価な
ＡＣ２００Ｖの深夜電力を利用して湯を沸かし、必要に
応じ給湯する貯湯式の電気温水器１は知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電気温水器１は料金の安価な深夜電力を利用するため深
夜にしか加熱出来ず、そのため一日分の給湯需要を貯湯
する必要があり、貯湯槽２の容量が例えば、４００Ｌ程
度の大きなものとなる。
電気温水器１は料金の安価な深夜電力を利用するため深
夜にしか加熱出来ず、そのため一日分の給湯需要を貯湯
する必要があり、貯湯槽２の容量が例えば、４００Ｌ程
度の大きなものとなる。
【０００４】さらに、貯湯能力を高めるため、温水温度
を、例えば９０℃と高く設定する必要があり、温水器の
表面からの熱ロスが大となる。
を、例えば９０℃と高く設定する必要があり、温水器の
表面からの熱ロスが大となる。
【０００５】また、電気ヒータ５で湯を沸かすことは、
発電時のエネルギーロス、送電エネルギーロス等を含め
れば、一次エネルギ換算の熱効率で３８％程度となり、
ガスや石油焚きのボイラの熱効率８０％に比し効率が低
い。
発電時のエネルギーロス、送電エネルギーロス等を含め
れば、一次エネルギ換算の熱効率で３８％程度となり、
ガスや石油焚きのボイラの熱効率８０％に比し効率が低
い。
【０００６】更に、蓄熱量以上に給湯需要があった場合
は、湯切れが発生する。
は、湯切れが発生する。
【０００７】したがって、本発明は、総合効率が高く、
貯湯槽の小型化及び貯湯温度の低温化ができ、給湯需要
の変動にも対応できる追焚き機能付き排熱投入型電気温
水器を提供することを目的としている。
貯湯槽の小型化及び貯湯温度の低温化ができ、給湯需要
の変動にも対応できる追焚き機能付き排熱投入型電気温
水器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、貯湯槽
内に電気ヒータを有し該貯湯槽に水を補給する給水管と
温水を出水する出水管とを備えた電気温水器において、
発電手段を設けて該発電手段の排熱を回収する追焚き機
能付き排熱回収手段を設け、該排熱回収手段で回収した
排熱による高温水を前記貯湯槽に投入し、または選択的
に前記出水管に投入するバイパス管路を備えた排熱投入
手段を設けるとともに、出湯温度が所定値以下で、か
つ、出水管の流量が所定値以上の場合に前記追焚き機能
を作動して前記高温水をバイパス管路に切り換える制御
手段を設けている。
内に電気ヒータを有し該貯湯槽に水を補給する給水管と
温水を出水する出水管とを備えた電気温水器において、
発電手段を設けて該発電手段の排熱を回収する追焚き機
能付き排熱回収手段を設け、該排熱回収手段で回収した
排熱による高温水を前記貯湯槽に投入し、または選択的
に前記出水管に投入するバイパス管路を備えた排熱投入
手段を設けるとともに、出湯温度が所定値以下で、か
つ、出水管の流量が所定値以上の場合に前記追焚き機能
を作動して前記高温水をバイパス管路に切り換える制御
手段を設けている。
【０００９】更に、本発明によれば、発電手段は、内燃
機関駆動の発電機又は燃料電池で構成されている。そし
て、発電手段として燃料電池を用いる場合、固体電解質
型燃料電池が特に好ましい。
機関駆動の発電機又は燃料電池で構成されている。そし
て、発電手段として燃料電池を用いる場合、固体電解質
型燃料電池が特に好ましい。
【００１０】更に、本発明によれば、排熱回収手段は、
複数の熱交換部を備えた排熱回収器と、開閉弁を介し発
電手段の燃料で作動される追焚き用燃焼器とで構成され
ている。
複数の熱交換部を備えた排熱回収器と、開閉弁を介し発
電手段の燃料で作動される追焚き用燃焼器とで構成され
ている。
【００１１】更に、本発明によれば、排熱投入手段は、
排熱回収手段の熱交換部と、該熱交換部の両端を貯湯槽
の下部及び上部に連通する管路と、その高温水側管路に
三方弁を介して接続されたバイパス管路とで構成されて
いる。
排熱回収手段の熱交換部と、該熱交換部の両端を貯湯槽
の下部及び上部に連通する管路と、その高温水側管路に
三方弁を介して接続されたバイパス管路とで構成されて
いる。
【００１２】更に、本発明によれば、制御手段は、出湯
温度センサ及び出水管の流量センサからの検出信号に基
づき、比例制御弁及び三方弁を制御する制御ユニットで
構成されている。
温度センサ及び出水管の流量センサからの検出信号に基
づき、比例制御弁及び三方弁を制御する制御ユニットで
構成されている。
【００１３】上記のように構成された追焚き機能付き排
熱投入型電気温水器においては、発電手段の発電時に発
生する排熱の一部は、排熱回収手段及び排熱投入手段を
介して貯湯槽の温水に戻され、湯沸かし又は放熱ロスを
補う保温用の熱エネルギの一部として有効利用される。
熱投入型電気温水器においては、発電手段の発電時に発
生する排熱の一部は、排熱回収手段及び排熱投入手段を
介して貯湯槽の温水に戻され、湯沸かし又は放熱ロスを
補う保温用の熱エネルギの一部として有効利用される。
【００１４】また、出湯の温度が所定値以下に低下し、
かつ出水管の流量が所定値より多くなると、追焚き用燃
焼器により加熱した温水を、三方弁を介しバイパス管路
から出水管に導き、湯切れを防止する。
かつ出水管の流量が所定値より多くなると、追焚き用燃
焼器により加熱した温水を、三方弁を介しバイパス管路
から出水管に導き、湯切れを防止する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００１６】なお、これらの図面において、図３に対応
する部分については、同じ符号を付して重複説明を省略
する。
する部分については、同じ符号を付して重複説明を省略
する。
【００１７】図１において、全体を符号１Ａで示す追焚
き機能付き排熱投入型電気温水器には、発電手段、例え
ば燃料電池或いはガスエンジン発電機１０（以下、本明
細書では符号１０はガスエンジン発電機を示すものとす
る）、が設けられている。この発電機１０は、燃料供給
路Ｆからの都市ガスを用いて発電するようになってお
り、排熱としては、ガスエンジンの排気およびジャケッ
トの熱が利用される。
き機能付き排熱投入型電気温水器には、発電手段、例え
ば燃料電池或いはガスエンジン発電機１０（以下、本明
細書では符号１０はガスエンジン発電機を示すものとす
る）、が設けられている。この発電機１０は、燃料供給
路Ｆからの都市ガスを用いて発電するようになってお
り、排熱としては、ガスエンジンの排気およびジャケッ
トの熱が利用される。
【００１８】また、排熱回収手段としての排熱回収器２
０及び追焚き機能を有する追焚き用燃焼器１１が設けら
れている。この排熱回収器２０には、発電機１０の排熱
及び燃焼器１１と熱交換を行なう図示しない熱交換部の
他に、複数（図示の例では２個）の熱交換部２１、２２
が設けられている。そして、燃焼器１１は、燃料供給路
Ｆから分岐された燃料供給分岐路Ｆ１に接続され、その
燃料供給分岐路Ｆ１には、比例制御弁Ｖ１が設けられて
いる。
０及び追焚き機能を有する追焚き用燃焼器１１が設けら
れている。この排熱回収器２０には、発電機１０の排熱
及び燃焼器１１と熱交換を行なう図示しない熱交換部の
他に、複数（図示の例では２個）の熱交換部２１、２２
が設けられている。そして、燃焼器１１は、燃料供給路
Ｆから分岐された燃料供給分岐路Ｆ１に接続され、その
燃料供給分岐路Ｆ１には、比例制御弁Ｖ１が設けられて
いる。
【００１９】その一方の熱交換部２１の下端は、冷温水
管路Ｌ１により貯湯槽２Ａの下部に連通され、熱交換部
２１の上端は、高温水管路Ｌ２により貯湯槽２Ａの上部
に連通されている。また、管路Ｌ２は、三方弁Ｖ２を介
しバイパス管路Ｌ３により貯湯槽２Ａをバイパスして出
水管４に接続されている。したがって、熱交換部２１と
管路Ｌ１、Ｌ２及びＬ３とにより排熱投入手段Ａが構成
されている。
管路Ｌ１により貯湯槽２Ａの下部に連通され、熱交換部
２１の上端は、高温水管路Ｌ２により貯湯槽２Ａの上部
に連通されている。また、管路Ｌ２は、三方弁Ｖ２を介
しバイパス管路Ｌ３により貯湯槽２Ａをバイパスして出
水管４に接続されている。したがって、熱交換部２１と
管路Ｌ１、Ｌ２及びＬ３とにより排熱投入手段Ａが構成
されている。
【００２０】そして、他方の熱交換部２２は、排熱利用
の外部負荷（例えば床暖房装置）に接続されている。
の外部負荷（例えば床暖房装置）に接続されている。
【００２１】また、出湯温度を検出する温度センサＳ１
と出水管４の流量を検出する流量センサＳ２とが設けら
れている。これらセンサＳ１、Ｓ２は電気回路Ｅ１、Ｅ
２によりそれぞれ制御手段であるマイクロコンピュータ
で構成された制御ユニットＣＵに接続されており、その
制御ユニットＣＵには、電気回路Ｅ３、Ｅ４を介して比
例制御弁Ｖ１と三方弁Ｖ２とがそれぞれ接続されてい
る。また、電気ヒータ５は、ＡＣ１００Ｖ又は２００Ｖ
の外部電源が接続されている。
と出水管４の流量を検出する流量センサＳ２とが設けら
れている。これらセンサＳ１、Ｓ２は電気回路Ｅ１、Ｅ
２によりそれぞれ制御手段であるマイクロコンピュータ
で構成された制御ユニットＣＵに接続されており、その
制御ユニットＣＵには、電気回路Ｅ３、Ｅ４を介して比
例制御弁Ｖ１と三方弁Ｖ２とがそれぞれ接続されてい
る。また、電気ヒータ５は、ＡＣ１００Ｖ又は２００Ｖ
の外部電源が接続されている。
【００２２】次に、作用について説明する。ガスエンジ
ン発電機１０を運転すると、その排熱は、排熱回収器２
０で回収される。そして、回収された排熱の一部は、熱
交換部２１を含む排熱投入手段Ａにより貯湯槽２Ａの湯
に投入される。したがって、湯沸かし又は放熱ロスを補
う保温用の熱エネルギの一部として排熱が有効に利用さ
れる。
ン発電機１０を運転すると、その排熱は、排熱回収器２
０で回収される。そして、回収された排熱の一部は、熱
交換部２１を含む排熱投入手段Ａにより貯湯槽２Ａの湯
に投入される。したがって、湯沸かし又は放熱ロスを補
う保温用の熱エネルギの一部として排熱が有効に利用さ
れる。
【００２３】また、上記保温用の熱エネルギとして利用
された残りの回収された排熱は、熱交換部２２を介して
外部負荷に有効に利用可能である。
された残りの回収された排熱は、熱交換部２２を介して
外部負荷に有効に利用可能である。
【００２４】次いで、図２を参照して制御ユニットＣＵ
の制御態様を説明する。
の制御態様を説明する。
【００２５】制御ユニットＣＵは、温度センサＳ１及び
流量センサＳ２の検出信号により、出湯温度及び出水管
４の流量を検出し（ステップＳ１）、温度が所定値より
低いか否かを判定する（ステップＳ２）。温度が所定値
より高い場合（ステップＳ２がＮＯ）は、比例制御弁Ｖ
１の開度が所定値より大きいか否かを判定する（ステッ
プＳ５）。ステップＳ２がＹＥＳ、すなわち温度が所定
値より低い場合にはステップＳ３に移行し、出水管４の
流量が所定値よりも多いか否かを判定する。
流量センサＳ２の検出信号により、出湯温度及び出水管
４の流量を検出し（ステップＳ１）、温度が所定値より
低いか否かを判定する（ステップＳ２）。温度が所定値
より高い場合（ステップＳ２がＮＯ）は、比例制御弁Ｖ
１の開度が所定値より大きいか否かを判定する（ステッ
プＳ５）。ステップＳ２がＹＥＳ、すなわち温度が所定
値より低い場合にはステップＳ３に移行し、出水管４の
流量が所定値よりも多いか否かを判定する。
【００２６】ステップＳ２がＮＯの場合において、比例
制御弁Ｖ１の開度が所定値より大きい場合（ステップＳ
５がＹＥＳ）は、出水管４の流量が所定値よりも多いか
否かを判定し（ステップＳ３）、ステップＳ５がＮＯの
場合は、比例制御弁Ｖ１を全閉とし、三方弁Ｖ２をバイ
パス管路Ｌ３とは異なる方向（貯湯槽２Ａ側）に開け
て、リターンする。
制御弁Ｖ１の開度が所定値より大きい場合（ステップＳ
５がＹＥＳ）は、出水管４の流量が所定値よりも多いか
否かを判定し（ステップＳ３）、ステップＳ５がＮＯの
場合は、比例制御弁Ｖ１を全閉とし、三方弁Ｖ２をバイ
パス管路Ｌ３とは異なる方向（貯湯槽２Ａ側）に開け
て、リターンする。
【００２７】出水管４の流量が所定値よりも少ない場合
（ステップＳ３がＮＯ）、比例制御弁Ｖ１を全閉とし、
三方弁Ｖ２を貯湯槽２Ａ側に開けて（ステップＳ７）、
リターンする。出水管４の流量が所定値よりも多い場合
（ステップＳ３がＹＥＳ）、比例制御弁Ｖ１の開度を、
温度センサＳ１により求めた出湯温度と所定値との差に
基づいて算出する（ステップＳ６）。
（ステップＳ３がＮＯ）、比例制御弁Ｖ１を全閉とし、
三方弁Ｖ２を貯湯槽２Ａ側に開けて（ステップＳ７）、
リターンする。出水管４の流量が所定値よりも多い場合
（ステップＳ３がＹＥＳ）、比例制御弁Ｖ１の開度を、
温度センサＳ１により求めた出湯温度と所定値との差に
基づいて算出する（ステップＳ６）。
【００２８】そして、ステップＳ４において、算出され
た比例制御弁Ｖ１の開度に応じた制御信号を比例制御弁
Ｖ１に出力して当該弁開度とせしめ、追焚き燃焼器１１
の燃料インプットを制御する。それと共にステップＳ４
において、三方弁Ｖ２に制御信号を出力し、高温水管路
Ｌ２をバイパス管路Ｌ３に切り換えて、高温水を直接出
水管４に導き、湯切れを防止して、リターンする。
た比例制御弁Ｖ１の開度に応じた制御信号を比例制御弁
Ｖ１に出力して当該弁開度とせしめ、追焚き燃焼器１１
の燃料インプットを制御する。それと共にステップＳ４
において、三方弁Ｖ２に制御信号を出力し、高温水管路
Ｌ２をバイパス管路Ｌ３に切り換えて、高温水を直接出
水管４に導き、湯切れを防止して、リターンする。
【００２９】図示の例はあくまでも例示であり、本発明
の技術的範囲を限定する趣旨ではない。例えば、図示の
実施例では発電手段としてガスエンジン発電機１０が例
示されているが、これに限定する必要は無い。例えば、
燃料電池の排熱を電気排熱回収器２０を介して貯湯槽２
Ａに投入しても良いことを付記する。
の技術的範囲を限定する趣旨ではない。例えば、図示の
実施例では発電手段としてガスエンジン発電機１０が例
示されているが、これに限定する必要は無い。例えば、
燃料電池の排熱を電気排熱回収器２０を介して貯湯槽２
Ａに投入しても良いことを付記する。
【００３０】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されており、
以下の優れた効果を奏することができる。 （１） 発電手段の排熱を利用出来るので、総合効率が
高い。 （２） 一般的には、給湯需要、電気需要は共に昼間が
多く、発電手段が稼働する時間帯に給湯需要があるの
で、貯湯槽の小型化及び貯湯温度の低温化ができる。 （３） 電気ヒータの負荷が小さくできるため、１００
Ｖで対応できる。 （４） 湯切れを防止することができる。
以下の優れた効果を奏することができる。 （１） 発電手段の排熱を利用出来るので、総合効率が
高い。 （２） 一般的には、給湯需要、電気需要は共に昼間が
多く、発電手段が稼働する時間帯に給湯需要があるの
で、貯湯槽の小型化及び貯湯温度の低温化ができる。 （３） 電気ヒータの負荷が小さくできるため、１００
Ｖで対応できる。 （４） 湯切れを防止することができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す全体構成図。
【図２】図１の制御フローチャート図。
【図３】従来の電気温水器の一例を示す構成図。
ＣＵ・・・制御ユニット Ｅ１〜Ｅ４・・・電気回路 Ｆ・・・燃料供給路 Ｆ１・・・燃料供給分岐路 Ｌ１・・・冷温水管路 Ｌ２・・・高温水管路 Ｌ３・・・バイパス管路 Ｓ１・・・温度センサ Ｓ２・・・流量センサ Ｖ１・・・開閉弁 Ｖ２・・・三方弁 １・・・電気温水器 １Ａ・・・追焚き機能付き排熱投入型電気温水器 ２、２Ａ・・・貯湯槽 ３・・・給水管 ４・・・出水管 ５・・・電気ヒータ １０・・・ガスエンジン発電機 １１・・・追焚き用燃焼器 ２０・・・排熱回収器 ２１、２２・・・熱交換部 ２１ａ・・・貯湯槽熱交換部
Claims (6)
- 【請求項１】 貯湯槽内に電気ヒータを有し該貯湯槽に
水を補給する給水管と温水を出水する出水管とを備えた
電気温水器において、発電手段を設けて該発電手段の排
熱を回収する追焚き機能付き排熱回収手段を設け、該排
熱回収手段で回収した排熱による高温水を前記貯湯槽に
投入し、または選択的に前記出水管に投入するバイパス
管路を備えた排熱投入手段を設けるとともに、出湯温度
が所定値以下で、かつ、出水管の流量が所定値以上の場
合に前記追焚き機能を作動して前記高温水をバイパス管
路に切り換える制御手段を設けていることを特徴とする
追焚き機能付き排熱投入型電気温水器。 - 【請求項２】 発電手段は、内燃機関駆動の発電機又は
燃料電池で構成されている請求項１記載の追焚き機能付
き排熱投入型電気温水器。 - 【請求項３】 排熱回収手段は、複数の熱交換部を備え
た排熱回収器と、開閉弁を介し発電手段の燃料で作動さ
れる追焚き用燃焼器とで構成されている請求項１記載の
追焚き機能付き排熱投入型電気温水器。 - 【請求項４】 排熱投入手段は、排熱回収手段の熱交換
部と、該熱交換部の両端を貯湯槽の下部及び上部に連通
する管路と、その高温水側管路に三方弁を介して接続さ
れたバイパス管路とで構成されている請求項１記載の追
焚き機能付き排熱投入型電気温水器。 - 【請求項５】 制御手段は、出湯温度センサ及び出水管
の流量センサからの検出信号に基づき、比例制御弁及び
三方弁を制御する制御ユニットで構成されている請求項
１記載の追焚き機能付き排熱投入型電気温水器。 - 【請求項６】 前記燃料電池は固体電解質型燃料電池で
ある請求項２記載の追焚き機能付き排熱投入型電気温水
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34573196A JPH10185314A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 追焚き機能付き排熱投入型電気温水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34573196A JPH10185314A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 追焚き機能付き排熱投入型電気温水器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10185314A true JPH10185314A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18378595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34573196A Pending JPH10185314A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 追焚き機能付き排熱投入型電気温水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10185314A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002364919A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Chofu Seisakusho Co Ltd | コージェネレーションシステム |
| CN103047766A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-17 | 张善琴 | 热水器设备 |
| CN103673266A (zh) * | 2014-01-06 | 2014-03-26 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 一种增压锅炉余热回收热水炉系统 |
| CN105674550A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-06-15 | 中山浩发节能科技有限公司 | 一种最新式发廊专用节能的热水器 |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP34573196A patent/JPH10185314A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002364919A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Chofu Seisakusho Co Ltd | コージェネレーションシステム |
| JP4664533B2 (ja) * | 2001-06-07 | 2011-04-06 | 株式会社長府製作所 | コージェネレーションシステム |
| CN103047766A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-17 | 张善琴 | 热水器设备 |
| CN103047766B (zh) * | 2012-12-24 | 2016-04-06 | 余姚市吉佳电器有限公司 | 热水器设备 |
| CN103673266A (zh) * | 2014-01-06 | 2014-03-26 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 一种增压锅炉余热回收热水炉系统 |
| CN105674550A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-06-15 | 中山浩发节能科技有限公司 | 一种最新式发廊专用节能的热水器 |
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