TW201533404A - 無膨脹閥之高效節能熱蒸氣／熱水與冷水／熱水製造設備 - Google Patents

無膨脹閥之高效節能熱蒸氣／熱水與冷水／熱水製造設備 Download PDF

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Abstract

一種無膨脹閥之高效節能熱蒸氣/熱水與冷水/熱水製造設備，該熱蒸氣/熱水製造設備係包括有一冷媒壓縮機構；一連接冷媒壓縮機構且為三重同軸心管體之水加熱機構，其中層為冷媒管，而內/外層為水管；以及一與水加熱機構連接之控制機構；另可將一水冷卻機構與冷媒壓縮機構及水加熱機構連接，進而構成冷水/熱水製造設備，而該水冷卻機構係為三重同軸心管體之水冷卻機構，其中層為冷媒管，而內/外層為水管。藉此，可使本發明利用水加熱機構、水冷卻機構之三重同軸心管體以及水流方向與冷媒流向相反之配合，充分進行熱能交換並同時具有低熱能消耗之效果，使熱蒸氣/熱水製造設備可產製出130℃以上之熱蒸氣，或約90℃之熱水，另該冷水/熱水製造設備則可同時產製約70℃之熱水及約7℃之冰水，且本發明無需使用膨脹閥，因此可提高熱水製造之能源效率(COP)，達到可作為熱蒸氣、熱水與冷水製造之功效，並具有降低電能耗費及用途廣泛化之優點。

Description

無膨脹閥之高效節能熱蒸氣/熱水與冷水/熱水製造設備
本發明係有關一種無膨脹閥之高效節能熱蒸氣/熱水與冷水/熱水製造設備，尤指一種使用壓縮機但無需使用膨脹閥而壓縮冷媒循環之高效熱蒸氣/熱水與冷水/熱水製造設備者。
目前一般習知之熱泵型熱水製造設備，乃將冷媒管置於待加熱之水中，冷媒管與水的接觸面積(A)為冷媒管之外圍(πD)與其長度(L)之積，即A=πD×L，其中D為冷媒管的外徑；在相同冷媒管直徑及管長下，其接觸面積會較三重同軸心管體之A=π(D+D’)×L小。
習知之熱泵型熱水製造設備，其對於水的加熱過程，乃採取自然對流的方式，如此熱能轉換(H=m×s×△T)公式中的△T(冷媒與水的溫差)無法控制在較小的數值，因此熱能消耗較大。
習知之熱泵型熱水製造設備，必須使用膨脹閥來控制/降低冷媒的壓力，但其內部的毛細管會造成冷媒的流阻，因此需增加壓縮機對於冷媒的推力，而提升了壓縮機的推力耗能。
再者，由中華民國專利第M4126887號之二段壓縮熱泵系統(如第4圖所示)、第M426751號之二元熱泵系統(如第5圖所示)以及第I342383號之全能熱泵系統(如第6圖所示)觀之，前述之各項專利中雖可達到其內容所提之效果，然，所述之三件專利中，其於作動時皆仍須搭配膨脹閥進行 使用，進而存在有結構複雜以及增加製造成本之缺失。
有鑑於此，本發明人乃潛心研思，設計出一種無膨脹閥之高效節能熱蒸氣/熱水與冷水/熱水製造設備，除可產製130℃以上之熱蒸氣，及/或90℃以上的熱水外，更可同時產製出約70℃之熱水及約7℃之冰水，提供了更廣泛的用途，是為本發明所欲研創之創作動機者。
本發明之主要目的，係在於可使本發明利用水加熱機構與水冷卻機構之三重同軸心管體以及水流方向與冷媒流向相反之配合，充分進行熱能交換並同時具有低熱能消耗之效果。
本發明之次要目的，係在於無需使用膨脹閥，因此可有效降低冷媒壓縮機構之耗能。
本發明之另一目的，係在於可提高熱蒸氣、熱水與冷水之製造效率、降低耗能、結構簡化以及降低製造成本之功效。
為達上述目的，本發明之無膨脹閥之高效節能熱蒸氣/熱水製造設備係包括：一用以將低壓冷媒壓縮成高壓冷媒且推入循環系統之冷媒壓縮機構；一連接冷媒壓縮機構之水加熱機構，其包含有分別連通外部水源與冷媒壓縮機構之三重同軸心管體，讓冷媒與水之熱能交換面積增加，且其水流方向係與冷媒流動方向相反，而熱交換過程中，使冷媒與水的溫差保持較低之數值；以及一與水加熱機構連接之控制機構，係可偵測水加熱機構所產生之熱蒸氣或熱水溫度，並依溫度之所需控制水流速度。
另本發明之無膨脹閥之高效能冷水/熱水製造設備係包括：一用以將低壓冷媒壓縮成高壓冷媒且推入循環系統之冷媒壓縮機構；一連 接冷媒壓縮機構之水加熱機構，其係為分別連通外部水源與冷媒壓縮機構之三重同軸心管體，讓冷媒與水之熱能交換面積增加，且其水流方向係與冷媒流動方向相反，使得熱交換過程中，冷媒與水的溫差保持較低之數值；一與水加熱機構連接之控制機構，係可偵測水加熱機構所產生之熱水溫度，並依溫度之所需控制水流速度；以及一連接冷媒壓縮機構與水加熱機構之水冷卻機構，其係為分別連通外部水源、冷媒壓縮機構與水加熱機構之三重同軸心管體，以有效增冷媒與水之熱能交換面積，且其水流方向係與冷媒流動方向相反，於熱交換過程中，使冷媒與水的溫差保持較低之數值。
於本發明上述之實施例中，於本發明之實施例中，該冷媒壓縮機構係包含有一壓縮機、一連接該壓縮機之高壓冷媒出管、及一連接該壓縮機之低壓冷媒進管，而所述之高壓冷媒出管與低壓冷媒進管係分別與該水加熱機構以及該水冷卻機構連接。
於本發明上述之實施例中，於本發明之實施例中，該壓縮機係用以將進入壓縮機的低壓冷媒壓縮成高壓冷媒，之後再推動進入該封閉迴路之冷媒循環系統。
於本發明上述之實施例中，於本發明之實施例中，該水加熱機構係包含有一連接控制機構用於輸出熱水之加熱用進水管、一連接控制機構之加熱用出水管、一連通加熱用進水管與加熱用出水管之加熱內管、一套設於加熱內管外之冷媒管、及一套設於冷媒管外且連通加熱用進水管與加熱用出水管之加熱外管。
於本發明上述之實施例中，於本發明之實施例中，該加熱用 進水管與加熱用出水管係可為三通管。
於本發明上述之實施例中，於本發明之實施例中，該加熱內管、冷媒管及加熱外管係呈三管同軸心狀態而形成三重同軸心管體，藉以增冷媒與水之熱能交換面積，進而使水充分加熱。
於本發明上述之實施例中，於本發明之實施例中，該冷媒管之兩端係分別與該冷媒壓縮機及水冷卻機構連接。
於本發明上述之實施例中，該加熱用進水管與加熱用出水管係可為三通管。
該加熱內管、冷媒管及加熱外管係呈三管同軸心狀態而形成三重同軸心管體，其水流方向與冷媒流向相反。
於本發明上述之實施例中，於本發明之實施例中，該控制機構係包含有一裝設於水加熱機構之溫度感應器、一連接溫度感應器之系統控制器、一連接系統控制器與加壓泵之電磁繼電器、一連接系統控制器與冷媒壓縮機之電磁接觸器、及一連接水加熱機構與電磁繼電器之加壓泵。
於本發明上述之實施例中，於本發明之實施例中，該系統控制器係以感溫信號線連接溫度感應器，並以第一及第二控制線分別與電磁繼電器及電磁接觸器連接。
於本發明上述之實施例中，該控制機構係以溫度感應器偵測熱水產生時之溫度，當熱水溫度到達上限溫度時，會由該電磁接觸器驅動加壓泵使進水流速加快，以避免水溫過高；待熱水溫度到達下限溫度時，即關停加壓泵以使熱水溫度再上升。
於本發明上述之實施例中，該水冷卻機構係包含有一冷卻用 進水管、一冷卻用出水管，並分別以三通管與一冷卻用三重同軸心管連接。
於本發明上述之實施例中，該冷卻用三重同軸心管其中間管為一冷媒管，而內/外管為水管，藉以增加冷媒與水之熱能交換面積，進而使水充分冷卻。
於本發明上述之實施例中，該冷媒管之兩端係分別與加熱機構之冷媒出管與冷媒壓縮機構之低壓冷媒進管連接。
於本發明上述之實施例中，該冷卻用進水管與冷卻用出水管係可為三通管。
於本發明上述之實施例中，該冷卻內管、冷媒管及冷卻外管係呈三管同軸心狀態而形成三重同軸心管體，其水流方向與冷媒流向相反。
1‧‧‧冷媒壓縮機構
11‧‧‧壓縮機
12‧‧‧高壓冷媒出管
13‧‧‧低壓冷媒進管
2‧‧‧水加熱機構
21‧‧‧加熱用三重同軸心管
211‧‧‧加熱內管
212‧‧‧冷媒管
213‧‧‧加熱外管
22‧‧‧加熱用進水管
23‧‧‧加熱用出水管
3‧‧‧控制機構
31‧‧‧溫度感應器
32‧‧‧系統控制器
33‧‧‧電磁繼電器
34‧‧‧加壓泵
35‧‧‧感溫信號線
36‧‧‧第一控制線
37‧‧‧第二控制線
38‧‧‧電磁接觸器
4‧‧‧水冷卻機構
41‧‧‧冷卻用三重同軸心管
411‧‧‧冷卻內管
412‧‧‧冷媒管
413‧‧‧冷卻外管
42‧‧‧冷卻用進水管
43‧‧‧冷卻用出水管
第1圖係本發明第一實施例之基本架構示意圖。
第2圖係本發明加熱用三重同軸心管之較佳實施例示意圖。
第3圖係本發明第二實施例之基本架構示意圖。
第4圖係中華民國專利第M4126887號之二段壓縮熱泵系統示意圖。
第5圖係中華民國專利第M426751號之二元熱泵系統示意圖。
第6圖係中華民國專利第I342383號之全能熱泵系統示意圖。
本發明之其他特徵及具體實施例可於以下配合附圖之詳細說明中，進一步得到瞭解。
請參閱第1圖及第2圖所示，係分別為本發明第一實施例之基 本架構示意圖以及本發明加熱用三重同軸心管之較佳實施例示意圖。如圖所示，本發明係一種無膨脹閥之高效節能熱蒸氣/熱水製造設備，其係包括有一冷媒壓縮機構1、一水加熱機構2以及一控制機構3所構成。
上述所提之冷媒壓縮機構1係用以將低壓冷媒壓縮成高壓冷媒，推動進入封閉迴路之冷媒循環系統，而所述之該冷媒壓縮機構1係包含有一壓縮機11、一連接壓縮機11之高壓冷媒出管12、及一連接壓縮機11之低壓冷媒進管13。
該水加熱機構2係連接冷媒壓縮機構1，其包含有分別連通外部水源與冷媒壓縮機構1之三重同軸心管體21，且其水流方向係與冷媒流動方向相反，而熱交換過程中，使冷媒與水的溫差保持較低之數值，讓冷媒與水之熱能交換面積增加，所述之水加熱機構2係包含有一連接控制機構3之加熱用進水管22、一連接控制機構3之加熱用出水管23、一連通加熱用進水管22與加熱用出水管23之加熱內管211、一套設於加熱內管211外之冷媒管212、及一套設於冷媒管212外且連通加熱用進水管22與加熱用出水管23之加熱外管213，其中該加熱用進水管22與加熱用出水管23係可為三通管，而該加熱內管211、冷媒管212及加熱外管213係呈三管同軸心狀態而形成所述之加熱用三重同軸心管21(如第2圖所示)。
該控制機構3係與水加熱機構2連接，可偵測水加熱機構2所產生之熱蒸氣或熱水溫度，並依溫度之所需控制水流速度，所述之控制機構3係包含有一連接水加熱機構2所設加熱用出水管23之溫度感應器31、一連接溫度感應器31之系統控制器32、一連接系統控制器32與加壓泵34之電磁繼電器33、一連接水加熱機構2所設之加熱用進水管22與電磁繼電器33之 加壓泵34、及一連接系統控制器32與壓縮機11之電磁接觸器38，其中該系統控制器32係以感溫信號線35連接溫度感應器31、以第一控制線36連接電磁繼電器33，及以第二控制線37連接電磁接觸器38。
當系統控制器32經由第二控制線37啟動冷媒壓縮機構1之壓縮機11時，會將由低壓冷媒進管13送進之低壓冷媒壓縮成高壓冷媒，並使該高壓冷媒由高壓冷媒出管12送進封閉迴路的冷媒循環系統，且該高壓氣體冷媒會由高壓冷媒出管12導入加熱用三重同軸心管21之冷媒管212中，而於冷媒壓縮機構1啟動時，則同時於該水加熱機構2之加熱用進水管22導入冷水源，使該冷水透過加熱內管211與加熱外管213往加熱用出水管23之方向流動，使得該進水方向與冷媒之流動方向相反，而由於該而加熱內管211、冷媒管212及加熱外管213係為三管同軸心狀態之加熱用三重同軸心管21，藉以增加冷媒與水之熱能交換面積，進而使水充分進行熱能交換，而其原理如下：假設冷媒管212之直徑為D，加熱內管211之直徑為D’，而加熱用三重同軸心管21總長度為L，則水與冷媒之接觸面積(A)則為：A=π(D+D’)×L，其接觸面積大於冷媒管212與水管單邊接觸的管路系統；另，水流方向與冷媒流向相反之低熱能消耗，物質之熱能(H)交換公式為：H=m×s×△T，其中m為物質質量，s為比熱容，△T為溫度差；而在本發明之水流方向與冷媒流向相反的機構下，加熱時水流方向由冷媒的低溫處往高溫處流動，使得△T保持在較小的數值，因此熱能(H)的消耗亦保持在較小的數值。
故，由上述之原理可知，本發明於運作時，其水溫與冷媒的 溫度依循水流方向由冷逐漸加溫，當在冷機狀態下啟動壓縮機11，約10分鐘即會有高達130℃之熱蒸氣或90℃以上的熱水由加熱用出水管23輸出，爾後持續會有熱蒸氣或熱水流出。再者由於傳統之膨脹閥內部係具有毛細管所造成冷媒之流阻，因此，本發明無需膨脹閥之設計，即可有效減低壓縮機11對於冷媒之推力，而降低壓縮機11之推力耗能，如此，確實可降低電能的消耗，藉以解省壓縮機11之耗能，並同時具備結構簡化以及降低製造成本之功效。
且本發明於進行熱交換之過程中，係持續由控制機構3之溫度感應器31偵測加熱用出水管23產生之熱蒸氣或熱水溫度，並將所測得之溫度信號經由感溫信號線35送至系統控制器32，當偵測到加熱用出水管23熱蒸氣或熱水溫度到達上限溫度時，則由經由系統控制器32配合第一控制線36啟動電磁繼電器33，進而以電磁繼電器33驅動加壓泵34作動，讓加壓泵34使外部冷水源之進水流速加快，以避免水溫過高，待加熱用出水管23之熱蒸氣或熱水溫度到達下限溫度時，系統控制器32即關停加壓泵34之作動，以使蒸氣或熱水溫度再上升，藉以於本發明之熱交換過程中有效進行相關之防護措施。
藉此，可使本發明至少產生下列之熱能：
(1)汽化熱能(產生熱水時無此項)：水由液態變為氣態所需的能量(約為539cal/g)。
(2)水的溫升熱能：水由初始溫度上升至高溫熱水(約90℃)或蒸發時溫度(1大氣壓下為100℃)所需的熱能。
(3)水蒸氣或熱水溫升熱能(產生熱水時無此項)：水蒸氣由 100℃上升至最高溫度(約130℃)所需的熱能。
參閱第3圖所示，係分別為本發明第二實施例之基本架構示意圖。如圖所示，本發明係一種無膨脹閥之高效能熱水/冷水製造設備，其係包括有一冷媒壓縮機構1、一水加熱機構2、一控制機構3以及一水冷卻機構4所構成。
上述所提之冷媒壓縮機構1係用以將低壓冷媒壓縮成高壓冷媒，推動進入封閉迴路之冷媒循環系統，而所述之該冷媒壓縮機構1係包含有一壓縮機11、一連接壓縮機11之高壓冷媒出管12、及一連接壓縮機11之低壓冷媒進管13。
該水加熱機構2係連接冷媒壓縮機構1，其係為分別連通外部水源與冷媒壓縮機構1之三重同軸心管體，讓冷媒與水之熱能交換面積增加；且其水流方向係與冷媒流動方向相反，於熱交換過程中，使冷媒與水的溫差保持較低之數值，以降低熱能損耗。
而所述之水加熱機構2係包含有一連接控制機構3之加熱用進水管22、一連接控制機構3用於輸出熱水之加熱用出水管23、一連通加熱用進水管22與加熱用出水管23之加熱內管211、一套設於加熱內管211外之加冷媒管212、及一套設於冷媒管212外且連通加熱用進水管22與加熱用出水管23之加熱外管213，其中該加熱用進水管22與加熱用出水管23係可為三通管，而該加熱內管211、冷媒管212及加熱外管213係呈三管同軸心狀態而形成所述之加熱用三重同軸心管體21(如第2圖所示)，其中該冷媒管212之兩端係分別與該冷媒壓縮機1之高壓冷媒出管12及水冷卻機構4連接。
該控制機構3係與水加熱機構2連接，可偵測水加熱機構2所 產生之熱水溫度，並依溫度之所需控制水流速度，所述之控制機構3係包含有一安裝於水加熱機構2所設加熱用出水管23之溫度感應器31、一連接溫度感應器31之系統控制器32、一連接系統控制器32與抽水用加壓泵34之電磁繼電器33、一連接水加熱機構2所設之加熱用進水管22與電磁繼電器33之抽水用加壓泵34、及一連接系統控制器32與壓縮機11之電磁接觸器38。
其中該系統控制器32係以感溫信號線35連接溫度感應器31、以第一控制線36連接電磁繼電器33、以及第二控制線37連接電磁接觸器38，該控制機構3包括一連接系統控制器32與抽水用加壓泵34之電磁繼電器33，及一連接系統控制器32與壓縮機11之電磁接觸器38，其中該系統控制器32係以第一及第二控制線36、37分別與電磁繼電器33及電磁接觸器38連接。
該水冷卻機構4，其係為分別連通外部水源、冷媒壓縮機構1與水加熱機構2之三重同軸心管體，以有效增冷媒與水之熱能交換面積，且其水流方向係與冷媒流動方向相反，於熱交換過程中，使冷媒與水的溫差保持較低之數值。
而所述之水冷卻機構4係包含有一冷卻用進水管42、一冷卻用出水管43、一連通冷卻用進水管42與冷卻出水管43之冷卻內管411、一套設於冷卻內管411外之冷媒管412、及一套設於冷媒管412外且連通冷卻用進水管42與冷卻用出水管43之冷卻外管413，其中該冷卻用進水管42與冷卻用出水管43係可為三通管，該冷卻內管411、冷媒管412及冷卻外管413係呈三管同軸心狀態而形成三重同軸心管體41(如第2圖所示)，藉以增冷媒與水之熱能交換面積，進而使水充分冷卻，且該冷媒管412之兩端係分別與該冷媒 壓縮機構1之低壓冷媒進管13及水加熱機構2之冷媒管212連接。
當本發明之設備啟動，系統控制器32經由第二控制線37啟動冷媒壓縮機構1之壓縮機11時，會將由低壓冷媒進管13送進之低壓冷媒壓縮成高壓冷媒，並使該高壓冷媒由高壓冷媒出管12送進封閉迴路的冷媒循環系統，且該高壓氣體冷媒會由高壓冷媒出管12導入加入用三重同軸心管體21之冷媒管212中，而於冷媒壓縮機構1啟動時，則同時於該水加熱機構2之加熱用進水管22及該水冷卻機構4之冷卻用進水管42導入外部水源，使該冷水透過加熱內管211與加熱外管213往加熱用出水管23之方向流動，使得該進水方向與冷媒之流動方向相反，而由於該而加熱內管211、冷媒管212及加熱外管213係為三管同軸心狀態之同軸管體21，藉以增加冷媒與水之熱能交換面積，進而使水充分進行熱能交換。
另當冷媒通過水加熱機構2後，會轉變成低壓氣體狀態，此時會被導進水冷卻機構4之冷卻用三重同軸心管41之冷媒管412，而對已經導入由冷卻用進水管42導入水源的冷卻內管411與冷卻外管413進行冷卻之熱交換處理，由於該進水方向與冷媒之流動方向相反，使水溫與冷媒的溫度依循水流方向由進水溫度逐漸冷卻，達到水充分冷卻的效果。
本發明熱交換之高效與節能之原理如下：假設冷媒管212、412之直徑為D，加熱內管211或冷卻內管411之直徑為D’，而同軸管體總長度為L，則水與冷媒之接觸面積(A)則為：A=π(D+D’)×L，其圓柱體內壁所形成的表面積接觸面積遠大於習用之冷媒管與水管外壁單邊接觸的管路系統；另，物質之熱能(H)交換公式為：H=m×s×△T，其 中m為物質質量，s為比熱容，△T為溫度差；而在本發明之水流方向與冷媒流向相反的機構下，加熱時水流方向由冷媒的低溫處往高溫處流動，使得△T保持在較小的數值，因此熱能(H)的消耗亦保持在較小的數值，使得加熱進行中，冷媒與水的溫差(△Tu)保持較低的數值，由熱能交換的公式：Hu=mh×s×△Tu得知(其中Hu：水加熱時的升溫熱能，mh：所製得之熱水的質量，s：水的比熱(約等於1))，如此安排可降低熱能的消耗，藉以解省壓縮機之耗能。
另當冷媒通過水加熱機構2後，會轉變成低壓氣體狀態，此時會被導進水冷卻機構4之冷媒管412，且同時於該冷卻用進水管42導入水源，使該水透過冷卻內管411與冷卻外管413往冷卻用出水管43之方向流動，使得該進水方向與冷媒之流動方向相反，而由於該冷卻內管411、冷媒管412及冷卻外管413係為三管同軸心狀態之同軸管體21，因此可增加冷媒與水之熱能交換面積，使水溫與冷媒的溫度依循水流方向由進水溫度逐漸冷卻，達到水充分冷卻的效果，而其原理如下：水冷卻機構4的水流與冷媒流動方向相反，使得冷卻進行中，冷媒與水的溫差(△Td)保持較低的數值，由熱能交換的公式：Hd=mc×s×△Td得知(其中Hd：水冷卻時的降溫熱能，mc：所製得之冰水的質量)，如此安排可降低熱能的消耗，藉以解省壓縮機11之耗能。
故，由上述之原理可知，本發明於運作時，其水溫與冷媒的溫度依循水流方向由冷逐漸加溫，當在冷機狀態下啟動壓縮機11，約10分鐘水加熱機構2即會有高達70℃以上的熱水由加熱用出水管23輸出，爾後持續會有熱水流出。另由於水冷卻機構4之進水與冷媒的流動方向相反，因此 水溫與冷媒的溫度依循水流方向由進水溫度逐漸冷卻，而可由水冷卻機構4製成約7℃的冰水持續由冷卻出水管43輸出，進而達到可同時產製熱水與冷水的雙重功能。
再者由於傳統之膨脹閥內部係具有毛細管所造成冷媒之流阻，因此，本發明無需膨脹閥之設計，即可有效減低壓縮機11對於冷媒之推力，而降低壓縮機11之推力耗能，如此，確實可降低電能的消耗，藉以解省壓縮機11之耗能，並同時具備結構簡化以及降低製造成本之功效。
且本發明於進行熱交換之過程中，係持續由控制機構3之溫度感應器31偵測加熱用出水管22產生之熱水溫度，並將所測得之溫度信號經由感溫信號線35送至系統控制器32，當偵測到加熱用出水管22熱水溫度到達上限溫度時，則由經由系統控制器32配合控制線一36啟動電磁繼電器33，進而以電磁繼電器33驅動加壓泵34作動，讓加壓泵34使外部冷水源之進水流速加快，以避免水溫過高，待加熱用出水管22之熱水溫度到達下限溫度時，系統控制器32即關停加壓泵34之作動，以使蒸氣或熱水溫度再上升，藉以於本發明之熱交換過程中有效進行相關之防護措施。
藉此，可使本發明至少產生下列之熱能：
(1)水的溫升熱能(Hu)：水由進水溫度上升至高溫熱水(約70℃~90℃以上)的熱能。
(2)水的冷卻熱能(Hd)：水由進水溫度下降至冰水(約7℃)的熱能，總熱能依據H=Hu+Hd公式計算之。
綜上所述，依上文所揭示之內容，本發明確可達到發明之預期目的，可使本發明利用加熱用三重同軸心管以及水流方向與冷媒流向相 反之配合充分進行熱能交換，並同時具有高效率熱交換及低熱能消耗之效果，且本發明無需使用膨脹閥，因此可有效降低冷媒壓縮機構之耗能，進而達到提高製造熱蒸氣、熱水與冷水之高能源效率(COP)及用途廣泛化之功效，除具有實用價值之外，更同時具備產業利用性、新穎性及進步性等要件，爰依法提出發明專利申請。
以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，並非用以限制本發明，因此除文中所述之實施例外，本發明並不受限於任何實施例，且本發明亦可廣泛地應用在其它實施例中舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等設計變化，均應為本案之技術範圍所涵蓋。
1‧‧‧冷媒壓縮機構
11‧‧‧壓縮機
12‧‧‧高壓冷媒出管
13‧‧‧低壓冷媒進管
2‧‧‧水加熱機構
21‧‧‧加熱用三重同軸心管
211‧‧‧加熱內管
212‧‧‧冷媒管
213‧‧‧加熱外管
22‧‧‧加熱用進水管
23‧‧‧加熱用出水管
3‧‧‧控制機構
31‧‧‧溫度感應器
32‧‧‧系統控制器
33‧‧‧電磁繼電器
34‧‧‧加壓泵
35‧‧‧感溫信號線
36‧‧‧第一控制線
37‧‧‧第二控制線
38‧‧‧電磁接觸器
4‧‧‧水冷卻機構
41‧‧‧冷卻用三重同軸心管
411‧‧‧冷卻內管
412‧‧‧冷媒管
413‧‧‧冷卻外管
42‧‧‧冷卻用進水管
43‧‧‧冷卻用出水管

Claims (10)

  1. 一種無膨脹閥之高效節能熱蒸氣/熱水製造設備，其中包括：一冷媒壓縮機構，係用以將低壓冷媒壓縮成高壓冷媒，推動進入一封閉迴路之冷媒循環系統；一水加熱機構，係連接該冷媒壓縮機構，其包含有分別連通外部水源與冷媒壓縮機構之並藉三重同軸心管體，以有效增加冷媒與水的傳熱面積，且其水流方向係與冷媒流動方向相反，於熱交換過程中，使冷媒與水的溫差保持較低之數值；以及一控制機構，係與該水加熱機構連接，可偵測水加熱機構所產生之熱蒸氣或熱水溫度，並依溫度之所需控制水流速度。
  2. 一種無膨脹閥之高效節能冷水/熱水製造設備，其中包括：一冷媒壓縮機構，係用以將低壓冷媒壓縮成高壓冷媒，推動進入一封閉迴路之冷媒循環系統；一水加熱機構，係連接該冷媒壓縮機構，其係為分別連通外部水源與冷媒壓縮機構之三重同軸心管體，以有效增冷媒與水之熱能交換面積，且其水流方向係與冷媒流動方向相反，於熱交換過程中，使冷媒與水的溫差保持較低之數值；一控制機構，係與該水加熱機構連接，可偵測水加熱機構所產生之熱水溫度，並依溫度之所需控制水流速度；以及一水冷卻機構，係連接冷媒壓縮機構與水加熱機構，其係為分別連通外部水源、冷媒壓縮機構與水加熱機構之三重同軸心管體，以有效增冷媒與水之熱能交換面積，且其水流方向係與冷媒流動方向相反，於熱 交換過程中，使冷媒與水的溫差保持較低之數值。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之無膨脹閥之高效能熱蒸氣/熱水與冷水/熱水製造設備，其中該冷媒壓縮機構係包含有一壓縮機、一連接該壓縮機之高壓冷媒出管、及一連接該壓縮機之低壓冷媒進管，而所述之高壓冷媒出管與低壓冷媒進管係分別與該水加熱機構連接，而該壓縮機係用以將進入壓縮機的低壓冷媒壓縮成高壓冷媒，之後再推動進入該封閉迴路之冷媒循環系統。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之無膨脹閥之高效能熱蒸氣/熱水與冷水/熱水製造設備，其中該水加熱機構係包含有一連接控制機構之加熱用進水管、一連接控制機構用於輸出熱水之加熱用出水管、一連通加熱用進水管與加熱用出水管之加熱內管、一套設於加熱內管外之冷媒管、及一套設於冷媒管外且連通加熱用進水管與加熱用出水管之加熱外管，而該加熱用進水管與加熱用出水管係可為三通管，且該加熱內管、冷媒管及加熱外管係呈三管同軸心狀態而形成三重同軸心管體，其水流方向與冷媒流向相反，又該冷媒管之兩端係分別與該冷媒壓縮機及水冷卻機構連接。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之無膨脹閥之高效能熱蒸氣/熱水與冷水/熱水製造設備，其中該控制機構係包含有一裝設於水加熱機構之溫度感應器、一連接溫度感應器之系統控制器、一連接系統控制器之電磁繼電器、一連接系統控制器與冷媒壓縮機之電磁接觸器、及一連接水加熱機構與電磁繼電器之加壓泵，而該系統控制器係以感溫信號線連接溫度感應器，並以第一及第二控制線分別與電磁繼電器及電磁接觸器連接。
  6. 如申請專利範圍第5項項所述之無膨脹閥之高效能熱蒸氣/熱水與冷水/熱水製造設備，其中該控制機構係以溫度感應器偵測熱水產生時之溫度，當熱水溫度到達上限溫度時，會由該電磁接觸器驅動加壓泵使進水流速加快，以避免水溫過高；待熱水溫度到達下限溫度時，即關停加壓泵以使蒸氣或熱水溫度再上升。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之無膨脹閥之高效能冷水/熱水製造設備，其中，該水冷卻機構係包含有一冷卻用進水管、一冷卻用出水管、一連通冷卻用進水管與冷卻加熱用出水管之冷卻內管、一套設於冷卻內管外之冷媒管、及一套設於冷媒管外且連通冷卻用進水管與冷卻用出水管之冷卻外管，而該冷卻用進水管與冷卻用出水管係可為三通管。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之無膨脹閥之高效能冷水/熱水製造設備，其中，該冷卻內管、冷媒管及冷卻外管係呈三管同軸心狀態而形成三重同軸心管體，藉以增加冷媒與水之熱能交換面積，進而使水充分冷卻。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之無膨脹閥之高效能冷水/熱水製造設備，其中，該冷媒管之兩端係分別與該冷媒壓縮機構及水加熱機構連接。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述之無膨脹閥之高效能熱蒸氣/熱水與冷水/熱水製造設備，其中該三重同軸心管體係呈三管同軸心狀態，藉以增加冷媒與水之熱能交換面積，進而使水充分冷卻。
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