專利名稱：一種復合熱源變模式開水器的制作方法
技術領域：
本發明涉及熱能交換技術領域，具體為一種復合熱源變模式開水器。
背景技術：
現有大型開水器主要有儲水式開水器、即時全電加熱開水器、即時全電加熱溫開水器等。儲水式電開水器原理簡單，使用方便，對環境條件沒有很高的要求，因而是市場上的主導產品。其主要使用電加熱裝置將一定量的冷水加熱至沸騰后儲存于儲水箱中，供人使用，用完后再開始加熱新的開水。即熱全電加熱開水器部分取消了儲水箱，用戶使用開水時即時使用電加熱裝置將水燒開；即時全電加熱溫開水器在即熱全電加熱開水器的基礎上增加了換熱裝置，可以在用戶需要溫水時將開水的部分熱量轉移給冷水，從而實現節能的目的。儲水式電開水器的主要問題是1、一般開水器在長時間無人使用時，其加熱器仍然繼續工作，一方面增加了不必要的電能損耗，另一方面使飲用水重復加熱，水質不新鮮， 易結垢，不利于健康。2、一般開水器的涼、熱水并未分開，很多時候我們喝的第一杯是開水， 但是隨即大量涼水進入加熱器。在下一次加熱完成之前，我們喝的都是涼熱混合水，不夠衛生。3、為了保證衛生，開水器都只提供開水。而絕大多數人都是接完開水后，再等其冷卻到較低溫度后才會飲用，尤其是在夏天。這樣既造成飲用不方便，又浪費了大量的能量。即熱式開水器避免了重復加熱所帶來的耗電，但因電路功率限制使得其開水流量很小，無法滿足正常使用。即熱溫開水器利用開水回流預熱冷水，減少了加熱消耗電能，但在提供開水時(尤其在冬季天氣較冷時開水需求很大)沒有任何節能效果。更重要的是， 目前所有電開水器都是單純用電加熱。電能是一種等級很高的能量，用電能加熱屬于明顯的“高能低用”。因此，從能量“質”的角度而言，單純使用電能加熱開水是一種巨大的能量浪費。目前，市場上的開水器基本以電為全部熱源，采取“以電制熱”的加熱方式，還沒有一種利用多種熱源并實現“以熱制熱”的開水器裝置。

發明內容
要解決的技術問題為解決現有技術中存在的問題，本發明提出了一種復合熱源變模式開水器。技術方案本發明的技術方案為所述一種復合熱源變模式開水器，包括電加熱器，其特征在于還包括有暖氣熱源換熱器、開水熱源換熱器和控制器；暖氣熱源換熱器有四個接口，分別為暖氣入口、暖氣出口、自來水入口和一次受熱自來水出口，暖氣熱源換熱器利用暖氣熱源對自來水進行第一次加熱；開水熱源換熱器有四個接口，分別為一次受熱自來水入口、二次受熱自來水出口、 開水入口和溫水供應口，一次受熱自來水入口與暖氣熱源換熱器的一次受熱自來水出口連通，開水熱源換熱器利用開水熱源對自來水進行第二次加熱；二次受熱自來水流經控制器后進入電加熱器，控制器測量二次受熱自來水的流量和溫度，并控制電加熱器功率，電加熱器將流入的二次受熱自來水燒開，開水一路流至開水器的開水供應口，開水另一路流入開水熱源換熱器的開水入口。有益效果本發明通過暖氣對自來水進行一次預熱，通過開水對自來水進行二次預熱，既能夠滿足不同季節人們對溫水和開水的需求，同時利用暖氣和熱循環代替了大部分電能加熱，降低了電負荷。理論計算結果表明，在不同季節，本發明均具有明顯的節能效果，而且能夠實現方便的開水、溫水供應。


圖1 本發明的結構示意圖；其中1、暖氣入口 ；2、自來水入口 ；3、暖氣熱源換熱器；4、一次受熱自來水出口 ； 5、一次受熱自來水入口 ；6、開水熱源換熱器；7、溫度傳感器；8、流量傳感器；9、電加熱器； 10、開水供應口 ； 11、二次受熱自來水出口 ； 12、開水入口 ； 13、溫水供應口 ； 14、暖氣出口 ； 15、控制器。
具體實施例方式下面結合具體實施例描述本發明本實施例主要針對于我國北方地區具有集中供暖條件的公共場所，為人們提供充足的開水、溫水供應，本產品利用的“復合熱源”主要包括開水熱源、暖氣熱源以及電加熱器熱源等。本實施例中所述的復合熱源變模式開水器，包括電加熱器9、暖氣熱源換熱器3、 開水熱源換熱器6和控制器15。暖氣熱源換熱器3有四個接口，分別為暖氣入口 1、暖氣出口 14、自來水入口 2和一次受熱自來水出口 4，暖氣入口 1接外部暖氣供水管，暖氣出口 14接外部暖氣回水管，自來水入口 2接外部自來水供應管，暖氣熱源換熱器3利用外部暖氣熱源對自來水進行第一次加熱。開水熱源換熱器6有四個接口，分別為一次受熱自來水入口 5、二次受熱自來水出口 11、開水入口 12和溫水供應口 13，一次受熱自來水入口 5與暖氣熱源換熱器的一次受熱自來水出口 4連通，開水熱源換熱器6利用從電加熱器9提供的開水熱源對自來水進行第二次加熱。二次受熱自來水流經控制器15后進入電加熱器9，控制器通過溫度傳感器7和流量傳感器8測量二次受熱自來水的流量和溫度，并控制電加熱器9功率，電加熱器9將流入的二次受熱自來水燒開，開水一路流至開水器的開水供應口 10，開水另一路流入開水熱源換熱器的開水入口 12。本發明有如下四種工作模式工作模式一無暖氣熱源、供應開水水流從自來水入口依次進入暖氣熱源換熱器、開水熱源換熱器，因為既沒有暖氣
4供應，又沒有開水回流，故此時兩個換熱器皆不工作，自來水保持初始溫度，流經控制器時， 溫度傳感器、流量傳感器分別獲取水流溫度及流量，計算獲得將水燒開所需的功率，并調節加熱器功率值，使水流在流出加熱器時恰好被加熱至沸騰。被燒開的水通過開水供應口流出，供人們飲用。工作模式二 無暖氣熱源、供應溫水水流從自來水入口進入暖氣熱源換熱器，由于無暖氣供應，冷水保持初始溫度進入開水熱源換熱器，此時，加熱器中沸騰的開水并不直接流出開水器，而是經導流管進入開水熱源換熱器，開水、冷水在開水熱源換熱器內進行熱交換，之后開水變為溫水，通過溫水供應口流出，供人們供飲用；冷水被開水預熱后溫度升高，進入電加熱器中繼續加熱至沸騰，再流入開水熱源換熱器繼續預熱冷水，如此循環。開水器在此種模式下工作時節能效果明顯。且在春夏秋三個季節，大多數人們都會樂意喝溫水，因而模式二的工作時間較長。工作模式三有暖氣熱源、供應開水水流從自來水入口進入暖氣熱源換熱器時，被暖氣預熱至較高溫度，再進入開水熱源換熱器。之后工作與模式一相同。工作模式四有暖氣熱源、供應溫水水流從自來水入口進入暖氣熱源換熱器時，被暖氣預熱至較高溫度，再流入開水熱源換熱器。之后工作于模式二相同。此模式是模式二、三的結合，因流入開水熱源換熱器的冷水已被暖氣預熱至較高溫度，因此開水經過換熱之后，溫度降低不大，供應的是“高溫水”，這也在一定程度上符合了人們冬季的飲水需求。模式三、四主要利用暖氣的熱量代替大部分電能加熱。開水器工作于模式一時，電加熱負荷最大，可以保證開水流量不小于100L/h，但這種工作模式使用時間很短；工作于其他三種模式時，為了保證使用安全，控制開水(溫水) 流量不超過300L/h。以下著重從設計的節能效果進行分析。(1)春夏秋三季節的節能效果分析首先，做出如下假設1、春夏秋三季節均為90天；2、三季節自來水的平均溫度Ttl = IO0C ；3、夏季開水、溫水需求比例設為1 9，春秋季開水、溫水需求比例設為1 4，則可算得三季節總需求量為V，三季節開水需求量約為1/6V，溫水需求量約為5/6V ；4、即熱式、儲水式開水器的加熱效率均為100%，且暫不考慮儲水式開水器重復加
熱；已知開水溫度Tk = IOO0C，冷水經過預熱后溫度T1 = 670C。設此本發明開水器耗電量為％，常規的儲水式開水器耗電量為Q2，則有
權利要求
1. 一種復合熱源變模式開水器，包括電加熱器，其特征在于還包括有暖氣熱源換熱器、開水熱源換熱器和控制器；暖氣熱源換熱器有四個接口，分別為暖氣入口、暖氣出口、 自來水入口和一次受熱自來水出口，暖氣熱源換熱器利用暖氣熱源對自來水進行第一次加熱；開水熱源換熱器有四個接口，分別為一次受熱自來水入口、二次受熱自來水出口、開水入口和溫水供應口，一次受熱自來水入口與暖氣熱源換熱器的一次受熱自來水出口連通， 開水熱源換熱器利用開水熱源對自來水進行第二次加熱；二次受熱自來水流經控制器后進入電加熱器，控制器測量二次受熱自來水的流量和溫度，并控制電加熱器功率，電加熱器將流入的二次受熱自來水燒開，開水一路流至開水器的開水供應口，開水另一路流入開水熱源換熱器的開水入口。
全文摘要
本發明提出了一種復合熱源變模式開水器，包括電加熱器、暖氣熱源換熱器、開水熱源換熱器和控制器；暖氣熱源換熱器利用暖氣熱源對自來水進行第一次加熱；開水熱源換熱器利用開水熱源對自來水進行第二次加熱；二次受熱自來水流經控制器后進入電加熱器，控制器測量二次受熱自來水的流量和溫度，并控制電加熱器功率，電加熱器將流入的二次受熱自來水燒開，開水一路流至開水器的開水供應口，開水另一路流入開水熱源換熱器的開水入口。本發明通過暖氣對自來水進行一次預熱，通過開水對自來水進行二次預熱，既能夠滿足不同季節人們對溫水和開水的需求，同時利用暖氣和熱循環代替了大部分電能加熱，降低了電負荷。
文檔編號F24H9/20GK102393064SQ20111036369
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者劉高文, 張成武, 王理, 賈琳淵, 高文君 申請人:西北工業大學