專利名稱：儲(chǔ)水換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種儲(chǔ)水換能器。
本實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述提倡節(jié)省能源及能源再使用的情況下，本實(shí)用新型的目的在于開發(fā)一種節(jié)省能源的儲(chǔ)水換能器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括儲(chǔ)水換能器殼體、進(jìn)出水口及換熱盤管，其特征在于一縱向設(shè)置的廢熱水進(jìn)水管外部環(huán)繞二組或三組換熱盤管，在所說(shuō)的二組或三組換熱盤管之間設(shè)置強(qiáng)制流體往復(fù)流動(dòng)的雙層導(dǎo)向管，廢熱水出水口設(shè)置于儲(chǔ)水換能器之儲(chǔ)水箱上部側(cè)冀。
為了強(qiáng)化均布效果，在所述的換能器底部設(shè)置防擾流導(dǎo)向片。
所述換熱盤管的進(jìn)水管及出水管的一部分分別設(shè)置于所述廢熱水進(jìn)水管內(nèi)。
為了有助于充分利用能量，在所述儲(chǔ)水換能器殼體內(nèi)壁上附設(shè)有保溫層。
所述內(nèi)外雙層導(dǎo)向管構(gòu)成的導(dǎo)向?qū)觾?nèi)設(shè)有保溫發(fā)熱體。
進(jìn)一步說(shuō)，所說(shuō)的儲(chǔ)水換能器之儲(chǔ)水箱的構(gòu)造型狀可以是圓型、蛋型、方型、梯型等任何型狀，材料可使用工程塑料、不銹鋼或耐熱、耐腐蝕材料制作而成；容量大小可按實(shí)際計(jì)算需要而定，通常體積由0.1立方米至10立方米不等；頂部中間為廢熱水進(jìn)水連接口，廢熱水進(jìn)水管從接口頂部至儲(chǔ)水箱底部，水管出水口到儲(chǔ)水箱離底部1至20毫米；頂部?jī)膳詾槔涔┧獠窟B接口及換能後之熱出水外部連接口，一接口用以接駁供水，通常是接于城市之生活供水喉，而生活用水之水溫是隨當(dāng)?shù)貧夂驕囟榷兓?，例如在中?guó)南方，平均氣溫15-27度，而水溫18-25之間另一接口連接熱水加熱器之進(jìn)水口；此兩連接口亦同時(shí)連接儲(chǔ)水箱內(nèi)部之熱能轉(zhuǎn)換盤管，盤管型狀結(jié)構(gòu)可是圓型、扁型、方型、蛋型、星型或多月管型等；材料使用可用如合金銅管、合金鋁管、合金鈦管、不銹鋼管及傳熱率高之金屬或非金屬材料做成；管的型狀可是圓型、偏型、方型、蛋型、星型或多片管型等；管徑由2mm至50mm不等，厚度0.2mm至3mm不等制造而成；儲(chǔ)水箱上部側(cè)面設(shè)有一交換後之廢熱水出口，出口連接排水管，把換能器交換後之廢水排走；進(jìn)水及排水接口之口徑及絲紋可接駁至根據(jù)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(GB)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)而生產(chǎn)之排水管或連接件。
以儲(chǔ)水換能器安裝于水盆底部為例，儲(chǔ)水器連接口低過(guò)水盆排水位便可，如因位置未能把儲(chǔ)水箱放于低位，也可將儲(chǔ)水箱放在高于水盆排水口，只需增加一加壓水泵設(shè)于排水口至換能器便可。經(jīng)儲(chǔ)水器連接口接駁一導(dǎo)管由上所述之其中一盆之排水口(本說(shuō)明引用理發(fā)行業(yè)之洗頭盆為例，平均使用熱水約40-42攝氏度洗頭時(shí)，沖洗後之熱水溫差下降約1度，(注頭發(fā)為女姓中長(zhǎng)中密發(fā))，洗頭時(shí)間平均6分鐘，水量每分鐘約3-4公升)。開始時(shí)，上述熱水經(jīng)沖洗頭後流向排水口經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入儲(chǔ)水器之接口，再經(jīng)廢熱水進(jìn)水管流入儲(chǔ)水換能器底部，而底部設(shè)有防擾流之導(dǎo)向片，使廢熱水抵達(dá)時(shí)能分配水量及方向平均流向熱能轉(zhuǎn)換內(nèi)盤管，能令盤管整體首先接觸較為高溫之廢熱水，這時(shí)內(nèi)盤管之圈內(nèi)徑及外徑都被廢熱水包圍，此為第一階段之廢熱水，而廢熱水令內(nèi)盤管之外表面溫度上升、此時(shí)內(nèi)盤管外壁溫度較內(nèi)壁溫度高，根據(jù)熱傳遞之物理現(xiàn)象，是從物體的高溫部份傳到低溫部份，所以內(nèi)盤管外壁的高溫?zé)崃亢芸毂銈魍傅絻?nèi)壁表面。但此時(shí)盤管內(nèi)壁正在流動(dòng)中的供水之溫度比內(nèi)盤管內(nèi)壁的溫度低，據(jù)上述熱傳遞原理，因內(nèi)壁與供水存著溫差，所以，內(nèi)盤管內(nèi)壁的熱量瞬間便傳遞到低溫供水里，被水吸收及帶走，而此時(shí)廢熱水不停地由洗發(fā)盆流入換能器之儲(chǔ)水箱，而此時(shí)廢熱水到達(dá)內(nèi)盤管之頂部後，廢熱水溫度有輕微下降，而廢熱水水位不段上升至流向內(nèi)導(dǎo)向管，再由外導(dǎo)向管之底部流進(jìn)外盤管底層，外盤管之每圈與每圈之間有一段距離，令熱水與盤管表面作全面接觸，所以外盤管圈之外徑表面開始如上所述熱傳遞原理下吸收熱水流經(jīng)的熱能，這時(shí)第二階段的熱水很快被外盤管圈表面吸走部份熱能而進(jìn)入第三階段，而第三階段熱水續(xù)漸到達(dá)外盤管之上層部份，把廢熱水的乘余熱量盡量傳遞及吸走至冷供水，當(dāng)?shù)谌A段之熱水到達(dá)頂部時(shí)，廢熱水之有效熱量溫度幾乎被盤管吸掉，而此時(shí)之廢熱水幾乎與盤管之溫度接近熱平衡，到最後便會(huì)流到儲(chǔ)水箱之排水口排走。在這階段之廢熱水溫度之溫差跟第一階段有較大距離，而溫差越大則表示熱量轉(zhuǎn)換越多，亦即代表效率越高。在廢熱水流進(jìn)儲(chǔ)水箱至全面覆蓋所有盤管時(shí)，在此刻換能器亦進(jìn)入作大面積地廢熱水之熱能傳遞轉(zhuǎn)換至盤管圈內(nèi)流動(dòng)中之冷供水，由于流動(dòng)中之冷供水吸收了經(jīng)熱轉(zhuǎn)換之熱能后，內(nèi)盤管及外盤管的水溫便會(huì)急促上升，此時(shí)經(jīng)轉(zhuǎn)換后所得的溫水經(jīng)連接件接駁至快熱(即熱)式熱水器或儲(chǔ)水式熱水器之冷供水進(jìn)水口，熱水器可以是電熱或氣體或煤油加熱式。此時(shí)，熱水器之進(jìn)水溫度被換能器提升不少，令熱水器冷供水進(jìn)水口及熱出水口之溫差減小，在這情況下可將熱水器加熱升溫功率降低，而使用中的熱水溫度及水量仍保持不變，這樣便能在不需增加額外能源而可有效地利用廢熱水再產(chǎn)生可用的熱能從而節(jié)省能源。而我們可充分利用此熱能于其它用途。
至于快熱(即熱)式熱水器亦可使用一自動(dòng)變頻之即熱式電熱水器，能自動(dòng)調(diào)節(jié)熱水器之輸入功率，令出水溫度更穩(wěn)定及節(jié)省電能。本實(shí)用新型曾用理發(fā)行業(yè)作為目標(biāo)試驗(yàn)，包括設(shè)計(jì)、使用、數(shù)據(jù)引證、熱傳遞及轉(zhuǎn)換熱量效率之統(tǒng)計(jì)，所得結(jié)果如圖四。除上所述之直接接駁于即熱熱水器外，還可接駁于儲(chǔ)水式熱水器之冷熱水混合閥之冷供水口，當(dāng)使用時(shí)，冷供水經(jīng)本換能器把供水水溫提高，再流入混合閥進(jìn)行冷/熱水比例混合，經(jīng)混合后用者可使用所得之溫水。在此過(guò)程中，用上述接駁法，可減小消耗熱水器內(nèi)之熱水，因冷供水之水溫已被換能器提升不少，所以在混合過(guò)程中可減小熱水器供應(yīng)之熱水，而沒有影響用者預(yù)調(diào)之溫度。這樣亦能節(jié)省40％以上的能源，本實(shí)用新型之效果是十分明顯的。
本儲(chǔ)水換能器可不需接駁電源或機(jī)械源已可使用，但當(dāng)此換能器使用于室內(nèi)溫度較低的場(chǎng)合時(shí)，可于儲(chǔ)水箱加裝防污垢之低功率保溫發(fā)熱體，其材料由鐵氟龍?zhí)祭w維結(jié)合制造而成，能令儲(chǔ)水箱內(nèi)水溫保持適當(dāng)溫度，可令初步熱傳遞時(shí)間縮短，(此乃附加設(shè)備)。此換能器能適用于家庭范圍，如廚房洗滌用之水盆、浴室洗面盆、花灑淋浴盆及商業(yè)范圍，如理發(fā)行業(yè)之洗頭盆、會(huì)所之沐浴間、公共浴室、能配合太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)等等豐常適合，都可使用本實(shí)用新型。
圖2為本實(shí)用新型防擾流之導(dǎo)向片組結(jié)構(gòu)原理圖圖3為本實(shí)用新型防擾流之導(dǎo)向片組的安裝位置圖圖4為本實(shí)用新型選擇的一種直立式廢熱水換能器經(jīng)實(shí)驗(yàn)後所記錄的曲線圖本實(shí)用新型包括儲(chǔ)水換能器殼體9、進(jìn)出水口1，7及換熱盤管13，其特征在于一縱向設(shè)置的廢熱水進(jìn)水管14外部環(huán)繞內(nèi)外二組換熱盤管13、12，在所說(shuō)的內(nèi)外二組換熱盤管13，12之間設(shè)置強(qiáng)制流體往復(fù)流動(dòng)的內(nèi)外雙層導(dǎo)向管16，10，所說(shuō)的換熱盤管可為三組，相應(yīng)地，需增加設(shè)置折返導(dǎo)向管。廢熱水出水口7位于儲(chǔ)水換能器之儲(chǔ)水箱的上部側(cè)冀。
為了強(qiáng)化均布效果，在所述的換能器底部設(shè)置防擾流導(dǎo)向片15。
所述換熱盤管的進(jìn)水管及出水管的一部分分別設(shè)置于所述廢熱水進(jìn)水管14內(nèi)。
為了有助于充分利用能量，在所述儲(chǔ)水換能器殼體9內(nèi)壁上附設(shè)有保溫層8。
所述內(nèi)外雙層導(dǎo)向管構(gòu)成的導(dǎo)向?qū)觾?nèi)設(shè)有保溫發(fā)熱體17。
進(jìn)一步說(shuō)，所說(shuō)的儲(chǔ)水換能器之儲(chǔ)水箱殼體9的構(gòu)造型狀可以是圓型、蛋型、方型、梯型等任何型狀，材料可使用工程塑料、不銹鋼或耐熱、耐腐蝕材料制作而成；容量大小可按實(shí)際計(jì)算需要而定，通常體積由0.1立方米至10立方米不等；頂部中間為廢熱水進(jìn)水口1，廢熱水進(jìn)水管14從進(jìn)水口頂部5至儲(chǔ)水箱底部，水管出水口到儲(chǔ)水箱離底部1至20毫米；頂部?jī)膳詾槔涔┧獠窟B接口3及換能後之熱出水外部連接口4，一接口3用以接駁供水，通常是接于城市之生活供水喉，而生活用水之水溫是隨當(dāng)?shù)貧夂驕囟榷兓?，例如在中?guó)南方，平均氣溫15-27度，而水溫18-25之間另一接口4連接熱水加熱器之進(jìn)水口；此兩連接口亦同時(shí)連接儲(chǔ)水箱內(nèi)部之熱能轉(zhuǎn)換盤管12及13，盤管型狀結(jié)構(gòu)可如附


圖1之12及13，盤管型狀可是圓型、扁型、方型、蛋型、星型或多月管型等；材料使用可用如合金銅管、合金鋁管、合金鈦管、不銹鋼管及傳熱率高之金屬或非金屬材料做成；管的型狀可是圓型、偏型、方型、蛋型、星型或多片管型等；管徑由2mm至50mm不等，厚度0.2mm至3mm不等制造而成；儲(chǔ)水箱上部側(cè)冀設(shè)有一交換後之廢熱水出水口7，出水口7連接排水管，把換能器交換後之廢水排走；進(jìn)水及排水接口之口徑及絲紋可接駁至根據(jù)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(GB)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)而生產(chǎn)之排水管或連接件。圖4中a、b、c三條曲線分別代表洗滌水、廢熱水、冷水的溫度變化情況。
其工作原理是儲(chǔ)水換能器安裝于水盆底部，而儲(chǔ)水器連接進(jìn)水口1低過(guò)水盆排水位便可，如因位置未能把儲(chǔ)水箱放于低位，也可將儲(chǔ)水箱放在高于水盆排水口，只需增加一加壓運(yùn)水泵設(shè)于排水口至換能器便可。經(jīng)1接駁一導(dǎo)管由上所述之其中一盆之排水口(本說(shuō)明引用理發(fā)行業(yè)之洗頭盆為例，平均使用熱水約40-42攝氏度洗頭時(shí)，沖洗後之熱水溫差下降約1度，(注頭發(fā)為女姓中長(zhǎng)中密發(fā))，洗頭時(shí)間平均6分鐘，水量每分鐘約3-4公升)。開始時(shí)，上述熱水經(jīng)沖洗頭後流向排水口經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入儲(chǔ)水器之進(jìn)水口1，再經(jīng)廢熱水進(jìn)水管14流入儲(chǔ)水換能器底部，而底部設(shè)有防擾流之導(dǎo)向片15，使廢熱水抵達(dá)時(shí)能分配水量及方向平均流向熱能轉(zhuǎn)換內(nèi)盤管13，能令內(nèi)盤管13整體首先接觸較為高溫之廢熱水，這時(shí)內(nèi)盤管13之圈內(nèi)徑及外徑都被廢熱水包圍，此為第一階段之廢熱水，而廢熱水令內(nèi)盤管13之外表面溫度上升、此時(shí)內(nèi)盤管外壁溫度較內(nèi)壁溫度高，根據(jù)熱傳遞之物理現(xiàn)象，是從物體的高溫部份傳到低溫部份，所以內(nèi)盤管外壁的高溫?zé)崃亢芸毂銈鬟f到內(nèi)壁表面。但此時(shí)內(nèi)盤管內(nèi)壁正在流動(dòng)中的供水之溫度比內(nèi)盤管內(nèi)壁的溫度低，據(jù)上述熱傳遞原理，因內(nèi)壁與供水存著溫差，所以，內(nèi)盤管內(nèi)壁的熱量瞬間便傳遞到低溫供水里，被水吸收及帶走，而此時(shí)廢熱水不停地由洗發(fā)盆流入換能器之儲(chǔ)水箱，而此時(shí)廢熱水到達(dá)內(nèi)盤管13之頂部後，廢熱水溫度有輕微下降，而廢熱水水位不段上升至流向內(nèi)導(dǎo)向管16，再由外導(dǎo)向管10之底部流進(jìn)外盤管12底層，外盤管12之每圈與每圈之間有一段距離，令熱水與外盤管表面作全面接觸，所以外盤管圈之外徑表面開始如上所述熱傳遞原理下吸收熱水流經(jīng)的熱能，這時(shí)第二階段的熱水很快被外盤管圈12表面吸走部份熱能而進(jìn)入第三階段，而第三階段熱水續(xù)漸到達(dá)外盤管12之上層部份，把廢熱水的乘余熱量盡量傳遞及吸走至冷供水，當(dāng)?shù)谌A段之熱水到達(dá)頂部時(shí)，廢熱水之有效熱量幾乎被盤管吸掉，而此時(shí)之廢熱水幾乎與外盤管之溫度接近熱平衡，到最後便會(huì)流到儲(chǔ)水箱之出水口7排走。在這階段之廢熱水溫度之溫差跟第一階段有較大距離，而溫差越大則表示熱量轉(zhuǎn)換越多，亦即代表效率越高。在廢熱水流進(jìn)儲(chǔ)水箱至全面覆蓋所有盤管時(shí)，在此刻換能器亦進(jìn)入作大面積地把廢熱水之熱能傳遞轉(zhuǎn)換至盤管圈內(nèi)流動(dòng)中之冷供水，由于流動(dòng)中之冷供水吸收了經(jīng)熱轉(zhuǎn)換之熱能后，內(nèi)盤管13及外盤管12內(nèi)水溫便會(huì)急促上升，此時(shí)經(jīng)轉(zhuǎn)換后所得的溫水經(jīng)連接口4接駁至快熱(即熱)式熱水器或儲(chǔ)水式熱水器之冷供水進(jìn)水口，熱水器可以是電熱或氣體或煤油加熱式。此時(shí)，熱水器之進(jìn)水溫度被換能器提升不少，令熱水器冷供水進(jìn)水口及熱出水口之溫差減小，在這情況下可將熱水器加熱升溫功率降低，而使用中的熱水溫度及水量仍保持不變，這樣便能在不需增加額外能源而可有效地利用廢熱水再產(chǎn)生可用的熱能從而節(jié)省能源。而我們可充分利用此熱能于其它用途。
至于快熱(即熱)式熱水器亦可使用一自動(dòng)變頻之即熱式電熱水器，能自動(dòng)調(diào)節(jié)熱水器之輸入功率，令出水溫度更穩(wěn)定及節(jié)省電能。本實(shí)用新型曾用理發(fā)行業(yè)作為目標(biāo)試驗(yàn)，包括設(shè)計(jì)。使用、數(shù)據(jù)引證、熱傳遞及轉(zhuǎn)換熱量效率之統(tǒng)計(jì)，所得結(jié)果如圖四。除上所述之直接接駁于即熱熱水器外，還可接駁于儲(chǔ)水式熱水器之冷熱水混合閥之冷供水口，當(dāng)使用時(shí)，冷供水經(jīng)本換能器把供水水溫提高，再流入混合閥進(jìn)行冷/熱水比例混合，經(jīng)混合后用者可使用所得之溫水。在過(guò)程中，用上述接駁法，可減小拿用熱水器內(nèi)之熱水，因冷供水之水溫已被換能器提升不少，所以在混合過(guò)程中可減小熱水器供應(yīng)之熱水，而沒有影響用者預(yù)調(diào)之溫度。這樣亦能節(jié)省40％以上的能源，本實(shí)用新型之效果是十分明顯的。
以上已結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)例進(jìn)行了敘述，但在不脫離由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，還可以作出種種變換和改型。然而，這些變換和改型仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種儲(chǔ)水換能器，包括儲(chǔ)水換能器殼體、進(jìn)出水口及換熱盤管，其特征在于一縱向設(shè)置的廢熱水進(jìn)水管外部環(huán)繞內(nèi)外二組或三組換熱盤管，在所說(shuō)的二組或三組換熱盤管之間設(shè)置強(qiáng)制流體往復(fù)流動(dòng)的內(nèi)外雙層導(dǎo)向管，所說(shuō)的廢熱水出水口設(shè)置于儲(chǔ)水換能器之儲(chǔ)水箱上部側(cè)冀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)水換能器，其特征在于在所述的換能器底部設(shè)置防擾流導(dǎo)向片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的儲(chǔ)水換能器，其特征在于所述換熱盤管的進(jìn)水管及出水管的一部分分別設(shè)置于所述廢熱水進(jìn)水管內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的儲(chǔ)水換能器，其特征在于在所述儲(chǔ)水換能器殼體內(nèi)壁上附設(shè)有保溫層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的儲(chǔ)水換能器，其特征在于所述的儲(chǔ)水箱構(gòu)造型狀，上部為接駁廢熱水、冷供水、熱出水及排廢水之接口位，而頂蓋與下部?jī)?chǔ)水箱為可分離式聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的儲(chǔ)水換能器，其特征在于所述內(nèi)外雙層導(dǎo)向管構(gòu)成的導(dǎo)向?qū)觾?nèi)設(shè)有保溫發(fā)熱體。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種儲(chǔ)水換能器，本實(shí)用新型包括儲(chǔ)水換能器殼體、進(jìn)出水口及換熱盤管，其特征在于一縱向設(shè)置的廢熱水進(jìn)水管外部環(huán)繞二組或三組換熱盤管，在所說(shuō)的二組或三組換熱盤管之間設(shè)置強(qiáng)制流體往復(fù)流動(dòng)的雙層導(dǎo)向管，廢熱水出水口設(shè)置于儲(chǔ)水換能器之儲(chǔ)水箱上部側(cè)冀。
文檔編號(hào)F24H7/02GK2545533SQ02234650
公開日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2002年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月1日
發(fā)明者陳繼雄 申請(qǐng)人:陳繼雄