基于热泵技术的多温段开水炉制造技术

本实用新型专利技术公开了属于节能设备领域的一种基于热泵技术的多温段开水炉，所述基于热泵技术的多温段开水炉包含热泵机组，开水器，开水水箱，水-水换热器、回热器和水质处理装置；其中开水水箱又分为高温开水、中温开水、常温开水及冷开水四种，水-水换热器又分为高温、中温及低温三种；具有三种结构的多温段开水炉。在供应饮用开水的开水炉系统中增设水-水换热器和热泵机组，采用能源梯级利用原理，通过回收从高温开水转变为中高温开水、常温开水、低温开水过程的热量，对自来水进行梯级加热升温，从而能够大幅度降低开水炉的能源消耗，并能够提供多温度段的开水，适用于医院、高校、政府办公楼、宾馆等。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于节能设备及能源节约
，特别涉及一种基于热泵技术的多温段开水炉。该多温段开水炉不仅能够大幅度降低开水炉的能源消耗，而且还能够提供多温度段的开水，可用于医院、高校、政府办公楼、宾馆等场所。
技术介绍
常规开水炉将自来水从16°C左右加热至10(TC左右，并供应高温开水。而饮水者一般待开水温度降至40°C左右的时候才开始饮用，由此可见，高温开水在冷却降温过程中释放出的大量热量被白白浪费掉。同时，研究表明，温度过高的开水炮制红茶、绿茶等茶叶将损害其中的营养成分。对于炎热的夏季，部分饮水者偏爱饮用常温开水和低温开水。由此可见，开水饮用温度的需求出现了多样化，即不同的人群，不同的用途而同时需要高温开水、中高温开水、常温开水和低温开水。因此，在满足饮用开水温度多样性需求的前提下，如何节省开水炉能耗是目前开水炉亟待解决的节能技术；·
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中要满足不同的人群对高温开水、中高温开水、常温开水和低温开水的多样化需求以及开水炉能耗大的不足，提出了一种基于热泵技术的多温段开水炉，其特征在于，所述多温段开水炉包含热泵机组，开水器，高温开水、中温开水、常温开水及冷开水四种水箱，高温水、中温水及低温三种水-水换热器、回热器和水质处理装置，构成具有三种结构的多温段开水炉；所述第一种多温段开水炉结构是在自来水进口和低温水-水换热器WEXl上通道之间连接Vl阀门与水质处理装置，V2阀门并联在Vl阀门与水质处理装置的两端，低温水-水换热器WEXl上通道再串联中温水-水换热器WEX2下通道、高温水-水换热器WEX3上通道、开水器和高温开水箱，高温开水箱设置高温开水出口 ；低温水-水换热器WEXl下通道分别通过常温开水箱连接至常温开水出口和通过冷开水箱连接至冷开水出口 ；高温开水箱、高温水-水换热器WEX3下通道连接至中高温开水箱，中高温开水箱的一路输出连接中高温开水出口 ；中高温开水箱的另外一路输出连接中温水-水换热器WEX2上通道，并通过常温开水箱的一路连接至常温开水出口；所述热泵机组是由压缩机、冷凝器C、回热器下通道、V3节流阀门、蒸发器E、回热器上通道串联成的闭合回路；所述开水器有电开水器和燃气开水器两种类型。所述水质处理装置为RO膜过滤器或纯净水制备装置。所述高温开水、中高温开水、常温开水和冷开水的温度范围各是85 100°C、70 850C >55 65°C、14 30°C。所述水质处理装置根据自来水水质情况，在自来水进入开水炉系统前加设或不加设。所述热泵机组中的冷凝器C以沉浸方式布置在常温开水箱下部。所述热泵机组中的蒸发器E以沉浸方式布置在低温开水箱上部。所述第二种多温段开水炉结构是在第一种多温段开水炉结构中去掉了低温水-水换热器WEXl和热泵机组，自来水进口通过V2阀门并联在串联的Vl阀门与水质处理装置的两端的结构直接与中温水-水换热器WEX2下通道连接，其余与第一种多温段开水炉结构相同。所述第三种多温段开水炉结构是在第二种多温段开水炉结构中去掉了中温水-水换热器WEX2和常温开水箱，自来水进口通过V2阀门并联在串联的Vl阀门与水质处理装置的两端的结构直接与高温水-水换热器WEX3上通道连接，其余与第二种多温段开水炉结构相同。 本技术的有益效果是在供应饮用开水的开水炉系统中添加热泵机组，采用能源梯级利用原理，通过回收从高温开水转变为中高温开水、常温开水、低温开水过程的热量，对自来水进行逐级加热升温，从而节省开水炉的能源消耗。该多温段开水炉不仅能够大幅度降低开水炉的能源消耗，而且还能够提供多温度段的开水，可用于医院、高校、政府办公楼、宾馆等场所。附图说明图I为第一种多温段开水炉结构示意图。图2为第二种多温段开水炉结构示意图。图3为第三种多温段开水炉结构示意图。图中标号I-水质处理装置，2-冷开水水箱3-开水器，4-高温开水箱，5-中高温开水箱，6-常温开水箱，WEX1-低温水-水换热器，WEX2+中温水-水换热器，WEX3+高温水-水换热器；C一冷凝器、E—蒸发器；7—压缩机；％、V2—阀门；VK—节流装置；8-IHE为回热器。具体实施方式本技术提出了具有三种结构的节省能源消耗的多温段开水炉。以下结合附图和实施例对本技术进行说明。本技术是鉴于实际生活中不同的人群对高温开水、中高温开水、常温开水和低温开水的多样化实际需求，根据能源梯级利用原理在在供应饮用开水的开水炉系统中增设水-水换热器和热泵机组，通过回收从高温开水转变为中高温开水、常温开水、低温开水过程的热量，对自来水进行逐级加热升温，从而降低多温段开水炉的能源消耗。所述高温开水、中高温开水、常温开水和冷开水的温度范围各是85 IOO0C >70 85°C、55 65°C、14 30°C。实施例I如图I所示的第一种基于热泵技术的多温段开水炉结构是在自来水进口和低温水-水换热器WEXl上通道之间连接Vl阀门与水质处理装置1，V2阀门并联在Vl阀门与水质处理装置I的两端(水质处理装置I为RO膜过滤器、纯净水制备装置)，低温水-水换热器WEXl上通道再串联中温水-水换热器WEX2下通道、高温水-水换热器WEX3上通道、开水器3和高温开水箱4，高温开水箱4设置高温开水出口 ；低温水-水换热器WEXl下通道分别通过常温开水箱6连接至常温开水出口，和通过冷开水箱2连接至冷开水出口 ；高温开水箱4、高温水-水换热器WEX3下通道连接至中高温开水箱5，中高温开水箱5的一路输出连接中高温开水出口 ；中高温开水箱5的另外一路输出连接中温水-水换热器WEX2上通道，并通过常温开水箱6的一路连接至常温开水出口 ；所用开水器3有电开水器和燃气开水器两种类型。在常温开水箱6和冷开水箱2之间增设热泵机组。该热泵机组是由压缩机7、冷凝器C、V3节流阀门、回热器8下通道、蒸发器E、回热器8上通道串联成的闭合回路；本基于热泵技术的多温段开水炉的工作原理自来水经过水质处理装置I后，依次流经低温水-水换热器WEXl、中温水-水换热器WEX2、高温水-水换热器WEX3，被梯级加热升温后，进入开水器3被加热至设定温度的开水；来自开水器3的开水，进入高温开水箱4后分两路一路进入高温开水供应管路，另一路进入高温水-水换热器WEX3被自来水冷却降温后，进入中高温开水箱5 ;中高温开水箱5的开水又分两路一路进入中高温开水 的供应管路，另一路进入中温水-水换热器WEX2被进一步冷却降温后，进入常温开水箱6，被热泵机组的冷凝器C中的工质蒸气加热升温；常温开水箱6的热水再分两路一路进入常温开水的供应管路，另一路进入低温水-水换热器WEXl被继续冷却降温后，进入冷开水箱2 ;来自低温水-水换热器WEXl的开水进入冷开水箱2后，被热泵机组的蒸发器E中的工质冷却降温后，进入低温开水的供应管路。上述热泵机组的节能原理是来自蒸发器的(热泵)气态工质，进入压缩机被压缩升压后，进入放置在常温开水箱中的冷凝器C，气态工质放热而被凝结成液态工质，再进入回热器IHE被来自蒸发器的低压低温蒸气冷却降温后，经V3节流装置降压节流后，进入放置在冷开水箱2中的蒸发器E而吸热蒸发，最后进入回热器IHE被来自冷凝器的高温液态工质加热升温后，返回至压缩机吸气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于热泵技术的多温段开水炉，其特征在于，所述基于热泵技术的多温段开水炉包含热泵机组，开水器，高温开水、中温开水、常温开水及冷开水四种水箱，高温、中温及低温三种水？水换热器、回热器和水质处理装置，构成具有三种结构的多温段开水炉；所述第一种多温段开水炉结构是在自来水进口和低温水？水换热器WEX1上通道之间连接V1阀门与水质处理装置，V2阀门并联在V1阀门与水质处理装置的两端，低温水？水换热器WEX1上通道再串联中温水？水换热器WEX2下通道、高温水？水换热器WEX3上通道、开水器和高温开水箱，高温开水箱设置高温开水出口；低温水？水换热器WEX1下通道分别通过常温开水箱连接至常温开水出口和通过冷开水箱连接至冷开水出口；高温开水箱、高温水？水换热器WEX3下通道连接至中高温开水箱，中高温开水箱的一路输出连接中高温开水出口；中高温开水箱的另外一路输出连接中温水？水换热器WEX2上通道，并通过常温开水箱的一路连接至常温开水出口；所述热泵机组是由压缩机、冷凝器C、回热器下通道、V3节流阀门、蒸发器E、回热器上通道串联成的闭合回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙方田，王娜，李德英，史永征，
申请(专利权)人：北京建筑工程学院，
类型：实用新型
国别省市：