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熱交換式快速熱水器.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410085527.9

申請日:

2014.03.10

公開號:

CN104913488A

公開日:

2015.09.16

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):F24H 1/12申請公布日:20150916|||實質審查的生效IPC(主分類):F24H 1/12申請日:20140310|||公開
IPC分類號: F24H1/12; F24H9/20 主分類號: F24H1/12
申請人: 金基洙
發明人: 金基洙
地址: 韓國大田市
優先權:
專利代理機構: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11384 代理人: 鄭青松
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410085527.9

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.03.09|||2015.10.14|||2015.09.16

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及熱交換式快速熱水器。根據本發明的熱水系統,使得代替現有的安全孔的構成包含于熱水系統的構成要素中的某一個,從而,減少熱水系統中發生的排管的破損或磨損率,還達到節約能源的效果。

權利要求書

權利要求書
1.  一種熱交換式快速熱水器,其特征在于,
包括:
熱交換器,其將蒸汽熱量傳送至流入的水,加熱水;
第1蒸汽管,其一端連接于蒸汽供應裝置,另一端連接于所述熱交換器,以使向所述熱交換器供應蒸汽;
第2蒸汽管,其一端連接于冷凝水處理裝置,另一端連接于所述熱交換器,使得蒸汽通過所述熱交換器而發生的冷凝水向所述冷凝水處理裝置流出;
冷水流入管,其一端連接于冷水供應裝置,另一端連接于所述熱交換器,使得冷水向所述熱交換器流入;
熱水流出管,其一端連接于熱水利用裝置,另一端連接于所述熱交換器,使得冷水通過所述熱交換器而生成的熱水向所述熱水利用裝置供應;
循環管,其分別連接于所述熱水流出管的一端及所述冷水流入管的一端;
密閉型壓力膨脹罐,其連接于所述循環管,當通過所述循環管的水壓為既定壓力以上時,在維持密閉的狀態下膨脹,使得通過所述循環管的水壓降低。

2.  根據權利要求1所述的熱交換式快速熱水器,其特征在于,
所述第1蒸汽管與用于調節蒸汽的供應量的蒸汽閥門連接,并且,還包括根據水溫控制所述蒸汽閥門的開閉的控制部。

3.  根據權利要求1或2所述的熱交換式快速熱水器,其特征在于,
還包括:
溫度感應循環管,其將所述熱水流出管的一端附近和所述冷水流入管的另一端附近進行連接,并安裝有循環泵,以維持一定的熱水流動;
過熱防止循環管,其連接所述冷水流入管一端附近和所述熱水流出管另一端附近,并安裝有開閉裝置,
所述控制部,當安裝于所述熱水流出管的溫度感應傳感器的感知結果,水溫超過既定的溫度時,控制所述過熱防止循環管的開閉裝置,增加冷水的供應。

4.  根據權利要求2所述的熱交換式快速熱水器,其特征在于,
所述熱水流出管安裝有用于感知水溫的溫度感應傳感器,
所述控制部,從通過所述溫度感應傳感器感知的目前水溫達到既定溫度的90%的時間點開始,使得所述蒸汽閥門數次反復開放既定的開啟時間段,并關閉既定的關閉時間段,而引導水溫緩慢上升。

5.  根據權利要求4所述的熱交換式快速熱水器,其特征在于,
所述控制部,當目前水溫達到既定的溫度而阻斷所述蒸汽閥門后,如果水溫下降率小于既定的值,并且,水溫達到既定的值時,開放所述蒸汽閥門;如果水溫下降率大于既定的值,即使水溫未達到既定的值,也開放所述蒸汽閥門,而引導水溫上升。

說明書

說明書熱交換式快速熱水器
技術領域
本發明涉及快速熱水器、尤其涉及接收供應的冷水、并通過熱交換生成熱水進行供應的熱交換式快速熱水器。
背景技術
在諸多住宅、建筑物等為了冬季采暖或利用溫水安裝有快速熱水器。
尤其在利用蒸汽采暖的建筑物,利用通過高溫蒸汽加熱水而供應熱水的方式。
但此類快速熱水器,各個管道根據溫度反復發生體積膨脹和收縮,尤其是當溫度上升而使得體積膨脹達到極限時,將存在排管發生破裂等隱患。
為了解決此類問題,已公開將安全孔連接于熱水管道的技術。
安全孔到臨界值為止維持閥門被關閉的狀態,而當超過既定壓力時,閥門即被開放,使得熱水流出,由此,執行降低熱水管道內的壓力的功能。
但,此類安全孔至達到既定壓力為止維持關閉的狀態,當水溫升高而使得熱水管道內的壓力上升時,不發生根據此類壓力膨脹的體積膨脹,因此存在加重排管的疲勞度的問題。
因此類壓力膨脹而使得排管的疲勞度加重時,排管的連接部位或部件等發生漏水的頻率增加,不僅縮短設備的壽命,而且,成為增加保修費用的主要原因。
發明內容
本發明為了解決上述現有問題而提出,其目的為提供一種替代安全孔而執行降低在快速熱水器中發生的排管的疲勞度的功能的熱交換式快速熱水器。
本發明的另一目的為提供一種使得熱水的溫度上升和溫度下降維持接近使用者設定的值的熱交換式快速熱水器。
本發明的技術解決方案在于
為了達到所述目的,根據本發明的熱交換式快速熱水器,包括:熱交換器,其將蒸汽熱量傳送至流入的水,加熱水;第1蒸汽管,其一端連接于蒸汽供應裝置,另一端連接于所述熱交換器,以使向所述熱交換器供應蒸汽;第2蒸汽管,其一端連接于冷凝水處理裝置,另一端連接于所述熱交換器,使得蒸汽通過所述熱交換器而發生的冷凝水向所述冷凝水處理裝置流出;冷水流入管,其一端連接于冷水供應裝置,另一端連接于所述熱交換器,使得冷水向所述熱交換器流入;熱水流出管,其一端連接于熱水利用裝置,另一端連接于所述熱交換器,使得冷水通過所述熱交換器而生成的熱水向所述熱水利用裝置供應;循環管,其分別連接于所述熱水流出管的一端及所述冷水流入管的一端;密閉型壓力膨脹罐,其連接于所述循環管,當通過所述循環管的水壓為既定壓力以上時,在維持密閉的狀態下膨脹,使得通過所述循環管的水壓降低。
有益效果
如上述說明,根據本發明,作為具備熱交換器的快速熱水器,包括密閉型壓力膨脹罐而構成,從而,能夠容納因溫度上升發生的膨脹壓力。因此,可事先防止因膨脹壓力導致的排管的疲勞度加重,也可達到節約保修費用的效果。
并且,與現有的安全孔不同地,本發明的膨脹罐為密閉型,因此當容納壓力時,不發生熱水的流出,因此,也具有節約能源的效果。
并且,根據本發明,熱水的溫度接近使用者設定的溫度(達到90%)時、反復執行蒸汽閥門的開啟/關閉,而緩慢引導水溫的上升,從而,能夠事先防止水溫突然超過設定的溫度。
并且,當前水溫達到已設定的溫度而斷開蒸汽閥門之后,判斷水溫下降率,當發生急劇的水溫下降時,立即打開蒸汽閥門而防止急劇的水溫下降;同時,當水溫緩慢下降,達到已設定的特定溫度時,打開蒸汽閥門而使得溫度上升等利用兩個變數(水溫下降率和既定的特定溫度)執行水溫的調節,由此,能夠最小化不必要的能源浪費,還能夠使得水溫適當地調節為使用者所需的溫度。
附圖說明:
圖1至圖3為根據本發明的一實施例的熱交換式快速熱水器的結構圖;
圖4為分別示出在圖1的熱交換式快速熱水器中包含的密閉型壓力膨脹罐,根據水壓狀態發生的附圖;
圖5為根據本發明的一實施例的熱交換式快速熱水器的控制流程圖。
具體實施方式
如下、參照附圖詳細說明本發明。
根據本發明的一實施例的熱交換式快速熱水器,如圖1至圖3所示,包括:熱交換器(101)、第1蒸汽管(102)、第2蒸汽管(103)、冷水流入管(104)、熱水流出管(105)、循環管(106)、密閉型壓力膨脹罐(200)、蒸汽閥門(112)、過熱防止閥門(113)、控制部(111)、溫度感應循環管(117)、過熱防止循環管(115)。
圖1為熱交換式快速熱水器的主視圖;圖2為后視圖;圖3示出在熱交換式快速熱水器中除循環管(106)和過熱防止密閉型壓力膨脹罐(200)之外的左側面圖。
首先,熱交換器(101)執行將供應的蒸汽熱量傳送至流入的水而加熱水的功能。
例如,熱交換器(101)具備隔著既定間隔而配置的多個金屬板,使得在相應的各個金屬板之間,蒸汽和水分別交替著通過,從而,使得蒸汽熱量傳送至水。
例如,在第1金屬板和第2金屬板之間,使得蒸汽通過,在第2金屬板和第3金屬板之間,使得水通過,再次,第3金屬板和第4金屬板之間,使得蒸汽通過,在第4金屬板和第5金屬板之間,使得水通過,由此,熱交換器(101)能夠借助于金屬板的熱傳導特性將蒸汽熱量傳送至水。
為了提高熱傳導特性的效率,各個金屬板可形成有凹凸,沿著凹凸形成的路徑,可分別使蒸汽和水通過。
第1蒸汽管(102)的一端連接于蒸汽供應裝置(未圖示),另一端連接于熱交換器(101),是向熱交換器(101)供應蒸汽的管道。
蒸汽供應裝置可相當于產生水蒸氣而加熱水的單獨的鍋爐設備,但本實施例中省略了圖示。即,附圖中,第1蒸汽管(102)的一端可連接蒸汽供應裝置,但蒸汽供應裝置為已公知的技術,因此進行省略。
如圖所示,第1蒸汽管(102)的另一端連接于熱交換器(101)。如上述說明,通過第1蒸汽管的蒸汽供應至熱交換器(101),對熱交換器(101)的金屬板進行加熱,由此,使得供應至熱交換器(101)的水快速地被加熱。
此類第1蒸汽管(102)可連接蒸汽閥門(112)和過熱防止閥門(113)。
蒸汽閥門(112)起到調節向第1蒸汽管(102)供應的蒸汽量的功能。例如,當關閉蒸汽閥門(112)時,停止向第1蒸汽管(102)供應蒸汽,當開啟蒸汽閥門(112)時,重啟向第1蒸汽管(102)的蒸汽供應。
過熱防止閥門(113)當感知過熱狀態時,能夠解決此問題,例如,為了防止蒸汽向熱交換器(101)注入,可起到使得蒸汽向外部流出或轉換至其他管道的功能。
第2蒸汽管(103)的一端連接于冷凝水處理裝置(未圖示),另一端連接于熱交換器(101),是使得蒸汽通過熱交換器(101)而發生的冷凝水向冷凝水處理裝置流出的管道。
冷凝水處理裝置是當蒸汽失去熱量變成水后進行處理的裝置,起到收集相應冷凝水后,再次排出或再次循環的功能。即,通過第1蒸汽管(102)供應至熱交換器(101)的蒸汽,最終將通過第2蒸汽管(103)流到冷凝水處理裝置。
此類冷凝水處理裝置只是已公知的技術,因此,在本實施例中省略了圖示。
冷水流入管(104)的一端連接于冷水供應裝置(未圖示),另一端連接于熱交換器(101),是使得冷水流入至熱交換器(101)的管道。
冷水供應裝置可相當于如連接于上水道的管道設施,此類冷水供應裝置只是已公知的技術,因此,在本實施例中省略了圖示。
只是,本實施例中稱為'冷水'是指相對于通過熱交換器(101)被加熱的'熱水'的意義,并非意味著必須具有常溫以下的溫度的水,也可意味著從通常的上水道設施供應的水。因為,顯然從上水道供應的水也比通過熱交換器(101)加熱的'熱水'具有更低的溫度。
熱水流出管(105)的一端連接于熱水利用裝置,另一端連接于熱交換器(101),是使得通過熱交換器(101)生成的熱水供應至熱水利用裝置的管道。
在此,熱水利用裝置相當于如住宅或建筑物入住者利用的管道設施、淋雨設施等。
即,通過冷水流入管(104)向熱交換器(101)流入的冷水,在熱交換器(101)通過蒸汽被加熱之后,通過熱水流出管(105)流出。
在此類熱水流出管(105)可安裝有溫度感應傳感器(114)。溫度感應傳感器(114)起到測定通過熱水流出管(105)的熱水的溫度,并傳送至后述的控制部(111)的功能。
感知在既定管道流動的流體的溫度的溫度感應傳感器(114)的自身結構為已公知,因此,省略詳細的說明。
循環管(106)為分別與熱水流出管(105)的一端及冷水流入管(104)的一端連接的管道。循環管(106)使得通過熱水流出管(105)流出的部分熱水再次流入至冷水流入管(104)。
例如,使用者不利用熱水時,從熱水流出管(105)流出的所有熱水再次通過冷水流入管(104)重新流入至熱交換器(101)。
此類循環管(106)連接有密閉型壓力膨脹罐(200)。
密閉型壓力膨脹罐(200)連接于循環管(106),起到當通過循環管(106)的水壓超過既定壓力時,在維持密閉的狀態下進行膨脹,而使得通過循環管(106)的水壓降低的功能。
因此,可獲得如下效果:隨著通過循環管(106)的水壓降低,使得本實施例的全部管道內的水壓降低。
即,密閉型壓力膨脹罐(200)可具有如下結構:中間隔著既定隔膜(201),一側(202)注入調節既定壓力的氣體,另一側(203)連接于循環管(106),使得特定壓力以上的水流入。
此類隔膜(201)可由天然纖維、合成纖維、人造絲等形成的網狀的網孔和在相應網孔的外側通過成型、涂覆、浸漬等方法涂覆合成橡膠混合物或合成樹脂而形成的復合材質形成。
密閉型壓力膨脹罐(200)的一例,如圖4中所示。
圖4(a)為注入氮氣而設定既定壓力的狀態,圖4(b)示出當水壓超過其設定的值以上時,中間的隔膜(201)進行膨脹(流入水的位置視點的膨脹),使得更多的水流入至罐內的狀態,由此,在循環管(106)流動的水更 多地流入至密閉型壓力膨脹罐(200)內,從而,執行降低因本實施例的各個管道內的熱膨脹引起的水壓的功能。
并且,溫度感應循環管(117)為連接熱水流出管(105)的一端附近與冷水流入管(104)的另一端附近的管道,此類溫度感應循環管(117)安裝有循環泵,而控制一定的熱水流動。
如上說明,熱水流出管(105)包括用于感知熱水的溫度的溫度傳感器,熱水的流速要保持一定程度,才能準確地感知溫度,為此,溫度感應循環管(117),從熱水流出管(105)的一端附近連接冷水流入管(104)的另一端附近,并利用其具備的循環泵(118),使得熱水維持一定的流動。
過熱防止循環管(115)是連接冷水流入管(104)一端附近和熱水流出管(105)的另一端附近,并安裝有開閉裝置(116)的管道,當發生過熱時,使得冷水不經過熱交換器(101),而直接向熱水側供應。配置于過熱防止循環管(115)的開閉裝置(116),通過后述的控制部(111)的控制而運轉,對此,在有關控制部(111)的說明中進行詳細說明。
不僅過熱防止循環管(115)的開閉裝置(116),控制部(111)可與各種閥門和傳感器連接,為了說明的便利,附圖中省略了其連接線的圖示。
控制部(111)執行根據水溫控制蒸汽閥門(112)的開閉的功能。例如使用者已設定特定溫度時,控制部(111)控制蒸汽閥門(112)的開閉,使得水溫適合相應的溫度。
作為一例,控制部(111)使得蒸汽閥門(112)維持被開放的狀態,直到熱水溫度達到使用者設定的溫度,并且,當熱水溫度達到相應的設定溫度時,控制蒸汽閥門(112)關閉。
特別是,控制部(111)當被溫度感應傳感器(114)感知的目前水溫達到既定溫度的90%的時間點開始,數次反復控制蒸汽閥門(112)使其開放既定的開啟時間段并關閉既定的關閉時間段的過程,而引導逐漸的水溫上升。
由此,具有可防止因急劇的蒸汽供應,水溫上升至超過使用者設定的溫度的效果。例如,當使用者將熱水溫度調整為'60度'時,以往執行的是 使得上升至超過60度的溫度后使其降溫的過程,但本發明如上述過程,當水溫達到相當于60度的90%即54度之后開始,反復執行蒸汽閥門(112)的開啟/關閉控制過程,使得從54度開始緩慢上升至60度,由此,可容易地防止水溫超過設定溫度的情況。
并且,當目前水溫達到既定的溫度時,控制部(111)將阻斷蒸汽閥門(112),之后,當水溫下降率小于既定值時,如果水溫達到既定的值,使得蒸汽閥門(112)開放而引導水溫的上升,并且,當水溫下降率大于既定的值時,即使水溫還未達到既定的值,開放蒸汽閥門(112)而引導水溫上升。
例如,熱水的使用量不多而水溫緩慢下降時,從達到既定的值(例如水溫下限值)的時間點開始,開放蒸汽閥門(112)而引導水溫的上升,如果熱水使用量多,使得水溫急劇下降時,即使還未達到既定的水溫下限值,也開放蒸汽閥門(112)而引導水溫的上升。
從而,可事先防止使得熱水使用者感覺到水突然變涼。
并且,安裝于熱水流出管(105)的溫度感應傳感器(114)感知結果判斷為水溫超過既定的溫度(例如水溫上限值)時,控制部(111)對過熱防止循環管(115)的開閉裝置進行控制而增加冷水的供應。
例如,因蒸汽閥門(112)的性能故障或其他各種原因,導致水溫急劇上升時,為了防止過熱,對過熱防止循環管(115)的開閉裝置進行控制,而使得冷水不經過熱交換器(101),直接與熱水混合。
此類控制部(111)為了溫度設定等,可包括供使用者操作的輸入裝置和標示裝置,此類輸入裝置或標示裝置為已公知的技術,因此,省略更詳細的說明。
以下參照附圖5,對上述的熱交換式快速熱水器的控制過程進行詳細說明。
當使用者將水溫設定為所需溫度(T1)時,熱交換式快速熱水器將開放蒸汽閥門(112),以使蒸汽供應至熱交換器(101)。
持續感知通過熱交換器(101)進行供應的水溫,而當判斷水溫達到設定的溫度的90%時,熱交換式快速熱水器反復執行阻斷蒸汽閥門(112)已設定的t1時間段,開放蒸汽閥門(112)t2時間段的過程,直到水溫達到使用者設定的T1。
如果,水溫達到T1,熱交換式快速熱水器將阻斷蒸汽閥門(112)。
之后,熱交換式快速熱水器判斷水溫下降率是否為既定的值以上,在此,水溫下降率為每單位時間的水溫變化量的絕對值。
但判斷結果,水溫下降率為既定值以下時,即,水溫下降并不急速時,熱交換式快速熱水器只有當水溫達到既定的溫度時才開放蒸汽閥門(112),如果,水溫下降率超過既定值時,即,水溫急速下降時,熱交換式快速熱水器無論水溫是否達到既定的溫度,立即開放蒸汽閥門(112),以使水溫得到上升。

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熱交換 快速 熱水器
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