一种循环式热水供应装置及其工作方法与流程

1.本发明涉及水加热设备技术领域，具体是一种循环式热水供应装置及其工作方法。

背景技术：

2.中国人有饮用热水的习惯，而水在加热过程中尤其是煮沸至100℃状态下可杀菌消毒，但是随着海拔的升高受大气压影响会导致水的的沸点降低，据资料显示当海拔为5000m时水的沸点仅为83℃，而该温度无法满足杀菌消毒的需求，也就无法满足人们的用水需求。
3.众所周知，加压可提升水沸点，目前高原地区家庭已普遍使用高压锅煮饭，但若将加压提升水沸点的方法用在公共场所的电茶炉上，则需要加压提升水沸点后进行降压降温，将水温降低至当地沸点以下方可出水饮用，以保证安全，否则水会处于沸腾状态，非常不安全。
4.因此，如何在实现对水高压加热后可再快速对其降温，以满足公共场所电茶炉的使用需求是目前急需解决的技术问题。

技术实现要素：

5.本发明的目的是要提供一种循环式热水供应装置及其工作方法，其可在加压烧水至设定值后，在输送至储水器的过程中进行降压降温达到所需出水温度，降温时间短，降温值稳定，可以很好的解决现有技术问题。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.本发明提供了一种循环式热水供应装置，包括进水箱、加热箱、换热器、储水器，所述进水箱的进水口通过进水管与外部水源相连，所述进水箱的出水口通过出水管与所述加热箱相连，所述加热箱通过第一出水管路连接换热器，所述换热器通过第二出水管路连接所述储水器，其中，所述换热器设置在所述进水箱内，所述第一出水管路的一端设置于所述加热箱的底部，所述第一出水管路的另一端连接所述换热器的底部，所述第二出水管路的一端与所述换热器的上部相连，所述第二出水管路的另一端通入所述储水器，所述加热箱的顶部设置有可电控的电磁气阀。
8.对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化措施。
9.可选地，所述第一出水管路上设置有控制管路通断的电控水阀。电控水阀实现热水向换热器输送的可控送出，同时能够在加压过程中更好地封闭第一出水管路，保证加热箱内的高压环境。
10.可选地，所述第一出水管路上连接有电控水泵，所述电控水泵用于泵取加热箱内的热水经所述换热器降温后送至所述储水器。电控水泵能够更快地加热箱内的热水送出，且保证排出的更为彻底。
11.可选地，所述进水箱的进水口设置于所述进水箱的侧壁的下部，所述进水箱的出
水口设置于所述进水箱的侧壁的上部。
12.可选地，所述第二出水管路的另一端为u形弯管，且u形弯管的末端位于所述储水器的底部。u形弯管能够防止热水送出直接冲击储水器顶部，通往储水器底部并随之直接注入到液面以下，使得出水更为柔和。
13.可选地，所述进水箱的容积记为v1，所述加热箱的容积记为v2，所述换热器的容积设置为v3，其中，2v2＜v1＜3v2，v2/10《v3《v2/9。
14.更进一步地，所述换热器的表面积s3的大小为0.02～0.04平方米。
15.特别地，本技术还提供了一种循环式热水供应装置的工作方法，采用的是如上所述的循环式热水供应装置，其工作方法包括如下工作步骤：
16.步骤1、冷水通过进水管进入进水箱，当所述进水箱装满后，出水箱内的水由上端的出水口进入到加热箱中，直至加热箱装满则停止向进水箱中的注水，在此过程中，所述第一出水管路处的电控水阀处于关闭状态，所述加热箱处的电磁气阀处于打开状态，保持与外部大气的连通；
17.步骤2、关闭所述加热箱处的电磁气阀并开启加热箱的加热工作，随着加热过程的进行所述加热箱内的压力增大，对加热箱内的水进行不断增压下的高压加热；
18.步骤3、当加热箱内的水温达到设定温度后，打开所述第一出水管路处的电控水阀，加热箱内的热水经由第一出水管路、换热器以及第二出水管路进入到储水器中保存待用，在此过程中热水在换热器处完成与所述进水箱内冷水的换热降温后再进入到所述储水器中。以上工作能够保证最终到达储水器的水与加热箱出来的水之间的温降恒定，如此能够在完成对水的高压加热后还可以降压降温送出，满足用户的用水需求，同时保证安全。
19.进一步地，所述第一出水管路处设置的电控水泵在所述电控水阀打开放热水后2～3秒延时启动。
20.可选地，步骤3中加热箱内的水温最终加热达到的设定温度为95～105℃，加热箱内的热水经由第一出水管路、换热器以及第二出水管路进入到储水器时的前后温降为14.5℃～26.5℃。
21.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
22.本技术的循环式热水供应装置，其在加热箱中实现对于冷水的高压加热，在高压加热完成后通过压力和/或电控水泵将热水送出，在热水送出的过程中通过换热器将热量与进水箱中的冷水进行热量交换，从而对进水箱中的低温冷水进行预热，同时对加热箱内产生的高压气体进行冷凝液化后再送出，使得最终到达储水器的水温有效降低，结合工作方法中对于进水箱、加热箱以及换热器的容积限制调整能够保证温降的温度恒定，从而实现对于最终储水器以及出水的温度稳定，满足用户的需求。
附图说明
23.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
24.图1是根据本发明一个实施例的循环式热水供应装置的结构示意图。
25.附图标记说明如下：
26.1、进水箱，2、加热箱，3、换热器，4、储水器，5、进水管，6、出水管，7、第一出水管路，8、第二出水管路，9、电磁气阀，10、电控水阀，11、电控水泵。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
30.实施例1：
31.本实施例描述了一种循环式热水供应装置，如图1所示，包括进水箱1、加热箱2、换热器3、储水器4，所述进水箱1的进水口通过进水管5与外部水源相连，所述进水箱1的出水口通过出水管6与所述加热箱2相连，所述加热箱2通过第一出水管路7连接换热器3，所述换热器3通过第二出水管路8连接所述储水器4，其中，所述换热器3设置在所述进水箱1内，所述第一出水管路7的一端设置于所述加热箱2的底部，所述第一出水管路7的另一端连接所述换热器3的底部，所述第二出水管路8的一端与所述换热器3的上部相连，所述第二出水管路8的另一端通入所述储水器4，所述加热箱2的顶部设置有可电控的电磁气阀9。
32.所述电磁气阀9的存在能够在加热箱2注入冷水时保持其内部与外部大气连通，而在进行加热时则可以封闭电磁气阀9，随着加热工作的进行，加热箱2内压力不断增大，也就能够实现水在高压状态下的加热。另外，在加热箱2上还可设置辅助安全控制用的泄压阀，防止加热箱2内部的压力过大导致安全隐患增大。
33.在进水箱1的顶部开设有气孔，气孔与外部大气连通，保证进水顺畅，当加热箱2在进行高压状态的加热时，此部分的压力差并不足以将出水管6中的水反推至进水箱1并排出蒸汽，当然为了以防万一也可以在其空出设置气阀，在进水时打开气孔通路、在加热箱2工作时封闭气孔。
34.所述第一出水管路7上设置有控制管路通断的电控水阀10，所述第一出水管路7上连接有电控水泵11，所述电控水泵11用于泵取加热箱2内的热水经所述换热器3降温后送至所述储水器4。
35.所述进水箱1的进水口设置于所述进水箱1的侧壁的下部，所述进水箱1的出水口设置于所述进水箱1的侧壁的上部。
36.进水箱1、加热箱2、储水器4的优选设置高度是，进水箱1设置高度高于加热箱2，尤其是进水箱1的出水口高于所述加热箱2的上表面，所述储水器4则又设于进水箱1的上方。至于进水箱1、加热箱2、储水器4的主体结构就是采用的常规箱体结构，优选采用不锈钢、铜等金属材质制备，在加热箱2的箱体内部或者侧壁设置加热管，对此不再赘述。
37.冷水通过进水管5进入进水箱1，直至进水箱1水满后通过出水管6进入加热箱2直至加热箱2水满后，关闭电控水阀10、封闭加热箱2然后进行加热，将水封闭加热至设定温度值。在加热过程中，加热箱2始终处于封闭状态，水由低温变成高温，同时释放水蒸气使得加热箱2内压力增大，加热箱2内部处于高压状态，从而完成内部的高压加热。当加热箱2内水加热至设定温度后，打开第一出水管路7上的电控水阀10，部分热水和水蒸气第一出水管路7、进水箱1中的换热器3、第二出水管路8转移至储水器4中，在此转移过程中，加热箱2中的压力蒸汽能够迅速将热水压至管路以及储水器4中，同时箱内压力释放，然后再启动电控水泵11将加热箱2中的剩余热水送出至储水器4。在热水由加热箱2送出的过程中，热水通过换热器3进行换热，水温降低，最后进入到储水器4。在此过程中，水蒸气经过换热器3的过程中，压力、体积、温度持续发生变化，最终液化后一起进入到储水器4。
38.通入至所述第二出水管路8的另一端为u形弯管，且u形弯管的末端位于所述储水器4的底部。储水器4中的水温能够降低至当地(高原)对应的水的沸点，保证用户取水时水处于当地沸点以下，从而保证使用者的安全。
39.所述进水箱1的容积记为v1，所述加热箱2的容积记为v2，所述换热器3的容积设置为v3，其中，2v2＜v1＜3v2，v2/10《v3《v2/9。所述换热器3的表面积s3的大小为0.02～0.04平方米。
40.在一具体实施案例中，将加热箱2容积v2设置为8.5l，进水箱1容积v1设置为3l，冷凝器容积v3设置为0.39l、冷凝器表面积s3设置为0.03平方米，通过对于进水箱1、加热箱2、换热器3的体积及换热面积的控制，实现对于加热箱2中热水的稳定降温送出。比如，当加热箱2设定加热温度范围为95℃～105℃时，在将加热箱2内热水送出至储水器4后最终水的温降可稳定在为15℃
±
1℃，也就是说到达储水器4中的水温为79℃～91℃之间，如此结合控制加热箱2设定加热温度就能够完成对于最终到达储水器4中的水温控制。
41.实施例2：
42.本实施例提供了一种循环式热水供应装置的工作方法，采用的是如实施例1所述的循环式热水供应装置，其工作方法包括如下工作步骤：
43.步骤1、冷水通过进水管5进入进水箱1，当所述进水箱1装满后，出水箱内的水由上端的出水口进入到加热箱2中，直至加热箱2装满则停止向进水箱1中的注水，在此过程中，所述第一出水管路7处的电控水阀10处于关闭状态，所述加热箱2处的电磁气阀9处于打开状态，保持与外部大气的连通；
44.步骤2、关闭所述加热箱2处的电磁气阀9并开启加热箱2的加热工作，随着加热过程的进行所述加热箱2内的压力增大，对加热箱2内的水进行不断增压下的高压加热；
45.步骤3、当加热箱2内的水温达到设定温度后，打开所述第一出水管路7处的电控水阀10，加热箱2内的热水经由第一出水管路7、换热器3以及第二出水管路8进入到储水器4中保存待用，在此过程中热水在换热器3处完成与所述进水箱1内冷水的换热降温后再进入到所述储水器4中。
46.也就是说，冷水通过进水管5进入进水箱1，直至进水箱1水满后通过出水管6进入加热箱2直至加热箱2水满后，关闭电控水阀10、封闭加热箱2然后进行加热，将水封闭加热至设定温度值。在加热过程中，加热箱2始终处于封闭状态，水由低温变成高温，同时释放水蒸气使得加热箱2内压力增大，加热箱2内部处于高压状态，从而完成内部的高压加热。当加
热箱2内水加热至设定温度后，打开第一出水管路7上的电控水阀10，部分热水和水蒸气第一出水管路7、进水箱1中的换热器3、第二出水管路8转移至储水器4中，在此转移过程中，加热箱2中的压力蒸汽能够迅速将热水压至管路以及储水器4中，同时箱内压力释放，然后再启动电控水泵11将加热箱2中的剩余热水送出至储水器4。在热水由加热箱2送出的过程中，热水通过换热器3进行换热，水温降低，最后进入到储水器4。在此过程中，水蒸气经过换热器3的过程中，压力、体积、温度持续发生变化，最终液化后一起进入到储水器4。
47.所述第一出水管路7处设置的电控水泵11在所述电控水阀10打开放热水后2～3秒延时启动。没有在第一时间打开电控水泵11，是为了保证在第一时间泄压排出热水，使之在换热器3处高效冷凝从而再随着电控水泵11的启动送水而排出。如果是第一时间启动电控水泵11，可能会导致受控状态下的送水，气压无法在第一时间降低，导致安全隐患的发生。
48.所述进水箱1的容积记为v1，所述加热箱2的容积记为v2，所述换热器3的容积设置为v3，其中，2v2＜v1＜3v2，v2/10《v3《v2/9。所述换热器3的表面积s3的大小为0.02～0.04平方米。
49.步骤3中加热箱2内的水温最终加热达到的设定温度为95～105℃，加热箱2内的热水经由第一出水管路7、换热器3以及第二出水管路8进入到储水器4时的前后温降为14.5℃～26.5℃。
50.在一具体实施案例中，将加热箱2容积v2设置为8.5l，进水箱1容积v1设置为3l，冷凝器容积v3设置为0.39l、冷凝器表面积s3设置为0.03平方米。当加热箱2设定加热温度范围为95℃～105℃时，在将加热箱2内热水送出至储水器4后最终水的温降可稳定在为15℃
±
1℃，也就是说到达储水器4中的水温为79℃～91℃之间，如此结合控制加热箱2设定加热温度就能够完成对于最终到达储水器4中的水温控制。
51.综上可知，本技术的循环式热水供应装置，其在加热箱2中实现对于冷水的高压加热，在高压加热完成后通过压力和/或电控水泵11将热水送出，在热水送出的过程中通过换热器3将热量与进水箱1中的冷水进行热量交换，从而对进水箱1中的低温冷水进行预热，同时对加热箱2内产生的高压气体进行冷凝液化后再送出，使得最终到达储水器4的水温有效降低，结合工作方法中对于进水箱1、加热箱2以及换热器3的容积限制调整能够保证温降的温度恒定，从而实现对于最终储水器4以及出水的温度稳定，满足用户的需求。
52.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种循环式热水供应装置，其特征在于，包括进水箱、加热箱、换热器、储水器，所述进水箱的进水口通过进水管与外部水源相连，所述进水箱的出水口通过出水管与所述加热箱相连，所述加热箱通过第一出水管路连接换热器，所述换热器通过第二出水管路连接所述储水器，其中，所述换热器设置在所述进水箱内，所述第一出水管路的一端设置于所述加热箱的底部，所述第一出水管路的另一端连接所述换热器的底部，所述第二出水管路的一端与所述换热器的上部相连，所述第二出水管路的另一端通入所述储水器，所述加热箱的顶部设置有可电控的电磁气阀。2.根据权利要求1所述的循环式热水供应装置，其特征在于，所述第一出水管路上设置有控制管路通断的电控水阀。3.根据权利要求1或2所述的循环式热水供应装置，其特征在于，所述第一出水管路上连接有电控水泵，所述电控水泵用于泵取加热箱内的热水经所述换热器降温后送至所述储水器。4.根据权利要求1所述的循环式热水供应装置，其特征在于，所述进水箱的进水口设置于所述进水箱的侧壁的下部，所述进水箱的出水口设置于所述进水箱的侧壁的上部。5.根据权利要求1所述的循环式热水供应装置，其特征在于，所述第二出水管路的另一端为u形弯管，且u形弯管的末端位于所述储水器的底部。6.根据权利要求1所述的循环式热水供应装置的工作方法，其特征在于，所述进水箱的容积记为v1，所述加热箱的容积记为v2，所述换热器的容积设置为v3，其中，2v2＜v1＜3v2，v2/10<v3<v2/9。7.根据权利要求6所述的循环式热水供应装置的工作方法，其特征在于，所述换热器的表面积s3的大小为0.02～0.04平方米。8.一种循环式热水供应装置的工作方法，其特征在于，采用的是如权利要求1至7中任一项所述的循环式热水供应装置，其工作方法包括如下工作步骤：步骤1、冷水通过进水管进入进水箱，当所述进水箱装满后，出水箱内的水由上端的出水口进入到加热箱中，直至加热箱装满则停止向进水箱中的注水，在此过程中，所述第一出水管路处的电控水阀处于关闭状态，所述加热箱处的电磁气阀处于打开状态，保持与外部大气的连通；步骤2、关闭所述加热箱处的电磁气阀并开启加热箱的加热工作，随着加热过程的进行所述加热箱内的压力增大，对加热箱内的水进行不断增压下的高压加热；步骤3、当加热箱内的水温达到设定温度后，打开所述第一出水管路处的电控水阀，加热箱内的热水经由第一出水管路、换热器以及第二出水管路进入到储水器中保存待用，在此过程中热水在换热器处完成与所述进水箱内冷水的换热降温后再进入到所述储水器中。9.根据权利要求8所述的循环式热水供应装置的工作方法，其特征在于，所述第一出水管路处设置的电控水泵在所述电控水阀打开放热水后2～3秒延时启动。10.根据权利要求8或9所述的循环式热水供应装置的工作方法，其特征在于，步骤3中加热箱内的水温最终加热达到的设定温度为95～105℃，加热箱内的热水经由第一出水管路、换热器以及第二出水管路进入到储水器时的前后温降为14.5℃～26.5℃。

技术总结

本发明涉及一种循环式热水供应装置及其工作方法，其中，进水箱的出水口通过出水管与加热箱相连，加热箱通过第一出水管路连接换热器，换热器通过第二出水管路连接储水器，本申请在加热箱中实现对于冷水的高压加热，在高压加热完成后通过压力和/或电控水泵将热水送出，在热水送出的过程中通过换热器将热量与进水箱中的冷水进行热量交换，从而对进水箱中的低温冷水进行预热，同时对加热箱内产生的高压气体进行冷凝液化后再送出，使得最终到达储水器的水温有效降低，结合工作方法中对于进水箱、加热箱以及换热器的容积限制调整能够保证温降的温度恒定，从而实现对于最终储水器以及出水的温度稳定，满足用户的需求。满足用户的需求。满足用户的需求。