[发明专利]节能式饮、用热水箱

说明书

所属领域：

本发明提供一种节能型供饮、用热水的装置，特别适合连续饮、用的车站、码头、工地、旅馆、集体 宿舍的热水供应，供等量热水，能耗是电热水箱的四分之一。

技术背景：

市售电热水箱都是用电直接兑变为热的“直热式”加热方式进行。其浪费有三：(1)电是高品位能量， 直接转化为热是浪费；(2)加热到100℃备用，有高温更易耗散的浪费；(3)为杀菌要烧到100℃，饮用时 再冷却，又浪费了50％的热量；(4)一面进冷水，一面出热水“生”“熟”不分，难免水中串入细菌。

发明内容：

针对上述三个浪费一个不妥，本发明采用如下方法和结构克服之：(1)热泵式预热、微波再加热的组 合方法，避免大材小用的直热式浪费；(2)微波的介入可做到即热即饮的水平，避免高温耗散；(3)微波 杀菌的机理不同，煮沸水杀菌必须到100℃，而微波只要70℃就起到杀菌作用；(4)杀过菌的水全部导入 饮用的管道，不再生熟混淆。

首先，水箱、热泵、微波加热三部分做成一体化结构，即热泵在上，吸收空气热量，再由套管换热 器把热量引进水箱。进水管口朝下，在水箱下层部位取水，出水口在水箱中间，以使水预热后存在中上部。 由空气热泵把空气中的热量用来蒸发冷媒，冷媒在相变中吸收大量空气热量，在被压缩时，又将这一份热 量放出，加上压缩机作功(即电的能量)，实际向水放热就是用电量的3-5倍，一份电放了4份电的热， 当然很合算，并正好满足人们洗刷等生活需要而无一浪费。但热泵升温受限止，只能到60℃的左右。所以 泡茶、泡方便面所需70℃以上的热水就得用微波继续加热，由于已有60℃的基础，微波加热可以做到即 热即饮的水平，又由于微波有不同于煮沸水的杀菌机理，因此就不必像电炉那样升至100℃，这样又省下 30％，二项相加竟只要用四分之一的电就能相当原电炉之功效！而70℃以下的CaCo₃不大量析出，又让水 质提高。

至于需要75℃还是85℃、95℃其控制方法也非常简单，只要用开一只还是二只、三只磁控管参加加 热工作就可以，50-60℃的水从下向上流，要依次流过3只金属谐振箱，内管之水在谐振箱中心走过，被 因振荡引成的驻波加热，由于谐振箱是椭圆形，水管每经一箱，二次经过焦点，被加热效果很好。热水管 做成双管套式，双管截面为同圆心，内管走水，外管防散热，中间抽真空，双管材料为微波的透明材料， 如玻璃、塑料，由于双管中间隔层抽了真空，就相当于保温瓶中加热水一样无热量浪费了，金属谐振箱材 料可首选铝，谐振箱除水进出口之外，采用全封闭结构，磁控管发射的微波全在箱内振荡，由于功率强劲， 水流很快升温，可做到即开即饮。磁控管开关由水流开关的通断控制。

附图说明：

图1是产品主视图，图2是俯视图，图3是微波发生器和双层加热管结合的原理图。

图1压缩机8，毛细管10，套管式换热器14和串在其中的放热铜管15，吸热铜管2和翅片1构成了 热泵工作的主要回路。其它原器件如总管3和5、电机4、风叶6、三通9、水泵11、进出水管12和13、 起动电容17、气液分离器7等为热泵附件。

微波加热部分由图3中剖出的内管31、外管32、谐振箱21、磁控管23、图1中的变压器22、水流 开关24等主要原器件构成。

图1中储水箱16、保暖层18、饮水龙头20、冷水龙头29、取水口28、进水口27、瓷盆30、热水龙 头25为一般零部件。

具体实施：

热泵是一主要部件，可独立完工后固定在水箱上方支架上。热泵的四周围是吸收热量的翅片1和铜管 2，铜管中冷媒蒸发吸热呈气体进压缩机8，被压缩的冷媒在套管换热器14的放热铜管15中放出热量变成液 体，热量被周围的水吸收，水由水泵的工作从进水口12进来吸热后在出水口13回到水箱，风叶6和电机 4是加速空气流速以使翅片吸取热量，整个零部件由底板支撑、固定。由于热的水比重轻，因此水箱上方 的温度总是最高，微波再加热的进水口19须以水箱上方取水，经水流开关24后进入加热区，加热区由金 属全封闭以防微波泄漏，金属谐振箱21把磁控管23发射的微波反射谐振加热管中流过的水，磁控管固定 在支架上，共3台，如果谐振箱椭圆长轴长40cm，那么双层加热管要在1.3m以上，饮水龙头20与工作台 之间要留一保暖瓶高度的空间，以便取饮用水。

不锈钢水箱要采用食品级压加强肋，保暖层18厚度要保证24小时降温小于5℃，一般用热水龙头25 要在水箱中间取水，取水口28和12有温控探头，以便为热泵的开关提供信息。微波工作的开关由水流开 关决定，龙头处探头负责超温时关闭电源。串联式微波加热器不仅可以用在这集体供水的水箱上，也可以 为家用净水器供即热式加热用。