[发明专利]无膨胀阀、风扇和鳍片的热蒸气/热水以及冷水/热水制造设备

说明书

技术领域

本发明是有关一种无膨胀阀、风扇和鳍片的热蒸气/热水以及冷水/热水制造设备，尤指一种使用压缩机但无需使用膨胀阀及无风扇与鳍片而压缩冷媒循环的高效热蒸气/热水以及冷水/热水制造设备。

背景技术

目前一般现有的热泵型热水制造设备，乃将冷媒管置于待加热的水中，冷媒管与水的接触面积(A)为冷媒管的外围(πD)与其长度(L)之积，即A＝πD×L，其中D为冷媒管的外径；在相同冷媒管直径及管长下，其接触面积会较三重同轴心管体的A＝π(D+D’)×L小。

现有的热泵型热水制造设备，其对于水的加热过程，乃采取自然对流的方式，如此热能转换(H＝m×s×ΔT)公式中的ΔT(冷媒与水的温差)无法控制在较小的数值，因此热能消耗较大。

现有的热泵型热水制造设备，必须使用膨胀阀来控制/降低冷媒的压力，但其内部的毛细管会造成冷媒的流阻，因此需增加压缩机对于冷媒的推力，而提升了压缩机的推力耗能。

现有的热泵型热水制造设备，必须使用风扇与鳍片来获取外界空气中的热量，以增加设备制热的效能，但也造成风扇的额外耗能，以及设备的体积与成本的增加。

再者，由中国台湾专利第M446887号的二段压缩热泵系统、第M426751号的二元热泵系统以及第I342383号的全能热泵系统观之，前述的各项专利中虽可达到其内容所提的效果，然而，所述的三件专利中，其于作动时皆仍须搭配膨胀阀进行使用，进而存在有结构复杂以及增加制造成本的缺失。

有鉴于此，本设计人乃潜心研思，设计出一种无膨胀阀、风扇和鳍片的热蒸气/热水以及冷水/热水制造设备，除可产制130℃以上的热蒸气，及/或90℃以上的热水外，更可同时产制出约70℃的热水及约7℃的冰水，提供了更广泛的用途，是为本发明所欲研创的设计动机。

发明内容

本发明的主要目的，是在于可使本发明利用水加热机构与水冷却机构的加热用三重同轴心管、冷却用三重同轴心管以及水流方向与冷媒流向相反的配合，充分进行热能交换并同时具有低热能消耗的效果。

本发明的次要目的，是在于无需使用膨胀阀，因此可有效降低冷媒压缩机构的耗能。

本发明的另一目的，是在于可提高热蒸气、热水与冷水的制造效率、降低耗能、结构简化以及降低制造成本的功效。

另本发明的无膨胀阀、风扇和鳍片的冷水/热水制造设备，于水加热机构中可充分将冷媒的热能完全转换，因此无须风扇与鳍片来获取外界空气中的热量，由此减少电能的浪费，以及降低设备的体积与成本。

为达上述目的，本发明的无膨胀阀、风扇和鳍片的热蒸气/热水制造设备包括：一用以将低压冷媒压缩成高压冷媒且推入循环系统的冷媒压缩机构；一连接冷媒压缩机构的水加热机构，其包含有分别连通外部水源与冷媒压缩机构的加热用三重同轴心管，让冷媒与水的热能交换面积增加，且其水流方向是与冷媒流动方向相反，而热交换过程中，使冷媒与水的温差保持较低的数值；以及一与水加热机构连接的控制机构，可侦测水加热机构所产生的热蒸气或热水温度，并依温度的所需控制水流速度。

另本发明的无膨胀阀、风扇和鳍片的冷水/热水制造设备包括：一用以将低压冷媒压缩成高压冷媒且推入循环系统的冷媒压缩机构；一连接冷媒压缩机构的水加热机构，其为分别连通外部水源与冷媒压缩机构的加热用三重同轴心管，让冷媒与水的热能交换面积增加，且其水流方向是与冷媒流动方向相反，使得热交换过程中，冷媒与水的温差保持较低的数值；一与水加热机构连接的控制机构，可侦测水加热机构所产生的热水温度，并依温度的所需控制水流速度；以及一连接冷媒压缩机构与水加热机构的水冷却机构，其为分别连通外部水源、冷媒压缩机构与水加热机构的冷却用三重同轴心管，以有效增加冷媒与水的热能交换面积，且其水流方向是与冷媒流动方向相反，于热交换过程中，使冷媒与水的温差保持较低的数值。

于本发明上述的实施例中，该冷媒压缩机构包含有一压缩机、一连接该压缩机的高压冷媒出管、及一连接该压缩机的低压冷媒进管，而所述的高压冷媒出管与低压冷媒进管分别与该水加热机构以及该水冷却机构连接。

于本发明上述的实施例中，该压缩机是用以将进入压缩机的低压冷媒压缩成高压冷媒，之后再推动进入该封闭回路的冷媒循环系统。

于本发明上述的实施例中，该水加热机构包含有一连接控制机构的加热用进水管、一连接控制机构的加热用出水管、一连通加热用进水管与加热用出水管的加热内管、一套设于加热内管外的冷媒管、及一套设于冷媒管外且连通加热用进水管与加热用出水管的加热外管。

于本发明上述的实施例中，该加热用进水管与加热用出水管可为三通管。