[發(fā)明專利]一種回收蒸餾水熱能的方法及節(jié)能蒸餾水機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610095384.9
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN105645498B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張希軍;胡光南;胡向紅;胡星昭
• 申請（專利權(quán)）人: 胡光南
• 主分類號: C02F1/16
• 分類號: C02F1/16;F28D7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種蒸餾水制備裝置，特別是能回收蒸餾水的熱能的節(jié)能方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境污染的加劇、人們生活水平的提高和對健康關(guān)注的加強，飲用蒸餾水己經(jīng)成為生活必需品，而目前的飲用蒸餾水多為工業(yè)化生產(chǎn)制取，由于工業(yè)設(shè)備非常復雜龐大，制取成本高，消費者購買這樣的蒸餾水每升需花幾元錢。用大桶裝的蒸餾水配備飲水機成本稍低，但使用很不方便，且難免二次污染。為使廣大消費者的飲水更衛(wèi)生、更經(jīng)濟、更方便，近來出現(xiàn)了一些家用蒸餾水機，但耗電很高，與購買瓶裝蒸餾水比并不合算，所以這種產(chǎn)品很難推廣應用。人們力圖解決這一問題，出現(xiàn)了一些節(jié)能蒸餾水機的設(shè)計方案，都是利用換熱器用蒸汽加熱水源水或生活用水從而回收蒸汽的廢熱，如申請?zhí)枮?00620200668.1、名為“節(jié)能蒸餾水器”的實用新型專利。它們回收的熱量最多只能將水源水預熱到100℃，回收率最多也不到20％，這種蒸餾水機的節(jié)能效果幾乎可以略去不計，不足以彌補設(shè)備投資，瓶裝蒸餾水統(tǒng)治家用蒸餾水市場的局面仍未改變。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種低能耗制取蒸餾水的方法，并按這一方法設(shè)計一種低能耗制取蒸餾水的裝置，大幅度降低制取蒸餾水的耗電量和成本。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種回收蒸餾水熱能的方法，包括回收水蒸汽冷凝相變汽化熱和蒸餾水冷卻態(tài)變熱的方法，其特征是：設(shè)置一個回收水蒸汽冷凝汽化熱的汽水相變換熱器，其低溫腔為蒸發(fā)室，高溫腔為冷凝室，兩室內(nèi)充滿氣液共存的水與水蒸汽。

在汽水相變換熱器內(nèi)設(shè)置一個蒸汽泵，其進口與蒸發(fā)室相通，出口與冷凝室相通；蒸汽泵將蒸發(fā)室的水蒸汽泵送到冷凝室內(nèi)，使蒸發(fā)室內(nèi)蒸汽的溫度和壓力低于冷凝室，從而使蒸發(fā)室內(nèi)的飽和水蒸汽溫度低于冷凝室內(nèi)的飽和水蒸汽溫度，熱量從冷凝室通過換熱器內(nèi)的間壁傳遞到蒸發(fā)室；冷凝室內(nèi)的水蒸汽釋放熱量冷凝為蒸餾水，蒸發(fā)室內(nèi)的水源水吸熱蒸發(fā)為水蒸汽。

根據(jù)上方法設(shè)計一種節(jié)能蒸餾水機，包括汽水相變換熱器10、液體介質(zhì)換熱器20、水源水箱30和蒸餾水箱40。

所述汽水相變換熱器10用于水和水蒸汽兩相共存的介質(zhì)的相變和換熱，包括蒸發(fā)室11、冷凝室12和蒸汽泵13，蒸發(fā)室11即為換熱器的低溫腔，其上部有蒸汽出口113，下部有水源水入口112；冷凝室12即為換熱器的高溫腔，其下部有蒸汽入口121和蒸餾水出口122；蒸汽泵的進口與蒸發(fā)室的蒸汽出口113相通，蒸汽泵的出口與冷凝室的蒸汽入口121相通。

所述汽水相變換熱器10為雙筒式換熱器10A，內(nèi)筒為用導熱材料制成的封閉容器，設(shè)置在外簡之內(nèi)，內(nèi)筒內(nèi)腔為冷凝室12，內(nèi)外筒之間的空間為蒸發(fā)室11，蒸發(fā)室內(nèi)設(shè)有電熱元件111。

所述汽水相變換熱器10也可設(shè)計成內(nèi)置蒸發(fā)室式換熱器10C，其內(nèi)筒為用導熱材料制成的封閉容器，設(shè)置在外簡之內(nèi)，內(nèi)筒內(nèi)腔為蒸發(fā)室11，內(nèi)外筒之間的空間為冷凝室12，蒸發(fā)室內(nèi)設(shè)有電熱元件111。

為增加換熱面積，所述汽水相變換熱器10最好設(shè)計成殼管式換熱器10B，包括換熱器外殼10B1和置于其內(nèi)腔的封閉排管組件10B2，排管組件內(nèi)腔為冷凝室，其管壁與換熱器外殼10B1之間的空間形成蒸發(fā)室。這種結(jié)構(gòu)制造成本較高，但換熱效率將更加提高。

以上各種結(jié)構(gòu)中，所述蒸汽泵13都可以采用葉片式或活塞式真空泵，也可用螺桿式、羅次式真空泵。

所述液體介質(zhì)換熱器20用于回收較高溫度的蒸餾水的余熱用以預熱待蒸發(fā)的水源水，其結(jié)構(gòu)形式為套管式液體換熱器20A，其內(nèi)管20A1為螺旋管或蛇形管，其上端與冷凝室12下部的蒸餾水出口122連通，下端與冷蒸餾水龍頭42連通；套管式液體換熱器的外管20A2套在內(nèi)管20A1外與之同軸，其上端與蒸發(fā)室11的水源水入口112連通，下端與水源水箱30連通。

所述液體介質(zhì)換熱器20較為簡化的結(jié)構(gòu)為殼管式液體換熱器20B，它包括外殼20B1和置于其內(nèi)部的蒸餾水管20B2，外殼20B1的上端與蒸發(fā)室11的水源水入口112連通，下端與水源水箱30連通；蒸餾水管20B2呈螺旋狀或蛇形狀，其上端與冷凝室12下部的蒸餾水出口122連通，下端與冷蒸餾水龍頭42連通。

所述水源水箱30包括連接水源的進水閥31和連接在進水閥出水口端的減壓閥32，進水閥為電磁水閥或伺服水閥。所述蒸發(fā)室11內(nèi)有水位傳感器14，用以控制電磁水閥或伺服水閥的開閉以向水源水箱補水保持蒸發(fā)室內(nèi)最佳的水位。進水閥31出水口端的減壓閥32出口或套管式液體換熱器的外管20A2的下端還設(shè)有節(jié)流水管33用以防止水源水的壓力波動。