专利名称：热水器冷热水置换循环装置的利记博彩app
技术领域：
本发明属于水暖设备技术领域，具体涉及一种通过冷热水置换方式提高热 水器的热效率，并可有效节约水资源的热水器冷热水置换循环装置。
背景技术：
不论是家庭的单点供热，还是宾馆、公共洗浴场所的集中供热，无论是太 阳能热水器还是供热锅炉，都普遍存在一个问题，因管道中积存的热水变冷， 每次开始使用热水前，总要将管道中积存的冷水放掉，不仅麻烦，而且浪费水 资源。目前的解决方式是在热水管旁再加一循环管道将热水管路改为双管循环 回路，用泵强制将冷水循环回到热水储水箱。但此种方式存在弊端 一是增加 成本，改变房屋建筑结构增加施工难度；二是占用空间，而且散热面积增加一 倍。三是大量老旧供热水系统很难改造。另外一种方式是利用冷水供水管为 一循环回路，再加二个,电磁阀门和一个循环泵控制。循环加热管道时，首先关 闭冷水补水阀再打开循环阀，最后再打开循环泵，当管热水充满管道后，又必 须必需先关闭循环阀，再打开冷水补水阀后才能打开用水设备使用热水，操作 复杂，而且稍有不谨就会破坏循环关系。特别是在循环预热过程中，由于冷水 补充阀己关闭，所以此时只要有一用户使用用水设备将会出现用水设备出水停 止，预热循环也同时终止的现像。因此该方法还不能用于多用户的大型环境。 而且同样存在成本高，施工难度大的问题。特别是冷水补水管和其它用水设备 混在一起时不得不再装一条管道，这样存在的问题和困难比第一种方式更大。 第三种方式是增加管道排空阀门，在每次使用完后将管道内的水排空。但是，排空同样也是一种浪费，特别是当下一次开热水时，当热水来到用水设备时， 由于沿路管道的吸热，首先到达的水己变冷了。而且，距离越远此问题越严重。 而且排空阀控制复杂，不能用于多用户环境。为此，本发明人经过长期试验研 究，研制开发了一种以套管及套管循环泵为核心的热水器冷热水置换循环装置， 很好地解决了这一问题，实验证明，应用效果良好。发明内容本发明的目的在于提供一种结构简单，成本低廉，热效率高，并可有效节 约水资源的热水器冷热水置换循环装置。本发明目的是这样实现的包括套管循环泵、套管，套管循环泵由热水泵 与冷热水隔离腔体密封连接而成，热水泵进水口、热水泵出水口在冷热水隔离 腔体中分别与套管内管固接，套管循环泵的冷热水隔离腔体上分别设置进水外 管接口和出水外管接口，两者分别与套管外管连接。由于本发明采用了套管循环装置，不仅可以使高位热水箱中的热水向套管 的另一端低位流动，将管中的冷水置换回高位热水蓄水箱，实现无需排放即开 即出热水的目的。而且还可以在上述套管系统的两端间将多个高低位置不同， 类型不同的热水器通过套管串联或并联。在为热水蓄水箱加热的同时，套管中 的冷热水通过套管进行置换而使套管内充满热水，无需再开动套管循环泵。同 样在套管管道上可联接多个水龙头和用水设备，通过冷热水置换后，用户均能 直接用上同样温度的热水。本发明适用于太阳能热水器或其它热水系统，尤其 是高层建筑的热水系统。对现有热水系统的改造也十分简便，既节约水资源， 而且给人们的生活带来了极大的便利。
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发 明加以限制。图1为本发明整体结构剖视示意图；图2、图3分别为本发明第一实施例安装结构及工作状态示意图； 图4、图5分别为本发明第二实施例安装结构及工作状态示意图； 图6为本发明第三实施例安装结构及工作状态示意图； 图7为第四实施例安装结构及工作状态示意图。其中l热水泵，2冷热水隔离腔体，'3热水泵进水口， 4热水泵出水口， 5 进水外管接口， 6出水外管接口， 7套管内管，8套管外管，9热水蓄水箱，10 用水设备，ll太阳能集热管，12热水蓄水箱出气管，13热水蓄水箱补水管，14 隔热套管；箭头表示水流方向。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括套管循环泵、套管，所述的套管循环泵的进水外 管接口 5、出水外管接口 6分别通过套管与热水器蓄水箱9和用水设备10连接。所述的套管循环泵由水泵1与冷热水隔离腔体2密封连接而成，热水泵进 水口3、热水泵出水口4在冷热水隔离腔体2中分别与套管内管7固接，套管循 环泵的冷热水隔离腔体2上分别设置进水外管接口 5和出水外管接口 6，两者分 别与套管外管8连接。所述的套管由小直径的内管插入大直径的外管中构成。所述的套管内管7与套管外管8之间留有过水通道，过水通道面积与套管 内管7内孔截面积相当。所述的套管内管7、套管外管8可用市售的型材制作；套管内管7除可以使 用刚性的硬管外，还可用其它安全无毒的软管制作，不影响本发明目的的实现。
图2、图3示出了本发明第一实施例，即套管循环泵上置方式实施例安装结 构和工作状态。套管循环泵安装在套管式太阳能热水系统的上部，靠近热水蓄 水箱附近，套管循环泵的进水套管插入到太阳能热水器蓄水箱的出水口内部， 套管循环泵的出水套管的外管串连各个用水设备接至最末一个用水设备。当打 开套管循环泵时，蓄水箱上部的热水经套管内管7进入热水泵进水口3，并由热 水泵出水口 4再次进入用水设备方向的套管内管7，经最末一个用水设备的套管 内管7流出进入套管外管8，最后通过套管外管8将冷水循环回蓄水箱11，直 至置换完成。因蓄水箱内的外管冷水出口向下，而且由于冷水的密度大，所以 冷水一出来就直接喷入蓄水箱底部水温较低层。而且由于冷水出水口与热水进 水口距离又比较大因而不会发生冷热水混水现象。图3所示状态套管循环泵已 关闭，但因热水泵叶轮存在叶轮间隙，对水流仍畅通，在蓄水箱位能的作用下， 此时可由内外套管同时向用水设备供水。由于热水密度小，因而集于蓄水箱上 部，而此时内外管的出水口正好处于蓄水箱上部同一水平。所以可同时向用水 设备供热水。
图4、图5示出了本发明第二实施例，即下置方式实施例安装结构和工作状 态。套管循环泵安装于套管式太阳能热水系统的最后一个用水设备的末端，套 管循环泵进水套管连接个用水设备后在终端插入到太阳能热水蓄水箱出水口内 部。使用前，开启套管循环泵，冷水经套管循环泵的冷热水隔离腔进入热水泵 进水口，并由出水口进入套管内管，直至热水蓄水箱内的内管出水口，由于出 水口方向朝下，再加之冷水密度大因而冷水一喷出就直接进入蓄水箱底层水温 较低层处。而蓄水箱上层的热水由于受套管循环泵的负压影响经蓄水箱内的外套管进水口进入外管，又通过套管循环泵的冷热水隔离腔，热水泵进水口，出 水口进入内管，最后将冷水置换回蓄水箱。
图5所示的状态为置换已完成，套管循环泵电源己关闭。但因热水泵叶轮 存在叶轮间隙，对水流仍畅通，在蓄水箱位能的作用下，此时可由内外管可同 时向各用水设备供水。由于热水密度小，因而集于蓄水箱上部，正好与套管的 内外管出口处于同一水平，所以可同时向用水设备供热水。
图6示出了本发明第三实施例，即第一个实施例的基础上，多热源热水系
统与本发明配套实施的情况。在热水蓄水箱与各用水设备间任何位置都可通过
与外套管串联的方式加入各种热源的热水器。热源位置，类型均可不同，但不 影响本发明的实现。
图7为简化结构的太阳能热水器冷热水置换套管自动循环系统，为第三个 实施例中的特殊情况，不使用套管循环泵的套管系统。该系统用太阳能热水器 的热动力替代套管循环泵，因而省去了套管循环泵。但在无日照时将失掉置换 作用。因而更适用于由锅炉和电加热的热水系统。特别适用于澡堂，宾馆，理 发室等。能做到一开即出热水。此图为本发明第四实施例安装结构示意图。
本发明的工作原理与工作过程
本发明利用直径不同的管子制作成工作套管，连接热水源和用水设备，外管 与热水源和用水设备之间形成一个水流循环回路，再由与套管系统相连接的套 管循环泵来提供水置换的动力。开启套管循环泵可使套管循环管路的水强制循 环，将管道内所存留的冷水置换回热水源处。当管道内的冷水被置换后，关闭 套管循环泵，热水即可同时通过套管的内管和外管一齐向各用户提供温度相同 的热水。通过此结构，不但可节约原来只能空排的冷水而且不影响流量，同时 使水温—调节变得更方便。在套管管路上可同时串接一个或多个高低位置不同的用水设备和不同种类的加热器，以适应高楼和多用户需要，较好地解决了高层 屋顶面积不够等问题。整个控制过程可通过用手感知水管温度确定是否再开启 套管循环泵进行冷热水置换的手动控制和由传感器自动测温控制的两种控制方 式。由于此装置不影响补水管路，所以在整个置换过程中若有用户打开用水设 备也不会出现断水和循环终止的问题。 应用实例一
本发明套管节水系统首次安装于一幢七层建筑的底层内。原屋顶已装有一
18根1.8m长真空管太阳能热水器，配以135L热水蓄水箱，通过一根口径3/4 吋塑料专用水管和底层用水设备相连。平时使用热水时都需先放出大约20L冷 水后才出热水，冬天将更为严重。采用本发明套管循环泵上置式安装，并将一 6mm直径软塑料管插入原水管中形成套管。由于大楼低层巨大的水压已由外套 管承受，所以内管不必再加大强度。当天是多云间晴。太阳能热水器储水箱温 度大约6(TC。外套管回路中的温度大约12°C。打开套管循环泵，套管内的水开 始通过水箱循环。由于蓄水箱内的内、外套管的循环进、出水口都处于同一水 位，因而位能相同，循环时只须消耗水的阻力，七层楼高，90W的热水泵就可 以了。大约30s后套管末端的水温达到45t:， 1分钟后就达到近6(TC，接近储 水箱内温度。而且，整条套管管路温度都大致相同。如果加大电机功率，升温 速度还会加快，此时我们关闭套管循环泵打开用水设备，水温已接近60'C，和 热水蓄水箱水温相等。此时关闭用水设备30分钟后套管管路内的水温降到20 °C。而另外一套非套管结构太阳能系统。相同条件只20分钟。在外套管相同的 情况下，说明套管结构的保温性能很好。而且改造老旧设备时可不改变房屋结 构。非常方便。 应用实例二在应用实例一相同条件下采用下置安装法，即本装置安装在屋内最末用水端
以便安装和养护，同样测得蓄水箱温度为6(TC，水龙头处为12度。打开套管循 环泵开关1分钟后水龙头温度升到6(TC，关掉套管循环泵即可使用热水。 应用实例三
在实施例一所述的同样条件下，采用上置式安装。同时套管回路中串联上壁 挂式太阳能加热器，热水蓄水箱175L。同时在距离楼顶太阳能热水器大約4m 处(6楼)的套管回路上断开外套管并串接在阳台上垂直安装的2mX1.5m的平 板式太阳能集热板上。另外在距离楼顶太阳能热水器大约8米的四楼阳台上再 在套管管路上断开外套管串连同样的太阳能热水器。当时套管回路内的温度大 约为15°C，热水蓄水箱内上部水温大约6(TC。在套管式循环泵电源没有打开的 情况下，30分钟后，整条套管回路内的温度上L到55"C，这是由于我们插入储 水箱出水口中的冷水循环出水口低于热水循环进水口大约8cm的设计的循环温 差造成的。此时我们再打开底层的用水设备，同样水温也大约是55°C。而且一 开即出热水。接近旁晚时，套管末端的温度指示为15°C，太阳能热水保温蓄水 箱上部水温仍维持在60°C。说明此时由太阳能加热引起的加热循环己停止，打 开用水设备，水温同样为15°C。当关闭用水设备打开套管循环泵2分钟后，套 管末端温度为6(TC， 一开即出热水。
应用实例四
在与实例一同样条件下，取消房顶部的太阳能真空集热管和套管循环泵， 在低于热水蓄水箱底部的任意位置将外套管断开两处，串入一个2mX 1.5m的平 板式太阳能集热板。(平板式太阳能集热器的上出水口接套管上部外套管断开 口，平板式太阳能集热器的下进水口接套管下部外套管断开口。) 3小时后，热 水蓄水箱的水温从13'C升至60'C。并且用水设备一开就出接近6(TC的热水。勿需先排冷水。为了减少散热套管应使用无毒塑料管，外部并包保温材料。但必 须在有太阳时才能做到即开出热水。 本发明的特点
1、 本发明的套管作为循环管路,制作简单，使用方便，成本低廉，适合各供 热水系统的配套或改造。
2、 本发明的套管循环泵的制作简单，安装方便，成本低廉。
3、 发明与采用专用回流管的系统相比，不但节约回流管材料费用，同时还 将减少回流管的散热面积和管内积水因而大量减少能耗。其还有一个最大的好 处是对大量老旧供热水和太阳能系统的改造非常方便。
4、 对多层建筑而言，本发明可方便地将房顶部太阳能集热器，低位墙体太 阳能集热器或其它热水器串联，使太阳能利用率大大提高。同时还能使每一用 户都能均匀地使用热水而不浪费管道中的冷水。这样就使太阳能热水器可用于 原来不能使用的高层建筑，为节能建筑提供了一种最大限度利用太阳能热水器 的节水新模式。也为集中供热水的高层建筑，宾馆，澡堂等多用户系统提供了 一条既节水又使用方便的全新解决方案。
5、 本发明同时还公开了一种简易型热水器用套管式热水器冷热水置换循环 解决方案，结构简单，成本低廉，更适合于电加热系统。
权利要求
1、一种热水器冷热水置换循环装置，包括套管循环泵、套管，其特征是所述的套管循环泵的进水外管接口(5)、出水外管接口(6)分别通过套管与热水器蓄水箱(9)和用水设备(10)连接。
2、 如权利要求l所述的热水器冷热水置换循环装置，其特征是所述的套管循环泵由热水泵(O与冷热水隔离腔体(2)密封连接而成，热水泵进水口 (3)、热水泵出水口 (4)在冷热水隔离腔体(2)中分别与套管内管(7)固接， 套管循环泵的冷热水隔离腔体(2)上分别设置进水外管接口 (5)和出水外管 接口 (6)，两者分别与套管外管(8)连接。
3、 如权利要求1或2所述的热水器冷热水置换循环装置，其特征是所述 的套管由小直径的内管插入大直径的外管中构成，套管内管(7)与套管外管(8) 之间留有过水通道，过水通道面积与套管内管(7)内孔截面积相当。
全文摘要
本发明公开了一种热水器冷热水置换循环装置，包括套管循环泵、套管，所述的套管循环泵的进水外管接口(5)、出水外管接口(6)分别通过套管与热水器蓄水箱(9)和用水设备(10)连接构成冷热水置换循环装置。本发明结构简单，成本低廉。可与太阳能热水器、锅炉等各种热水系统以不同方式配套构成冷热水循环装置，达到节水和方便使用的目的。
文档编号F24H9/12GK101294743SQ20081005850
公开日2008年10月29日 申请日期2008年6月5日 优先权日2008年6月5日
发明者陈国栋 申请人:陈国栋