通过热交换产生热水的装置制造方法
【专利摘要】一种通过热交换产生热水的装置，包含一压缩机、一细长筒状热交换槽、一与热水储槽连接的热水输出管及一与冷水储槽连接的冷水输入管，其中该细长筒状热交换槽设置有一冷媒管进入端及冷媒管输出端，而一冷媒管于细长筒状热交换槽中进行热交换的起始点位于细长筒状热交换槽的顶面，并朝底面逐渐进行热交换。因此，当该压缩机将高温高压冷媒通过冷媒管进入该细长筒状热交换槽内部时，因冷媒管释放热源的起始点位于细长筒状热交换槽的顶面；通过物理现象，热向上移动，冷向下移动的原理，使细长筒状热交换槽的顶面水温最高，从顶面将热水输出，即可提供一恒温的热水。
【专利说明】通过热交换产生热水的装置
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种通过热交换产生热水的装置，特别是指一种能够借助冷冻空调的热交换运作以产生高温恒温热水的热水输出装置。
【背景技术】
[0002]一般的冷冻空调设备大致上分为气冷式与水冷式，其中该气冷式冷冻空调设备能够将高压高温状态的冷媒送至室外机的冷凝器，而冷媒热能会再通过铜管经过铝散热片，并再通过外机风扇所吸进的空气，以铝散热片作为介面，将冷媒从室内吸来的热能悉数带走，送至外部空气中；
然而水冷式冷冻空调设备则是将高压高温状态的冷媒送入壳管热交器或板式热交器，并通过热交器里边另一回路的冷水来做冷却，以进行热交换将热带走；之后，冷水吸热后升温成温水，再送至冷却水塔，而于冷却水塔中，局部的温水会因里边风扇所带动的高速气流直吹而蒸发，因此蒸发过程中会吸热，因此借助吸热而冷却这些温水降温成冷水，最后再将这些冷水送回壳管热交器或板式热交器再使用。
[0003]而有厂商为了能够将冷冻空调设备也能够用于产生热水，因此如图1所示，冷冻空调设备I中是将热交换器12横置，并于热交换器12外连接一热水槽13，因此当压缩机11将高压高温状态的冷媒通过冷媒管14进入该热交换器12内部时，则会将热交换器12内部的冷水与冷媒管14所散发的热量进行热循环，而冷媒管14则会再连接至冷凝器15中将高压高温的液态冷媒变成低压低温的液态冷媒，之后进入蒸发器16释放蒸发热制造冷气于室外，最后再将冷媒输入压缩机11中，如此持续的不断循环运作；而冷媒管14通过热交换器12内部时，则能使热交换器12内部的冷水升温为温水，并将升温的温水输出至热水槽13中，虽然冷媒管14所散发的热量能够将冷水升温，但在有热水需求的过程中，会将冷水注入热交换器12内，即使冷媒管14能使热交换器12内部的冷水升温为温水，但在不断循环的情况下，热交换器12输出至热水槽13中的温水整体平均温度仍是偏低，因此仍然需要通过一加热装置17，将热水槽13中的温水加热后，如图2所示，热交换器12中所输出的热水将是断断续续，且间隔一段时间才能输出热水，因此水温也无法维持一恒温状态。温度不稳定，又因为热交换器的作用为散热，当热交换器内的水温太高时，系统的效率也不佳，且有故障的隐患。
[0004]由此可知，由于不能维持恒温的输出水，因此所输出的热水需要不断的加热，对于使用者与系统来讲是非常不佳的，因此若能够使热交换器所输出的热水维持一高温且稳定恒温，且又能进行热交换，更能够解决上述其他问题，如此应为一最佳解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题即在于提供一种通过热交换产生热水的装置，能够使热交换槽输出的热水维持一高温且稳定恒温，且热交换槽底部有一冷却作用的冷水输入，更可解决制热过程中热交换器无法散热，水温太高，系统的效率不佳，且有故障隐患的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明一种通过热交换产生热水的装置，包括:
一个压缩机，通过冷媒管与一个蒸发器相连接，该蒸发器通过冷媒管与一个冷凝器相接，其特征在于:
一个细长筒状热交换槽，其内部断面呈长方形，至少具有两个长边及两个短边，该两个短边所在的平面分别定义出一个顶面及一个底面，该细长筒状热交换槽并设置有一个冷媒管进入端及一个冷媒管输出端，该冷媒管进入端与该压缩机相连接，而该冷媒管输出端与该冷凝器相连接，使冷媒形成一个循环回路，使冷媒于该细长筒状热交换槽中进行热交换的起始点位于细长筒状热交换槽的顶面，并朝底面逐渐进行热交换；
一个热水输出管，其一端与该细长筒状热交换槽接近顶面或接近顶面处相连接，将该细长筒状热交换槽的顶面热交换产生的热水输出；
一个冷水输入管，其一端与该细长筒状热交换槽底面或接近底面处相连接，将冷水输入该细长筒状热交换槽的底部；
当该压缩机将高温高压的冷媒通过冷媒管进入该细长筒状热交换槽内部时，因释放热源的起始点位于细长筒状热交换槽的顶面，由于热水向上移动，冷水向下移动，使细长筒状热交换槽的顶面水温最高，从顶面将热水输出，使输出的水温恒定。
[0007]更具体的说，该冷媒管进入端设置于该细长筒状热交换槽顶面或接近顶面，而冷媒管输出端设置于该细长筒状热交换槽底面或接近底面处。
[0008]更具体的说，该冷媒管进入端设置于细长筒状热交换槽底面或接近底面，使冷媒管进入端通过细长筒状热交换槽的底面或接近底面处进入该细长筒状热交换槽中，使在该细长筒状热交换槽内部具有一段冷媒管，该位于该细长筒状热交换槽中的冷媒管具有一个上升段及一个下降段，该上升段外表面包覆有隔热材，使该段冷媒管进行热交换的起始点会由上升段的顶端开始进行。
[0009]更具体的说，还包含一个热水储槽，该热水储槽与该热水输出管相连接，用以承接来自细长筒状热交换槽输出的热水。
[0010]更具体的说，冷媒管输入端与该冷媒管输出端之间连接有一段设于该细长筒状热交换槽内部的冷媒管，该细长筒状热交换槽中设置的冷媒管为单管式，使该短边与该长边的比例为1:7以上,但小于1:1。
[0011]更具体的说，冷媒管输入端与该冷媒管输出端之间连接有一段设于该细长筒状热交换槽内部的冷媒管，该细长筒状热交换槽中设置的冷媒管为双管式，使该短边与该长边的比例为1:5以上,但小于1:1。
[0012]更具体的说，冷媒管输入端与该冷媒管输出端之间连接有一段设于该细长筒状热交换槽内部的冷媒管，该细长筒状热交换槽中设置的冷媒管为双管式，使该短边与该长边的比例为1:4以上,但小于1:1。
[0013]更具体的说，该细长筒状热交换槽中未设置冷媒管，使冷媒进入该细长筒状热交换槽中，再通过冷媒管输出端输出，于细长筒状热交换槽设置热交换水管，该热交换水管的进入端与冷水输入管相连接，而该热交换水管的输出端与热水输出管相连接，使高温高压的冷媒进入该细长筒状热交换槽中并与该热交换水管中的冷水进行热交换，使冷媒温度降低及使该热交换水管中的水升温。
[0014]更具体的说，还包括: 一个水温检测器，设置于该细长筒状热交换槽内部靠近顶面处；
一个电动阀门，与热水输出管相连接，用以控制热水输出的量；
一个电动马达，与该电动阀门相连接，用以控制电动阀门的阀口开启的大小；
一个控制装置，与该水温检测器及该接电动马达相连接，能够依据该水温检测器所检测的热水温度，控制电动马达启动，通过电动马达控制电动阀门动作，进一步控制热水输出量。
[0015]更具体的说，还包括:
一个水温检测器，设置于该细长筒状热交换槽内部靠近顶面处；
一个泵，与冷水输入管相连接，控制冷水输入细长筒状热交换槽的水量；
一个控制装置，与该水温检测器及该泵相连接，能够依据该水温检测器所检测的热水温度，驱动泵运转，通过泵控制进入该细长筒状热交换槽的冷水水量，进一步控制热水的温度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有水冷式产生热水的冷冻空调设备的架构示意图。
[0017]图2为现有水冷式产生热水的冷冻空调设备的热水输出温度状态图。
[0018]图3A为本发明通过热交换产生热水的装置的架构示意图。
[0019]图3B为本发明通过热交换产生热水的装置的另一架构示意图。
[0020]图4A为本发明通过热交换产生热水的装置的细长筒状热交换槽内部的第一实施设置示意图。
[0021]图4B为本发明通过热交换产生热水的装置的细长筒状热交换槽内部的第二实施设置示意图。
[0022]图4C为本发明通过热交换产生热水的装置的细长筒状热交换槽内部的第三实施设置示意图。
[0023]图4D为本发明通过热交换产生热水的装置的细长筒状热交换槽内部的第四实施设置示意图。
[0024]图5为本发明通过热交换产生热水的装置的热水输出温度状态图。
[0025]【符号说明】
〔现有技术〕
I冷冻空调设备11压缩机12热交换器
13热水槽14冷媒管15冷凝器
16蒸发器17加热装置
〔本发明〕
2热水输出装置201压缩机202细长筒状热交换槽
2021顶面2022底面2023冷媒管进入端
2024冷媒管输出端2025隔热材 2026水温检测器
2027热交换水管203热水输出管 204冷水输入管
205控制装置206电动阀门 207电动马达
208冷媒管2081上升段 2082下降段209冷凝器210蒸发器211散热风扇
212泵3热水储槽。
【具体实施方式】
[0026]有关于本发明的前述及其他技术内容、特点与效果，在以下配合参考附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
[0027]请参阅图3A及图4A，为本发明通过热交换产生热水的装置的架构示意图及细长筒状热交换槽内部的第一实施设置示意图，由图中可知，该通过热交换产生热水的装置，包括一压缩机201、一细长筒状热交换槽202、一与热水储槽3连接的热水输出管203、一位于细长筒状热交换槽202底端的冷水输入管204及一控制装置205，其中该压缩机201通过一冷媒管208与一蒸发器210相连接，而该蒸发器210通过冷媒管208与一冷凝器209相接，该蒸发器210与该冷凝器209皆外接有一散热风扇211。
[0028]另外该细长筒状热交换槽202，其内部断面呈长方形，至少具有两长边及两短边，该两短边可进一步定义出一顶面2021及一底面2022，其上并设置有一冷媒管进入端2023及冷媒管输出端2024，该冷媒管进入端2023通过该冷媒管208与压缩机201相连接，而冷媒管输出端2024通过该冷媒管208与冷凝器209相连接，使冷媒可形成一循环回路，该冷媒管208于细长筒状热交换槽202中进行热交换的起始点位于细长筒状热交换槽202的顶面2021，并朝底面2022逐渐进行热交换。
[0029]如图4A所示，该冷媒管进入端2023设置于细长筒状热交换槽顶面2021或接近顶面2021，而该冷媒管输出端2024设置于细长筒状热交换槽底面2022或接近底面2022处；但该冷媒管进入端2023也能够设置于细长筒状热交换槽底面2022或接近底面2022，如图4B所示，该冷媒管208通过细长筒状热交换槽202的底面2022或接近底面2022进入细长筒状热交换槽202中，该细长筒状热交换槽202中的冷媒管208具有一上升段2081及一下降段2082，该上升段2081外表面包覆有一隔热材2025，使冷媒管208进行热交换的起始点会由上升段2081的顶端开始进行。
[0030]因此，当该压缩机201将高温高压的冷媒通过冷媒管208进入该细长筒状热交换槽202内部时，冷媒管208最先与细长筒状热交换槽202内部的水接触的位置，则是热源最高的位置，因此热交换起始点则会位于细长筒状热交换槽202的顶面2021内部，因此细长筒状热交换槽202的顶面2021是水温最高的区域，因此由此输出至热水输出管203的热水水温将会最高，而冷媒管208持续向下时，越接近细长筒状热交换槽202的底面2022处，则该冷媒管208内部的冷媒的温度则会逐步下降，更由于水的物理现象，热水会自动向上移动，冷水会自动向下移动的原理，因此热水会持续维持于细长筒状热交换槽202的顶面2021区域，而冷水则由细长筒状热交换槽202的底面2022进入，因此于细长筒状热交换槽202的顶面2021区域输出的热水将能够保持恒温的热水输出，更由图5中可知，当该压缩机201开始运作时，则会逐渐加热细长筒状热交换槽202的顶面2021区域的水温，并于一定时间后，则会将热水温度维持在一定恒温(最好状态能够将输出热水维持于60°C?70°C之间)。
[0031]而该冷水输入管204 —端与细长筒状热交换槽202的底面2022或接近底面2022处相连通，用以将冷水由细长筒状热交换槽202底面2022输入至水由细长筒状热交换槽202 ;另外该热水输出管203 —端与细长筒状热交换槽202接近顶面2021处相连通，而另一端则是与热水储槽3相连接，用以将细长筒状热交换槽202的顶面2021热交换产生的热水输出至该热水储槽3中。
[0032]一电动阀门206与热水输出管203相连接，因此能够控制热水输出管203输出至该热水储槽3的热水输出量，另外该细长筒状热交换槽202内部靠近顶面处设置有一水温检测器2026，由于该控制装置205与该水温检测器2026及该电动马达207相连接，因此当水温检测器2026检测到细长筒状热交换槽202内部靠近顶面2021处的热水温度些许降低时，则由该控制装置205启动该电动马达207，以进一步控制该电动阀门206，降低热水输出量以稳定热交换槽202的温度，而当水温检测器2026检测设定热水的温度到达时，则能够借助电动马达207控制该电动阀门206开启输出热水，以维持热水恒温。
[0033]再请参阅图3B所示，其与图3A的差异处在于，同样是将该水温检测器2026设置于该细长筒状热交换槽202内部靠近顶面处；并将一泵212与冷水输入管204相连接，该泵212控制冷水进入细长筒状热交换槽202的水量；并将水温检测器2026及该泵212与控制装置205电连接，使控制装置205能够依据该水温检测器2026所检测的热水温度，驱动泵212运转，通过泵212控制冷水进入细长筒状热交换槽202的水量，进一步控制热水输出量。其他构造皆与图3A相同，于此不在赘述。
[0034]该泵212可为变频泵。
[0035]图4A及图4B所示的冷媒管208进入细长筒状热交换槽202中为单管式,而细长筒状热交换槽202的短边与长边的最佳比例为1:7以上，但小于1:1 ;请参阅图4C，其中该冷媒管208进入细长筒状热交换槽202中为多管式,而细长筒状热交换槽202的短边与长边的最佳比例为1:4以上；若为双管式，则最佳比例为1:5以上，至于其他装置配件皆与图3A、图3B相同，于此不在赘述。
[0036]请参阅图4D所示,其中该冷媒管208仅与细长筒状热交换槽202的冷媒管进入端2023及冷媒管输出端2024相连接，使冷媒直接通过冷媒管进入端2023进入细长筒状热交换槽202中，再通过冷媒管输出端2024将冷媒输出，于细长筒状热交换槽202中不设置冷媒管208 ;于细长筒状热交换槽202设置热交换水管2027，该热交换水管2027的进入端与冷水输入管204相连接，而输出端与热水输出管203相连接，使高温高压的冷媒进入细长筒状热交换槽202中与热交换水管2027进行热交换，以产生低温冷媒及恒温热水输出，达到热交换的目的，至于其他装置配件皆与图3A相同，于此不在赘述。
[0037]本发明所提供的一种通过热交换产生热水的装置，与其他现有技术相互比较时，优点如下:
1.本发明能够将所输出的热水维持于一高温且稳定恒温的状态，除了不需额外使用加热装置加热水温之外，更可解决无法持续供应恒温热水的问题。
[0038]2.本发明所使用的细长筒状热交换槽能够用于水冷式或气冷式冷冻空调设备，当用于气冷式时，其热交换的介质为水，由于水的热交换能力大于空气，因此将此细长筒状热交换槽用于气冷式冷冻空调设备时可提升约10%的效能，因此当气冷式冷冻空调设备运作时，该冷凝器的散热风扇将不必开启。
[0039]3.本发明所使用的细长筒状热交换槽用于水冷式冷冻空调时，由于细长筒状热交换槽的顶部用于收集热水，底部为低温冷水，因此只要储桶的热水达到满足点以前，水冷式冷冻空调的冷却水泵与水塔的散热风扇不须运转，而热交换所产生的热源将能够使热水升温，如此不仅能够省下制造热水的费用，连水冷式冷冻空调设备系统中所必须使用的设备与消耗的电力也可免除(例如:饭店的冷气与热水的用量皆极大，因此于饭店设计的热水储存设备满足前，冷却水泵与水塔的散热风扇不须运转)。
[0040]4.本发明的细长筒状热交换槽，能将冷冻空调设备所产生的热源制热，冷源制冷不会浪费，因此为一极佳的双效节能设备。
[0041]借助以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。
【权利要求】
1.一种通过热交换产生热水的装置，包括: 一个压缩机，通过冷媒管与一个蒸发器相连接，该蒸发器通过冷媒管与一个冷凝器相接，其特征在于: 一个细长筒状热交换槽，其内部断面呈长方形，至少具有两个长边及两个短边，该两个短边所在的平面分别定义出一个顶面及一个底面，该细长筒状热交换槽并设置有一个冷媒管进入端及一个冷媒管输出端，该冷媒管进入端与该压缩机相连接，而该冷媒管输出端与该冷凝器相连接，使冷媒形成一个循环回路，使冷媒于该细长筒状热交换槽中进行热交换的起始点位于细长筒状热交换槽的顶面，并朝底面逐渐进行热交换； 一个热水输出管，其一端与该细长筒状热交换槽接近顶面或接近顶面处相连接，将该细长筒状热交换槽的顶面热交换产生的热水输出； 一个冷水输入管，其一端与该细长筒状热交换槽底面或接近底面处相连接，将冷水输入该细长筒状热交换槽的底部； 当该压缩机将高温高压的冷媒通过冷媒管进入该细长筒状热交换槽内部时，因释放热源的起始点位于细长筒状热交换槽的顶面，由于热水向上移动，冷水向下移动，使细长筒状热交换槽的顶面水温最高，从顶面将热水输出，使输出的水温恒定。
2.如权利要求1所述的通过热交换产生热水的装置，其特征在于，该冷媒管进入端设置于该细长筒状热交换槽顶面或接近顶面，而冷媒管输出端设置于该细长筒状热交换槽底面或接近底面处。
3.如权利要求1所述的通过热交换产生热水的装置，其特征在于，该冷媒管进入端设置于细长筒状热交换槽底面或接近底面，使冷媒管进入端通过细长筒状热交换槽的底面或接近底面处进入该细长筒状热交换槽中，使在该细长筒状热交换槽内部具有一段冷媒管，该位于该细长筒状热交换槽中的冷媒管具有一个上升段及一个下降段，该上升段外表面包覆有隔热材，使该段冷媒管进行热交换的起始点会由上升段的顶端开始进行。
4.如权利要求1所述的通过热交换产生热水的装置，其特征在于，还包含一个热水储槽，该热水储槽与该热水输出管相连接，用以承接来自细长筒状热交换槽输出的热水。
5.如权利要求1所述的通过热交换产生热水的装置，其特征在于，冷媒管输入端与该冷媒管输出端之间连接有一段设于该细长筒状热交换槽内部的冷媒管，该细长筒状热交换槽中设置的冷媒管为单管式，使该短边与该长边的比例为1:7以上，但小于1:1。
6.如权利要求1所述的通过热交换产生热水的装置，其特征在于，冷媒管输入端与该冷媒管输出端之间连接有一段设于该细长筒状热交换槽内部的冷媒管，该细长筒状热交换槽中设置的冷媒管为双管式，使该短边与该长边的比例为1:5以上,但小于1:1。
7.如权利要求1所述的通过热交换产生热水的装置，其特征在于，冷媒管输入端与该冷媒管输出端之间连接有一段设于该细长筒状热交换槽内部的冷媒管，该细长筒状热交换槽中设置的冷媒管为双管式，使该短边与该长边的比例为1:4以上,但小于1:1。
8.如权利要求1所述的通过热交换产生热水的装置，其特征在于，该细长筒状热交换槽中未设置冷媒管，使冷媒进入该细长筒状热交换槽中，再通过冷媒管输出端输出，于细长筒状热交换槽设置热交换水管，该热交换水管的进入端与冷水输入管相连接，而该热交换水管的输出端与热水输出管相连接，使高温高压的冷媒进入该细长筒状热交换槽中并与该热交换水管中的冷水进行热交换，使冷媒温度降低及使该热交换水管中的水升温。
9.如权利要求1所述的通过热交换产生热水的装置，其特征在于，还包括: 一个水温检测器，设置于该细长筒状热交换槽内部靠近顶面处； 一个电动阀门，与热水输出管相连接，用以控制热水输出的量； 一个电动马达，与该电动阀门相连接，用以控制电动阀门的阀口开启的大小； 一个控制装置，与该水温检测器及该接电动马达相连接，能够依据该水温检测器所检测的热水温度，控制电动马达启动，通过电动马达控制电动阀门动作，进一步控制热水输出量。
10.如权利要求1所述的通过热交换产生热水的装置，其特征在于，还包括: 一个水温检测器，设置于该细长筒状热交换槽内部靠近顶面处； 一个泵，与冷水输入管相连接，控制冷水输入细长筒状热交换槽的水量； 一个控制装置，与该水温检测器及该泵相连接，能够依据该水温检测器所检测的热水温度，驱动泵运转，通过泵控制进入该细长筒状热交换槽的冷水水量，进一步控制热水的温度。
【文档编号】F24H4/02GK104236034SQ201310222452
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2013年6月6日
【发明者】洪丞禧 申请人:洪丞禧