一种恒温供水装置的制作方法

本实用新型属于机械装置领域，具体涉及到一种恒温供水装置。

背景技术：

在微生物发酵工程、饲料生产领域中，很多环节需大量用到热水，常规的办法是使用常温的自来水直接用加热器加热至35℃左右。这样没有经过高温消毒的温水中，无疑存在大量的有害微生物，对产品的品质造成不良影响。还有的是将自来水加热到较高温度进行消毒，然后用冷却器冷却，而冷却器置换出来的大量热量没有得到充分利用，增加了能耗。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种恒温供水系统，可以快速制备不同温度，特别是30℃～60℃内特定温度的恒温热水，且热水经过煮沸消毒，品质较好。本装置中所有热量交换都在内部进行，最大限度的降低了热损耗。

为了达到上述目的，本实用新型采取以下技术措施：

一种恒温供水装置，包括热交换装置、加热装置和出水装置；

所述的热交换装置，包括进水阀，涡街流量计和管壳式热交换器；三者依次通过水管串联；水管与热交换装置中的冷水进口相连；

所述的加热装置包括第一蒸汽调节阀，管道式汽水混合加热器，安全阀，第一温度传感器和第一水箱；管道式汽水混合加热器的出水口、安全阀、第一温度传感器和第一水箱底部的入水口依次通过水管串联；第一蒸汽调节阀设置在管道式汽水混合加热器上；管壳式热交换器的冷水出口通过水管与管道式汽水混合加热器的入水口相连；管壳式热交换器的热水入口通过水管与第一水箱顶部的出水口相连；

出水装置包括第二温度传感器，搅拌器，第二水箱，浸入式汽水混合加热器，膜片式电磁阀和第三温度传感器；第二水箱内设置有搅拌器，第三温度传感器和浸入式汽水混合加热器；膜片式电磁阀设置在第二水箱外部；水管通过管壳式热交换器的热水出口伸到第二水箱内部；第二温度传感器设置在管壳式热交换器的热水出口的水管处；

以上所述的装置中，优选的，蒸汽调节阀与浸入式汽水混合加热器连接，设置在第二水箱外部。

以上所述的装置中，优选的，所述的水管为外部包裹隔热材料的水管，所述的隔热材料为硅酸铝纤维保温层。

以上所述的装置中，优选的，所述的第一水箱、第二水箱均为保温水箱。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)热交换装置的冷热介质为同一物质-水，并且冷热介质通道相连。热交换过程在同种介质间进行，不会被不相关的介质带走而产生热量损耗，充分节能。

2)热交换装置和出水装置分别对水温进行粗调和精调，降低了温度控制难度并提高了精度,供水温度恒定。

3)管道式汽水混合加热器使用高温蒸汽加热，加热快速，单位时间内供水量大，蒸汽冷凝后产生的水回收利用，无污染。

4)第一水箱延缓沸点高温水流速，使之处于高温状态的时间延长，有利于杀灭有害微生物。

5)进水阀通过流量调节，可基本稳定管壳式热交换器的出水温度，减少第二水箱的进水温度波动，有利于精确控温。

附图说明

图1为实施例1所述的一种恒温供水装置示意图；

其中：进水阀-1、涡街流量计-2、管壳式热交换器-3、第一水箱-4、第一温度传感器-5、安全阀-6、管道式汽水混合加热器-7、第一蒸汽调节阀-8、第二温度传感器-9、搅拌器-10、第二水箱-11、第二蒸汽调节阀-12、浸入式汽水混合加热器-13、膜片式电磁阀-14、第三温度传感器-15。

图2为实施例1所述的一种恒温供水装置的工作示意图；

其中：所有粗实线表示水流通道，小箭头注明流向，大箭头注明热交换时热量流向，热水1～热水4为中间过程产生的不同温度的热水。

具体实施方式

实施例1：

一种恒温供水装置，包括热交换装置、加热装置和出水装置；

所述的热交换装置，包括进水阀1，涡街流量计2和管壳式热交换器3；三者依次通过水管串联；水管与热交换装置中的冷水进口相连；

所述的加热装置包括第一蒸汽调节阀8，管道式汽水混合加热器7，安全阀6，第一温度传感器5和第一水箱4；管道式汽水混合加热器7、安全阀6、第一温度传感器5和第一水箱4依次通过水管串联；第一蒸汽调节阀8设置在管道式汽水混合加热器7上；管壳式热交换器3的冷水出口通过水管与管道式汽水混合加热器7的入水口相连；管壳式热交换器3的热水入口通过水管与第一水箱4顶部的出水口相连；

出水装置包括第二温度传感器9，搅拌器10，第二水箱11，浸入式汽水混合加热器13，膜片式电磁阀14和第三温度传感器15；第二水箱11内设置有搅拌器10，第三温度传感器15和浸入式汽水混合加热器13；膜片式电磁阀14设置在第二水箱11外部；水管通过管壳式热交换器3的热水出口伸到第二水箱11内部；第二温度传感器9设置在管壳式热交换器3的热水出口的水管处；蒸汽调节阀12与浸入式汽水混合加热器13连接，设置在第二水箱11外部；

所述的水管为外部包裹隔热材料的水管；

所述的第一水箱、第二水箱均为保温水箱。

工作过程如下：

系统首次工作时经历短暂的初始状态后进入、并一直保持于稳定状态，在稳定状态下：冷水经过进水阀，涡街流量计后从管壳式热交换器的冷水入口进入到管壳式热交换器，在管壳式热交换器内部，管束内的高温水和管束外的低温水在整个管束长度范围内进行热交换。由于管壳式热交换器采用逆流布置，保证了沿长度方向的每段管束内外温差保持于较大值，传热速率也就较大。热交换的结果是管束内的高温水温度降低，管束外的冷水温度升高。冷水经过管壳式热交换器升温后从管壳式热交换器的冷水出口进入管道式汽水混合加热器，并在管道式汽水混合加热器内部被加热至沸点温度。管道式汽水混合加热器使用蒸汽供热，上面设置了第一蒸汽调节阀，阀的开度决定了蒸汽流量，蒸汽流量又决定了管道式汽水混合加热器的加热功率。管道式汽水混合加热器的出口设置了第一温度传感器，用于采集该点的温度，实时调节加热功率，使管道式汽水混合加热器内部的水在达到沸点温度以后不至于暴沸，当系统内意外产生高温高压时，通过安全阀进行泄放。管道式汽水混合加热器将水加热到沸点温度以后输送至第一水箱，第一水箱容积和横截面较大，内部水流速度极为缓慢，从而使高温水在这里滞留较长时间，实现消毒。经过消毒的高温水经管壳式热交换器的热水入口进入管壳式热交换器内部，在管壳式热交换器内与从它的冷水入口进来的冷水进行热交换，消过毒的水温度降低至20℃～28℃后从热水出口流出，多余的热量被则冷水回收，实现节能。管壳式热交换器的热水出口处设置了第二温度传感器，结合涡街流量计采集的流量数据，通过调节进水阀的开度来控制管壳式热交换器中水的流速，从而达到调节管壳式热交换器热水出口水温范围的目的。管壳式热交换器热水出口流出的20℃～28℃的温水比设定值低，流入到第二水箱后，由水箱内设置的浸入式汽水混合加热器进行再次加热，边加热边由搅拌器进行搅拌，保证温度均匀。再次加热过程影响因素较单一，反馈温度由第三温度传感器进行采集，第二水箱通过膜片式电磁阀对外提供设定温度的恒温热水。

技术特征：

1.一种恒温供水装置，其特征是：包括热交换装置、加热装置和出水装置；

所述的热交换装置，包括进水阀（1），涡街流量计（2）和管壳式热交换器（3）；三者依次通过水管串联；水管与热交换装置中的冷水进口相连；

所述的加热装置包括第一蒸汽调节阀（8），管道式汽水混合加热器（7），安全阀（6），第一温度传感器（5）和第一水箱（4）；管道式汽水混合加热器（7）、安全阀（6）、第一温度传感器（5）和第一水箱（4）依次通过水管串联；第一蒸汽调节阀（8）设置在管道式汽水混合加热器（7）上；管壳式热交换器（3）的冷水出口通过水管与管道式汽水混合加热器（7）的入水口相连；管壳式热交换器（3）的热水入口通过水管与第一水箱（4）顶部的出水口相连；

出水装置包括第二温度传感器（9），搅拌器（10），第二水箱（11），浸入式汽水混合加热器（13），膜片式电磁阀（14）和第三温度传感器（15）；第二水箱（11）内设置有搅拌器（10），第三温度传感器（15）和浸入式汽水混合加热器（13）；膜片式电磁阀（14）设置在第二水箱（11）外部；水管通过管壳式热交换器（3）的热水出口伸到第二水箱（11）内部；第二温度传感器（9）设置在管壳式热交换器（3）的热水出口的水管处。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：蒸汽调节阀（12）与浸入式汽水混合加热器（13）连接，设置在第二水箱（11）外部。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的水管为外部包裹隔热材料的水管。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的第一水箱、第二水箱均为保温水箱。

技术总结
本实用新型属于机械装置领域，具体涉及到一种恒温供水装置，所述的装置包括热交换装置、加热装置和出水装置；在该装置中，从冷水输入入到目标热水（设定值的恒温水）输出，所有加热过程和热量交换过程（换热）均发生于系统内部,无对外热损失和物质损失，与直接将冷水加热至目标热水的方式比较，本实用新型输出的热水不仅满足设定水温，还经过了特殊高温处理过程，几乎不含有害微生物，适用于对微生物指标要求较高的供水场合。可以为微生物发酵工程、饲料生产领域部分环节快速提供30℃~60℃高品质的、经过煮沸消毒的恒温热水。

技术研发人员：吴晓峰;赵良川
受保护的技术使用者：湖北邦之德牧业科技有限公司
技术研发日：2020.12.02
技术公布日：2021.07.27