制热水装置的储热方法与流程

本发明涉及一种可提升热水储存温度效率的制热水装置的储热方法，可有效防止较低温热水流(或热水温度不足)被输出使用。

背景技术：

请参阅图1，现有空调热水机1，主要于室外配置有一压缩机11、一室外热交换器12(为一冷凝器)、一风扇马达13、一干燥过滤器14、及一冷媒流量控制器15等；而在室内则配置有一室内热交换器16(为一蒸发器)、及一风扇马达17。通过以上元件的组合，对空调区间A0进行冷气供应，并于一热水储热容器18制造热水；惟，此种空调热水机1在使用上存在以下的缺陷：

1、该热水储热容器18的冷水输入管181所送入的冷水，与该热水储容器18所制造的热水，两者处于一种同一容室(器)的自动混合状态，以致冷水很容易与热水混合，导致热水输出管182时常发生供水温度不足的情形。

2、热水输出管182大多设于热水储热容器18的外部顶端，不但影响整体外观，而在配接管线上也十分碍手与不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提供一种制热水装置的储热方法，可使储热容器内部自然依水温呈水平分层、并避免垂直向的流体扰动，以提升热水储存温度效率，可有效防止冷水(低温热水)、热水自动混合，避免造成热水温度不足而无法使用。

为此，本发明提供于一种制热水装置的储热方法，该制热水装置以空调热水机为例，该空调热水机连结一制热水循环回路，而该制热水循环回路连结至一储热容器结构，该储热容器结构至少包括：一储热容器、连结自该制热水循环回路的一热水输出管、一热水输入管、与一导引罩。本发明制热水装置的储热方法，包括以下步骤：保持微孔注水：使热水由该热水输入管的微孔注水段引入该储热容器内，并保持水平注水。引导注水：由覆罩在该热水输入管的微孔注水段的该导引罩，引导所注入的热水，并分流为：较高温热水流与较低温热水流。保持微孔出水：使该较高温热水流通过该热水输出管的一微孔出水段自该储热容器输出，并保持水平出水。其中，该热水输出管连结到至少一使用端；该热水输出管的微孔出水段位于该热水输入管的微孔注水段上方；该导引罩的开口端朝该热水输出管的微孔出水段。

本发明提供的制热水装置的储热方法的优点和有益效果在于：利用本发明的制热水装置的储热方法可有效防止较低温热水流(或热水温度不足)被输出使用的困扰、达到提升热水储存温度的效率，因而具有的实用进步效益。

附图说明

图1为现有空调制热水机的系统图；

图2为本发明制热水装置的储热方法的流程图；

图3为图2中，步骤S30其中一实施例的流程图；

图3A为图2中，步骤S30又一实施例的流程图；

图4为图2中，步骤S40其中一实施例的流程图；

图4A为图2中，步骤S40又一实施例的流程图；

图5为配合本发明制热水装置的储热方法的一储热容器结构的系统图；

图6为图5中，该储热容器结构第一实施例的剖视图；

图7为图4A中，该储热容器结构第二实施例的剖视图；

图8为图3A中，该储热容器结构第三实施例的剖视图；

图9为本发明中，配合本发明制热水装置的储热方法的一温控流程S50的流程图；

图10A为图9中，一步骤X的其中一实施例的流程图；

图10B为图9中，该步骤X的又一实施例的流程图；以及

图11为本发明中，配合本发明制热水装置的储热方法一温控流程S60的流程图。

附图标记说明：

空调热水机 1 压缩机 11

室外热交换器 12 风扇马达 13

干燥过滤器 14 冷媒流量控制器 15

室内热交换机 16 风扇马达 17

热水储热容器 18 冷水输入管 181

热水输出管 182 空调制热水机 2

储热容器 26 热水泵 261

控制阀 262 导引罩 27、28

开口端 272、282 孔板 29

穿孔 291 空调区间 A0

制热水循环回路L 热水输入管 L1

外管段 L11 注水孔 L12

回流管 L2 顶段 L21

泄水孔 L22 冷水补给管 L23

热水输出管 L3 顶段 L31

出水孔 L32 控制器 M

温度感测器 T、T1、T2、T3

较高温热水流 A 较低温热水流 B

步骤S10、S20、S30～S32、S40～S42、S50～S52、S60～S65、X、S30’、S40’、X’

具体实施方式

以下兹配合附图、附图标记说明，详细介绍本发明的具体实施例如后：请参阅图2的本发明制热水装置的储热方法，其包括以下步骤：保持微孔注水(步骤S10)；引导注水(步骤S20)；保持微孔出水(步骤S30)；以及，保持微孔泄水(步骤S40)。请同时参阅图5和图6，为本发明制热水装置的储热方法应用于一热源系统2与一储热容器26的系统图，在本发明中该热源系统2以空调制热水机为例，且连结一制热水循环回路L与一控制器M。该储热容器26内设有连结自该制热水循环回路L的一热水输入管L1、一回流管L2、一热水输出管L3、一导引罩27以及一温度感测组T。其中，“热水输入”定义为由该热源系统2朝该储热容器26的传输方向；该“回流管L2”定义为由该储热容器26朝该热源系统22的传输方向；该“热水输出”则定义为由该储热容器26向外界的传输方向。

因此，在前述本发明制热水装置的储热方法的步骤S10中：使热水通过该热水输入管L1的微孔注水段引入该储热容器26内，并保持水平注水。在步骤S20中：由覆罩在该热水输入管L1的微孔注水段的该导引罩27，引导所注入的热水，并分流出较高温热水流A与较低温热水流B。在步骤S30中：同时参阅图3，包括步骤32，使该较高温热水流A通过该热水输出管L3的微孔出水段自该储热容器26输出。并同时参阅图4，在步骤S40中，包括步骤42，使该较低温热水流B通过该回流管L2的微孔泄水段。借此，通过微孔注水、出水，使得注水、出水依温度自动地分层而可自然分流，而该导引罩27则引导水流稳定流动。

为更容易理解本发明制热水装置的储热方法的实施，对该热源系统2先具体说明如下：该热水输入管L1一端延伸至该储热容器26内部形成一外管段L11；该外管段L11管身间隔布设有多个注水孔L12，形成前述的微孔注水段。该热水输出管L3与该外管段L11相较，该热水输出管L3的管径较小于该外管段L11，使该热水输出管L3得以穿设该外管段L11内部；该外管段L11末端呈封闭，不仅使热水输入管L1与该热水输出管L3形成一种结合强度足够的双重管结构，同时控制热水仅由注水孔L12缓速引入该导引罩27。通过该外管段L11的注水孔L12，可放慢热水注入的流速，并使热水保持水平地注入，避免注水时在该储热容器26内发生垂直向的流体扰动，进一步使该储热容器26内部的流体依不同温度(如较温热水A、较高温热水流B)保持分层。

该热水输出管L3向外部供应热水，该热水输出管L3在该外管段L11末端上方处定义为一顶段L31，该顶段L31末端可呈封闭、且该顶段L31管身具有多个出水孔L32，形成前述微孔出水段。呈封闭的该顶段L31末端，可使较高温热水流A仅通过出水孔L32缓速地水平引入该热水输出管L3内。通过该顶段L31的出水孔L32，亦可放慢较高温热水流A输出的流速，并使较高温热水流A保持水平地输出，避免该储热容器26内部储水发生垂直向的流体扰动。

该导引罩27呈锥状；一端固设至该热水输入管L1的外管段L11、另一端朝该热水输入管L1的外管段L11末端形成一开口端271。该导引罩27对该外管段L11外可以形成一重合区段；该重合区段通常位于该热水输出管L3的顶段L31的下方，且该外管段L11的微孔注水段位于与该导引罩27覆罩的重合区段。由该外管段L11注水孔L12引入该导引罩27的热水于该导引罩27内逐渐整流，并形成较高温热水流A朝该出水孔L32方向流动、较低温热水流B由该导引罩27开口端271处溢出而往下沉降。

该回流管L2由该储热容器26接近底端处延伸而出、连结至该制热水循环回路L；该回流管L2位于该储热容器26内部的管身定义为一顶段L21，其设有多个泄水孔L22，形成前述微孔泄水段；且该顶段L21末端呈封闭。该回流管L2上设有一热水泵261以及连结至该制热水循环回路L的一冷水补给管L23；该冷水补给管L23上设有一控制阀体262，以管控补给冷水的输入。

通过该外管段L11的注水孔L12，可放慢热水注入的流速，并使热水保持水平地注入，避免注水时在该储热容器26内发生垂直向的流体扰动，进一步使该储热容器26内部的流体依不同温度保持分层；该导引罩27对注水形成整流的效果，提高该储热容器26内部依温度分层的效率。随着该注水孔L12所注入的热水温度提高，较高温热水流A将逐次层叠而上，由该出水孔L32输出，而较高温热水流B则逐次沉降，由于该储热容器26的容积有限，温度不足的热水将通过该泄水孔L22排出。

又，该储热容器26内，温度越高的热水，温位越高，因此该储热容器26内的最高点即为温位的最高点。因此，该储热容器26的尺寸可依需求设计，而高度的尺规为“公尺”(meter)、或以尺规等级递增；其中，较佳地，该外管段L11的注水孔L12设于高度h1，不超过该储热容器26的1/3的垂直高度处。该热水输出管L3的出水孔L32设于高度h2，不超过该储热容器26的4/5的垂直高度处。该回流管L2顶段L21则设于高度h3，在5～30厘米(millimeter)的范围内。

同时参阅图3A与图8，该回流管L2与该热水输出管L3上方平行设有一孔板29，该孔板29具有允许较高温热水流A通过的多个穿孔291。因此于一步骤S30’中，步骤32的前还包括步骤31：引导较高温热水流A出水。在步骤31中，使该较高温热水流通过水平设置该储热容器26内、且位于该热水输入管L1的微孔注水段与热水输出管L3的微孔出水段之间的该孔板29，保持较高温热水流A通过该孔板29的多个穿孔291。该等穿孔291同样可放缓较高温热水流A的流速，使之在输出热水之前能预先避免扰动，以保持稳定地缓速流动。

同时参阅图4A与图7，对应该回流管L2设有一导引罩28，其亦呈锥状、用以导引水流；该导引罩28一端固设该回流管L2、另一端朝该回流管L2顶段L21末端形成一开口端281。该导引罩28对该回流管L2顶段L21可以形成一重合区段。因此于一步骤S40’中，步骤42之前还包括步骤41：引导较低温热水流B出水。在步骤41中：由设于该储热容器26内覆罩在该回流管L2的微孔泄水段的该导引罩28，引导该较低温热水流B。同理可知，泄水孔L22的设计使在回流管L2顶段L21的水流同样水平地缓速泄水；在低温热水/冷水流动的过程中，该导引罩282的导引能稳定泄水。

继续参阅同时参阅图5和图6，该温度感测组T，设在该储热容器26内部，以侦测该储热容器26的内部水温。该温度感测组T包括至少一温度感测器，设于邻近该回流管L21末端或该外管段L11末端，通过取得该温度感测器的量测温度，该控制器M可对该热水泵261控制加热。该温度感测组T可包括三个温度感测器T1、T2、T3，分别设于邻近该外管段L11末端、邻近该热水输出管L3末端、与邻近该回流管L21末端；因此，三个温度感测器T1、T2、T3可以分别取得不同阶段的水温。

同时参阅图9，为本发明的其中一实施例，该控制器M可取得该温度感测器T1～T3的温度，在图2的流程图中，一温控流程S50可加入一温控步骤X设于步骤S20、30之间、设于步骤S30之后、或设于步骤S40之后。如图10A，该温控步骤X包括：步骤S51，判断取得温度是否达到一预设温度；如若非为该预设温度，则进入步骤S52，该步骤52可以是对该热水泵261控制加热、或提醒注入冷水，进而改变步骤S10的注水温度；如若达到该预设温度，则不进行加热。而于图10B的一温控步骤X’中，包含步骤S51；以及如若未达到该预设温度则进入步骤S52，如若达到该预设温度则回到步骤S10。

另，参阅图11的一温控流程S60，为本发明的另一实施例，该温度感测组T同样包括三个温度感测器T1、T2、T3，而该控制器M至少通过取得该温度感测器T3的单一温度、或该温度感测器T1与T3的组合温度、或该温度感测器T1、T2、T3的全部温度，并通过对T1、T2、T3个别或计算出结果，并对制热水热交换器22进行控制加热、或关闭加热。该温控流程S60系分别于步骤S20、S30、S40之后，均具有步骤S61、S62、S63取得温度；并在步骤S64，将取得温度回馈至该控制器M，并进入步骤S64，对取得温度个别或组合计算，判断是否达到一预设温度；如若非为该预设温度，则进入步骤S65：改变步骤S10的注水温度，其改变方式可以是对该热水泵261控制加热、或提醒注入冷水；如若达到该预设温度，则该温控流程S60则可进入下一步骤，此步骤不限于直接回到步骤S10。

对此，上述本发明制热水装置的储热方法通过微孔注水，得以保持水平地注水，避免发生垂直向地流体扰动，使得注水可依温度自动地分层，并借导引罩导流以形成自然的分流。

此外，本发明的双重管结构，相较于现有空调热水机，亦具有空间占用率较低、结构强度相对稳固的功效；且，该热水输出管L3顶段L31亦设计有足够长度可保证进入该热水输出管L3的出水孔L32的热水温度足够高、而使热水可稳定向上流动进入该热水输出管L3，借此保持该热水输出管L3内部的热水在一定高温，亦可防止较低温热水流B(热水温度不足者)被输出的困扰。

综上所述，本发明可有效解决现有空调热水机所存的缺陷，利用本发明可有效防止较低温热水流(或热水温度不足)被输出使用的困扰、达到提升热水储存温度的效率，因而具有的实用进步效益。