專利名稱：用于從熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱水生產(chǎn)領域，尤其是涉及自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水 的方法和裝置。
技術背景近幾年來，熱水有效經(jīng)濟的生產(chǎn)已日益變得重要。這種情況特別 是因最近比如液體和氣體燃料的能源成本逐漸上升所致。多年來，因"自由能"實際上直接來自太陽，具有電力備用容量的 太陽能熱水器被設計成儲存相當大量的水。在因天氣條件或系統(tǒng)故障而短缺熱水的情況下，需使用電能，以 便提供足夠多的家用熱水。該電力備用系統(tǒng)的主要問題在于，要加熱 大量的水，經(jīng)常是熱水箱中全部的水，這意味著將要長時間地消耗大 量電能。另一難題在于，不便確定熱水量及其在水箱中的溫度，不便 控制通電使準時獲得熱水和稍后斷電的動作。解決這些問題的技術方案有許多，其中的一些很簡單，比如使 用附加的小容量水箱用電加熱水；將瞬時燃氣熱水器與來自太陽能系 統(tǒng)水箱的熱水管路串聯(lián)使用。某些技術方案包括在如下專利中1985年9月公開的以色列專利 Nos. 59569; 1964年2月公開的16824和1989年12月公開的78015， 所述專利包括圍繞加熱元件的套筒，其朝水箱的上部區(qū)域傳送加熱的 水，同時通過流孔或外部閥使水流節(jié)流；2001年7月公開的121064 和1994年4月公開的104768，所述專利包括夾層或內隔板，旨在避 免冷熱水混合；1985年6月公開的63300、 1985年6月公開的63003、 1985年1月公開的53083以及1996年8月公開的105097，所述專利 包括通過加熱元件室自水箱的上部加壓熱水的裝置；1983年12月公 開的59575和2000年5月公開的119984，所述專利包括預熱自套筒
上方區(qū)域進入加熱元件套筒的水的裝置；1980年12月公開的53971， 所述專利包括兩個加熱元件， 一個位于水箱底部， 一個位于水箱的上 部區(qū)域；1981年8月公開的美國專利4282421，所述專利包括加熱元 件套筒和用于預熱水的熱交換器的組合體；1985年11月公開的 4551613，所述專利包括全部沿著其長度直到排出口圍繞管子的加熱元 件；1983年9月公開的4403137，所述專利包括全部沿著其長度穿孔 的套筒；1985年4月公開的4514617和2001年11月公開的6321036， 所述專利包括流經(jīng)套筒消耗的熱水生產(chǎn)裝置。盡管上述專利描述了關于提供用于直接消耗的熱水的發(fā)明，但它 們無一提到限制供瞬時使用的熱水量的內容。此外，這些專利中僅少 數(shù)考慮到減小耗電以提供所需熱水的速率的情況。 發(fā)明內容因此，需要提供一種新穎改進的熱水生產(chǎn)方法和裝置，其中，減 少或基本克服了略述的缺點。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的 方法和裝置，較之其它方法或系統(tǒng)，提高了熱水生產(chǎn)效率。隨著文中說明的進行，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將顯而易見。因此，根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)提供一種自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的方法， 該方法包括以下步驟(a) 通過入口管路自熱水鍋爐的上部向具有加熱元件的加熱元件 套筒供水，其中，水在流過位于通向所述加熱元件套筒的入口套筒內 的恒溫器之后，被供給到加熱元件；(b) 設置另外的熱水管路，其將所述加熱元件套筒的熱水管路出 口連接到熱水鍋爐的上部上，其中，所述熱水鍋爐的上部中所述入口 套筒的上端或所述另外的熱水管路的出口的較低者與所述熱水鍋爐的 頂部之間的高度差限定由所述加熱元件保持熱度并用來基本直接使用 或消耗的熱水容量；以及(c) 設置熱水消耗管路，其具有位置高于鍋爐內所述加熱元件的 入口，以便自熱水鍋爐中抽取熱水供熱水使用或消耗。 此外，本發(fā)明還提供一種自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置，該裝置包括(a) 入口管路，用于自熱水鍋爐的上部向具有加熱元件的加熱元 件套筒供水，其中，水在流過位于通向所述加熱元件套筒的入口套筒 內的恒溫器之后，被供給到加熱元件；(b) 另外的熱水管路，其將加熱元件套筒的熱水管路出口連接到 熱水鍋爐的上部上，其中，所述熱水鍋爐的上部中所述入口套筒的上 端或所述另外的熱水管路的出口的較低者與所述熱水鍋爐的頂部之間 的高度差限定由所述加熱元件保持熱度并用來基本直接使用或消耗的 熱水容量；以及(c) 熱水消耗管路，其具有位置高于所述鍋爐內所述加熱元件的 入口，以便自熱水鍋爐中抽取熱水供熱水使用或消耗。通過采用本發(fā)明，將來自熱水鍋爐上部的熱水用于提供基本直接 消耗的熱水。由于用來提供熱水的水是位于熱水鍋爐上部中的熱水， 這就使加熱過程更為有效。如此一來有利于縮短加熱元件的操作時間， 從而減少碳酸鹽的堆積量，且因此保持加熱元件的有效操作并延長加 熱元件的壽命。另外，根據(jù)本發(fā)明，通過將恒溫器設置在通向朝所述加熱元件供 水的所述加熱元件套筒的入口套筒內，達到精確地測量加熱的水和將 要加熱的水的溫度。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn) 熱水的裝置，該裝置包括入口管路，用于自熱水鍋爐的上部向具有 加熱元件的加熱元件套筒供水，其中，水在流過位于所述加熱元件套 筒的入口套筒內的恒溫器之后，被供給到加熱元件；另外的熱水管路， 其將加熱元件套筒的熱水管路出口連接到熱水鍋爐的上部上，其中， 所述熱水鍋爐的上部中所述入口套筒的上端或所述另外的熱水管路的 較低者與所述熱水鍋爐的頂部之間的高度差限定由所述加熱元件保持 熱度并用來基本直接使用或消耗的熱水容量；和熱水消耗管路，在所 述熱水鍋爐的上部內具有入口，以便在熱水使用或消耗過程中自熱水
鍋爐中抽取熱水。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置，該裝置包括入口管路，用于自熱水鍋爐的上部向具有 加熱元件的加熱元件套筒供水，其中，水在流過位于所述加熱元件套 筒的入口套筒內的恒溫器之后，被供給到加熱元件；另外的熱水管路， 其將加熱元件套筒的熱水管路出口連接到熱水鍋爐的上部上，其中， 所述熱水鍋爐的上部中所述入口套筒的上端或所述另外的熱水管路的 較低者與所述熱水鍋爐的頂部之間的高度差限定由所述加熱元件保持 熱度并用來基本直接使用或消耗的熱水容量；和熱水消耗管路，其被 構造和布置成位于所述加熱元件套筒內，并使得所述熱水消耗管路的 入口靠近加熱元件并處于其上方。


下面參照附圖提出包括其實施例的本發(fā)明主題的說明，該說明不 表示認為是以任何方式加以限制的，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置 的示意配置；圖2是根據(jù)本發(fā)明另 一實施例的自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置 的示意配置；圖3是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置 的示意配置；圖4是根據(jù)本發(fā)明再一實施例的自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置 的示意配置。相似的參考標記和符號表示相似的部件。
具體實施方式
本發(fā)明包括一種自熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置。圖l示出用參 考標記10表示的、根據(jù)本發(fā)明一實施例的熱水鍋爐系統(tǒng)，其具有作為 臥式熱水鍋爐示出的熱水鍋爐12、加熱元件14以及恒溫器16。通常， 此類熱水鍋爐可容納大約80-300升的水。此外，熱水鍋爐系統(tǒng)10包 括位于熱水出口或排出管路22上的外部恒溫器18和流量開關20,用 于增加或升高熱水消耗過程中被抽取熱水的溫度，同時保持熱水鍋爐12中相當?shù)偷钠骄鶞囟?。熱水鍋爐系統(tǒng)IO還包括裝有加熱元件14和 恒溫器16的加熱元件套筒24，并且水在流過位于通向加熱元件套筒 24的入口套筒26中的恒溫器16之后被供給到加熱元件14。另外，還 設有另外的熱水管路28,其裝有比如浮球止回閥等的止回閥30，優(yōu)選 位于基本鄰近加熱元件套筒24的另外的熱水管路28的最低部，以防 止除流過加熱元件14的水以外的水在熱水消耗過程中經(jīng)由熱水出口 或排出管路22被抽出。優(yōu)選的是，包括其主體和浮球的止回閥30是 由光滑的塑料聚合物材料構成的，以便減少碳酸鹽沉積物的堆積。此 夕卜，優(yōu)選將入口套筒26和另外的熱水管路28的尺寸以及止回閥30的 尺寸選擇得足夠大，例如入口套筒26和另外的熱水管路28的直徑大 約為25mm,或橫截面積大約為500mm2,以便使熱虹吸管水流率在有 限的壓差下保持得相當高，使得流過入口套筒26和另外的熱水管路 28的水溫相當?shù)?，以最大程度地減少水垢和碳酸鹽沉積物的堆積。在 本發(fā)明中，優(yōu)選沒有收縮部包括在入口套筒26和另外的熱水管路28 中。圖1示出入口套筒26的入口 27與另外的熱水管路28的出口 29 之間的高度差。熱水鍋爐上部中入口套筒26的上端27或另外的熱水 管路28的出口 29的較低者與熱水鍋爐的頂部之間的高度差用于限定 一定的、例如約為25-50升的水容量V,以保持在熱水溫度下供消費 者在熱水消耗過程中基本直接使用，并由此容許位于熱水鍋爐12上部 內小于整個熱水鍋爐12的水容量保持在適于直接使用的熱水溫度下。 此外，在本實施例中，熱水消耗管路或排出管路22的入口 21優(yōu)選位 于高于加熱元件14的位置上，以便確保自恒溫器16朝熱水出口或排 出管路22的入口 21橫過加熱元件14的水容量即使在熱水消耗過程中 也能有效地加熱。在操作中，恒溫器16控制加熱元件14的操作，以便在另外的熱 水管路28的出口 29與熱水鍋爐12的頂部之間在熱水鍋爐12中產(chǎn)生 一定的熱水容量，以保持并用于基本直接使用或消耗。因此，當不從 熱水鍋爐12中消耗或抽取熱水時，水經(jīng)由入口 27流入入口套筒26中，
并隨后越過位于通向加熱元件套筒24的入口套筒26中的恒溫器16在 其最低部流入加熱元件套筒24中。作為加熱元件套筒24 —部分的入 口套筒26部分被構造和布置成使流出入口套筒26的水流過被加熱元 件加熱的加熱元件套筒24的長度和加熱元件14自身的容積，并且熱 水隨后經(jīng)由另外的熱水管路28和止回閥30通過其出口 29流出加熱元 件套筒。以此方式，熱虹吸管流動型式或循環(huán)便越過加熱元件套筒24 并在熱水鍋爐12的上部內產(chǎn)生。當消費者需要熱水時，流量開關20 起動、止回閥30關閉、熱水《更開始經(jīng)由加熱元件套筒24通過熱水出 口或排出管路22流出熱水鍋爐12、而冷水通過管子31進入。由于存 在熱水排出管路22的入口 21位于高于加熱元件14的高度的事實，流 出熱水鍋爐12的水將在流出熱水鍋爐12和加熱元件套筒24之前越過 加熱元件14^皮汲取，由此確保上述水,皮加熱元件14加熱。必要時， 在熱水消耗過程中，外部恒溫器18用于操縱加熱元件14，從而加速 熱水加熱，水由此加熱到所需溫度。轉向圖2所示以IOA表示的本發(fā)明的實施例，所示的熱水鍋爐系 統(tǒng)具有作為立式熱水鍋爐示出的熱水鍋爐12A、加熱元件14A以及恒 溫器16A。通常，此類熱水鍋爐可容納大約80-300升的水。此外，熱 水鍋爐系統(tǒng)10A包括位于熱水出口或排出管路22A上的外部恒溫器 18A和流量開關20A，用于增加或升高熱水消耗過程中被抽取熱水的溫 度，同時保持熱水鍋爐12A中相當?shù)偷钠骄鶞囟?。熱水鍋爐系統(tǒng)10A 還包括裝有加熱元件14A和恒溫器16A的加熱元件套筒24A,并且水 在流過位于通向加熱元件套筒24A的入口套筒26A中的恒溫器16A之 后被供給到加熱元件14A。另外，還設有另外的熱水管路28A,其裝有 比如浮球止回閥等的止回閥30A，優(yōu)選位于基本鄰近加熱元件套筒24A 的另外的熱水管路28A的最低部，以防止除流過加熱元件14A的水以 外的水在熱水消耗過程中經(jīng)由熱水出口或排出管路22A被抽出。優(yōu)選 的是，包括其主體和浮球的止回閥30A是由光滑的塑料聚合物材料構 成的，以便減少碳酸鹽沉積物的堆積。此外，優(yōu)選將入口套筒26A和 另外的熱水管路28A的尺寸以及止回閥30A的尺寸選擇得足夠大，例
如入口套筒26A和另外的熱水管路28A的直徑大約為25mm，或橫截 面積大約為500mm2，以便使熱虹吸管水流率在有限的壓差下保持得相 當高，使得流過入口套筒26A和另外的熱水管路28A的水溫相當?shù)停?以最大程度地減少水垢和碳酸鹽沉積物的堆積。在本發(fā)明中，優(yōu)選沒有 收縮部包括在入口套筒26A和另外的熱水管路28A中。圖2示出入口套筒26A的入口 27A與另外的熱水管路28A的出 口 29A之間的高度差。熱水鍋爐上部中入口套筒26A的上端27A或 所述另外的熱水管路28A的出口 29A的較低者與熱水鍋爐的頂部之間 的高度差用于限定一定的、例如約為25-50升的水的容量V，以保持 在熱水溫度下供消費者在熱水消耗過程中基本直接使用，并由此容許 位于熱水鍋爐12A上部內小于整個熱水鍋爐12A的水容量保持在適于 直接使用的熱水溫度下。此外，在本實施例中，熱水消耗管路或排出 管路22A的入口 21A優(yōu)選位于高于加熱元件14A的位置上，以^便確 保自位于加熱元件套筒24A的入口管路中的恒溫器16A朝熱水出口或 排出管路22A的入口 21A橫過加熱元件14A的水容量即使在熱水消 耗過程中也能有效地加熱。在操作中，恒溫器16A控制加熱元件14A的操作，以便在另外的 熱水管路28A的出口 29A與熱水鍋爐12A的頂部之間在熱水鍋爐12A 中產(chǎn)生一定的熱水容量，以保持并用于基本直接使用或消耗。從根本 上說，該實施例的操作與參照圖1描述的實施例的操作相似。因此， 當不從熱水鍋爐12A中消耗或抽取熱水時，水經(jīng)由入口 27A流入入口 套筒26A中，并隨后越過位于通向加熱元件套筒24A的入口套筒26A 中的恒溫器16A在其最低部流入加熱元件套筒24A中。同時，冷水通 過管子31A進入。作為加熱元件套筒24A —部分的入口套筒26A部 分被構造和布置成使流出入口套筒26A的水流過被加熱元件加熱的加 熱元件套筒24A的長度和加熱元件14A自身的容積，并且熱水隨后經(jīng) 由另外的熱水管路28A和止回閥30A通過其出口 29A流出加熱元件 套筒。因此，水流過被加熱元件14A加熱的加熱元件套筒24A的容積， 且熱水經(jīng)由另外的熱水管路28A和止回閥30A通過其出口 29A流出 加熱元件套筒。以此方式，熱虹吸管流動型式或循環(huán)便越過加熱元件套筒24A并在熱水鍋爐12A的上部內產(chǎn)生。當消費者消耗或需要熱水 時，流量開關20A起動、止回閥30A關閉、熱水便開始經(jīng)由加熱元件 套筒24A通過熱水出口或排出管路2.2A流出熱水鍋爐12A。由于存在 熱水排出管路22A的入口 21A位于高于加熱元件14A的高度的事實， 流出熱水鍋爐12A的水將在流出熱水鍋爐12A和加熱元件套筒24A 之前越過加熱元件14A被汲取，由此確保上述水;故加熱元件14A加熱。 必要時，在熱水消耗過程中，外部恒溫器18A用于操縱加熱元件，從 而加速熱水加熱，水由此加熱到所需溫度。就圖3所示的作為立式熱水鍋爐示出且以IOB表示的本發(fā)明的實 施例而言，熱水鍋爐12B包括加熱元件14B和恒溫器16B。通常，此 類熱水鍋爐可容納大約80-300升的水。熱水鍋爐系統(tǒng)IOB還包括裝有 加熱元件14B和恒溫器16B的加熱元件套筒24B。水在流過位于通向 加熱元件套筒24B的入口套筒26B中的恒溫器16B之后被供給到加熱 元件14B。另外，優(yōu)選將入口套筒26B和另外的熱水管路28B的尺寸 選擇得足夠大，例如入口套筒26B和另外的熱水管路28B的直徑大約 為25mm，或橫截面積大約為500mm2，以便使熱虹吸管水流率在有限 的壓差下保持得相當高，使得流過入口套筒26B和另外的熱水管路 28B的水溫相當?shù)?，以最大程度地減少水垢和碳酸鹽沉積物的堆積。 在本發(fā)明中，優(yōu)選沒有收縮部包括在入口套筒26B和另外的熱水管路 28B中。圖3示出入口套筒26B的入口 27B與另外的熱水管路28B的 出口 29B之間的高度差。優(yōu)選的是，另外的熱水管路28B的出口 29B 與熱水鍋爐12B的頂部之間的高度H可以例如至少為7cm。熱水鍋爐 上部中入口套筒26B的上端27B或另外的熱水管路28B的出口 29B 的較低者與熱水鍋爐的頂部之間的高度差用于限定例如約為25-50升 的水容量V，以保持在熱水溫度下供消費者在熱水消耗過程中基本直 接使用。此外，在本實施例中，熱水消耗管路或排出管路22B的入口 21B優(yōu)選位于熱水鍋爐12B上部的位置上，以便自熱水鍋爐12B的熱 部抽取熱水(熱水消耗過程中)。
在操作中，恒溫器16B控制加熱元件14B的操作，以便在入口套 筒26B的入口 27B與熱水鍋爐12B的頂部之間在熱水鍋爐12B中產(chǎn) 生一定的熱水容量，以保持并用于基本直接使用或消耗。因此，當不 從熱水鍋爐12B中消耗或抽取熱水時，水經(jīng)由入口 27B流入入口套筒 26B中，并隨后越過位于通向加熱元件套筒24B的入口套筒26B中的 恒溫器16B在其最低部流入加熱元件套筒24B中。作為加熱元件套筒 24B —部分的入口套筒26B部分被構造和布置成使流出入口套筒26B 的水流過-皮加熱元件加熱的加熱元件套筒24B的長度和加熱元件14B 自身的容積，并且熱水隨后經(jīng)由另外的熱水管路28B通過其出口 29B 流出加熱元件套筒。更換冷水通過管子31B吸入。因此，水流過被加 熱元件14B加熱的加熱元件套筒24B的容積，且熱水經(jīng)由另外的熱水 管路28B通過其出口 29B流出加熱元件套筒。以此方式，熱虹吸管流 動型式或循環(huán)便越過加熱元件套筒24B并在熱水鍋爐12B的上部內產(chǎn) 生。當消費者需要熱水時，熱水經(jīng)由熱水消耗管路或排出管路22B流 出熱水鍋爐12B。轉向圖4所示以IOC表示且作為水平軸線熱水鍋爐示出的本發(fā)明 的實施例，熱水鍋爐12C包括加熱元件14C和恒溫器16C。通常，此 類熱水鍋爐可容納大約80-300升的水。熱水鍋爐系統(tǒng)IOC還包括裝有 加熱元件14C和恒溫器16C的加熱元件套筒24C。水在流過位于通向 加熱元件套筒24C的入口套筒26C中的恒溫器16C之后被供給到加 熱元件14C。還設有另外的熱水管路28C。另外，優(yōu)選將入口套筒26C 和另外的熱水管路28C的尺寸選擇得足夠大，例如入口套筒26C和另 外的熱水管路28C的直徑大約為25mm，或橫截面積大約為500mm2， 以便讓熱虹吸管水流率在有限的壓差下保持得相當高，使得流過入口 套筒26C和另外的熱水管路28C的水溫相當?shù)?，以最大程度地減少水 垢和碳酸鹽沉積物的堆積。在本發(fā)明中，優(yōu)選沒有收縮部包括在入口 套筒26C和另外的熱水管路28C中。圖4示出入口套筒26C的入口 27C與另外的熱水管路28C的出口 29C之間的高度差。優(yōu)選的是，另 外的熱水管路28C的出口 29C與熱水鍋爐12C的頂部之間的高度H 可以例如至少為7cm。熱水鍋爐上部中入口套筒26C的上端27C或另 外的熱水管路28C的出口 29C的較低者與熱水鍋爐的頂部之間的高度 差用于限定例如約為25-50升的水容量V，以保持在熱水溫度下供消 費者在熱水消耗過程中基本直接使用。此外，在本實施例中，熱水消 耗管路或排出管路22C的入口 21C優(yōu)選位于熱水鍋爐12C上部的位 置上，以便自熱水鍋爐12C的熱部抽取熱水(熱水消耗過程中)。在操作中，恒溫器16C控制加熱元件14C的操作，以便在入口套 筒26C的入口 27C與熱水鍋爐12C的頂部之間在熱水鍋爐12C中產(chǎn) 生一定的熱水容量，以保持并用于基本直接使用或消耗。從根本上說， 該實施例的操作與參照圖3描述的實施例的操作相似。因此，當不從 熱水鍋爐12C中消耗或抽取熱水時，水經(jīng)由入口 27C流入入口套筒 26C中，并隨后越過位于通向加熱元件套筒24C的入口套筒26C中的 恒溫器16C在其最低部流入加熱元件套筒24C中。作為加熱元件套筒 24C—部分的入口套筒26C部分被構造和布置成使流出入口套筒26C 的水流過被加熱元件加熱的加熱元件套筒24C的長度和加熱元件14C 自身的容積，并且熱水隨后經(jīng)由另外的熱水管路28C通過其出口 29C 流出加熱元件套筒。因此，水流過被加熱元件14C加熱的加熱元件套 筒24C的容積，且熱水經(jīng)由另外的熱水管路28C通過其出口 29C流 出加熱元件套筒。以此方式，熱虹吸管流動型式或循環(huán)便越過加熱元 件套筒24C并在熱水鍋爐12C的上部內產(chǎn)生。當消費者需要熱水時， 熱水經(jīng)由熱水消耗管路或排出管路22C流出熱水鍋爐12C,同時冷水 在管子31C進入。盡管另外的熱水管路28和28A的出口 29和29A分別如圖l和2 所示為直邊，但優(yōu)選可對參照圖1和2所述各實施例中的該出口增加 導流板，使得流出這些出口的熱水將分別有效地與熱水鍋爐12和12A 中存在的其它水相混合。該導流板在圖1和2中分別以32和32A表示。此外，可選擇地，如果優(yōu)選，可使用包括兩個部分的加熱元件， 分別代替加熱元件14和14A。當兩個部分在水消耗過程中操作時，一 個部分操作并分別受到內部恒溫器16和16A的控制。因此，根據(jù)本發(fā)明，分別如圖l和2所示的另外的熱水管路28或 28A的端部或出口 29或29A與熱水鍋爐的頂部之間的高度差或如圖3 所示的熱水入口套筒26B的下端或入口 27B與熱水鍋爐頂部之間的高 度差限定比熱水鍋爐12、 12A、 12B和12C的整個容積要小相當多的 預定熱水容量，其可用于基本直接使用或消耗。因此，通過設計這些 另外的熱水管路28或28A的端部或出口 29或29A或熱水入口套筒 26B、 26C的入口 27B、 27C而產(chǎn)生這些各端部與熱水鍋爐頂部之間的 高度差，可以例如為一個人、兩個人、三個人、四個人、 一個家庭等 提供適于基本直接使用或消耗的熱水容量。此外，應該指出，盡管熱水出口或排出管路22或22A的入口 21 或21A優(yōu)選分別被置于靠近止回閥30或30A緊鄰另外的熱水管路28、 28A且高出或位于高于加熱元件14或14A的高度，但入口 21或21A 也可分別沿著加熱元件14或14A的長度位于任何位置。通過采用分 別靠近止回閥30或30A緊鄰另外的熱水管路28、 28A的優(yōu)選位置， 分別獲得用加熱元件14或14A加熱水的較高的熱效率，而且其制造 筒單。另外，這樣還允許基本僅將分別由加熱元件14或14A加熱的 水用作經(jīng)由熱水出口或排出管路22或22A供給用來消耗的熱水。另外，入口套筒26或26A的入口 27、 27A分別位于靠近熱水鍋 爐12或12A的頂部，以便易于自熱水鍋爐系統(tǒng)抽氣。此外，加熱元件套筒24、24A、24B和24C優(yōu)選由可操作達到95°C 的塑料構成。并且，本發(fā)明將允許降低由恒溫器16、 16A、 16B和16C設定的 溫度。根據(jù)現(xiàn)有技術，通常將溫度設定在60'C。將要強調的是，優(yōu)選將入口熱水管路和另外的熱水管路的尺寸選 擇得相當大，以便減少本文所述裝置尤其是另外的熱水管路內碳酸鹽 的形成和沉積。另外，通過采用本發(fā)明的方法和裝置，加熱元件達到理想溫度所 需的時間量較之現(xiàn)有技術的裝置所需的時間量要小，由此也就確保使
用本發(fā)明的方法和裝置時使碳酸鹽的產(chǎn)物和沉積物顯著減少。此外，通過采用本發(fā)明，來自熱水鍋爐上部的熱水用來提供基本 直接作消耗用的熱水。并且，根據(jù)本發(fā)明，通過將恒溫器16、 16A、 16B和16C分別設 置在通向將水供給到加熱元件的加熱元件套筒的入口套筒26、 26A、 26B和26C中，使獲得精確地測量將要加熱的水的溫度。優(yōu)選的是， 恒溫器16、 16A、 16B和16C所在的管路或入口套筒26、 26A、 26B 和26C的部分與加熱元件套筒24、24A、24B和24C中的加熱元件14、 14A、 14B和14C間隔開，以便減少分別經(jīng)由位于熱水管路26、 26A、 26B和26C中的恒溫器16、 16A、 16B和16C供給到加熱元件套筒24、 24A、 24B和24C的輸入水的熱損失。這些措施有助于縮短加熱元件的操作時間，由此減少碳酸鹽的堆 積量，因而保持加熱元件的有效操作并延長其使用壽命。因此，本發(fā) 明的熱水鍋爐系統(tǒng)的操作也導致節(jié)省能量消耗。雖然上述說明涉及的是臥式和立式熱水箱及相配的裝置，但優(yōu)選 時，可將用于臥式熱水箱的裝置用在立式熱水箱中。此外，雖然上述說明涉及的是熱水鍋爐系統(tǒng)及其實施例，但具體 而言，熱水鍋爐系統(tǒng)可以是太陽能熱水鍋爐系統(tǒng)，其中，除了上述例 如采用太陽能熱水集箱的加熱元件14、 14A、 14B和14C外，太陽能 或輻射能可用于提供熱水。另外，本發(fā)明可用作對現(xiàn)有鍋爐作改裝的改型成套件。換句話說， 裝有加熱元件套筒連同恒溫器、加熱元件以及熱水排出管路的法蘭盤 可用于更換現(xiàn)有鍋爐的現(xiàn)有法蘭盤。為簡便起見，圖中未示出輔助設備(例如，評價設備、控制設備 等)。盡管已通過舉例說明描述了本發(fā)明的一些實施例，但顯而易見， 本發(fā)明可以多種改進、變型以及修改并采用在本領域技術人員范圍內 的眾多等效物或替換解決方案予以實施，且不脫離本發(fā)明的精神或超 出權利要求的范圍。
權利要求
1. 一種從熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的方法，該方法包括以下步驟(a)通過入口管路自熱水鍋爐的上部向具有加熱元件的加熱元件套筒供水，其中，水在流過位于通向加熱元件套筒的入口套筒內設置的恒溫器之后，被供給到加熱元件；(b)設置另外的熱水管路，其將所述加熱元件套筒的熱水管路出口連接到熱水鍋爐的上部上，其中，所述熱水鍋爐的上部中所述入口套筒的上端或所述另加熱水管路的出口的較低者與所述熱水鍋爐的頂部之間的高度差限定由所述加熱元件保持熱度并用來基本上直接使用或消耗的熱水容量；以及(c)設置熱水消耗管路，其具有位置高于所述鍋爐內所述加熱元件的入口，用于從熱水鍋爐中抽取熱水供熱水使用或消耗。
2. 如權利要求l所述的方法，還包括步驟采用位于熱水消耗管 路上熱水鍋爐外面的流量開關和外部恒溫器，用于升高熱水消耗過程 中抽取的熱水溫度，同時保持熱水鍋爐中相當?shù)偷钠骄鶞囟取?br> 3. 如權利要求l所述的方法，還包括步驟設置位于另外的熱水 管路中的止回閥，以防止除流過加熱元件的水以外的水在熱水消耗過 程中經(jīng)由熱水排出或消耗管路被抽取。
4. 如權利要求l所述的方法，還包括將所述熱水消耗管路設置 在所述加熱元件套筒內，所述熱水消耗管路的入口靠近加熱元件并處 于其上方。
5. 如權利要求3所述的方法，還包括將所述熱水消耗管路設置 在所述加熱元件套筒內，所述熱水消耗管路的入口靠近加熱元件并處 于其上方，還與所述止回閥相鄰。
6. 如權利要求l所述的方法，還包括將所述熱水消耗管路設置 在所述熱水鍋爐的上部內。
7. 如權利要求l所述的方法，其中，位于所述熱水鍋爐上部中的 所述入口套筒的上端高于所述另外的熱水管路的出口。
8. 如權利要求3所述的熱水生產(chǎn)方法，其中，所述止回閥包括浮 球止回閥。
9. 如權利要求1所述的熱水生產(chǎn)方法，其中，所述熱水系統(tǒng)包括 太陽能熱水<系統(tǒng)。
10. 如權利要求3所述的熱水生產(chǎn)方法，其中，所述止回閥靠近 所述加熱元件套筒。
11. 如權利要求l所述的方法，其中，位于所述熱水鍋爐上部中 的所述入口套筒的上端低于所迷另外的熱水管路的出口。
12. 如權利要求l所述的方法，其中，設置另外的熱水消耗管路 以自熱水鍋爐抽取熱水的步驟是通過設置熱水消耗管路以自熱水鍋爐 抽取熱水而實現(xiàn)的，熱水消耗管路的出口位于所述加熱元件套筒外面 的所述熱水鍋爐的上部內。
13. 如權利要求1所述的熱水生產(chǎn)方法，其中，將所述入口套筒 和所述另外的熱水消耗管路的直徑選擇成使水的流率能最大程度地減 少水垢和碳酸鹽沉積物的堆積。
14. 如權利要求1所述的熱水生產(chǎn)方法，其中，將止回閥的尺寸 選擇成使水的流率能最大程度地減少水垢和碳酸鹽沉積物的堆積。
15. 如權利要求1所述的熱水生產(chǎn)方法，其中，將所述恒溫器設 置成使自熱水鍋爐的頂部供給的水首先供給到恒溫器，而隨后供給到 力口熱元件.
16. —種從熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置，該裝置包括(a) 入口管路，其用于從熱水鍋爐的上部向具有加熱元件的加熱 元件套筒供水，其中，水在流過位于通向所述加熱元件套筒的入口套 筒內的恒溫器之后被供給到加熱元件；(b) —另外的熱水管路，其將加熱元件套筒的熱水管路出口連接 到熱水鍋爐的上部上，其中，所述熱水鍋爐的上部中所述入口套筒的 上端或所述另外的熱水管路的出口的較低者與所述熱水鍋爐的頂部之 間的高度差限定由所述加熱元件保持熱度并用來基本上直接使用或消 耗的熱水容量；以及(C)熱水消耗管路，其具有位置高于所述鍋爐內所述加熱元件的 入口，用于自熱水鍋爐中抽取熱水供熱水使用或消耗。
17. 如權利要求16所述的裝置，還包括位于熱水消耗管路上、 熱水鍋爐外面的流量開關和外部恒溫器，以升高熱水消耗過程中抽取的熱水溫度，同時保持熱水鍋爐中相當?shù)偷钠骄鶞囟取?br> 18. 如權利要求16所述的裝置，還包括位于另外的熱水管路中 的止回閥，以防止除流過加熱元件的水以外的水在熱水消耗過程中經(jīng) 由熱水排出或消耗管路被抽取。
19. 如權利要求16所述的裝置，其中，所述熱水消耗管路被構造 和布置成位于所述加熱元件套筒內，所述熱水消耗管路的入口靠近加 熱元件并處于其上方。
20. 如權利要求18所述的裝置，其中，所述熱水消耗管路被構造 和布置成位于所述加熱元件套筒內，所述熱水消耗管路的入口靠近加 熱元件并處于其上方，還與所述止回閥相鄰。
21. 如權利要求16所述的裝置，其中，所述熱水消耗管路被構造 和布置成位于所述熱水鍋爐的上部內。
22. 如權利要求18所述的熱水生產(chǎn)裝置，其中，所述止回閥包括 浮球止回閥。
23. 如權利要求18所述的熱水生產(chǎn)裝置，其中，所述浮球止回閥 被構造和布置成減少水垢和碳酸鹽沉積物的堆積。
24. 如權利要求18所述的熱水生產(chǎn)裝置，其中，所述浮球止回閥 由減少水垢和碳酸鹽沉積物堆積的光滑塑料聚合物構成。
25. 如權利要求16所述的熱水生產(chǎn)裝置，其中，所述熱水系統(tǒng)包 括太陽能熱水系統(tǒng)。
26. 如權利要求18所述的熱水生產(chǎn)裝置，其中，所述止回閥靠近 所述加熱元件套筒。
27. 如權利要求16所述的熱水生產(chǎn)裝置，其中，將所述入口套筒 和所述另外的熱水消耗管路的直徑選擇成使水的流率能最大程度地減 少水垢和碳酸鹽沉積物的堆積。
28. 如權利要求16所述的熱水生產(chǎn)裝置，其中，將止回閥的尺寸 選擇成使水的流率能最大程度地減少水垢和碳酸鹽沉積物的堆積。
29. 如權利要求16所述的熱水生產(chǎn)裝置，其中，將所述恒溫器設 置成使自熱水鍋爐的頂部供給的水首先供給到恒溫器，而隨后供給到力口熱元件c
30. 如權利要求29所述的裝置，其中，恒溫器所在的所述管路或 入口套筒的部分與所述加熱元件套筒內的加熱元件間隔開，以便于減少供給到加熱元件套筒且流過位于所述熱水管路內的恒溫器的輸入水 的熱損失。
31. 如權利要求16所述的裝置，還包括靠近其出口連接到所述 另外的熱水管路上的導流板，使得流出所述另外的熱水管路的水將與 所述熱水鍋爐上部中存在的水相混合。
32. —種從熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置，該裝置包括(a) 入口管路，用于自熱水鍋爐的上部向具有加熱元件的加熱元 件套筒供水，其中，水在流過位于所述加熱元件套筒的入口套筒內的 恒溫器之后，被供給到加熱元件；(b) 另外的熱水管路，其將加熱元件套筒的熱水管路出口連接到 熱水鍋爐的上部上，其中，所述熱水鍋爐的上部中所述入口套筒的上 端或所述另一熱水管路的較低者與所述熱水鍋爐的頂部之間的高度差 限定由所述加熱元件保持熱度并用來基本上直接使用或消耗的熱水容 量；以及(c) 熱水消耗管路，其在所述熱水鍋爐的上部內具有入口，用于 熱水使用或消耗過程中從熱水鍋爐抽取熱水。
33. —種從熱水鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置，該裝置包括(a) 入口管路，其用于從熱水鍋爐的上部向具有加熱元件的加熱 元件套筒供水，其中，水在流過位于所述加熱元件套筒的入口套筒內 的恒溫器之后被供給到加熱元件；(b) 另外的熱水管路，其將加熱元件套筒的熱水管路出口連接到 熱水鍋爐的上部上，其中，所述熱水鍋爐的上部中所述入口套筒的上 端或所述另外的熱水管路的較低者與所述熱水鍋爐的頂部之間的高度 差限定由所述加熱元件保持熱度并用來基本上直接使用或消耗的熱水容量；以及(c)熱水消耗管路，其被構造和布置成使得其位于所述加熱元件 套筒內，并使得所述熱水消耗管路的入口靠近加熱元件設置并處于其 上方。
34. —種基本如上所述且參照附圖如權利要求1所述的自熱水鍋 爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的方法。
35. —種基本如上所述且參照附圖如權利要求16所述的自熱水鍋 爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置。
36. —種基本如上所述且參照附圖如權利要求32所述的自熱水鍋 爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置。
37. —種基本如上所述且參照附圖如權利要求33所述的自熱水鍋 爐系統(tǒng)生產(chǎn)熱水的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自熱水鍋爐系統(tǒng)(10)生產(chǎn)熱水的方法，該方法包括以下步驟(a)通過入口管路(26)自熱水鍋爐(12)的上部向具有加熱元件(14)的加熱元件套筒(24)供水，其中，水在流過位于通向加熱元件套筒(24)的入口套筒(26)內的恒溫器(16)之后，被供給到加熱元件(14)；(b)設置另外的熱水管路(28)，其將加熱元件套筒(24)的熱水管路出口(22)連接到熱水鍋爐的上部上，其中，所述熱水鍋爐的上部中入口套筒(26)的上端(27)或另外的熱水管路(28)的出口(29)中的較低者與所述熱水鍋爐的頂部之間的高度差限定由加熱元件(14)保持熱度并用來基本直接使用或消耗的熱水容量V；和(c)設置熱水消耗管路(22)，其具有位置高于鍋爐(12)內加熱元件(14)的入口(21)，以便自熱水鍋爐(12)中抽取熱水供熱水使用或消耗。
文檔編號F24H1/20GK101213409SQ200680023870
公開日2008年7月2日 申請日期2006年7月20日 優(yōu)先權日2005年7月20日
發(fā)明者Z·施蒂勒曼 申請人:智能住宅有限公司