2007年第11期節(jié)能(總第304期)ENERGY CONSERVATION節(jié)能飲水機(jī)的設(shè)計(jì)及節(jié)能分析溫建平,李會(huì)敏,曹永慧〔燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,河北秦皇島0604)摘要:介紹了一種利用真空保溫膽作為熱膽的節(jié)能飲水機(jī),對(duì)傳統(tǒng)飲水杋和節(jié)能飲水杌的保溫性能作了測(cè)試,分析了節(jié)能飲水機(jī)的節(jié)能效率,并對(duì)各類飲水機(jī)的耗電量做了測(cè)試。該節(jié)能飲水機(jī)極大提高了熱水保濕的時(shí)間,可節(jié)能60%-80%,能避鳧熱水反復(fù)加熱,具有安全系數(shù)高、使用壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:飲水機(jī);真空保溫膽;節(jié)能中圖分類號(hào):TM925文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1004-7948(2007)11-0045-021引言箱,再經(jīng)單向閥進(jìn)入真空保溫膽(真空保溫膽一直處經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,飲水機(jī)在我國(guó)已成為家于充盈狀態(tài),以防干燒)。此時(shí)打開(kāi)常溫水放水閥,庭、辦公場(chǎng)所不可或缺的電器,目前我國(guó)飲水機(jī)擁有有室溫狀態(tài)下的常溫水流出。接通電源閉合加熱量已超過(guò)1.2億臺(tái),國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)潛力巨大。然而開(kāi)關(guān),加熱管開(kāi)始加熱。當(dāng)真空保溫膽內(nèi)水溫達(dá)到傳統(tǒng)飲水機(jī)存在的耗能大、熱水反復(fù)加熱、水質(zhì)不新設(shè)定溫度(97℃)時(shí),在加熱溫控器控制下,加熱管停鮮、保溫效果差等缺陷,已經(jīng)成了飲水機(jī)行業(yè)再發(fā)展止加熱,此時(shí)打開(kāi)熱水放水閥有熱水流出。當(dāng)大量的瓶頸。專利產(chǎn)品高質(zhì)節(jié)能飲水機(jī)飲用熱水或斷電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)使水溫降低至60℃時(shí),加ZL00520109490.5)利用真空保溫膽替代了傳統(tǒng)熱溫控器導(dǎo)通使加熱管再次加熱,從而使水溫保持飲水杋的熱膽,可節(jié)能60%以上。恒定。2節(jié)能飲水機(jī)的設(shè)計(jì)圖1中汽水分離室的作用是使加熱產(chǎn)生的水蒸傳統(tǒng)飲水機(jī)的熱膽采用的是不銹鋼材質(zhì)水加熱氣液化以免大量進(jìn)入儲(chǔ)水箱造成串溫現(xiàn)象避免滋后與空氣的換熱速度較快當(dāng)水溫下降到設(shè)定溫度后,生細(xì)菌。另外,傳統(tǒng)飲水機(jī)的防干燒溫控器并未與熱膽中的水將再次被加熱。這樣頻繁的加熱容易存在加熱管直接接觸而是與不銹鋼外膽連接,由于傳熱耗能大、水質(zhì)老化和加熱管壽命降低等缺點(diǎn)。效率低,防干燒溫控器起不到防于燒的作用,容易帶來(lái)許多安全隱患。而節(jié)能飲水機(jī)的防于燒溫控器與加熱管直接接觸,能有效防止無(wú)水干燒現(xiàn)象,安全性能得到提高。汽水分離室儲(chǔ)水箱3飲水機(jī)的保溫性能測(cè)試防干燒溫控為驗(yàn)證節(jié)能飲水機(jī)的可行性,故與傳統(tǒng)飲水機(jī)加熱沮控器向閥作了對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)測(cè)量了飲水機(jī)內(nèi)熱水溫度隨時(shí)間變化的數(shù)值,以便計(jì)算出飲水機(jī)單位時(shí)間內(nèi)重復(fù)加熱的次數(shù)和耗能大小。試驗(yàn)過(guò)程中飲水機(jī)處于待機(jī)狀態(tài),即沒(méi)有常溫水補(bǔ)充到熱水中。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)熱表1表2。由表1可知,當(dāng)傳統(tǒng)飲水機(jī)熱膽中水溫降至圖1節(jié)能飲水機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖78℃白動(dòng)面加熱,從而進(jìn)一步消本文介紹的高質(zhì)節(jié)能飲水機(jī)利用成本低廉的真耗電中國(guó)煤化工士便被重新加熱空保溫膽替代了傳統(tǒng)的熱膽,使其克服了傳統(tǒng)飲水次,則CNMHG次之多。機(jī)耗能大、水質(zhì)不新鮮等缺點(diǎn)。節(jié)能飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)節(jié)能飲水機(jī)將最低溫度設(shè)置為60℃,這個(gè)溫度示意圖如圖1所示。桶裝水通過(guò)聰明座進(jìn)入儲(chǔ)水符合“黃金飲水溫度”(36.5~60℃)理念。由表2中2007年第11期46一ENERGY CONSERVATION(總第304期)數(shù)據(jù)可知,節(jié)能飲水機(jī)約8個(gè)h重復(fù)加熱一次,其3-78=15℃;天24h重復(fù)加熱僅3次?！鱐2節(jié)能飲水機(jī)保溫時(shí)水溫變化度數(shù),取表1傳統(tǒng)飲水機(jī)熱膽內(nèi)水溫變化97-60=37℃釆樣時(shí)刻熱膽內(nèi)水溫r環(huán)境溫度饣n-傳統(tǒng)飲水機(jī)24h重復(fù)加熱次數(shù)取48次;n2一節(jié)能飲水機(jī)加熱次數(shù),取3次10:0510:100000000d一電加熱效率,取0.95。代入數(shù)據(jù),得10:20Q1=415×10J=1.1kWh10:30Q2=1.66×10]=046kWh節(jié)能飲水機(jī)節(jié)能效率計(jì)算:注:試驗(yàn)地點(diǎn):燕山大學(xué)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)窒;試驗(yàn)時(shí)間:2007年10月3日。飲水機(jī)型號(hào):浪木LM-YL1-58A,熱膽容積LL。7(%)=1.15-0.461.15×100%=60.0%表2節(jié)能飲水機(jī)真空保溫膽內(nèi)水溫變化如果飲水機(jī)24h處于待機(jī)狀態(tài),即沒(méi)有飲水的情況下,根據(jù)上式計(jì)算,節(jié)能飲水機(jī)節(jié)能效率可達(dá)采時(shí)間真空保溫相內(nèi)水溫C科境溫度800%。90.5如果增加真空保溫膽的保溫效果,節(jié)能飲水機(jī)的節(jié)能效率將更加理想臺(tái)節(jié)能飲水機(jī)與傳統(tǒng)飲水機(jī)相比,每天工作24h情況下,每年可節(jié)約用電量:QK·(Q1-Q2)19:0019.5式中:n一年天數(shù),取365天;20:0019.5K一平均一年中不宜直接喝涼水的天數(shù)所占比例,取0.7。注:試驗(yàn)地點(diǎn);燕山大學(xué)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室;試驗(yàn)時(shí)間:2007年10計(jì)算得:Q=0.69×365×07=1763kWh月3日。真空得溫膽型號(hào):Y1360,容積1.3L。5節(jié)能飲水機(jī)的應(yīng)用與推廣4飲水機(jī)節(jié)能對(duì)比及分析由于節(jié)能飲水機(jī)生產(chǎn)成本低,大批量生產(chǎn)可不為了準(zhǔn)確分析節(jié)能飲水的節(jié)能效率,本文對(duì)傳增加成本,故在傳統(tǒng)飲水機(jī)基礎(chǔ)上稍作改造便可成統(tǒng)飲水機(jī)和節(jié)能飲水機(jī)24h耗電量計(jì)算如下。為節(jié)能飲水機(jī)。對(duì)學(xué)校的部分飲水機(jī)改造后的使用Q1=(cL0△T+cL1△Tln1)/o情況表明,節(jié)能飲水機(jī)的節(jié)能效果是明顯的。目前Q2=(cp0△Tb+cpL2△T2n2)a節(jié)能飲水機(jī)已經(jīng)得到了初步的應(yīng)用,包括附近的高式中:Q1一傳統(tǒng)飲水機(jī)24h耗電量校醫(yī)院以及居民小區(qū)。本文就附近學(xué)校使用的部Q2-節(jié)能飲水機(jī)24h耗電量分飲水機(jī)24h耗電量作以下對(duì)比。耗電量的測(cè)試按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求將飲水機(jī)通電24h,取其中8h,間c—水的比熱容,取3200J/(kg℃);隔放冷熱水各8次,每次取水250ml,最后得出耗p—水的密度,取1kgL;電量見(jiàn)表3。Lo—家庭平均飲水量,取4表3傳統(tǒng)飲水機(jī)與節(jié)能飲水機(jī)使用能耗對(duì)比L1傳統(tǒng)飲水機(jī)熱膽的容積,取1L;飲水機(jī)型號(hào)功率w24h耗電量Wh環(huán)境溫度L2一節(jié)能飲水機(jī)熱膽的容積取1.3L;美的YRT5-Ⅱ300△T。傳統(tǒng)飲水機(jī)平均水溫升高度數(shù),取安吉爾YR-5-X5017~20浪木93-26=67℃中國(guó)煤化工△Tb一節(jié)能飲水機(jī)平均水溫升高度數(shù),取CNMHG;試驗(yàn)時(shí)間:2007年1097-20=77℃月7~12日號(hào):DD557-3?！鱐1傳統(tǒng)飲水機(jī)保溫時(shí)水溫變化度數(shù),取(下轉(zhuǎn)第49頁(yè)2007年第11期能(總第304期)ENERGY CONSERVATION表2蒸發(fā)式空冷器與板式換熱器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)蒸發(fā)式空冷器板式換熱器加二次冷卻方案(水冷年運(yùn)行時(shí)間風(fēng)機(jī)電容量W冷卻塔風(fēng)機(jī)90風(fēng)機(jī)年耗電量/X10kWh48u0×180=86.4400x90=75.6水泵電容量/kW7.5×4=30水泵年耗電量/X104kWh7680X30=23.04噴淋水耗量∧h-13800噴淋水年耗妹/×10410x8400=8,4二次冷卻水耗量/th648(按循環(huán)水量的3%考慮)二次冷卻水年耗量/X10t64,8×840=54,432在45℃以下靈活控制在45℃以下靈活控制設(shè)備總價(jià)萬(wàn)元蒸發(fā)式空冷器:320換熱器及附件:150次冷卻水系統(tǒng)投資/萬(wàn)元冷卻塔、水泵及附件:250年運(yùn)行電費(fèi)萬(wàn)元151.2年運(yùn)行水費(fèi)萬(wàn)元總投資/萬(wàn)元年運(yùn)行費(fèi)萬(wàn)元167,53板式換熱器的76%,可節(jié)約投資60萬(wàn)元,年運(yùn)行費(fèi)節(jié)省了投資和運(yùn)營(yíng)成本,綜合效果好,為高爐等冶金用是板式換熱器的40.7%,每年可節(jié)省51.52萬(wàn)設(shè)備安全可靠的運(yùn)行提供了有力的保證,提高了高爐的運(yùn)行壽命。4結(jié)論參考文獻(xiàn)表面蒸發(fā)式空冷器將晾水塔和列管式冷卻器合1]劉會(huì)強(qiáng)表面蒸發(fā)式空冷器的工業(yè)應(yīng)用及問(wèn)題分析J為一體,同時(shí)利用顯式傳熱和潛式傳熱,設(shè)備的傳熱石油化工設(shè)備技術(shù),2001,22(5):1-2[2]魏立東,馬軍,表血蒸發(fā)式空冷器在重整裝置中的應(yīng)用效率明顯提高;這種設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊,減少了占地[J].石油化工設(shè)備,2003,32(6):52~53面積和運(yùn)行費(fèi)用,節(jié)水節(jié)電,節(jié)能環(huán)保;與板式換熱[3蔡飛唐水明蒸發(fā)式空冷器的運(yùn)行實(shí)踐]冶金動(dòng)力器相比,減少了二次冷卻水環(huán)節(jié),設(shè)備變得操作簡(jiǎn)206,(4):55-60單維護(hù)方便;傳熱元件采用光管,與其他采用翅片[4]湯清華鞍鋼32003高爐采用的新技術(shù)[JJ.煉鐵,203,22(3):1-5管的空冷器相比空氣阻力減小,所需的風(fēng)量也小,風(fēng)[5]唐清華李利蓉蔡宏科漣鋼1高爐軟水密閉循環(huán)冷卻機(jī)負(fù)荷降低,并且不易結(jié)垢,降低了污垢熱阻,提高系統(tǒng)改造]煉鐵2005,24(2)25-27了傳熱系數(shù)。[6吳以升蒸發(fā)式空冷器在冶金行業(yè)的應(yīng)用[J].廣西節(jié)能,20014,(2):22-2表面蒸發(fā)式空冷器與其他換熱器相比有很多優(yōu)作者簡(jiǎn)介:李安軍(1979-)男,遼寧阜新人,在讀研究生,主點(diǎn),以上應(yīng)用實(shí)例表明這種換熱設(shè)備可以有效地滿要從事流體誘導(dǎo)振動(dòng)強(qiáng)化傳熱的研究。足高爐熱風(fēng)爐等冶金設(shè)備在適宜溫度下運(yùn)行,并且收稿日期:20009-17(上接第46頁(yè)闊從表3的數(shù)據(jù)可以計(jì)算得出,按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的參考文獻(xiàn)要求,節(jié)能飲水機(jī)的節(jié)能效率可以達(dá)到65%。在使1溫建平高質(zhì)節(jié)能飲水機(jī)[P中國(guó)專利:200520109490用的過(guò)程中,由于節(jié)能飲水機(jī)節(jié)能效率高且不重復(fù)5,2006-10-18加熱得到了廣大用戶的一致肯定。[2]溫建平健康節(jié)能飲水機(jī)[P].中國(guó)專利:200710108022X,2007-10-246結(jié)論3]任龍杰魏民樣簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水杯的設(shè)計(jì)及節(jié)能分析通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量和對(duì)比計(jì)算,節(jié)能飲水機(jī)較傳統(tǒng)J].節(jié)能,206,(9):40-41中國(guó)煤化工江人,大學(xué)在讀,學(xué)習(xí)支術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面的CNMHG已經(jīng)得到了初步的推廣與應(yīng)用,其市場(chǎng)前景非常廣收稿日期:2007-10-08;修回日期:2007-10-24