家用新型节能饮水系统设计.docVIP

　　家用新型节能饮水系统设计 摘要：文章介绍了一种新型健康节能饮水系统的创新设计方案，将太阳能引入到家用日常饮水系统，作为饮水的预热热源，对净化后的自来水进行预热，提高饮水初温，并设计了具有三种水温的控制系统，可以控制出水的温度，具有冷水、温水和开水的出水选择，在饮水产品领域，具有一定的参考和推广价值。 中国 8/vie 　　关键词：节能环保；饮水机；太阳能；净水器；水温控制系统 文献标识码：A 　　中图分类号：TP274 ：1009-2374（2017）05-0110-02 DOI：10.13535/j.ki.11-4406/n.2017.05.053 　　当今社会，国家大力提倡节能环保，社会倡导绿色、低碳、和谐、健康生活。我国的煤炭消耗在全世界的国家排名中居首位，而且在我国的能源消费中，煤炭的消耗又是最高的，煤炭的高占比消费对我国近几十年的飞跃发展起到了不可替代的作用，但是社会也越来越突显出环境污染严重和高能耗低效率的弊端。因此，大力发展新能源与可再生能源已成为我国21世纪发展国民经济和全面建设小康社会刻不容缓的重要任务。太阳能是一种可再生可持续利用的经济型清洁能源，如何充分利用太阳能一直倍受各界的高度关注。近年来，我国太阳能热水系统快速发展，已经广泛应用于各种住宅工程中，提高了人们的生活质量，降低了能源的消耗，同时也降低了污染物的排放。本文将从家用饮水系统切入，将太阳能引入日常生活饮水系统，介绍一种新型健康节能饮水系统的创新设计方案，在饮水产品研究领域，将具有一定的参考价值和推广价值。 　　1 系统介绍 　　家用新型节能饮水系统主要是将太阳能引入饮水系统，作为饮水的预热热源，提高饮水初温，节省了电能的消耗，同时也改变了传统的加热方式，实现无胆加热，即饮即热，极大地节省了反复加热时的能耗，同时也规避了“千滚水”的问题，并对出水温度进行控制，提供多种饮水温度，并利用出水冷却余热，加热厨房洗刷用水。该系统由净水器、太阳能保温箱、即热器、冷却器、加热器、制冷器、储水箱等装置组成。系统大致结构图如图1所示。 　　2 净水器的选择及工作原理 　　本系统的水源采用的是自来水，目前虽然自来水厂净化水的技术得到了很大的提高，但是还不能完全达到直接饮用的程度，而且经过太阳集热器加热后的饮用水也无法直接饮用，因此本文采用净水器装置，对水进行净化处理。考虑到温度对净水器的净化作用有一定影响，本文将净水器安装在太阳能热水器的前端，这样整个系统的净水效果最佳。 　　净水器采用5级净水装置。第1级为PP滤芯棉，能滤除水中大颗粒的杂质；第2级为颗粒活性炭滤芯，能去除水中异味、三氯甲烷其他的附产品；第3级为CTO压缩活性炭滤芯，能深度去除余氯、异色、细菌等杂质；第4级为超滤滤芯，过滤精度达0.01微米，深度滤除水中病毒、水中极微小的悬浮有毒有害物质，保留有益人体的矿物质微量元素；第5级为载银后置活性炭滤芯，通过银离子交换进行活性炭的微孔，彻底改变了传统吸附型产品不能分解有害气体、重金属离子，同时达到抑菌功能，以防再次污染。经过五级净化，能达到直接饮用的标准。 　　3 太阳能保温箱改造设计及工作原理 　　太阳光透过集热器的第1层玻璃外壳照射到第2层玻璃的黑色吸热层上，该吸热层是一种特殊的涂层，对太阳光中可见光具有很高的吸收作用，吸收太阳光的热量，而吸热层与第1层玻璃间又是真空隔热的，所以绝大部分吸收的热量只能传给吸热管内的冷水，将吸热管内的冷水加热为热水，由于冷水的比重大，热水就会自动上升，吸热管不断吸收热量，不断传递给吸热管内的冷水，从而形成一个循环的上升动力，将热水不断送入太阳能保温箱，而太阳能保温箱内温度相对较低的水也不断进入吸热管进行补充，如此循环，太阳能保温箱内的水不断加热。 　　本系统的创新点是将太阳能引入系统，来提高水的初温，把太阳能保温箱进行改造，根据传热学的知识，可以采用逆流、增大换热面积等方法来提高换热效果，因此本文在太阳能保温箱内安装螺旋盘管，增大换热面积进行换热。经过计算，该方案换热效果很好，可以提高水的初温，将太阳的保温箱进行改造，在保温箱中安置螺旋盘管，饮用水经过螺旋盘管与管外的热水进行换热达到提高初温的效果。 　　4 控制系统设计及工作原理 　　本系统的控制部分主要有冷水控制系统、温水控制系统和开水控制系统。饮水系统设置了冷水按钮（图1中的冷水图标）、温水按钮（图1中的温水图标）和开水按钮（图1中的开水图标），通过三个按钮选择不同的出水温度。 　　下面对其工作原理进行大致的介绍： 　　4.1 冷水控制系统 　　冷水控制系统：可以获取10℃冷水。 　　在炎热的夏季，人们通常想饮用冷水来解渴，此时只需要按下冷水按钮，便可得到一杯冷水。当按下冷水按钮，开关1打开，制冷器通电工作，同时进行温度检测，当