節能飲水機的設計及節能分析

2007年第11期節能(總第304期)ENERGY CONSERVATION節能飲水機的設計及節能分析溫建平,李會(huì )敏,曹永慧〔燕山大學(xué)機械工程學(xué)院技術(shù)創(chuàng )新實(shí)驗室,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能飲水機,對傳統飲水杋和節能飲水杌的保溫性能作了測試,分析了節能飲水機的節能效率,并對各類(lèi)飲水機的耗電量做了測試。該節能飲水機極大提高了熱水保濕的時(shí)間,可節能60%-80%,能避鳧熱水反復加熱,具有安全系數高、使用壽命長(cháng)、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:飲水機;真空保溫膽;節能中圖分類(lèi)號:TM925文獻標識碼:B文章編號: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,飲水機在我國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,目前我國飲水機擁有有室溫狀態(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,國內、國際市場(chǎng)潛力巨大。然而開(kāi)關(guān),加熱管開(kāi)始加熱。當真空保溫膽內水溫達到傳統飲水機存在的耗能大、熱水反復加熱、水質(zhì)不新設定溫度(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。當大量的瓶頸。專(zhuān)利產(chǎn)品高質(zhì)節能飲水機飲用熱水或斷電時(shí)間過(guò)長(cháng)使水溫降低至60℃時(shí),加ZL00520109490.5)利用真空保溫膽替代了傳統熱溫控器導通使加熱管再次加熱,從而使水溫保持飲水杋的熱膽,可節能60%以上。恒定。2節能飲水機的設計圖1中汽水分離室的作用是使加熱產(chǎn)生的水蒸傳統飲水機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)入儲水箱造成串溫現象避免滋后與空氣的換熱速度較快當水溫下降到設定溫度后,生細菌。另外,傳統飲水機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。而節能飲水機的防于燒溫控器與加熱管直接接觸,能有效防止無(wú)水干燒現象,安全性能得到提高。汽水分離室儲水箱3飲水機的保溫性能測試防干燒溫控為驗證節能飲水機的可行性,故與傳統飲水機加熱沮控器向閥作了對比試驗。試驗測量了飲水機內熱水溫度隨時(shí)間變化的數值,以便計算出飲水機單位時(shí)間內重復加熱的次數和耗能大小。試驗過(guò)程中飲水機處于待機狀態(tài),即沒(méi)有常溫水補充到熱水中。試驗結果見(jiàn)熱表1表2。由表1可知,當傳統飲水機熱膽中水溫降至圖1節能飲水機結構示意圖78℃白動(dòng)面加熱,從而進(jìn)一步消本文介紹的高質(zhì)節能飲水機利用成本低廉的真耗電中國煤化工士便被重新加熱空保溫膽替代了傳統的熱膽,使其克服了傳統飲水次,則CNMHG次之多。機耗能大、水質(zhì)不新鮮等缺點(diǎn)。節能飲水機的結構節能飲水機將最低溫度設置為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)數據可知,節能飲水機約8個(gè)h重復加熱一次,其3-78=15℃;天24h重復加熱僅3次?！鱐2節能飲水機保溫時(shí)水溫變化度數,取表1傳統飲水機熱膽內水溫變化97-60=37℃釆樣時(shí)刻熱膽內水溫r環(huán)境溫度饣n-傳統飲水機24h重復加熱次數取48次;n2一節能飲水機加熱次數,取3次10:0510:100000000d一電加熱效率,取0.95。代入數據,得10:20Q1=415×10J=1.1kWh10:30Q2=1.66×10]=046kWh節能飲水機節能效率計算:注:試驗地點(diǎn):燕山大學(xué)技術(shù)創(chuàng )新實(shí)驗窒;試驗時(shí)間:2007年10月3日。飲水機型號:浪木LM-YL1-58A,熱膽容積LL。7(%)=1.15-0.461.15×100%=60.0%表2節能飲水機真空保溫膽內水溫變化如果飲水機24h處于待機狀態(tài),即沒(méi)有飲水的情況下,根據上式計算,節能飲水機節能效率可達采時(shí)間真空保溫相內水溫C科境溫度800%。90.5如果增加真空保溫膽的保溫效果,節能飲水機的節能效率將更加理想臺節能飲水機與傳統飲水機相比,每天工作24h情況下,每年可節約用電量:QK·(Q1-Q2)19:0019.5式中:n一年天數,取365天;20:0019.5K一平均一年中不宜直接喝涼水的天數所占比例,取0.7。注:試驗地點(diǎn);燕山大學(xué)技術(shù)創(chuàng )新實(shí)驗室;試驗時(shí)間:2007年10計算得:Q=0.69×365×07=1763kWh月3日。真空得溫膽型號:Y1360,容積1.3L。5節能飲水機的應用與推廣4飲水機節能對比及分析由于節能飲水機生產(chǎn)成本低,大批量生產(chǎn)可不為了準確分析節能飲水的節能效率,本文對傳增加成本,故在傳統飲水機基礎上稍作改造便可成統飲水機和節能飲水機24h耗電量計算如下。為節能飲水機。對學(xué)校的部分飲水機改造后的使用Q1=(cL0△T+cL1△Tln1)/o情況表明,節能飲水機的節能效果是明顯的。目前Q2=(cp0△Tb+cpL2△T2n2)a節能飲水機已經(jīng)得到了初步的應用,包括附近的高式中:Q1一傳統飲水機24h耗電量校醫院以及居民小區。本文就附近學(xué)校使用的部Q2-節能飲水機24h耗電量分飲水機24h耗電量作以下對比。耗電量的測試按照國家標準要求將飲水機通電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傳統飲水機與節能飲水機使用能耗對比L1傳統飲水機熱膽的容積,取1L;飲水機型號功率w24h耗電量Wh環(huán)境溫度L2一節能飲水機熱膽的容積取1.3L;美的YRT5-Ⅱ300△T。傳統飲水機平均水溫升高度數,取安吉爾YR-5-X5017~20浪木93-26=67℃中國煤化工△Tb一節能飲水機平均水溫升高度數,取CNMHG;試驗時(shí)間:2007年1097-20=77℃月7~12日號:DD557-3?！鱐1傳統飲水機保溫時(shí)水溫變化度數,取(下轉第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行經(jīng)濟指標比較技術(shù)經(jīng)濟指標蒸發(fā)式空冷器板式換熱器加二次冷卻方案(水冷年運行時(shí)間風(fēng)機電容量W冷卻塔風(fēng)機90風(fēng)機年耗電量/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次冷卻水系統投資/萬(wàn)元冷卻塔、水泵及附件:250年運行電費萬(wàn)元151.2年運行水費萬(wàn)元總投資/萬(wàn)元年運行費萬(wàn)元167,53板式換熱器的76%,可節約投資60萬(wàn)元,年運行費節省了投資和運營(yíng)成本,綜合效果好,為高爐等冶金用是板式換熱器的40.7%,每年可節省51.52萬(wàn)設備安全可靠的運行提供了有力的保證,提高了高爐的運行壽命。4結論參考文獻表面蒸發(fā)式空冷器將晾水塔和列管式冷卻器合1]劉會(huì )強表面蒸發(fā)式空冷器的工業(yè)應用及問(wèn)題分析J為一體,同時(shí)利用顯式傳熱和潛式傳熱,設備的傳熱石油化工設備技術(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用效率明顯提高;這種設備結構更加緊湊,減少了占地[J].石油化工設備,2003,32(6):52~53面積和運行費用,節水節電,節能環(huán)保;與板式換熱[3蔡飛唐水明蒸發(fā)式空冷器的運行實(shí)踐]冶金動(dòng)力器相比,減少了二次冷卻水環(huán)節,設備變得操作簡(jiǎn)206,(4):55-60單維護方便;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)冷卻機負荷降低,并且不易結垢,降低了污垢熱阻,提高系統改造]煉鐵2005,24(2)25-27了傳熱系數。[6吳以升蒸發(fā)式空冷器在冶金行業(yè)的應用[J].廣西節能,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),以上應用實(shí)例表明這種換熱設備可以有效地滿(mǎn)要從事流體誘導振動(dòng)強化傳熱的研究。足高爐熱風(fēng)爐等冶金設備在適宜溫度下運行,并且收稿日期:20009-17(上接第46頁(yè)闊從表3的數據可以計算得出,按照國家標準的參考文獻要求,節能飲水機的節能效率可以達到65%。在使1溫建平高質(zhì)節能飲水機[P中國專(zhuān)利:200520109490用的過(guò)程中,由于節能飲水機節能效率高且不重復5,2006-10-18加熱得到了廣大用戶(hù)的一致肯定。[2]溫建平健康節能飲水機[P].中國專(zhuān)利:200710108022X,2007-10-246結論3]任龍杰魏民樣簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水杯的設計及節能分析通過(guò)試驗測量和對比計算,節能飲水機較傳統J].節能,206,(9):40-41中國煤化工江人,大學(xué)在讀,學(xué)習支術(shù)創(chuàng )新設計方面的CNMHG已經(jīng)得到了初步的推廣與應用,其市場(chǎng)前景非常廣收稿日期:2007-10-08;修回日期:2007-10-24