專利名稱：熱泵式熱水裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及空調(diào)和熱水設備，特別涉及一種熱泵式熱水裝置。
傳統(tǒng)的熱水設備的工作方式是用電通過電熱絲或者燃燒燃料的形式直接對水進行加熱而獲得熱水，這種制熱水方式消耗一次能源大，是我國一次能源利用效率低(比國際先進水平平均低10％以上)的原因之一，特別是通過燃料燃料加熱的形式直接或間接排放的廢氣會對環(huán)境造成不同程度的污染，所以不符合節(jié)能環(huán)保的要求。目前，在自然環(huán)境中存在著大量的低品位熱量(如空氣、河水、海水、太陽能等)，這些熱量取之不盡，用之不竭，利用這些能量并不會給環(huán)境帶來污染與破壞，所以利用這些能量為人類服務是解決地球能源危機的較為理想的方法。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種使用機械能或者其他能做功，吸收外界低品位能量(如空氣、河水、海水、太陽能等)來制熱水的熱泵式熱水裝置。
本實用新型通過下述技術方案來實現(xiàn)本熱泵式熱水裝置包括有壓縮機、放熱換熱器、膨脹閥、吸熱換熱器，壓縮機、放熱換熱器、膨脹閥、吸熱換熱器通過工質管路依次連接構成封閉回路。
所述吸熱換熱器包括有主吸熱換熱器與輔助吸熱換熱器，輔助吸熱換熱器與主吸熱換熱器串聯(lián)連接。
所述主吸熱換熱器為工質——空氣換熱器，也可以是工質——水換熱器。
所述工質可以采用制冷劑，也可以采用共沸混合制冷工質，或其他高效環(huán)保的制冷劑。
所述輔助吸熱換熱器與太陽能集熱器、循環(huán)水泵相連接構成太陽能取熱回路，可以采集太陽能對工質加熱以提高其能量；所述輔助吸熱換熱器亦可與其他低品位熱源(如河水、井水、海水、工業(yè)廢熱等)收集器相連接來收集其它形式的能量。
本實用新型的作用原理是依據(jù)熱力學第二定律，本熱泵式熱水裝置通過吸熱換熱器使工質吸收外界低品位熱量(如空氣、河水、海水、太陽能等)使其熱量增加并蒸發(fā)成蒸汽，然后通過壓縮機使用機械能或者其他能量做功使其壓縮升溫，高溫高壓的工質蒸氣通過放熱換熱器加熱水介質(也可以是空氣等流體介質)，供各種需要供熱的場所使用，如工業(yè)生產(chǎn)、賓館飯店、藥廠、醫(yī)院、家庭住宅等。又由于吸熱換熱器可吸收熱量，所以在夏季使用時，還可以對用戶供冷。本實用新型可使用的壓縮機驅動方式根據(jù)能源種類的不同而不同，如電動機驅動、燃料發(fā)動機驅動(包括吸收式、吸附式、內(nèi)燃發(fā)動機和燃氣輪機壓縮式等)，采用不同的驅動方式其能源利用效率也不同的不同，電動壓縮式的能源利用系數(shù)為1.1～2.5，燃氣壓縮式的能源利用系數(shù)為1.8～3.5。
本實用新型相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點(1)本熱泵式熱水裝置可充分利用外界低品位熱量(如空氣、河水、海水、太陽能等)來生產(chǎn)熱水，滿足人們的生產(chǎn)與生活需要，因而可明顯節(jié)約一次能源，提高能源的利用率，而且可以減少污染的排放，環(huán)保效果非常好；(2)本熱泵式熱水裝置的運行效率高，經(jīng)測試其綜合能效比COP可達到3.5-10，相對于一般的加熱方式如鍋爐加熱(COP約為0.9)其能源利用率比較高；(3)本熱泵式熱水裝置運行安全可靠，杜絕了一般加熱方式帶來的消防隱患，更加適合對安全性要求比較高的場合；(4)本熱泵式熱水裝置亦可設置輔助集熱接口，所以即使在低溫環(huán)境下運行，其制熱效率亦比較高；(5)本熱泵式熱水裝置既可以單獨使用，也可以配合制冷機組使用，使制冷機組的負荷降低，這樣不但可以延長制冷機組的工作壽命，而且可以充分利用能量，節(jié)省制冷機組的運行費用；(6)本熱泵式熱水裝置結構簡單，生產(chǎn)成本較低，而且用途廣，可以廣泛適用于工業(yè)生產(chǎn)、賓館飯店、藥廠、醫(yī)院、家庭住宅等場合。


圖1是本實用新型熱泵式熱水裝置的結構示意圖。
圖2是
圖1所示熱泵式熱水裝置的工作原理圖。
圖3是
圖1所示熱泵式熱水裝置通過水與制冷機組配合使用的結構示意圖。
圖4是
圖1所示熱泵式熱水裝置通過空氣與制冷機組配合使用的結構示意圖。
下面結合實施例附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。
實施例1
圖1示出了本實用新型的具體結構，由
圖1可見本熱泵式熱水裝置包括有壓縮機1、放熱換熱器2、膨脹閥3、吸熱換熱器4，壓縮機1、放熱換熱器2、膨脹閥3、吸熱換熱器4通過工質管路依次連接構成封閉回路；圖2示出了
圖1所示的熱泵式熱水裝置的應用，圖中所示的吸熱換熱器包括有主吸熱換熱器4與輔助吸熱換熱器6，輔助吸熱換熱器6與主吸熱換熱器4串聯(lián)連接；主吸熱換熱器4為工質——空氣換熱器，一旁安裝有風機5以加強空氣流動，輔助吸熱換熱器6為工質——水換熱器，輔助吸熱換熱器6與太陽能集熱器8、循環(huán)水泵7相連接構成太陽能取熱回路，可以采集太陽能對工質加熱以提高其能效比；放熱換熱器2、熱水箱9、用戶11、水泵10、補水管12組成熱水輸送和使用回路將制得的熱水輸送至用戶。
本熱泵式熱水裝置的具體工作過程為工質蒸氣被壓縮機1壓縮后，變成高溫高壓的蒸氣，通過管路輸送到放熱換熱器2進行冷凝，這時對放熱換熱器2另一側的水介質釋放出大量的熱量，變成低溫的工質液體，經(jīng)過膨脹閥3節(jié)流，工質液體在吸熱換熱器4、6內(nèi)蒸發(fā)，并吸收主吸熱換熱器4另一側空氣介質以及輔助吸熱換熱器6另一側水介質的熱量，工質變成過熱蒸氣，然后被吸入壓縮機1壓縮，重新下一個循環(huán)，如此反復循環(huán)；在水泵10的帶動下，放熱換熱器2一側的水介質吸收熱量后溫度升高，被送到熱水箱9儲存，在補水管12的壓力作用下，熱水箱9對用戶11提供熱水；主吸熱換熱器4的另一側有風機5，把熱交換后溫度降低的空氣輸送給用冷的用戶，或者用戶不需要時直接與大氣進行熱交換；循環(huán)水泵7把太陽能集熱器8收集的熱量送到輔助吸熱換熱器6，繼續(xù)對蒸發(fā)的工質加熱，使工質蒸氣的過熱度增加，提高系統(tǒng)的運行效率。
實施例2圖3示出了本熱泵式熱水裝置通過水與制冷機組配合使用的應用情況。由圖3可見，本熱泵式熱水裝置的主吸熱換熱器4與冷用戶14、制冷機組13、輸送水泵15相連接形成冷水管路，主吸熱換熱器4為工質——水換熱器，制冷機組13輸送出5-7℃冷水，輸送到冷用戶14使用，經(jīng)過吸收冷用戶14的熱量后變成10-12℃的水，輸送到主吸熱換熱器4放熱后，又由輸送水泵15輸送到制冷機組13的蒸發(fā)器再一次放熱，溫度又降低至5-7℃，這樣完成一次循環(huán)。這種連接方式可以最大限度的吸收冷用戶排放的熱量，使制冷機組13的負荷降低，因而可以節(jié)省制冷機組13的運行費用。
在這個工作過程中，熱泵式熱水裝置其他部分的運行方式與實施例1相同。
實施例3圖4示出了本熱泵式熱水裝置通過空氣與制冷機組配合使用的應用情況。由圖4可見，本熱泵式熱水裝置的主吸熱換熱器4的一側安裝有風機，主吸熱換熱器4為工質——空氣換熱器，主吸熱換熱器4與風機安裝在送風管道內(nèi)，送風管道的一端與空調(diào)房16的回風口17相連接，另一端與風機房20相連接，制冷機組(圖中未示出)通過水管19與風機房20中的吸熱換熱器18相連接，并給吸熱換熱器18輸送5℃-7℃的冷水，冷水經(jīng)吸熱換熱器18吸熱后變成10-12℃的水，吸熱換熱器18外側的空氣被吸熱后溫度降低，經(jīng)風機輸送出來給空調(diào)房16供冷，冷空氣在空調(diào)房16與熱空氣混合后回到回風口17，熱空氣經(jīng)過主吸熱換熱器4后降溫，再輸送到風機房20繼續(xù)降溫，變成需要的溫度后從出風口供給空調(diào)房16使用，如此反復循環(huán)。這種連接方式可以最大限度的吸收冷空調(diào)用戶排放的熱量，間接的使制冷機組負荷降低，達到制冷機組節(jié)省運行費用的目的。
在這個工作過程中，熱泵式熱水裝置其他部分的運行方式與實施例1相同。
權利要求1.一種熱泵式熱水裝置，其特征在于包括有壓縮機(1)、放熱換熱器(2)、膨脹閥(3)、吸熱換熱器(4)，壓縮機(1)、放熱換熱器(2)、膨脹閥(3)、吸熱換熱器(4)通過工質管路依次連接構成封閉回路。
2.根據(jù)權利要求1所述的熱泵式熱水裝置，其特征在于所述吸熱換熱器包括有主吸熱換熱器(4)與輔助吸熱換熱器(6)，輔助吸熱換熱器(6)與主吸熱換熱器(4)串聯(lián)連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的熱泵式熱水裝置，其特征在于所述輔助吸熱換熱器(6)與太陽能集熱器(8)、循環(huán)水泵(7)相連接構成太陽能取熱回路。
4.根據(jù)權利要求1所述的熱泵式熱水裝置，其特征在于所述吸熱換熱器(4)為工質——空氣換熱器，也可以是工質——水換熱器。
5.根據(jù)權利要求4所述的熱泵式熱水裝置，其特征在于所述工質采用制冷劑，亦可采用共沸混合制冷工質。
專利摘要本實用新型提供一種熱泵式熱水裝置,包括有壓縮機、放熱換熱器、膨脹閥、吸熱換熱器,壓縮機、放熱換熱器、膨脹閥、吸熱換熱器通過工質管路依次連接構成封閉回路。本熱泵式熱水裝置可充分利用外界低品位熱量來生產(chǎn)熱水,能源的利用率高,節(jié)能環(huán)保效果好;而且運行安全可靠,工作效率高,可廣泛適用于工業(yè)生產(chǎn)、賓館、飯店、藥廠、醫(yī)院、家庭住宅等場合。
文檔編號F25B30/02GK2506939SQ0124260
公開日2002年8月21日 申請日期2001年7月13日 優(yōu)先權日2001年7月13日
發(fā)明者梁太陽 申請人:廣州市達德技術發(fā)展有限公司