专利名称：搅拌式风力制热太阳能空气源热泵热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种提供生活热水的节能型热泵热水器，特别涉及ー种搅拌式风力制热太阳能空气源热泵热水器。
背景技术：
目前，建筑能源占的全社会总能耗的四分之一左右，生活热水又是其中的重要组成部分，所以如何在制造生活热水的方式上创新，成为建筑节能的重要发展方向。太阳能热水器，作为ー种利用可再生能源制冷热水装置，已经为广大民众大面积使用，节约大量的电能，并且方便快捷。然而，太阳能热水器也有不足之处，如地域及气候对其利用率影响较大。在很多地区，完全依靠太阳加热水温并可使用的时间比较短，由于阳光辐射强度弱、蓄水温升较低等原因，只能使用三至五个月左右，其余时间均需要电辅助加 热，即一年中的大部分时间成为了电热水器，既消耗了大量电能，又増加了电费。风カ搅拌致热是另ー种可再生能源制热方式，其具有效率高、不受日照強度、不受昼夜变化影响的优点，仅与风速有夫。空气源热泵热水器已经被大量运用于家庭等场所，其效率大于直接用电，能效大约为I至4 (直接用电加热仅为1)，是ー种节能型电热水器。如何综合以上几种用制热方式的优点，既利用了太阳能与风能，又利用空气源热泵技木，成为本实用新型的改进方向。
发明内容为了解决上述技术问题，本实用新型综合了太阳能热水器与热泵热水器各自的优点，增加风力搅拌制热的辅助作用，提供了ー种既利用太阳能与风能，又利用高效的空气源热泵的搅拌式风カ制热太阳能空气源热泵热水器。本实用新型解决上述的技术问题的技术方案是包括风カ叶片、传动轴承、转动杆、搅拌制热用油桶、搅拌叶轮、保温储热水桶、太阳辐射集热器、膨胀水箱、浮球阀、补水管、集热器出水管、集热器进水管、热泵装置压缩冷凝端、热泵装置压缩膨胀蒸发端、氟利昂管道和热水出ロ，所述的风力叶片通过传动轴承与转动杆的一端连接，搅拌叶轮与转动杆的另一端连接，搅拌叶轮位于搅拌制热用油桶内，搅拌制热用油桶位于保温储热水桶内，所述的集热器出水管和集热器进水管的两端分别与太阳辐射集热器和保温储热水桶连接，所述的膨胀水箱通过水管与保温储热水桶连接，所述的膨胀水箱内设有ー浮球阀，且膨胀水箱还与ー补水管相连，所述的热泵装置压缩冷凝端一端与保温储热水桶连接，另一端通过氟利昂管道与热泵装置压缩膨胀蒸发端连接，所述的热水出水ロ与保温储热水桶底部连接。进ー步，还包括一温度控制器，所述的温度控制器分别与转动杆、保温储热水桶和热泵装置压缩冷凝端连接。由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是[0011](I)运用了风カ搅拌制热原理，结构简单，成本低廉，制热效率高。搅拌制热使用叶片，对液体直接搅拌，除了少量的传动轴摩擦热损失外，其余热量都转化为液体的热能。相对某些产品先将机械功转化为电能，再转化为热能，減少一个转化步骤，效率搞高了很多。(2)使用搅拌油间接制热，无污染。油的黏性大、沸点高、稳定性好，有利于机械能转化液体的热能。间热换热，可避免叶片或搅拌器对热水的污染。(3)风カ致热提高了温升效果。只要风速能够驱动叶轮转动，风カ搅拌就能够进行工作，与天气、昼夜、阳光辐射強度无关，很大程度弥补了太阳能制热的缺陷。(4)太阳能与风能得到了最大程度的利用。当温升的热水能够满足洗浴的需求吋，则无需开启热泵热水器，完全节省了电能。当温升的程度无法满足要求吋，则开启热泵热水 器，而此时消耗的电能远小于无温升的自来水，从而节省了部分电能。(5)热泵热水器用电效率高。空气源热泵热水器效率高于直接电加热，能将根据室外气温的不同，在I以上，可达到4左右，而直接电加热仅为1，节电优势明显。(6)节省用电。首先，由于太阳能辐射制热与风カ搅拌制热共同作用，水温已经得到最大程度的提升。另ー方面，热泵技术比直接电加热又节省了部分电能，最后使用电费用进ー步降低。(7)运行费用低，经济性良好。由于节省用了大量用电，进而降低了运行费用，良好的经济性造成其大量推广使用的可能性。(8)控制性好，卫生性较好。由于使用了电能，用户端清洁性好，便于控制。
图I为本实用新型的制热水流程图；图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进ー步详细的说明如图I所示，为本实用新型的制热水流程图，太阳能热水器、风カ搅拌制热器和空气源热泵热水器加热的水存储在保温水箱中，保温水箱将保温水箱中的热水提供给生活热水用户端。如图2所示，为本实用新型的结构示意图，包括风カ叶片I、传动轴承2、转动杆3、搅拌制热用油桶4、搅拌叶轮5、保温储热水桶6、太阳辐射集热器7、温度控制器8、膨胀水箱9、浮球阀10、补水管11、集热器出水管12、集热器进水管13、热泵装置压缩冷凝端14、热泵装置压缩膨胀蒸发端15、氟利昂管道16和热水出口 17，所述的风カ叶片I通过传动轴承2与转动杆3的一端连接，搅拌叶轮5与转动杆3的另一端连接，搅拌叶轮5位于搅拌制热用油桶4内，搅拌制热用油桶4位于保温储热水桶6内，所述的集热器出水管12和集热器进水管13的两端分别与太阳辐射集热器7和保温储热水桶6连接，所述的膨胀水箱9通过水管与保温储热水桶6连接，所述的膨胀水箱9内设有ー浮球阀10，且膨胀水箱9还与ー补水管11相连，所述的热泵装置压缩冷凝端14 一端与保温储热水桶6连接，另一端通过氟利昂管道16与热泵装置压缩膨胀蒸发端15连接，所述的热水出水ロ 17与保温储热水桶6底部连接，所述的温度控制器8分别与转动杆3、保温储热水桶6和热泵装置压缩冷凝端14连接。本实用新型的工作原理为由于风カ的驱动，风カ叶片I产生转动，转动的机械功通过传动轴承2与转动杆3，传递至搅拌叶轮5，搅拌叶轮5与搅拌制热用油桶4中油产生摩擦，进而产生热量，机械功转化为热能，油温被升高。然后，油温与保温储热水桶6产生温差，油的热量通过搅拌制热用油桶4的桶壁传递至保温储热水桶6中的水，进而使水产生了温升。太阳辐射集热器7与保温储热水桶6通过集热器出水管12与集热器进水管13联通。当太阳光照射于太阳辐射加热器7时，其中的水被加热，密度变小，由于重力的原因，将产生浮生力，水从集热器进水管13进入太阳能集热器7，从集热器出水管12流回保温储热水桶6。保温储热水桶6的水温逐渐被进ー步加热。此循环流动无需任何额外动力。空气热泵加热装置主要由热泵装置压缩冷凝端14、热泵装置压缩膨胀蒸发端15与氟利昂管道16 组成，其作用仍然是加热热水，但并非始終工作。温度控制器8的作用是监测保温储热水桶6的温度，控制风カ叶片I的启停，控制空气热泵加热装置的启停。当保温储热水桶6的水温未达到使用要求时，温度控制器8将给空气热泵加热装置控制信号，热泵装置压缩膨胀蒸发端15通过氟利昂蒸发吸收室外空气中得热能，含有热量的氟利昂通过氟利昂管道16送至热泵装置压缩冷凝端14，在此处被保温储水桶6中水冷却，同时将热量传送给水体，让其被加热；当保温储热水桶6的水温已经达到使用要求时，热泵加热装置将停止工作；当水箱的水温超过ー个上限值时，温度控制器8将停止风カ叶片I的转动，以防止水温过高，造成储水箱膨胀爆裂。当热水开始使用时，保温储热水桶6的水量势必会減少，此时通过膨胀水箱9对其进行补水。当膨胀水箱9的水位下降至一定程度时，浮球阀10将自动打开，通过自来水补水管11对水箱进行补水。根据以上方案，当风カ搅拌致热与太阳能加热能够热水温度要求时，无需启动热泵加热装置或其他任何人工能源，直接使用热水；当风能与太阳能不能满足要求吋，则启动热泵加热装置，加热水体。在第二种情况下，由于水已经被加热，且有一定的温升，实际仍然节省一部分电能，从而也达到节能的效果。
权利要求1.一种搅拌式风力制热太阳能空气源热泵热水器，其特征在于包括风力叶片、传动轴承、转动杆、搅拌制热用油桶、搅拌叶轮、保温储热水桶、太阳辐射集热器、膨胀水箱、浮球阀、补水管、集热器出水管、集热器进水管、热泵装置压缩冷凝端、热泵装置压缩膨胀蒸发端、氟利昂管道和热水出口，所述的风力叶片通过传动轴承与转动杆的一端连接，搅拌叶轮与转动杆的另一端连接，搅拌叶轮位于搅拌制热用油桶内，搅拌制热用油桶位于保温储热水桶内，所述的集热器出水管和集热器进水管的两端分别与太阳辐射集热器和保温储热水桶连接，所述的膨胀水箱通过水管与保温储热水桶连接，所述的膨胀水箱内设有一浮球阀，且膨胀水箱还与一补水管相连，所述的热泵装置压缩冷凝端一端与保温储热水桶连接，另一端通过氟利昂管道与热泵装置压缩膨胀蒸发端连接，所述的热水出水口与保温储热水桶底部连接。
2.根据权利要求I所述的搅拌式风力制热太阳能空气源热泵热水器，其特征在于还包括一温度控制器，所述的温度控制器分别与转动杆、保温储热水桶和热泵装置压缩冷凝端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种搅拌式风力制热太阳能空气源热泵热水器。主要由风力叶片、搅拌制热油桶、储水桶、热泵热水器、补水箱等部件组成。风力叶片通过传动轴承与转动杆的一端连接，搅拌叶轮与转动杆的另一端连接，搅拌叶轮位于搅拌制热用油桶内，搅拌制热用油桶位于保温储热水桶内，集热器出水管和集热器进水管的两端分别与太阳辐射集热器和保温储热水桶连接，热泵装置压缩冷凝端一端与保温储热水桶连接，另一端通过氟利昂管道与热泵装置压缩膨胀蒸发端连接，热水出水口与保温储热水桶底部连接。本实用新型既利用了风能与太阳能，又利用了相对直接电加热效率更高的空气源热泵技术，达到最大程度节约用电的前提下产生生活热水。
文档编号F24D19/10GK202419944SQ20112052958
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月18日 优先权日2011年12月18日
发明者张国强, 殷维, 邹声华, 郝小礼 申请人:湖南科技大学