专利名称：热泵式热水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调和热水设备，特别涉及一种热泵式热水装置。
传统的热水设备的工作方式是用电通过电热丝或者燃烧燃料的形式直接对水进行加热而获得热水，这种制热水方式消耗一次能源大，是我国一次能源利用效率低(比国际先进水平平均低10％以上)的原因之一，特别是通过燃料燃料加热的形式直接或间接排放的废气会对环境造成不同程度的污染，所以不符合节能环保的要求。目前，在自然环境中存在着大量的低品位热量(如空气、河水、海水、太阳能等)，这些热量取之不尽，用之不竭，利用这些能量并不会给环境带来污染与破坏，所以利用这些能量为人类服务是解决地球能源危机的较为理想的方法。
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种使用机械能或者其他能做功，吸收外界低品位能量(如空气、河水、海水、太阳能等)来制热水的热泵式热水装置。
本实用新型通过下述技术方案来实现本热泵式热水装置包括有压缩机、放热换热器、膨胀阀、吸热换热器，压缩机、放热换热器、膨胀阀、吸热换热器通过工质管路依次连接构成封闭回路。
所述吸热换热器包括有主吸热换热器与辅助吸热换热器，辅助吸热换热器与主吸热换热器串联连接。
所述主吸热换热器为工质——空气换热器，也可以是工质——水换热器。
所述工质可以采用制冷剂，也可以采用共沸混合制冷工质，或其他高效环保的制冷剂。
所述辅助吸热换热器与太阳能集热器、循环水泵相连接构成太阳能取热回路，可以采集太阳能对工质加热以提高其能量；所述辅助吸热换热器亦可与其他低品位热源(如河水、井水、海水、工业废热等)收集器相连接来收集其它形式的能量。
本实用新型的作用原理是依据热力学第二定律，本热泵式热水装置通过吸热换热器使工质吸收外界低品位热量(如空气、河水、海水、太阳能等)使其热量增加并蒸发成蒸汽，然后通过压缩机使用机械能或者其他能量做功使其压缩升温，高温高压的工质蒸气通过放热换热器加热水介质(也可以是空气等流体介质)，供各种需要供热的场所使用，如工业生产、宾馆饭店、药厂、医院、家庭住宅等。又由于吸热换热器可吸收热量，所以在夏季使用时，还可以对用户供冷。本实用新型可使用的压缩机驱动方式根据能源种类的不同而不同，如电动机驱动、燃料发动机驱动(包括吸收式、吸附式、内燃发动机和燃气轮机压缩式等)，采用不同的驱动方式其能源利用效率也不同的不同，电动压缩式的能源利用系数为1.1～2.5，燃气压缩式的能源利用系数为1.8～3.5。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点(1)本热泵式热水装置可充分利用外界低品位热量(如空气、河水、海水、太阳能等)来生产热水，满足人们的生产与生活需要，因而可明显节约一次能源，提高能源的利用率，而且可以减少污染的排放，环保效果非常好；(2)本热泵式热水装置的运行效率高，经测试其综合能效比COP可达到3.5-10，相对于一般的加热方式如锅炉加热(COP约为0.9)其能源利用率比较高；(3)本热泵式热水装置运行安全可靠，杜绝了一般加热方式带来的消防隐患，更加适合对安全性要求比较高的场合；(4)本热泵式热水装置亦可设置辅助集热接口，所以即使在低温环境下运行，其制热效率亦比较高；(5)本热泵式热水装置既可以单独使用，也可以配合制冷机组使用，使制冷机组的负荷降低，这样不但可以延长制冷机组的工作寿命，而且可以充分利用能量，节省制冷机组的运行费用；(6)本热泵式热水装置结构简单，生产成本较低，而且用途广，可以广泛适用于工业生产、宾馆饭店、药厂、医院、家庭住宅等场合。
图1是本实用新型热泵式热水装置的结构示意图。
图2是
图1所示热泵式热水装置的工作原理图。
图3是
图1所示热泵式热水装置通过水与制冷机组配合使用的结构示意图。
图4是
图1所示热泵式热水装置通过空气与制冷机组配合使用的结构示意图。
下面结合实施例附图对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例1
图1示出了本实用新型的具体结构，由
图1可见本热泵式热水装置包括有压缩机1、放热换热器2、膨胀阀3、吸热换热器4，压缩机1、放热换热器2、膨胀阀3、吸热换热器4通过工质管路依次连接构成封闭回路；图2示出了
图1所示的热泵式热水装置的应用，图中所示的吸热换热器包括有主吸热换热器4与辅助吸热换热器6，辅助吸热换热器6与主吸热换热器4串联连接；主吸热换热器4为工质——空气换热器，一旁安装有风机5以加强空气流动，辅助吸热换热器6为工质——水换热器，辅助吸热换热器6与太阳能集热器8、循环水泵7相连接构成太阳能取热回路，可以采集太阳能对工质加热以提高其能效比；放热换热器2、热水箱9、用户11、水泵10、补水管12组成热水输送和使用回路将制得的热水输送至用户。
本热泵式热水装置的具体工作过程为工质蒸气被压缩机1压缩后，变成高温高压的蒸气，通过管路输送到放热换热器2进行冷凝，这时对放热换热器2另一侧的水介质释放出大量的热量，变成低温的工质液体，经过膨胀阀3节流，工质液体在吸热换热器4、6内蒸发，并吸收主吸热换热器4另一侧空气介质以及辅助吸热换热器6另一侧水介质的热量，工质变成过热蒸气，然后被吸入压缩机1压缩，重新下一个循环，如此反复循环；在水泵10的带动下，放热换热器2一侧的水介质吸收热量后温度升高，被送到热水箱9储存，在补水管12的压力作用下，热水箱9对用户11提供热水；主吸热换热器4的另一侧有风机5，把热交换后温度降低的空气输送给用冷的用户，或者用户不需要时直接与大气进行热交换；循环水泵7把太阳能集热器8收集的热量送到辅助吸热换热器6，继续对蒸发的工质加热，使工质蒸气的过热度增加，提高系统的运行效率。
实施例2图3示出了本热泵式热水装置通过水与制冷机组配合使用的应用情况。由图3可见，本热泵式热水装置的主吸热换热器4与冷用户14、制冷机组13、输送水泵15相连接形成冷水管路，主吸热换热器4为工质——水换热器，制冷机组13输送出5-7℃冷水，输送到冷用户14使用，经过吸收冷用户14的热量后变成10-12℃的水，输送到主吸热换热器4放热后，又由输送水泵15输送到制冷机组13的蒸发器再一次放热，温度又降低至5-7℃，这样完成一次循环。这种连接方式可以最大限度的吸收冷用户排放的热量，使制冷机组13的负荷降低，因而可以节省制冷机组13的运行费用。
在这个工作过程中，热泵式热水装置其他部分的运行方式与实施例1相同。
实施例3图4示出了本热泵式热水装置通过空气与制冷机组配合使用的应用情况。由图4可见，本热泵式热水装置的主吸热换热器4的一侧安装有风机，主吸热换热器4为工质——空气换热器，主吸热换热器4与风机安装在送风管道内，送风管道的一端与空调房16的回风口17相连接，另一端与风机房20相连接，制冷机组(图中未示出)通过水管19与风机房20中的吸热换热器18相连接，并给吸热换热器18输送5℃-7℃的冷水，冷水经吸热换热器18吸热后变成10-12℃的水，吸热换热器18外侧的空气被吸热后温度降低，经风机输送出来给空调房16供冷，冷空气在空调房16与热空气混合后回到回风口17，热空气经过主吸热换热器4后降温，再输送到风机房20继续降温，变成需要的温度后从出风口供给空调房16使用，如此反复循环。这种连接方式可以最大限度的吸收冷空调用户排放的热量，间接的使制冷机组负荷降低，达到制冷机组节省运行费用的目的。
在这个工作过程中，热泵式热水装置其他部分的运行方式与实施例1相同。
权利要求1.一种热泵式热水装置，其特征在于包括有压缩机(1)、放热换热器(2)、膨胀阀(3)、吸热换热器(4)，压缩机(1)、放热换热器(2)、膨胀阀(3)、吸热换热器(4)通过工质管路依次连接构成封闭回路。
2.根据权利要求1所述的热泵式热水装置，其特征在于所述吸热换热器包括有主吸热换热器(4)与辅助吸热换热器(6)，辅助吸热换热器(6)与主吸热换热器(4)串联连接。
3.根据权利要求2所述的热泵式热水装置，其特征在于所述辅助吸热换热器(6)与太阳能集热器(8)、循环水泵(7)相连接构成太阳能取热回路。
4.根据权利要求1所述的热泵式热水装置，其特征在于所述吸热换热器(4)为工质——空气换热器，也可以是工质——水换热器。
5.根据权利要求4所述的热泵式热水装置，其特征在于所述工质采用制冷剂，亦可采用共沸混合制冷工质。
专利摘要本实用新型提供一种热泵式热水装置,包括有压缩机、放热换热器、膨胀阀、吸热换热器,压缩机、放热换热器、膨胀阀、吸热换热器通过工质管路依次连接构成封闭回路。本热泵式热水装置可充分利用外界低品位热量来生产热水,能源的利用率高,节能环保效果好;而且运行安全可靠,工作效率高,可广泛适用于工业生产、宾馆、饭店、药厂、医院、家庭住宅等场合。
文档编号F25B30/02GK2506939SQ0124260
公开日2002年8月21日 申请日期2001年7月13日 优先权日2001年7月13日
发明者梁太阳 申请人:广州市达德技术发展有限公司