應用熱泵制熱的空氣能開水爐制造技術

本實用新型專利技術公開了一種應用熱泵制熱的空氣能開水爐，該空氣能開水爐由熱泵系統、控制系統和機箱組成，熱泵系統包括集熱器、風機、制熱壓縮機系統、開水箱加熱器；控制系統包括控制單元、操作面板、開水箱溫度傳感器。機箱中設置開水箱、儲水箱，開水箱設置有開水出水口，儲水箱設置有自來水進水口。所述開水箱加熱器設于開水箱的內部或外圍。采用本實用新型專利技術的開水爐，通過集熱器吸收周圍空氣中的熱量，為熱泵系統提供熱源，熱泵系統將從空氣中得到的低位熱能提升為高位熱能，用于給開水箱中的水加熱。采用熱泵制熱的加熱方式減少了能源消耗，降低了污染排放，且易于保持機箱潔凈，有利于維持室內外環境衛生。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種開水爐具，特別涉及一種應用熱泵制熱的空氣能開水爐。
技術介紹
開水爐具是人類生活的必需品，而目前現有的各類開水爐具普遍具有以下缺點1)消耗大量能源，包括柴、煤、燃油、燃氣、電能等；2)以柴、煤、燃油、燃氣為能源的開水爐具，產生明火，導致火災危險產生的幾率較大，同時使用時也會對環境產生污染，而使用電能的開水爐具，熱效率低，耗電量大。
技術實現思路
本技術的目的是解決上述現有技術中存在的問題，克服現有技術的缺陷，利 用熱泵技術提供一種環保節能的空氣能開水爐及其制熱方法，起到節約能源、保護環境的作用。本技術的技術方案是一種應用熱泵制熱的空氣能開水爐，包括機箱和熱泵系統，其特征在于所述機箱中設置開水箱、儲水箱，儲水箱的出口與開水箱的入口連接，開水箱設置有開水出水口，儲水箱設置有自來水進水口，所述熱泵系統包括集熱器、風機、制熱壓縮機系統、開水箱加熱器，所述集熱器、制熱壓縮機系統和開水箱加熱器依次串聯連接。所述開水箱加熱器設置于開水箱的內部或外圍。熱泵系統通過制熱工質的蒸發汽化吸熱、壓縮液化升溫的原理，將從周圍空氣中收集的低位熱能提升為高位熱能，并用于將飲用水燒開。進一步的技術方案還包括所述制熱壓縮機系統使用若干個工作在不同溫度范圍的熱泵單元按工作溫度由低到高的順序前后銜接構成，所述熱泵單元包括壓縮機、冷凝器、蒸發器和節流裝置，冷凝器、壓縮機、蒸發器和節流裝置依次串聯連接并構成循環回路；前一組熱泵單元的冷凝器和后一組熱泵單元的蒸發器封裝于裝有導熱介質的冷凝/蒸發器內；第一組熱泵單元與集熱器連接，最后一組熱泵單元與開水箱加熱器連接。作為優選，可將所述熱泵系統設置為兩級制熱模式，包含低溫熱泵單元和高溫熱泵單元，低溫熱泵單元和高溫熱泵單元之間設有用于熱量傳遞的冷凝/蒸發器，冷凝/蒸發器為一封裝了低溫熱泵單元的冷凝管路、高溫熱泵單元的蒸發管路以及導熱介質的熱交換設備。低溫熱泵單元設有低溫壓縮機，低溫壓縮機的入口與所述集熱器的出口連接，低溫壓縮機的出口與所述冷凝/蒸發器的冷凝管路的入口連接，冷凝/蒸發器的冷凝管路的出口通過設有低溫節流裝置的管路與所述集熱器入口連接，構成所述低溫壓縮機的輸出循環回路。高溫熱泵單元設有高溫壓縮機，高溫壓縮機的入口與所述冷凝/蒸發器的蒸發管路的出口連接，高溫壓縮機的出口通過供熱管路與所述機箱內的開水箱加熱器連接給開水箱中的水加熱，開水箱加熱器的輸出端再通過設有高溫節流裝置的管路與所述冷凝/蒸發器的蒸發管路的入口連接，構成所述高溫壓縮機的輸出循環回路。一種應用熱泵制熱的空氣能開水爐的制熱方法，其特征在于，包括以下步驟I)設置機箱內的開水箱、儲水箱開水箱內加熱至沸點的水可供使用；自來水管與儲水箱連接，再由儲水箱通過進水管連接至開水箱進行補水，儲水箱設置有水位控制裝置。2)集熱首先確定以周圍的空氣為基礎熱源，通過風機推動攜有熱能的空氣經由集熱器流過，集熱器中的制熱工質吸收空氣中的熱量而蒸發。3)制熱將蒸發后的制熱工質蒸汽通過熱泵系統的壓縮機加壓升溫，加壓升溫后的制熱工質蒸汽在開水箱加熱器內流過，傳遞熱量給水并加熱至沸點。4)設置控制系統所述控制系統包括設置在機箱內的控制單元、機箱正面的控制面板、設置在開水箱上的開水箱溫度傳感器。所述控制面板與控制單元相連。控制單元通過開水箱溫度傳感器采集數據，控制低溫熱泵單元、高溫熱泵單元協調運行。控制面板上設置有操作按鍵和工作狀態顯示裝置。進一步的技術方案還包括所述制熱步驟設為多級制熱，使用多個工作在不同溫度范圍的熱泵單元按工作溫度由低到高的順序前后銜接構成制熱系統；將前一級熱泵單元的冷凝器和后一級熱泵單元的蒸發器封裝在一個裝有導熱介質的冷凝/蒸發器內，通過冷凝/蒸發器中的導熱介質，將前一級熱泵單元的加壓升溫后的制熱工質載有的熱量在所述冷凝/蒸發器中傳遞給后一級熱泵單元的制熱工質，逐級將低位熱能提聞為聞位熱能。作為優選，所述制熱步驟設為兩級制熱，通過兩個熱泵單元逐級提高制熱溫度，包括以下步驟I)低溫熱泵單元制熱蒸發器中的從空氣中吸收了熱量的制熱工質蒸汽被低溫熱泵單元的低溫壓縮機吸入，從低溫壓縮機排出的加壓升溫后的制熱工質蒸汽進入所述的冷凝/蒸發器。加壓升溫后的制熱工質在所述的冷凝/蒸發器的冷凝管路中冷凝釋放熱量，將熱量傳導給所述冷凝/蒸發器內的導熱介質，然后從所述冷凝/蒸發器的冷凝管路流出并通過低溫節流閥回流至所述蒸發器中進行循環制熱。2)高溫熱泵單元制熱高溫熱泵單元與所述冷凝/蒸發器的蒸發管路連接，高溫熱泵單元內的制熱工質在所述冷凝/蒸發器中通過導熱介質吸收了低溫熱泵單元制熱工質傳遞過來的熱量。高溫熱泵單元的制熱工質吸熱后蒸發，其蒸汽被吸入高溫熱泵單元的高溫壓縮機，所述高溫壓縮機排出的高溫高壓蒸汽通過供熱管路流經開水箱加熱器給水供熱，高溫熱泵制熱工質在爐體中釋放熱量后冷凝為液態流入制熱工質儲液罐，然后通過高溫節流閥回流至所述冷凝/蒸發器中進行循環制熱。本技術的應用熱泵制熱的空氣能開水爐結構新穎，容易實施，采用一種環保節能的制熱方式取代傳統開水爐具制熱的方式。利用制熱工質減壓蒸發時從周圍環境吸收熱量的原理，收集周圍環境的熱量，然后利用蒸汽加壓使其液化時溫度升高釋放熱量的原理，將前述的從周圍環境吸收了熱量的由液體蒸發而產生的蒸汽進行壓縮，并將所釋放的熱量集聚起來，產生爐具所需要的高溫熱能。所述的壓縮過程采用機械式壓縮機來完成，這種機械式壓縮機消耗的能源小于常規爐具所消耗的能源，降低了爐具的能源消耗，并且減少了污染的排放，安全、環保、節能，并且能很好地維護環境的整潔衛生。附圖說明圖I是本技術整體構成的示意圖。圖2是兩級熱泵系統的示意圖。圖3是本技術控制系統的示意圖。圖中1一開水出水口 ；2—機箱；3—開水箱；4一儲水箱；5—自來水進水口 ；6— 開水箱加熱器；7—熱泵系統；8—集熱器；9一通風系統；201—集熱器；202—低溫壓縮機；203—冷凝/蒸發器；204—高溫壓縮機；205開水箱加熱器；206_高溫節流裝置；207低溫節流裝置。具體實施方式為了闡明本技術的技術方案及技術目的，以下結合附圖對本技術做進一步的介紹。一種應用熱泵制熱的空氣能開水爐，如圖I所示，其構成部件及制熱方法如下(一)設置開水箱3，在所述開水箱3的內部或外圍設置用于給水加熱的開水箱加熱器6，設置儲水箱4，在儲水箱4上設置自來水進水口 5。機箱2上還設置有控制面板，所述控制面板上設有顯示整體設備運行參數的溫度顯示裝置和相應的控制按鍵。(二)在機箱2內安裝熱泵系統，如圖I、圖2所示，所述熱泵系統包括I)集熱器8、通風系統9，通過風機推動載有熱量的空氣經由集熱器8流過，集熱器從流動的空氣中獲取熱量；2)所述熱泵系統7為二級制熱，包括低溫熱泵單元和高溫熱泵單元，所述低溫熱泵單元和高溫熱泵單元之間設有用于熱量傳遞的冷凝/蒸發器203，冷凝/蒸發器203內設有低溫熱泵單元的冷凝管路、高溫熱泵單元的蒸發管路以及導熱介質。所述低溫熱泵單元設有低溫壓縮機202，集熱器201的出口與低溫壓縮機202的入口連接，從空氣中吸收了熱量的制熱工質蒸汽從所述集熱器201中流出送到低溫熱泵單元的低溫壓縮機202，所述低溫壓縮機202的出口與所述冷凝/蒸發器203的冷凝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種應用熱泵制熱的空氣能開水爐，包括機箱和熱泵系統，其特征在于：所述機箱中設置開水箱、儲水箱，儲水箱的出口與開水箱的入口連接，開水箱設置有開水出水口，儲水箱設置有自來水進水口，所述熱泵系統包括集熱器、風機、制熱壓縮機系統、開水箱加熱器，所述集熱器、制熱壓縮機系統和開水箱加熱器依次串聯連接，所述開水箱加熱器設置于開水箱的內部或外圍。

【技術特征摘要】
1.一種應用熱泵制熱的空氣能開水爐，包括機箱和熱泵系統，其特征在于所述機箱中設置開水箱、儲水箱，儲水箱的出口與開水箱的入口連接，開水箱設置有開水出水口，儲水箱設置有自來水進水口，所述熱泵系統包括集熱器、風機、制熱壓縮機系統、開水箱加熱器，所述集熱器、制熱壓縮機系統和開水箱加熱器依次串聯連接，所述開水箱加熱器設置于開水箱的內部或外圍。2.根據權利要求I所述的應用熱泵制熱的空氣能開水爐，其特征在于所述制熱壓縮機系統由一級或多級熱泵單元構成，所述熱泵單元包括壓縮機、冷凝器、蒸發器和節流裝置，冷凝器、壓縮機、蒸發器和節流裝置依次串聯連接并構成循環回路；第一級熱泵單元與集熱器連接，最后一級熱泵單元與開水箱加熱器連接。3.根據權利要求2所述的應用熱泵制熱的空氣能開水爐，其特征在于前級熱泵單元的冷凝器和后級熱泵單元的蒸發器封裝于裝有導熱介質的冷凝/蒸發器內。4.根據權利要求3所述的應用熱泵制熱的空氣能開水爐...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫海龍，文立寧，武洋，譚衛東，孫電明，
申請(專利權)人：江蘇樂普四方科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：