CN100434823C - 空气热能热泵式蒸汽锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气热能热泵式蒸汽锅炉，包括依次循环连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所述的冷凝器由多个连接构成，每一冷凝器均由水箱及其内部的散热器组成，在每一水箱上设有水路接口和出水口，各水箱的水路接口串联连接。在所述的水箱之间的水路接口上串联连接有单向阀。本发明利用热泵原理吸收环境中的热量对流过水箱内的水加热，可在提供热水或蒸汽的同时提供制冷量，可大大节约能源；多个冷凝器串联的设计，可以在不同的冷凝器的出水口得到45℃～100℃不同温度的热水。在相邻冷凝器之间串联的单向阀可以阻止后级更高温度的蒸汽向前级冷凝器倒流，可以得到＞150℃的蒸汽，满足了对热水和蒸汽不同的需求，大大扩展了应用范围。

Description

空气热能热泵式蒸汽锅炉
技术领域
本发明涉及一种蒸汽锅炉，具体是一种具有空气调节和提供蒸汽的空气热能热泵式蒸汽锅炉，可用于工矿企业、商业、桑拿屋、家庭住宅及有中央空调的场所作为热源或动力。
背景技术
热泵制冷的同时要想提高制热的品质，主要的难点在于必须提高冷凝温度，这就必然增加电耗，同时伴随着制冷量下降，“能效比”会大大降低，这是油热力学基本规律所决定的，与采用哪种机型或工质无关。这就自然形成了一种思维定势，即热泵应用一定要追求较高的蒸发温度和较低的冷凝温度，学术界始终把热泵高温应用视为禁区。
另外受常规制冷剂性能和工作压力的限制，即使降低“能效比”，也很难获得高于60℃的热水，热泵高温应用的尝试大都沿用研究特殊工质的技术路线，这方面的研究一直没有取得实质性的进展，空调行业的技术、工艺、产品基本上几经完全同质化。
现有技术是一种空气热能热泵式热水炉，其主要结构包括依次循环连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所述的冷凝器由多个连接构成，每一冷凝器均由水箱及其内部的散热器组成，在每一水箱上设有水路接口和出水口，各水箱的水路接口串联连接。利用热泵原理吸收环境中的热量来达到烧热水的目的。这种热水炉的缺点是只能提供100℃以下不同温度的热水，而当温度高于100℃时，由于后级水箱内的蒸汽压力越来越高，导致蒸汽倒流而不能正常工作。所以这种热水炉不能提供蒸汽，限制了其应用范围。
发明内容
本发明的目的就是提供一种空气热能热泵式蒸汽炉，以解决现有的热水炉不能提供蒸汽而限制其应用范围的问题。
本发明的技术方案是：包括依次循环连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所述的冷凝器由多个连接构成，每一冷凝器均由水箱及其内部的散热器组成，在每一水箱上设有水路接口和出水口，各水箱的水路接口串联连接，在所述的水箱之间的水路接口上串联连接有单向阀。
在所有的所述的水箱之间的水路接口上均串联有所述的单向阀。
在部分所述的水箱之间的水路接口上串联有所述的单向阀。
所述的多个冷凝器水箱的水路相互串联。
所述的蒸发器包括间接冷量蒸发器和直接冷量蒸发器，间接冷量蒸发器带有壳体，在该壳体上设有冷水进出口；直接冷量蒸发器设有电风扇。
所述的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器均装于一个外壳内。
所述的冷凝器置于一个单独的壳体内，在壳体上留出制冷工质出入口和水出入口。
本发明利用热泵原理吸收环境中的热量对流过水箱内的水加热，可在提供热水或蒸汽的同时提供制冷量，可大大节约能源；多个冷凝器串联的设计，可以在不同的冷凝器的出水口得到45℃～100℃不同温度的热水。在相邻冷凝器之间串联的单向阀可以阻止后级更高温度的蒸汽向前级冷凝器倒流，可以得到150℃的蒸汽，满足了对热水和蒸汽不同的需求，大大扩展了应用范围。
本发明是经过多年的研究与实践的成果，虽然其基本原理也是经典热力学中卡诺循环理论，但提出了一种跟进功的作用原理(即多级冷凝器跟进做功)及崭新的技术路线，创造性地解决了热泵加热温度较低的难题。利用特殊的冷凝换热机理，在不改变工质，不降低“能效比”，不损害压缩机的前提下，将单极热泵的出水温度提高到150℃以上。与传统的低温型热泵比较，产生热能的数量虽然没有增加，但能量价值得到了提升，为热泵技术在制热领域的应用开辟了广阔的前景，是热泵应用领域的重大技术创新。
附图说明
图1是本发明一个实施例的总体构成示意图；
图2是本发明一个实施例的立体结构示意图；
图3是本发明单独的冷凝器的结构示意图。
具体实施方式
参见图1～图3，本发明包括依次连接的压缩机1、多个冷凝器2、节流阀3和蒸发器4，每一冷凝器2均由水箱21及其内部的散热器22组成，多个冷凝器2的散热器22通过制冷工质管线5串联连接，在每一水箱21上设有水路接口6和出水口7。该实施例的水路接口6相互串联，右端第一个冷凝器水箱21连接有进水口10，用来与水源连接。在所有或左端几级的相邻水箱之间的水路接口6上串联有单向阀D，可以在每一水箱21的出水口7得到不同温度的热水或蒸汽。
该实施例的蒸发器4包括间接冷量蒸发器41和直接冷量蒸发器42，间接冷量蒸发器41带有壳体43，在该壳体43上设有冷水进出口44和45；直接冷量蒸发器42设有电风扇46。
所述的压缩机1、冷凝器2、节流阀3和蒸发器4均装于一个外壳8内。
参见图3，这是冷凝器2置于一个单独的壳体9内的实施例，在壳体9上留出制冷工质出入口11、12和水出入口7和10。图中的标记13是设在每个冷凝器上的温度传感器接线，可用于温度检测和控制。

Claims (6)

1.一种空气热能热泵式蒸汽锅炉，包括依次循环连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，每一冷凝器均由水箱及其内部的散热器组成，在每一水箱上设有水路接口和出水口，各水箱的水路接口串联连接，其特征在于：在所述的水箱之间的水路接口上串联连接有单向阀。
2.根据权利要求1所述的空气热能热泵式蒸汽锅炉，其特征在于：在所有的所述的水箱之间的水路接口上均串联有所述的单向阀。
3.根据权利要求1所述的空气热能热泵式蒸汽锅炉，其特征在于：在部分所述的水箱之间的水路接口上串联有所述的单向阀。
4.根据权利要求1所述的空气热能热泵式蒸汽锅炉，其特征在于：所述的蒸发器包括间接冷量蒸发器和直接冷量蒸发器，间接冷量蒸发器带有壳体，在该壳体上设有冷水进出口；直接冷量蒸发器设有电风扇。
5.根据权利要求1～4任何一项所述的空气热能热泵式蒸汽锅炉，其特征在于：所述的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器均装于一个外壳内。
6.根据权利要求1～4任何一项所述的空气热能热泵式蒸汽锅炉，其特征在于：所述的冷凝器置于一个单独的壳体内，在壳体上留出制冷工质出入口和水出入口。
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