CN102128493A - 具有开放回路的大气取热式热泵热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种大气取热式热泵热水器，其包含一进气管、一排气管、一压缩机、一热储存桶以及一热交换器。该压缩机经由该进气管从该进气口引入空气。该压缩机将该空气压缩成高温、高压的气体，并从该出气口经由该排气管排出该高温、高压的气体。该热储存桶内储存水。该热交换器与传输在该排气管内的高温、高压气体做热耦合。该热储存桶内的低温的水流到该热交换器中与该高温、高压气体做热交换，并吸收大量热能回流该热储存桶。特别地，根据本发明的大气取热式热泵热水器利用空气来取代冷媒，并且具有开放回路。

Description

具有开放回路的大气取热式热泵热水器
技术领域
本发明关于一种大气取热式热泵热水器(air-source heat pump waterheater)，并且特别地，本发明关于一种以空气取代冷媒并具有开放回路的大气取热式热泵热水器。
背景技术
近年来，利用空气中热能的大气取热式热泵热水器已渐渐被市场所接受。加上环保意识抬头、能源价格不断攀升，等因素，大气取热式热泵热水器此类高效能的制热系统将是未来主流。
请参阅图1，图1示意地绘示一已知的大气取热式热泵热水器1的架构。该大气取热式热泵热水器1内部灌有冷媒，并且冷媒的传输管路为封闭回路。
如图1所示，该大气取热式热泵热水器1包含一压缩机(compressor)10、一热交换器(heat exchanger)12、一热储存桶(heat storage tank)14、一膨胀阀(expansion valve)16以及一蒸发器18。该热储存桶14内储存水。
该压缩机10是以马达为动力，因此，该大气取热式热泵热水器1并且包含一马达11，如图一所示。该马达11操作性地连接至该压缩机10。该马达11用以带动该压缩机10运作。
该压缩机10将低压、低温的气态冷媒(refrigerant)压缩成高温、高压的气态冷媒。
经该压缩机10压缩的高温、高压的气态冷媒经由管路输送至该热交换器12。该热交换器12另藉由管路与该热储存桶14连接。该热储存桶14内的低温的水流到该热交换器12中与该高温、高压的气态冷媒做热交换，并吸收大量热能回流该热储存桶14。藉此，该大气取热式热泵热水器1可以高效率地制作出大量的热水，并将热水储存于该热储存桶14内。高温、高压的气态冷媒流经该热交换器12内进行热交换、冷凝成中温、高压液态冷媒。
随后，中温、高压液态冷媒会流经该膨胀阀16。该膨胀阀16主要作用是将中温、高压液态冷媒膨胀变成低温、低压的液态冷媒。低温、低压的液态冷媒经由管路再输送至该蒸发器18。
流经该蒸发器18的低温、低压的液态冷媒藉由吸收空气中大量热能，蒸发成低温、低压的气态冷媒。低温、低压的气态冷媒再回至该压缩机10，被吸入压缩成高温、高压的气态冷媒，如此循环往复。
一般的大气取热式热泵热水器其产生的热能为输入电力的二到六倍。
然而，大气取热式热泵热水器的运转与气温息息相关。一般的大气取热式热泵热水器处在气温为15℃以下，其热效能低于电热水器；处在气温为10℃以下，则运转不正常；处在气温为5℃以下，一般的大气取热式热泵热水器完全无法动作。造成上述结果的最大因素为气温在10℃以下时，蒸发器会开始结冰，因此让一般的大气取热式热泵热水器无法正常动作。有现有技术针对上述问题，在蒸发器上加上除霜设备，但改善的程度有限。
因此，本发明的一范畴在于提供一种具有高效率大气取热式热泵热水器，并且其以空气取代冷媒且具有开放回路，藉此让根据本发明的大气取热式热泵热水器能在低温环境下运作。
发明内容
根据本发明的一较佳具体实施例的大气取热式热泵热水器，其包含一进气管(intake pipe)、一排气管(exhaust pipe)、一压缩机、一热储存桶以及一热交换器。该压缩机具有一进气口(intake)以及一出气口(outlet)。该进气管连接至该压缩机的进气口。该排气管连接至该压缩机的出气口。该压缩机经由该进气管从该进气口引入空气。该压缩机将该空气压缩成高温、高压的气体，并从该出气口经由该排气管排出该高温、高压的气体。该热储存桶内储存水。该热交换器与传输在该排气管内的高温、高压气体做热耦合。该热储存桶内的低温的水流到该热交换器中与该高温、高压气体做热交换，并且吸收大量热能回流该热储存桶。
根据本发明的另一较佳具体实施例，该大气取热式热泵热水器进一步包含一循环帮浦。该循环帮浦连接在该热交换器与该热储存桶之间。该循环帮浦用以将该热储存桶内的低温的水输送至该热交换器内。
关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
附图说明
图1示意地绘示一已知的大气取热式热泵热水器1的架构。
图2示意地绘示根据本发明的一较佳具体实施例的大气取热式热泵热水器2的架构。
主要组件符号说明：
1、2：大气取热式热泵热水器    11、21：马达
10、20：压缩机                12、22：热交换器
14、24：热储存桶              16：膨胀阀
18：蒸发器                    202：进气口
204：出气口                   25：进气管
26：排气管                    28：循环帮浦
具体实施方式
以下将详述本发明的较佳具体实施例以及实际应用案例，藉以充分说明本发明的特征、精神及优点。
请参阅图2，图2示意地绘示根据本发明的一较佳具体实施例的大气取热式热泵热水器2的架构。
如图2所示，根据本发明的大气取热式热泵热水器2包含一进气管25、一排气管26、一压缩机20、一热储存桶24以及一热交换器22。
该压缩机20是以马达为动力，因此，根据本发明的大气取热式热泵热水器2并且包含一马达21，如图2所示。该马达21操作性地连接至该压缩机20。该马达21用以带动该压缩机20运作。
同样示于图2，该压缩机20具有一进气口202以及一出气口204。该进气管25连接至该压缩机20的进气口202。该排气管26连接至该压缩机20的出气口204。该压缩机20经由该进气管25从该进气口202引入空气。该压缩机20将该空气压缩成高温、高压的气体，并从该出气口204经由该排气管26排出该高温、高压的气体。
该热储存桶24内储存水。该热交换器22与传输在该排气管内的高温、高压气体做热耦合。该热储存桶24内的低温的水流到该热交换器24中与该高温、高压气体做热交换，并且吸收大量热能回流该热储存桶。藉此，该大气取热式热泵热水器2可以高效率地制作出大量的热水，并将热水储存于该热储存桶24内。
同样示于图2，根据本发明的另一较佳具体实施例，该大气取热式热泵热水器2进一步包含一循环帮浦28。该循环帮浦28连接在该热交换器22与该热储存桶24之间。该循环帮浦28用以将该热储存桶24内的低温的水输送至该热交换器22内。
显见地，根据本发明的大气取热式热泵热水器2以空气取代冷媒并且具有开放回路。也因此，根据本发明的大气取热式热泵热水器2其架构相当精简，更免除先前技术的膨胀阀、蒸发器，等成本。此外，在操作上与先前技术最大不同处，根据本发明的大气取热式热泵热水器2能在低温下继续运作，甚至气温为零下四十℃、五十℃也能产生热能，并不会结冰。
藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本发明所申请的专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (4)

1.一种大气取热式热泵热水器(air-source heat pump water heater)，包含：
一进气管(intake pipe)；
一排气管(exhaust pipe)；
一压缩机(compressor)，该压缩机具有一进气口(intake)以及一出气口(outlet)，该进气管连接至该压缩机的进气口，该排气管连接至该压缩机的出气口，该压缩机经由该进气管从该进气口引入空气，该压缩机将该空气压缩成高温、高压的气体并从该出气口经由该排气管排出该高温、高压的气体；
一热储存桶(heat storage tank)，该热储存桶内储存水；以及
一热交换器(heat exchanger)，该热交换器与传输在该排气管内的高温、高压气体做热耦合，该热储存桶内的低温的水流到该热交换器中与该高温、高压气体做热交换并吸收大量热能回流该热储存桶。
2.如权利要求1所述的大气取热式热泵热水器，其中该热交换器一板式热交换器(plate heat exchanger)。
3.如权利要求1所述的大气取热式热泵热水器，进一步包含一循环帮浦，该循环帮浦连接在该热交换器与该热储存桶之间，该循环帮浦用以将该热储存桶内的低温的水输送至该热交换器内。
4.如权利要求1所述的大气取热式热泵热水器，进一步包含一马达，该马达操作性地连接至该压缩机，该马达用以带动该压缩机运作。
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