CN103983014B - 一种带热声加热的空气源热泵热水器及其加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带热声加热的空气源热泵热水器及其加热方法，具体的空气源热泵热水系统将外接常温水加热至初级热水，再利用多级热声加热系统将所述初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽。利用热声效应、对空气源热泵热水器提供的初级热水，实现多级加热，不但实现制造高温热水和或蒸汽的目的，这里的蒸汽包括饱和蒸汽、干蒸汽和过热蒸汽。而且也能避免电热水器和锅炉能源利用效率低的缺点。利用多级热声加热系统的热声效应工作原理，可以有效克服空气源热泵热水系统不能制造高温热水及蒸汽的缺点，又可以高效率利用能源，多级热声加热系统适合将水加热至不同级别的状态，应用于不同场合。

Description

一种带热声加热的空气源热泵热水器及其加热方法

技术领域

本发明涉及热水器领域，尤其涉及一种带热声加热的空气源热泵热水器及其加热方法。

背景技术

在工业过程与生活中，很多场合都需要用电力产生热。常见的加热方式是采用电热元件将电力通过电阻发热产生热能，但这种热产生方式不经济，能源利用效率低。热泵作为一种新型的加热方式可以提高数倍的能源利用效率，如空气源、水源或地源热泵等。目前现有的热泵利用工质的压缩-蒸发过程(常见空调系统的逆过程)实现热泵功能。然而，由于工质特性的限制，这种热泵很难实现大温差泵热(一般低于100摄氏度)，限制了在更高温度的应用。

目前能够提供100摄氏度左右的高温热水或100摄氏度以上的高温蒸汽的，目前多数采用电热水器或锅炉加热，但电热水器或锅炉加热能源利用效率较低。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明实施例提供了一种带热声加热的空气源热泵热水器，包括：

空气源热泵热水系统、多级热声加热系统；

所述空气源热泵热水系统用于将外接常温水加热至初级热水；

所述多级热声加热系统用于将所述初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽。

可选的，所述空气源热泵热水系统包括：第一加热水箱、第一换热风扇、空气源换热器和第一压缩机；

所述第一加热水箱内部设置有换热金属管；

所述第一压缩机用于压缩出高温高压制冷剂气体，并使压缩出的高温高压制冷剂气体进入所述第一加热水箱，流经所述换热金属管将所述第一加热水箱里面的水加热成为初级热水；

所述空气源换热器用于使换热后高温高压的气态制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂在流出第一加热水箱后，进入所述空气源换热器内蒸发，空气在所述第一换热风扇的驱动下，流过所述空气源换热器，制冷剂与空气进行强制换热，且使制冷剂蒸发成低温低压的气体，回流入压缩机。

可选的，所述多级热声加热系统包括：热声加热器；

所述热声加热器包括：声波发生器、共振管、热声换热器、板叠；

所述声波发生器用于产生声波；

所述板叠内部设置有弹性介质；

所述共振管用于将所述声波发生器产生的声波形成共振，并传递到所述板叠中，引起所述板叠中弹性介质压缩，产生的热量；

所述热声换热器用于使流经所述热声换热器的水吸收所述板叠中弹性介质压缩产生的热量。

可选的，所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括初级热水输送管道和多级输送管道；

所述初级热水输送管道用于使所述空气源热泵热水系统和所述多级热声加热系统连接，且将所述空气源热泵热水系统产生的所述初级热水输送给所述多级热声加热系统；

所述多级输送管道用于将热声加热系统产生的100摄氏度水和/或蒸汽在不同加热级别的热声加热器之间传输，且能够将加热后的100摄氏度水和/或蒸汽输送到使用场合。

可选的，所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括控制系统；

所述控制系统包括设置在所述初级热水输送管道和所述多级输送管道用于控制管道通断的电磁阀和用于检测空气源热泵热水系统和不同级别热声加热器的内部介质的加热温度，且根据检测到的温度控制电磁阀开启和关断的温度传感器。

可选的，所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括循环系统；

所述循环系统包括第二换热风扇、一体式双循环换热器

所述多级热声加热系统包括低温盐水循环泵、热端热声换热器和冷端热声换热器；

所述热端热声换热器用于将所述多级热声加热系统产生的热量与所述初级热水进行热量交换；

所述冷端热声换热器用于通过高温盐水吸收所述热端热声换热器产生的冷量；

所述低温盐水循环泵用于将外接高温盐水打入所述热声加热器的冷端热声换热器中，吸收所述热声加热器的热端热声换热器工作中产生的冷量，并将吸收完冷量的低温盐水，进入一体式双循环换热器中；

所述一体式双循环换热器用于使所述低温盐水流入，在所述第二换热风扇驱动下，空气经过所述低温盐水流过的管路，使所述低温盐水与空气进行强制换热，变成高温盐水，再进入所述低温盐水循环泵换热。

可选的，所述空气源热泵热水系统还包括第二压缩机和第二加热水箱；

所述第二压缩机用于压缩出高温高压制冷剂气体，并进入所述第二加热水箱，通过所述第二加热水箱的换热金属管将所述第二加热水箱里面的水加热，成为初级热水；

所述一体式双循环换热器还用于使换热后高温高压的气态制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂，流出第二加热水箱后，进入所述一体式双循环换热器内蒸发，空气在所述第二换热风扇的驱动下，流过所述一体式双循环换热器，制冷剂与空气进行强制换热，且使制冷剂蒸发成低温低压的气体，回流入第二压缩机。

一种加热水的方法，包括：

空气源热泵热水系统将常温水加热至初级热水；

多级热声加热系统将初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽。

可选的，所述空气源热泵热水系统将常温水加热至初级热水方法，包括：

启动第二压缩机，第二压缩机将压缩出高温高压制冷剂气体；

高温高压制冷剂气体进入第二加热水箱，加热第二加热水箱中的常温水；

第二压缩机压缩出的高温高压制冷剂气体将第二加热水箱的常温水加热至初级热水。

可选的，所述多级热声加热系统将初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽的方法，包括：

启动声波发生器，声波经过共振管产生共振，并传递到板叠中，引起板叠中弹性介质压缩，产生的热量；

板叠中弹性介质压缩产生的热量经过热端热声换热器与初级热水进行热量交换，使流经热端热声换热器的初级热水吸收热量，并加热至100摄氏度水和/或蒸汽。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明空气源热泵热水系统将外接常温水加热至初级热水，再利用多级热声加热系统将所述初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽。利用热声效应、对空气源热泵热水器提供的初级热水，实现多级加热，不但实现制造高温热水和/或蒸汽的目的，这里的蒸汽包括饱和蒸汽、干蒸汽和过热蒸汽。而且也能避免电热水器和锅炉能源利用效率低的缺点。利用多级热声加热系统的热声效应工作原理，可以有效克服空气源热泵热水系统不能制造高温热水及蒸汽的缺点，又可以高效率利用能源，多级热声加热系统适合将水加热至不同级别的状态，应用于不同场合，如空气源热泵热水系统将外接常温水加热至初级热水，初级热水可以用来洗澡；再通过多级热声加热系统将初级热水加热至100摄氏度，可以用来饮用；多级热声加热系统再将100摄氏度水加热至饱和蒸汽，可以用来煮饭，多级热声加热系统再将饱和蒸汽加热至干蒸汽，干蒸汽可以用来消毒杀菌，多级热声加热系统再将干蒸汽加热至过热蒸汽，过热蒸汽可以用来干燥介质，这里加热后的具体用法不做限定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明带热声加热的空气源热泵热水器的整体示意图；

图2为本发明带热声加热的空气源热泵热水器的空气源热泵热水系统的一个实施例的示意图；

图3为本发明带热声加热的空气源热泵热水器的多级热声加热系统的一个实施例的示意图；

图4为本发明带热声加热的空气源热泵热水器的另一个实施例的示意图；

图5为本发明加热水的方法的基本流程图；

图6为本发明加热水的方法的一个实施例的流程图；

图7为本发明加热水的方法的另一个实施例的流程图；

图8为本发明加热水的方法的另一个较佳实施例的流程示意图。

附图标记说明：

图1标记说明：11、空气源热泵热水系统；12、多级热声加热系统；

图2标记说明：21、第一加热水箱；22、第一压缩机；23、空气源换热器；24、第一换热风扇；

图3标记说明：31、声波发生器；32共振管；33、板叠；34、热端热声换热器；35、冷端热声换热器；

图4标记说明：51、一体式双循环换热器；52、第二换热风扇；53、低温盐水循环泵；54、加压泵；61、一级热声加热器；62、二级热声加热器；63、三级热声加热器；71、第二压缩机；72、第二加热水箱；

图5标记说明：54、加压泵；84、控制器；61、一级热声加热器；62、二级热声加热器；63、三级热声加热器；53、低温盐水循环泵；91、第一温度传感器；92、第二温度传感器；93、第三温度传感器；94、第四温度传感器；101、第一电磁阀；102、第二电磁阀；103、第三电磁阀；104、第四电磁阀；105、第五电磁阀；106、第六电磁阀；107、第七电磁阀；108、第八电磁阀；109、第九电磁阀；110、补水单向阀。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本发明提供了一种带热声加热的空气源热泵热水器，请参阅图1所示，具体包括：空气源热泵热水系统11、多级热声加热系统12；所述空气源热泵热水系统11用于将外接常温水加热至初级热水；所述多级热声加热系统12用于将所述初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽。

可以理解的是：空气源热泵热水系统11将外接常温水加热至初级热水，再利用多级热声加热系统12将所述初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽。利用热声效应、对空气源热泵热水系统11提供的初级热水，实现多级加热，不但实现制造高温热水和/或蒸汽的目的。而且也能避免电热水器和锅炉能源利用效率低的缺点。利用多级热声加热系统12的热声效应工作原理，可以有效克服空气源热泵热水系统不能制造高温热水及蒸汽的缺点，又可以高效率利用能源，多级热声加热系统12适合将水加热至不同级别的状态，应用于不同场合，如空气源热泵热水系统将外接常温水加热至初级热水，初级热水可以用来洗澡；再通过多级热声加热系统将初级热水加热至100摄氏度，可以用来饮用；多级热声加热系统再将100摄氏度水加热至饱和蒸汽，可以用来煮饭，多级热声加热系统再将饱和蒸汽加热至干蒸汽，干蒸汽可以用来消毒杀菌，多级热声加热系统再将干蒸汽加热至过热蒸汽，过热蒸汽可以用来干燥介质，这里加热后的具体用法不做限定。

在本发明中，初级热水的设定温度为50至60摄氏度之间。因为空气源热泵热水系统11将常温水源加热至50至60摄氏度之间可以充分利用压缩机压缩出来的高温高压制冷剂换热，如果在水温达到50至60摄氏度之间时，继续通过空气源热泵热水系统11加热会使降低加热效率，空气源换热器通过高温高压制冷剂换热对加热温度的有很大局限性，不能将水加热至蒸汽状态。这样就对设备和环境要求较高，所以加热至50至60摄氏度之间的初级温水通过多级热声加热系统继续加热大大提升加热效率。

在本发明中，蒸汽包括饱和蒸汽、干蒸汽、过热蒸汽。

为了能够更加充分的说明本发明的实施方式，下面以具体的实施例来说明本发明保护范围。其中本发明的保护范围不局限于具体的实施方式，具体实施方式仅作为说明本本发明用。

实施例一、在本实施例中，请参阅图2所示，所述空气源热泵热水系统11包括：第一加热水箱21、第一换热风扇24、空气源换热器23和第一压缩机22；

所述第一加热水箱21内部设置有换热金属管；

所述第一压缩机22用于压缩出高温高压制冷剂气体，并使压缩出的高温高压制冷剂气体进入所述第一加热水箱21，流经所述换热金属管将所述第一加热水箱21里面的水加热成为初级热水；

所述空气源换热器23用于使换热后高温高压的气态制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂在流出第一加热水箱21后，进入所述空气源换热器23内蒸发，空气在所述第一换热风扇24的驱动下，流过所述空气源换热器23，制冷剂与空气进行强制换热，且使制冷剂蒸发成低温低压的气体，回流入压缩机。

在本实施例中，从第一压缩机22压缩出来的高温高压制冷剂气体进入第一加热水箱21，通过第一加热水箱21的换热金属管与换热水箱里面的水换热，加热换热水箱里面的水。经过换热后，高温高压的气态制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂，流出第一加热水箱21，进入空气源换热器23内。空气通过第一换热风扇24强制驱动，流过空气源换热器23，制冷剂与空气进行强制换热，制冷剂蒸发成低温低压的气体，再进入第一压缩机22，循环压缩，达到制热水目的。

在本实施例中，空气源热泵热水系统11包括节流装置；具体的，当高温高压的液态制冷剂流出第一加热水箱21，进入节流装置节流，再进入空气源换热器23蒸发。这里节流装置可以采用毛细管，高温高压的液态制冷剂在节流装置节流后，进入空气源换热器23的流量变小，使蒸发充分。

在本实施例中，加热后的热水为初级热水，温度在50至60摄氏度之间。加热后的初级热水可以供给使用场合，如洗澡等等，具体场合这里不做限定。

在本实施例中，请参阅图3所示，所述多级热声加热系统12包括：热声加热器；

所述热声加热器包括：声波发生器31、共振管32、热声换热器、板叠33；所述声波发生器31用于产生声波；所述板叠33内部设置有弹性介质；所述共振管32用于将所述声波发生器31产生的声波形成共振，并传递到所述板叠33中，引起所述板叠33中弹性介质压缩，产生的热量；所述热声换热器用于使流经所述热声换热器的水吸收所述板叠中弹性介质压缩产生的热量。

可以理解的是：先启动声波发生器31，声波经过共振管32共振，传递到板叠33中，引起板叠33中弹性介质压缩产生热量。产生的热量通过热声换热器与水进行热量交换，使水吸收热量，然后通过热声换热器出水管流出，完成热量吸收。

在本实施例中，多级热声加热系统12可以分为一级热声加热器、二级热声加热器、三级热声加热器等等，具体级别这里不做限定。可以理解的是，初级温水经过一级热声加热器可以加热至100摄氏度水，而100摄氏度水经过二级热声加热器可以加热至饱和蒸汽，饱和蒸汽经过三级热声加热器可以加热至干蒸汽。这其中可以把加热过程中的水供给使用场合，如将100摄氏度水供给饮用场合，将饱和蒸汽用于煮饭等等。具体供给的场合这里不做限定。

这样，在本实施例中，空气源热泵热水系统11和多级热声加热系统12将常温水加热至不同状态的热水。具体的，从第一压缩机22压缩出来的高温高压制冷剂气体进入第一加热水箱21，通过第一加热水箱21的换热金属管与换热水箱里面的水换热，加热换热水箱里面的水，使常温水成为初级热水。启动声波发生器31声波经过共振管32共振，传递到板叠33中，引起板叠33中弹性介质压缩产生热量。产生的热量通过热声换热器与水进行热量交换，使初级热水吸收热量，然后通过热声换热器出水管流出。初级温水经过一级热声加热器可以加热至100摄氏度水，而100摄氏度水经过二级热声加热器可以加热至饱和蒸汽，饱和蒸汽经过三级热声加热器可以加热至干蒸汽。

在本实施例中，所述多级热声加热系统包括热端热声换热器和冷端热声换热器；所述热端热声换热器将所述多级热声加热系统产生的热量与所述初级热水进行热量交换；而所述冷端热声换热器通过进入其内部的高温液态水吸收所述热端热声换热器产生的冷量。

在本发明中，通过上述实施例将常温水加热至不同状态的水是空气源热泵热水系统11和多级热声加热系统12结合加热，而在本发明中，所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括初级热水输送管道和多级输送管道；所述初级热水输送管道用于使所述空气源热泵热水系统和所述多级热声加热系统连接，且将所述空气源热泵热水系统产生的所述初级热水输送给所述多级热声加热系统；所述多级输送管道用于将热声加热系统产生的100摄氏度水和/或蒸汽在不同加热级别的热声加热器之间传输，且能够将加热后的100摄氏度水和/或蒸汽输送到使用场合。

可以理解的是：初级热水输送管道使空气源热泵热水系统11和多级热声加热系统12相连通，使初级热水流通。而多级输送管道是不同级别的热声加热器之间的连通，使100摄氏度水和/或蒸汽在不同加热级别的热声加热器之间传输，且能够将加热后的100摄氏度水和/或蒸汽输送到使用场合。

在本发明中，所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括控制系统；

所述控制系统包括设置在所述初级热水输送管道和所述多级输送管道用于控制管道通断的电磁阀和用于检测空气源热泵热水系统和不同级别热声加热器的内部介质的加热温度，且根据检测到的温度控制电磁阀开启和关断的温度传感器。

在本发明中，为了能够充分利用能源，使加热的介质能够循环利用，所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括循环系统；所述循环系统包括第二换热风扇52、一体式双循环换热器51。所述多级热声加热系统包括低温盐水循环泵53、热端热声换热器34和冷端热声换热器35；所述热端热声换热器34用于将所述多级热声加热系统产生的热量与所述初级热水进行热量交换；所述冷端热声换热器35用于通过高温盐水吸收所述热端热声换热器34产生的冷量；所述低温盐水循环泵53用于将外接高温盐水打入所述热声加热器的冷端热声换热器35中，吸收所述热声加热器的热端热声换热器34工作中产生的冷量，并将吸收完冷量的低温盐水，进入一体式双循环换热器51中；所述一体式双循环换热器51用于使所述低温盐水流入，在所述第二换热风扇52驱动下，空气经过所述低温盐水流过的管路，使所述低温盐水与空气进行强制换热，变成高温盐水，再进入所述低温盐水循环泵换热。

具体的，在本发明中，还可以采用如实施例二的实施方式，这里的具体实施方式不作为对本发明的限定。

在本实施例中，从第一压缩机22压缩出来的高温高压制冷剂气体进入第一加热水箱21，通过第一加热水箱21的换热金属管与换热水箱里面的水换热，加热换热水箱里面的水。经过换热后，高温高压的气态制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂，流出第一加热水箱21，进入空气源换热器23内。空气通过第一换热风扇24强制驱动，流过空气源换热器23，制冷剂与空气进行强制换热，制冷剂蒸发成低温低压的气体，再进入第一压缩机22，循环压缩，达到制热水目的。这样第一压缩机22压缩出来的高温高压制冷剂气体用来加热常温水，而高温高压制冷剂气体最后以低温低压的气体再流回第一压缩机22，使空气源热泵热水系统能够循环压缩加热常温水。

为了能够更加充分的说明本实施例，在本实施例中，多级热声加热系统采用三级热声加热系统。初级温水流入三级热声加热系统，声波经过共振管32共振，传递到板叠33中，引起板叠33中弹性介质压缩产生热量。产生的热量通过热声换热器与水进行热量交换，使水吸收热量，然后通过热声换热器出水管流出，完成热量吸收。

在本实施例中，所述热端热声换热器34将所述多级热声加热系统产生的热量与所述初级热水进行热量交换；所述冷端热声换热器35流入其内部的高温盐水吸收所述热端热声换热器34产生的冷量；而高温盐水是通过低温盐水循环泵53打入所述热声加热器的冷端热声换热器35中，吸收所述热声加热器的热端热声换热器34工作中产生的冷量，并将吸收完冷量的低温盐水，进入一体式双循环换热器51中；所述一体式双循环换热器51使所述低温盐水流入，在所述第二换热风扇52驱动下，空气经过所述低温盐水流过的管路，使所述低温盐水与空气进行强制换热，变成高温盐水，再进入所述低温盐水循环泵换热。

这样本实施例中，空气源热泵热水系统和多级热声加热系统实现了加热介质内部循环加热反复利用。

通过实施例二知道本发明的空气源热泵热水系统和多级热声加热系统的循环系统是各自完成各自的。在本发明中，还可以采用一体式双循环换热器。一体式双循环换热器可以使高温高压的液态制冷剂和低温盐水同时流入，并设置各自的管道系统，具体的这里以实施例三，具体说明，其中具体实施不作为不发明的具体限定。

实施例三：请参阅图4所示，所述第二压缩机71压缩出高温高压制冷剂气体，并进入所述加热水箱72，通过所述第二加热水箱72的换热金属管将所述第二加热水箱72里面的水加热，成为初级热水；

所述一体式双循环换热器51使换热后高温高压的气态制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂，流出第二加热水箱72后，进入所述一体式双循环换热器51内蒸发，空气在所述第二换热风扇52的驱动下，流过所述一体式双循环换热器51，制冷剂与空气进行强制换热，且使制冷剂蒸发成低温低压的气体，回流入第二压缩机。

为了能够更加充分的说明本实施例，在本实施例中，多级热声加热系统采用三级热声加热系统。初级温水流入三级热声加热系统，声波经过共振管32共振，传递到板叠33中，引起板叠33中弹性介质压缩产生热量。产生的热量通过热声换热器与水进行热量交换，使水吸收热量，然后通过热声换热器出水管流出，完成热量吸收。初级温水经过一级热声加热器可以加热至100摄氏度水。同样经过上述过程100摄氏度水经过二级热声加热器可以加热至饱和蒸汽。同样经过上述过程饱和蒸汽经过三级热声加热器可以加热至干蒸汽。这其中可以把加热过程中的水供给使用场合，如将100摄氏度水供给饮用场合，将饱和蒸汽用于煮饭等等。

在本实施例中，所述热端热声换热器34将所述多级热声加热系统产生的热量与所述初级热水进行热量交换；所述冷端热声换热器35流入其内部的高温盐水吸收所述热端热声换热器34产生的冷量；而高温盐水是通过低温盐水循环泵53打入所述热声加热器的冷端热声换热器35中，吸收所述热声加热器的热端热声换热器34工作中产生的冷量，并将吸收完冷量的低温盐水，进入一体式双循环换热器51中；所述一体式双循环换热器51使所述低温盐水流入，在所述第二换热风扇52驱动下，空气经过所述低温盐水流过的管路，使所述低温盐水与空气进行强制换热，变成高温盐水，再进入所述低温盐水循环泵换热。

在本发明中，带热声加热的空气源热泵热水器还设置有控制器，控制器用于控制空气源热泵热水系统和多级热声加热系统两个系统中电磁阀的通断。通过电磁阀的通断来实现整个带热声加热的空气源热泵热水器加热水过程。在带热声加热的空气源热泵热水器中控制器是通过温度传感器传回的温度信号具体控制电磁阀通断，也就是说，当空气源热泵热水系统内部的水达到了初级热水的温度，温度传感器向控制器发出信号使控制器控制电磁阀打开，让初级热水流入多级热声加热系统。而多级热声加热系统内部设置有温度传感器可以测量各个级别热声加热器加热水的温度再传给控制器，由控制器控制电磁阀通断。控制器还能根据空气源热泵热水系统中的水量多少控制是否需要补水。具体的控制方式和控制内容这里不做限定。

在本发明中，还包括一种加热水的方法，包括：请参阅图5所示，

S101：空气源热泵热水系统将常温水加热至初级热水；

S102：多级热声加热系统将初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽。

其中，S101：空气源热泵热水系统将常温水加热至初级热水的方法包括：请参阅图6所示，

S201：启动第二压缩机，第二压缩机将压缩出高温高压制冷剂气体；

S202：高温高压制冷剂气体进入第二加热水箱，加热第二加热水箱中的常温水；

S203：第二压缩机压缩出的高温高压制冷剂气体将第二加热水箱的常温水加热至初级热水。

而S102：多级热声加热系统将初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽的方法包括：请参阅图7所示，

S301：启动声波发生器，声波经过共振管产生共振，并传递到板叠中，引起板叠中弹性介质压缩，产生的热量；

S302：板叠中弹性介质压缩产生的热量经过热端热声换热器与初级热水进行热量交换，使流经热端热声换热器的初级热水吸收热量，并加热至100摄氏度水和/或蒸汽。

为了能够充分说明本加热水的方法，下面以实施例的方式说明本方法实施方式，但具体实施不对本发明做出限制，只是为了说明本方法。

在本实施例中，以三级热声加热器为例，一体式双循环换热器和第二换热风扇都合并入空气源热泵热水系统11中，并通过管道与多级热声加热系统连通，请参阅图8所示，

首先启动控制器84，空气源热泵热水系统11启动，空气源热泵热水系统11工作，控制器84检测空气源热泵热水系统11内水量，如需要补水，则打开电磁阀108，补水单向阀110，通过启动热水加压泵54，将常温水打入空气源热泵热水系统储水箱内，补水完成后，打开电磁阀109，常温水在空气源热泵热水系统11内循环加热，电磁阀101、电磁阀102、电磁阀104、电磁阀103、电磁阀106、电磁阀105、电磁阀108、一级热声加热器61、二级热声加热器62、三级热声加热器63以及低温盐水循环泵53关闭。

当安装在空气源热泵热水系统11水箱内的第一温度传感器91探测到水温达到初级热水温度后，此时打开电磁阀102，热水经过初级热水出水管进入到需要温水场合使用。

然后进入开水模式，启动控制器84开水模式，一级热声加热器61工作，打开电磁阀101，关闭电磁阀102，此时经过空气源热泵热水系统11加热的初级温水，经过输水管和电磁阀101，进入一级热声加热器热端换热器内，继续加热至100℃开水，当安装在一级热声加热器出水管的第二温度传感器92探测到水温达到100℃后，此时打开电磁阀103，关闭电磁阀104,100℃开水进入到需要开水场合使用。

与此同时，打开低温盐水循环泵53，低温循环盐水分别流入一级热声加热器61、二级热声加热器62、三级热声加热器63冷端换热器，吸收热声加热器冷量后，循环进入一体式双循环换热器内，通过换热器循环吸收空气热量，完成换热目的。

再进入饱和蒸汽模式：启动控制器84饱和蒸汽模式，一级热声加热器61工作、二级热声加热器62工作，同时打开电磁阀101，关闭电磁阀102，此时经过空气源热泵热水系统11加热的初级温水，经过初级热水出水管、电磁阀101，进入一级热声加热器61热端换热器内，继续加热至100℃开水，当安装在一级热声加热器61出水管的第二温度传感器92探测到水温达到100℃后，此时关闭电磁阀103，打开电磁阀104,100℃开水进入二级热声加热器62加热端，继续加热至蒸汽，当安装在二级热声加热器62出气管的第三温度传感器93探测到蒸汽温度达到100℃后，此时打开电磁阀105，关闭电磁阀106,100℃饱和蒸汽进入到需要饱和蒸汽场合使用。

与此同时，打开低温盐水循环泵53，低温循环盐水分别流入一级热声加热器61、二级热声加热器62、三级热声加热器63冷端换热器，吸收热声加热器冷量后，循环进入一体式双循环换热器内，通过换热器循环吸收空气热量，完成换热目的。

最后进入干蒸汽模式：启动控制器84干蒸汽模式，启动空气源热泵热水系统11、一级热声加热器61、二级热声加热器62、三级热声加热器63工作，同时打开电磁阀101，关闭电磁阀102，此时经过空气源热泵热水系统11加热的初级温水，经过初级热水出水管、电磁阀101，进入一级热声加热器61热端换热器内，继续加热至100℃开水，当安装在一级热声加热器出水管的第二温度传感器92探测到水温达到100℃后，此时关闭电磁阀103，打开电磁阀104,100℃开水进入二级热声加热器62热端换热器，继续加热至饱和蒸汽，当安装在二级热声加热器62出水管的第三温度传感器93探测到蒸汽温度达到100℃后，此时关闭电磁阀105，打开电磁阀103,100℃饱和蒸汽继续进入到三级热声加热器63热端热端换热器，继续加热至干蒸汽，当安装在三级热声加热器出气管的第四温度传感器94探测到干蒸汽温度达到设定值(100℃以上干蒸汽)后，此时打开电磁阀107,干蒸汽进入到需要干蒸汽场合使用。

与此同时，打开低温盐水循环泵53，低温循环盐水分别流入一级热声加热器61、二级热声加热器62、三级热声加热器63冷端换热器，吸收热声加热器冷量后，循环进入一体式双循环换热器内，通过换热器循环吸收空气热量，完成换热目的。

上述控制过程如只需要初级温水，则后面的多级热声加热系统不用开启，如需要饱和蒸汽，则只开启空气源热泵热水系统11、一级热声加热器61、二级热声加热器62。如需要干蒸汽，则需要开启全部加热设备。这样当只需要某一状态的水时，可以不开启其他不需要的，减少能源浪费。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种带热声加热的空气源热泵热水器，其特征在于，包括：

空气源热泵热水系统、多级热声加热系统；

所述空气源热泵热水系统用于将外接常温水加热至初级热水；

所述多级热声加热系统用于将所述初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽；

其中，所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括循环系统；

所述循环系统包括第二换热风扇、一体式双循环换热器

所述多级热声加热系统包括低温盐水循环泵、热端热声换热器和冷端热声换热器；

所述热端热声换热器用于将所述多级热声加热系统产生的热量与所述初级热水进行热量交换；

所述冷端热声换热器用于通过高温盐水吸收所述热端热声换热器产生的冷量；

所述低温盐水循环泵用于将外接高温盐水打入所述热声加热器的冷端热声换热器中，吸收所述热声加热器的热端热声换热器工作中产生的冷量，并将吸收完冷量的低温盐水，进入一体式双循环换热器中；

所述一体式双循环换热器用于使所述低温盐水流入，在所述第二换热风扇驱动下，空气经过所述低温盐水流过的管路，使所述低温盐水与空气进行强制换热，变成高温盐水，再进入所述低温盐水循环泵换热。

2.根据权利要求1所述的带热声加热的空气源热泵热水器，其特征在于，

所述空气源热泵热水系统包括：第一加热水箱、第一换热风扇、空气源换热器和第一压缩机；

所述第一加热水箱内部设置有换热金属管；

所述第一压缩机用于压缩出高温高压制冷剂气体，并使压缩出的高温高压制冷剂气体进入所述第一加热水箱，流经所述换热金属管将所述第一加热水箱里面的水加热成为初级热水；

所述空气源换热器用于使换热后高温高压的气态制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂在流出第一加热水箱后，进入所述空气源换热器内蒸发，空气在所述第一换热风扇的驱动下，流过所述空气源换热器，制冷剂与空气进行强制换热，且使制冷剂蒸发成低温低压的气体，回流入压缩机。

3.根据权利要求1所述的带热声加热的空气源热泵热水器，其特征在于，

所述多级热声加热系统包括：热声加热器；

所述热声加热器包括：声波发生器、共振管、热声换热器、板叠；

所述声波发生器用于产生声波；

所述板叠内部设置有弹性介质；

所述共振管用于将所述声波发生器产生的声波形成共振，并传递到所述板叠中，引起所述板叠中弹性介质压缩，产生的热量；

所述热声换热器用于使流经所述热声换热器的水吸收所述板叠中弹性介质压缩产生的热量。

4.根据权利要求1所述的带热声加热的空气源热泵热水器，其特征在于，

所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括初级热水输送管道和多级输送管道；

所述初级热水输送管道用于使所述空气源热泵热水系统和所述多级热声加热系统连接，且将所述空气源热泵热水系统产生的所述初级热水输送给所述多级热声加热系统；

所述多级输送管道用于将热声加热系统产生的100摄氏度水和/或蒸汽在不同加热级别的热声加热器之间传输，且能够将加热后的100摄氏度水和/或蒸汽输送到使用场合。

5.根据权利要求4所述的带热声加热的空气源热泵热水器，其特征在于，

所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括控制系统；

所述控制系统包括设置在所述初级热水输送管道和所述多级输送管道用于控制管道通断的电磁阀和用于检测空气源热泵热水系统和不同级别热声加热器的内部介质的加热温度，且根据检测到的温度控制电磁阀开启和关断的温度传感器。

6.根据权利要求1所述的带热声加热的空气源热泵热水器，其特征在于，

所述空气源热泵热水系统还包括第二压缩机和第二加热水箱；

所述第二压缩机用于压缩出高温高压制冷剂气体，并进入所述第二加热水箱，通过所述第二加热水箱的换热金属管将所述第二加热水箱里面的水加热，成为初级热水；

所述一体式双循环换热器还用于使换热后高温高压的气态制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂，流出第二加热水箱后，进入所述一体式双循环换热器内蒸发，空气在所述第二换热风扇的驱动下，流过所述一体式双循环换热器，制冷剂与空气进行强制换热，且使制冷剂蒸发成低温低压的气体，回流入第二压缩机。

7.一种加热水的方法，其特征在于，包括：

空气源热泵热水系统将常温水加热至初级热水；

多级热声加热系统将初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽；

其中，将所述多级热声加热系统产生的热量与所述初级热水进行热量交换；

通过高温盐水吸收热端热声换热器产生的冷量；

将外接高温盐水打入热声加热器的冷端热声换热器中，吸收所述热声加热器的热端热声换热器工作中产生的冷量，并将吸收完冷量的低温盐水，进入一体式双循环换热器中；

使所述低温盐水流入，在第二换热风扇驱动下，空气经过低温盐水流过的管路，使所述低温盐水与空气进行强制换热，变成高温盐水，再进入低温盐水循环泵换热。

8.根据权利要求7所述的加热水的方法，其特征在于，

所述空气源热泵热水系统将常温水加热至初级热水方法，包括：

启动第二压缩机，第二压缩机将压缩出高温高压制冷剂气体；

高温高压制冷剂气体进入第二加热水箱，加热第二加热水箱中的常温水；

第二压缩机压缩出的高温高压制冷剂气体将第二加热水箱的常温水加热至初级热水。

9.根据权利要求7所述的加热水的方法，其特征在于，

所述多级热声加热系统将初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽的方法，包括：

启动声发生器，声波经过共振管产生共振，并传递到板叠中，引起板叠中弹性介质压缩，产生的热量；

板叠中弹性介质压缩产生的热量经过热端热声换热器与初级热水进行热量交换，使流经热端热声换热器的初级热水吸收热量，并加热至100摄氏度水和/或蒸汽。