CN1195189C - 利用空气热能的蓄能式热水、冷水机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水的加热和冷却装置，特别是一种利用空气热能的蓄能式热水、冷水机组，其特征在于该机组可同时得到热水、冷水，或只得热水或只得冷水；热水和冷水都可储存待用；该机组由含有压缩机，电磁阀，节流器，空气冷凝器和风扇的A装置与含有水冷凝器、热蓄能器，出水阀，进水阀和电磁阀的B装置以及含有蒸发器，蓄冷器，进水阀，出水阀，电磁阀和空气热能吸收板的C装置，通过连接管道将A、B、C三装置连成一体，连接管的一端接A装置中的压缩机的排气管，另一端接B装置中的水冷凝器的内螺纹管套管式换热器的进气管，而连接管的一端接A装置中的压缩机进气管，另一端接空气热能吸收板的出气管。

Description

利用空气热能的蓄能式热水、冷水机组

技术领域

本发明涉及水的加热和冷却装置，特别是一种利用空气热能的蓄能式热水、冷水机组。

背景技术

在现有技术中，水的加热通常是用油(重油或轻油)、燃气、煤、电等作热源，但其效率低，造成能源的浪费，且污染环境。太阳能热水器，虽不污染环境，成本较其他能源低，但其使用受天气影响。目前市场上供用户使用的产品，制冷设备如空调，热水装置如沐浴热水器，均独立设置，或只能供冷或只能供热，造成使用效率低及能源的不必要浪费。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足而提供一种使用效率高，节能多，无环境污染，使用安全的利用空气热能的蓄能式热水、冷水机组。

本发明的目的是这样实现的：

一种利用空气热能的蓄能式热水、冷水机组，其特征在于该机组可同时得到热水、冷水，或只得热水或只得冷水；热水和冷水都可储存待用；该机组由含有压缩机1、第一～第六电磁阀3-1～3-6、节流器14、空气冷凝器15和风扇16的A装置与含有水冷凝器4、热蓄能器5、出水阀6、进水阀9和第七、第八电磁阀3-7、3-8的B装置以及含有蒸发器24、蓄冷器27、进水阀22、出水阀18、第九、第十电磁阀3-9、3-10和空气热能吸收板25的C装置，通过连接管2、  26将A、B、C三装置连成一体，连接管2将压缩机1的排气管与水冷凝器4的进气管连接，连接管26将压缩机1的进气管与空气热能吸收板25的出气管连接，所述的A、B、C装置中，压缩机通过连接管2后分二路，一路经第二电磁阀3-2与B装置中的水冷凝器4的入口相接，另一路经第一电磁阀3-1与A装置的空气冷凝器15入口相连，水冷凝器4出口接节流器14，再接蒸发器24，蒸发器24出口接空气热能吸收板25的入口，空气冷凝器15的出口分二路，一路经第三电磁阀3-3与节流器的入口相接，另一路经第四电磁阀3-4与C装置的蒸发器的入口相连，空气冷凝器的入口与空气热能吸收板的入口之间经第六电磁阀3-6相连，水冷凝器经第八电磁阀3-8与热蓄能器相连，水冷凝器和热蓄能器都可向外供热水，蒸发器经第十电磁阀3-10与蓄冷器相连，蒸发器和蓄冷器都可向外供冷水。

——所述压缩机1可以是变频压缩机或多速压缩机。

——所述节流器14可以是毛细管、节流阀或电子膨胀阀。

——所述空气热能吸收板25可以是吹胀式吸收板或管板式吸收板。

——所述的水冷凝器4中含有内螺纹管套管式换热器7、加热器8、过冷器10。

——所述的内螺纹管套管式换热器7为板式或翅片式。

——所述的蒸发器24中含有内螺纹管套管式冷却器19、冷却盘管20、过热器21。

——所述的内螺纹管套管式冷却器19为板式或翅片式。

当机组成运行时，即能同时在热水出口阀6中得到60℃热水，而在冷却水出口阀18处，得到约11～13℃的冷水。若将此冷水引入空调系统，即可作空气调节用。该机组亦可只供热水或只供冷水。而在分时段收电费的地区，该机组通过蓄能器，在用电低峰时运行(此时电费低)，把热水和冷水储存在蓄能器，待早上用热水或中午天气热时用冷水作空调用。另外，若用热水时，冷水不一定使用或用冷水时，不一定用热水。本机组通过设置的蓄能器中，把不使用的那部分能量(热水、冷水)储存起来，避免浪费。所述的压缩机1可用变频压缩机、多速压缩机；所述的节流器14，可以是毛细管、节流阀、电子膨胀阀；而所述冷凝器4、蒸发器24中的换热器，冷却器可以是板式、翅片式或螺旋套管式。

本发明是应用蒸气压缩式的制冷循环原理，利用冷媒的物理相变(气态-液态-气态)，不断吸热和放热的特性，在实现水的加热时，同时获得相当量的冷水。其原理是通过压缩机作功，压缩冷媒气体，产生压缩热，经热交换器，加热水箱中的水来实现水的加热的。而冷水则通过蒸发器，冷媒液体在此吸收水的热能，使水的温度降低来实现的。它具有节能、不污染环境，安全，使用寿命长，投资少，运行费用低等优点。单以加热水来说，比电加热器节能在75％以上，比燃气省50％以上比，燃油省40％以上。且还可多得约相当于加热水的热量90％的冷量的冷水。若设置在用电低峰时段运行，加热-纯水(Δt＝45℃)的运行费用只有4～5元(按低峰电价只收正常电价的70％计)还多得0.9吨冷水，作空调用。实现一机多用，提高机组的效率，节约能源，使用起来安全可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的A装置揭去顶盖的俯视图。

图3是本发明的内螺管套管式换热器(冷却器)的结构示意图。

图4是本发明的内螺纹管套管式换热器(冷却器)的剖面图。

图5是本发明的工作原理图。

在附图中，1为压缩机，2、26为连接管、3-1～3-10为第一～第十电磁阀，4为水冷凝器(其中7为内螺纹管套管式换热器，8为加热器，10为过冷器)，5为热蓄能器，6为热水出水阀及热水出口，9为冷水进水阀及冷水出口，11为温水入口，12为外壳及保温层，13为热水箱，14为节流器，15为空气冷凝器，16为风扇，17为准冷水入口，18冷水出口阀及冷水出口，19为内螺纹管套管式冷却器，20为冷却盘管，21为过热器，22为进水阀进水入口，23外壳及保温层，24为蒸发器，25为空气热能吸收板，27为蓄冷器，28为蓄能填料。

在附图4中，其分二层，内层为内螺纹管7′，外层为光管7″，内层内螺纹管7′与外层光管7″间设有间隙，水在间隙流过。

具体实施方式

实施时，将A、B、C三装置，用连接管2、26连接起来，置于户内或户外适当位置。按要求接好电源及水源，按要求开通或关闭相应阀门，确认无误后，将压缩机投入运行。压缩机作功，吸入冷媒气体(可为R22、R134或R410A，视设置的压缩机决定)经绝热压缩后，在冷媒气体压力升高的同时，产生压缩热，热的气体经连接管2，进入水冷凝器4中的换热器7、加热器8和过冷器10内，把热量传给水；而管内的冷媒气体放热后被液化。通过节流器14，等焓节流降温，液体流入蒸发器24中的冷却器19、冷却盘管20和过热器21内，吸入流经管外的水的热量后，蒸发成蒸气。再进入空气热能吸收板中的管内，继续吸收空气的热能，过热成气体后，通过连接管26，再被压缩机吸入进行压缩，如此反覆循环，利用冷媒的物理相变(气态-液体-气态)不断放热与吸热的特性，应用本发明技术的专用换热器7，使水箱13中的冷水逐步升温至60℃～70℃，然后经电磁阀3-8进入热蓄能器5，从而在出水口6处即可输出60℃的热水。亦可关闭电磁阀3-8而开电磁阀3-7直接把热水供应到用水点。而流经冷却器19、冷却盘管20和过热器21管外的常温水，其热量逐步被管内的冷媒吸入，水的温度下降至11℃～13℃，从而得到冷水，冷水通过电磁阀3-10进入蓄冷器储存以备使用，亦可通过关电磁阀3-10开电磁阀3-9直接把冷水送入空调系统使用。本发明按以下程序控制，可实现同时得到热水冷水或只得热水，或只得冷水和实现蓄能功能。

1.当第一、三、四、六电磁阀3-1、3-3、3-4、3-6关，第二、五电磁阀3-2、35开时，冷媒沿管线→流动，可同时得热水和冷水。当热水、冷水同时需用时，使用此程序。

2.当第一、三、五电磁阀3-1、3-3、3-5关，第二、四、六电磁阀3-2、3-4、3-6开时，冷媒按 流动，只能得热水。冬天不用冻水时，使用此程序。

3.而当第二、四、六电磁阀3-2、3-4、3-6关，第一、三、五电磁阀3-1、3-3、3-5开时，冷媒按---→流动，只能得冻水。夏天，不利用热水时用此程序。

4.蓄能功能

当暂时不用热水也不用冷水时，如半夜，为了降低运行费用，利用城镇夜间用电收费低可让机组在电费低的夜间运行，把热水储存起来，待白天用热水、冷水量大时使用。蓄能时，仍按1、2、3程序控制，再关闭第七、九电磁阀3-7、3-9，开第八、十电磁阀3-8、3-10蓄能器即投入。把热水和冷水或热水或冷水储存起来，供使用。其运行费用将大为下降。

本发明应用微电子技术，实现自动控制，因水的加热、冷却不与电接触也不产生二氧化碳，故绝对安全，不污染环境，而应用变频压缩机，能源使用更合理。使用翅片换热器，内螺纹管可提高换热效率几倍，使机组效率大大提高，以节省资源。

实践证明，本发明由于吸入廉价的空气热源，又可同时产出热水，冷水，并具有蓄能功能，因此其热效率很高，是一个高节能，无污染，绝对安全的节能绿色产品。

Claims (8)

1.一种利用空气热能的蓄能式热水、冷水机组，其特征在于该机组可同时得到热水、冷水，或只得热水或只得冷水；热水和冷水都可储存待用；该机组由含有压缩机(1)、第一～第六电磁阀(3-1～3-6)、节流器(14)、空气冷凝器(15)和风扇(16)的A装置与含有水冷凝器(4)、热蓄能器(5)、出水阀(6)、进水阀(9)和第七、第八电磁阀(3-7、3-8)的B装置以及含有蒸发器(24)、蓄冷器(27)、进水阀(22)、出水阀(18)、第九、第十电磁阀(3-9、3-10)和空气热能吸收板(25)的C装置，通过连接管(2、26)将A、B、C三装置连成一体，连接管(2)将压缩机(1)的排气管与水冷凝器(4)的进气管连接，连接管(26)将压缩机(1)的进气管与空气热能吸收板(25)的出气管连接，所述的A、B、C装置中，压缩机通过连接管(2)后分二路，一路经第二电磁阀(3-2)与B装置中的水冷凝器(4)的入口相接，另一路经第一电磁阀(3-1)与A装置的空气冷凝器(15)入口相连，水冷凝器(4)出口接节流器(14)，再接蒸发器(24)，蒸发器(24)出口接空气热能吸收板(25)的入口，空气冷凝器(15)的出口分二路，一路经第三电磁阀(3-3)与节流器的入口相接，另一路经第四电磁阀(3-4)与C装置的蒸发器的入口相连，空气冷凝器的入口与空气热能吸收板的入口之间经第六电磁阀(3-6)相连，水冷凝器经第八电磁阀(3-8)与热蓄能器相连，水冷凝器和热蓄能器都可向外供热水，蒸发器经第十电磁阀(3-10)与蓄冷器相连，蒸发器和蓄冷器都可向外供冷水。

2.根据权利要求1所述的蓄能式热水、冷水机组，其特征在于所述压缩机(1)可以是变频压缩机或多速压缩机。

3.根据权利要求1所述的蓄能式热水、冷水机组，其特征在于所述节流器(14)可以是毛细管、节流阀或电子膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的蓄能式热水、冷水机组，其特征在于所述空气热能吸收板(25)可以是吹胀式吸收板或管板式吸收板。

5.根据权利要求1所述的蓄能式热水、冷水机组，其特征在于水冷凝器(4)中含有内螺纹管套管式换热器(7)、加热器(8)、过冷器(10)。

6.根据权利要求5所述的蓄能式热水、冷水机组，其特征在于内螺纹管套管式换热器(7)为板式或翅片式。

7.根据权利要求1所述的蓄能式热水、冷水机组，其特征在于蒸发器(24)中含有内螺纹管套管式冷却器(19)、冷却盘管(20)、过热器(21)。

8.根据权利要求7所述的蓄能式热水、冷水机组，其特征在于内螺纹管套管式冷却器(19)为板式或翅片式。

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