CN1438464A - 利用空气热能的蓄能式热水、冷水机组 - Google Patents
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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(含内螺纹管套管式换热器,加热器,过冷器)、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(含内螺纹管套管式冷却器,冷却盘管,过热器)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
所属技术领域
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,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,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(含内螺纹管套管式换热器7,加热器8,过冷器10)、热蓄能器5,出水阀6,进水阀9和电磁阀3-7、3-8的B装置以及含有蒸发器24(含内螺纹管套管式冷却器19,冷却盘管20,过热器21)蓄冷器27,进水阀22,出水阀18,电磁阀3-9~3-10和空气热能吸收板25的C装置,通过连接管道2、26将A、B、C三装置连成一体,连接管2的一端接A装置中的压缩机1的排气管,另一端接B装置中的水冷凝器4的内螺纹管套管式换热器7的进气管,而连接管26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25的出气管。
——所述的A、B、C、装置中,压缩机1通过连接管2后分二路,一路经电磁阀3-2与B装置中的水冷凝器4的内螺纹管套式换热器7的入口相接,另一路经电磁阀3-1与A装置的空气冷凝器15入口相连;空气冷凝器15的出口分二路,一路经电磁阀3-3与节流器的入口相接,另一路经电磁阀3-4与C装置的蒸发器24的内螺纹管套管式冷凝器19的入口相连,经过冷却盘管20、过热器21与空气热能吸收板25的入口相连,而空气热能吸收板25的出口与压缩机1的进气口相连。
——所述水冷凝器4中的热交换器7和蒸发器24中的冷却器19亦可为板式或翅片式。
——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。
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11~3℃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,加热一纯水(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.当电磁阀3-1、3-3、3-4、3-6关,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.当电磁阀3-1、3-3、3-5关,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。
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,再关闭电磁阀3-7、3-9,开3-8、3-9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 (6)
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),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)[含内螺纹管套管式换热器(7),加热器(8),过冷器(10)]、热蓄能器(5),出水阀(6),进水阀(9)和电磁阀(3-7、3-8)的B装置以及含有蒸发器(24)[含内螺纹管套管式冷却器(19),冷却盘管(20),过热器(21)],蓄冷器(27),进水阀(22),出水阀(18),电磁阀(3-9~3-10)和空气热能吸收板(25)的C装置,通过连接管道(2、26)将A、B、C三装置连成一体,连接管(2)的一端接A装置中的压缩机(1)的排气管,另一端接B装置中的水冷凝器(4)的内螺纹管套管式换热器(7)的进气管,而连接管(26)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(25)的出气管。
2.根据权利要求1所述的蓄能式热水、冷水机组,其特征在于所述的A、B、C、装置中,压缩机(1)通过连接管(2)后分二路,一路经电磁阀(3-2)与B装置中的水冷凝器(4)的内螺纹管套式换热器(7)的入口相接,另一路经电磁阀(3-1)与A装置的空气冷凝器(15)入口相连;空气冷凝器(15)的出口分二路,一路经电磁阀(3-3)与节流器的入口相接,另一路经电磁阀(3-4)与C装置的蒸发器(24)的内螺纹管套管式冷凝器(19)的入口相连,经过冷却盘管(20)、过热器(21)与空气热能吸收板(25)的入口相连,而空气热能吸收板(25)的出口与压缩机(1)的进气口相连。
3.根据权利要求1所述的蓄能式热水、冷水机组,其特征在于所述水冷凝器(4)中的热交换器(7)和蒸发器(24)中的冷却器(19)亦可为板式或翅片式。
4.根据权利要求1所述的蓄能式热水、冷水机组,其特征在于所述压缩机(1)可以是变频压缩机或多速压缩机。
5.根据权利要求1所述的蓄能式热水、冷水机组,其特征在于所述节流器(14)可以是毛细管、节流阀或电子膨胀阀。
6.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。
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