CN201363899Y - 带应急备用电源的空气源热泵热水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带应急备用电源的空气源热泵热水装置，包括热泵机构，所述热泵机构由压缩机、冷凝器、节流设备、蒸发器组成，压缩机分别与冷凝器、蒸发器连接，冷凝器经节流设备后与蒸发器连接，所述蒸发器通过管路与一热交换器连接，冷凝器与一热水箱连接；其还包括应急备用电源供电机构，该应急备用电源供电机构由蓄电池组、应急备用电源控制器、智能逆变器组成，所述应急备用电源控制器分别与蓄电池组、智能逆变器连接，智能逆变器还与压缩机连接，应急备用电源控制器还与一市电连接。本实用新型节能、环保、高效、使用安全、运行成本低，其能够确保全天候为用户提供热水。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热泵热水装置，更具体地说，本实用新型涉及一种带应急备用电源的空气源热泵热水装置。
背景技术
随着经济的快速发展，能源问题已经成为制约全球发展主要问题，中国作为最大的发展中国家，同时又是能源消耗大国，面临的能源形势非常严峻。
近年来，伴随着热泵技术的不断发展，热泵热水装置也迅速发展起来。在相同条件下，热泵热水装置的用电量仅仅是电热水器的1/3到1/4，因此，其节能潜力巨大。由于热泵热水装置所具有的高效节能特性，因此，其可以大大节约电能，并且能够弥补太阳能热水器所存在的低密度、间断性和不稳定性等先天不足；它是一种全天候的节能、环保式热水机，其技术含量高，发展潜力大，商业化前景广，对促进国民经济可持续发展有重大深远的社会意义，必然成为未来热水器的主力。
热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低位热，经过电力做功，输出可被人们所用的高品位热的设备。热泵由低温热源(如周围环境的自然空气、地下水、河水、海水、污水等)吸热能，然后转换为较高温热源释放至所需的空间(或其它区域)内。它是一种节能、环保、清洁的采暖和热水设备，热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。
热泵装置既可用作供热采暖设备，又可用作制冷降温设备。其中，热泵装置的热泵机组的能量转换，是利用其压缩机的作用，通过消耗一定的辅助能量(如电能)，在压缩机和换热装置内循环的制冷剂的共同作用下，由环境热源(如水、空气)中吸取较低温热能，然后转换为较高温热能释放至循环介质(如水、空气)中成为高温热源输出。在此，由于压缩机的运转做工而消耗了电能，压缩机的运转使不断循环的制冷剂在不同的装置中产生的不同的变化状态和不同的效果(即蒸发吸热和冷凝放热)从而达到了回收低温热源制取高温热源的作用和目的。热泵热水装置的优势在于：(1)显而易见的节能效果；(2)可“移峰填谷”，开发低谷用电；(3)可实现热水、采暖、供冷一体化，提高能源利用效率；(4)便于地热、建筑废热等低品位能源的利用、回收。进一步的可行性研究表明，与其他家用热水器相比，热泵热水装置具有更高的经济性，它的初投资预期回收年限为2～3年。以环境大气为热源，在热水储水箱中放置沉浸式盘管的热泵装置可取得较好的使用效果。
热泵从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象(温度较高的物体)，其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。其中，热泵的工作原理为：其用制冷剂作为媒介，制冷剂汽化温度低，在-40℃即可汽化，故此，它与外界温度存在着温差，冷媒吸收了外界的温度后汽化，通过压缩机压缩制热，变成高温高压气体，再经热交换器与水交换热量后，经膨胀阀释放压力，回到低温低压的液化状态，通过制冷剂的不断循环并与水交换热量，将水罐中的水加热。一台压缩式热泵装置，主要有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成，通过让工质不断完成蒸发(吸取环境中的热量)→压缩→冷凝(放出热量)→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量QA在蒸发器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即压缩机耗电QB；通过工质循环装置在冷凝器中进行放热QC，由此可以看出，热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA；因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。
根据热源不同，热泵可分为空气源热泵、水源热泵和地源热泵等。空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。空气源热泵装置通过自然能(空气蓄热)获取低温热源，经装置高效集热整合后成为高温热源，用来取(供)暖或供应热水，整个装置集热效率甚高。
目前，由于热泵技术在总体上还处于发展阶段，故其还有诸多技术上的不足以待改进。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种节能、环保、高效、使用安全、运行成本低，能够确保全天候为用户提供热水的带应急备用电源的空气源热泵热水装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：
一种带应急备用电源的空气源热泵热水装置，包括热泵机构，所述热泵机构由压缩机、冷凝器、节流设备、蒸发器组成，压缩机分别与冷凝器、蒸发器连接，冷凝器经节流设备后与蒸发器连接，所述蒸发器通过管路与一热交换器连接，冷凝器与一热水箱连接；其还包括应急备用电源供电机构，该应急备用电源供电机构由蓄电池组、应急备用电源控制器、智能逆变器组成，所述应急备用电源控制器分别与蓄电池组、智能逆变器连接，智能逆变器还与压缩机连接，应急备用电源控制器还与一市电连接。
本实用新型还包括用于为用户提供生活用热水的热水箱，所述冷凝器与热水箱连接。
所述蓄电池组可为全钒液流电池组，或为锌溴电池组，或为铅酸蓄电池组。当然，本实用新型的蓄电池组还可以为其它形式的蓄能电池组。
本实用新型通过增加应急备用电源供电机构，应急备用电源机构能够确保本实用新型在停电时不停机、不停止提供热水，且具有当市电停电时，在应急备用电源控制器的作用下自动切换到通过使用应急备用电源机构供电的工作模式；当重新来电时又自动切换到市电供电的工作模式。故本实用新型不受环境影响，其能够确保全天候为用户提供热水。本实用新型适用范围广，其适用温度范围可在-10-40℃，并且一年四季全天候使用，不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响，都可正常使用。本实用新型可连续加热：与传统太阳能储水式相比，本实用新型产品可连续加热，持续不断供热水，满足用户需求。本实用新型运行成本低：与常规太阳能相比，在春、夏、秋季阳光较好时，运行费用高于太阳能，但在阴雨天和夜晚，热效率远远高于太阳能的电辅助加热，全年平均下来，常规太阳能辅助装置全年耗能比产品全年总耗能还要高出很多。本实用新型安装方便：空气源热泵占地空间很小，外形与空调室外机相似，可直接接保温水箱或与供暖管网连接。本实用新型热效率高：产品热效率全年平均在300％以上，而锅炉的热效率不会超过100％。本实用新型运行费用低：与燃油，燃气锅炉比，全年平均可节70％的能源，加上电价的走低和燃料价格的上涨，运行费用低的优点日益突出。本实用新型环保：其无任何燃烧排放物，制冷剂选用了环保制冷剂R417A，对臭氧层零污染，是较好的环保型产品。本实用新型运行安全：无需值守，与燃料锅炉相比，运行安全，而且全自动控制，无需人员值守，可节省人员成本。本实用新型模块式安装：便于增添设备，可采用多台机组并联的安装模式，当用户用水量增大时，可随时增添设备。另外，本实用新型使用寿命长、设计新颖。
在结合附图阅读本实用新型的实施方式的详细描述后，本实用新型的特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型的实施方式的示意图。
具体实施方式
下面以一个实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，但应当说明，本实用新型的保护范围不仅仅限于此。
参阅图1，它是本实用新型的实施方式的示意图。一种带应急备用电源的空气源热泵热水装置，包括热泵机构2及应急备用电源供电机构5。热泵机构2由压缩机22、冷凝器23、节流设备24、蒸发器21组成；压缩机22分别与冷凝器23、蒸发器21连接，冷凝器23经节流设备24后与蒸发器21连接；蒸发器21通过管路与用于为蒸发器21提供空气源的热交换器1连接。应急备用电源供电机构5由蓄电池组53、应急备用电源控制器52、智能逆变器51组成；应急备用电源控制器52分别与蓄电池组53、智能逆变器51连接，智能逆变器51与压缩机22连接。冷凝器23与热水箱4连接。市电3与应急备用电源控制器52连接。蓄电池组53为全钒液流电池组，当然，根据实际需要，蓄电池组53也可以为锌溴电池组，或为铅酸蓄电池组，或为其它形式的蓄能电池组等而不影响本实用新型的保护范围。
本实施方式使用时，蓄电池组53发电并通过应急备用电源控制器52进行相应的处理，为热泵机构2供电。其中，应急备用电源机构5确保本实施方式在停电时不停机、不停止提供热水，且具有当市电3停电时，在应急备用电源控制器52的作用下自动切换到通过使用应急备用电源机构5供电的工作模式；当重新来电时又自动切换到市电3供电的工作模式工作即可。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域的技术人员可以在所附权利要求的范围之内作出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1、一种带应急备用电源的空气源热泵热水装置，包括热泵机构(2)，所述热泵机构(2)由压缩机(22)、冷凝器(23)、节流设备(24)、蒸发器(21)组成，压缩机(22)分别与冷凝器(23)、蒸发器(21)连接，冷凝器(23)经节流设备(24)后与蒸发器(21)连接，所述蒸发器(21)通过管路与一热交换器(1)连接，冷凝器(23)与一热水箱(4)连接；其特征在于：还包括应急备用电源供电机构(5)，该应急备用电源供电机构(5)由蓄电池组(53)、应急备用电源控制器(52)、智能逆变器(51)组成，所述应急备用电源控制器(52)分别与蓄电池组(53)、智能逆变器(51)连接，智能逆变器(51)还与压缩机(22)连接，应急备用电源控制器(52)还与一市电(3)连接。
2、根据权利要求1所述的带应急备用电源的空气源热泵热水装置，其特征在于：所述蓄电池组(53)为全钒液流电池组，或为锌溴电池组，或为铅酸蓄电池组。
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