TW201307760A - 節能蓄熱式熱泵熱水器 - Google Patents

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TW201307760A
TW201307760A TW100127695A TW100127695A TW201307760A TW 201307760 A TW201307760 A TW 201307760A TW 100127695 A TW100127695 A TW 100127695A TW 100127695 A TW100127695 A TW 100127695A TW 201307760 A TW201307760 A TW 201307760A
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Gui-Feng Liao
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Upper Top Entpr Co Ltd
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Abstract

本發明係一種節能蓄熱式熱泵熱水器，其包含有一控制器、一熱泵裝置、一熱交換裝置及一感溫裝置，該熱泵裝置與感溫裝置電性連接該控制器，該熱泵裝置的冷媒盤管伸入該熱交換裝置的蓄熱材中，利用感溫裝置測得的溫度數值，讓控制器選擇適當制熱模式，讓冷媒盤管所吸收之空氣熱能釋放至蓄熱材中，使蓄熱材產生相變化達到蓄熱、放熱功能，並提供熱交換裝置中的熱交換盤管吸收熱能，對通過熱交換盤管的水加熱，達到快速制熱且省電的功效，並可節省設置空間。

Description

節能蓄熱式熱泵熱水器
本發明係一種節能蓄熱式熱泵熱水器，尤指一種使用儲熱密度高的蓄熱材料進行蓄熱的節能蓄熱式熱泵熱水器。
常見的家用熱水器為瓦斯熱水器、電熱水器、太陽能熱水器與空氣源熱泵熱水器，其中，太陽能熱水器的制熱能力與節能效果受到地域條件的限制大，不適用於日照量低的高緯區域，尤其冬季更是限制太陽能熱水器的制熱能力，另外，瓦斯熱水器與電熱水器在使用上存有危及生命安全的隱憂，且能效比小於1，所以實用性不佳。
空氣源熱泵熱水器係利用空氣作為低溫熱源，空氣源熱泵熱水器之蒸發器內的液態製冷劑吸收空氣中的熱能並蒸發汽化，接著通過壓縮機將氣態介質變成高溫、高壓的氣態介質，進而傳輸到冷凝器，讓高溫、高壓的氣態介質釋放熱能，釋放出的大量熱能傳遞給水箱中的儲備冷水，使水溫升高而達到製備熱水的目的，具有能效比大於1的節能優勢。
然上述中，空氣源熱泵熱水器係使用環境空氣，在低溫時能效比顯著下降，影響壓縮機壽命，並耗費電能且制熱速率慢，另外需使用體積龐大的水箱，且採水箱與主機分體的設計，需要佔用較大的空間。
本發明之主要目的在於提供一種節能蓄熱式熱泵熱水器，希藉此設計，改善現有空氣源熱泵熱水器在低溫時能效比顯著下降導致耗費電能、制熱效能不佳的問題，以及體積龐大而佔用較大空間的問題。
為達成前揭目的，本發明所設計之節能蓄熱式熱泵熱水器，包含有：一控制器；一熱泵裝置，其係電性連接該控制器，該熱泵裝置包含有一冷媒盤管；一熱交換裝置，其係位於該熱泵裝置一側，並包含有一隔熱本體，該隔熱本體內填充利用相變化進行蓄熱、放熱的蓄熱材，且所述之冷媒盤管伸入蓄熱材中，該熱交換裝置包含有一熱交換盤管，該熱交換盤管包括有一入口及一出口，且該熱交換盤管伸入蓄熱材中並與冷媒盤管交錯設置；以及一感溫裝置，其係電性連接該控制器，該感溫裝置包含有一可量測蓄熱材溫度的蓄熱感溫器。
上述中，該節能蓄熱式熱泵熱水器可設置於室內的浴室等處的天花板上，該感溫裝置所測得的溫度數值可傳送至控制器，進而選擇適當制熱模式，如冬季制熱模式、夏季制熱模式、一般制熱模式，使用室內或室外空氣進行制熱，冷媒盤管吸收空氣中的熱量，通過蓄熱材使蓄熱材吸收冷媒盤管的熱量並產生相變化以蓄熱，同時位於蓄熱材中的熱交換盤管可吸收蓄熱材的熱量，對通過熱交換盤管的水加熱，達到快速制熱、省電、節能的功能，以及該節能蓄熱式熱泵熱水器採一體化設計並可吊藏於天花板處，只需佔用少量的室內閒置空間，不會佔用室外空間，達到節省設置空間的目的。
請參閱圖1，為本發明節能蓄熱式熱泵熱水器之一較佳實施例，其包含有一控制器10、一熱泵裝置20、一熱交換裝置30及一感溫裝置40。
該控制器10可提供使用者控制，進而可切換適當的制熱模式，如冬季制熱模式、夏季制熱模式或一般制熱模式等。
該熱泵裝置20係電性連接該控制器10，其中，該熱泵裝置20包含有一壓縮機21、一蒸發器22、一離心風機23、一化霜四通換向閥24、一節流元件25及一冷媒盤管26，該壓縮機21以管件連接該化霜四通換向閥24，該冷媒盤管26兩端分別連接該化霜四通換向閥24與節流元件25，該節流元件25連接該蒸發器22，蒸發器22以管件連接該化霜四通換向閥24，以及該離心風機23位於該蒸發器22一側，於本發明較佳實施例中，壓縮機21可使用小功率壓縮機21，蒸發器22可使用小尺寸的蒸發器22。
該熱交換裝置30係設於該熱泵裝置20的一側，該熱交換裝置30包含有一中空的隔熱本體31，該隔熱本體31內填充蓄熱材32，且所述之冷媒盤管26伸入蓄熱材32中，該熱交換裝置30包含有一熱交換盤管33，該熱交換盤管33包括有一入口34及一出口35，並可提供水流經該熱交換盤管33，且該熱交換盤管33伸入蓄熱材32中並與冷媒盤管26交錯設置，於本發明較佳實施例中，蓄熱材32可以為石臘、磷酸氫二納的結晶水合物(Na2HPO4‧12H2O)、碳酸納的結晶水合物(Na2CO3‧10H2O)等相變溫度在35-60度的材料，藉由蓄熱材32的相變化達到蓄熱與放熱的目的。
該感溫裝置40係電性連接該控制器10，該感溫裝置40包含有一室內感溫器41、一室外感溫器42及一蓄熱感溫器43，該室內感溫器41置於室內，用以量測室內溫度，該室外感溫器42置於室外，用以量測室外溫度，該蓄熱感溫器43埋設於蓄熱材32中，用以量測蓄熱材32的溫度，該室內感溫器41、室外感溫器42與蓄熱感溫器43測得的溫度數值傳送至該控制器10。
請參閱圖2所示，壓縮機21內吸收空氣熱量的冷媒經過化霜四通換向閥24進入冷媒盤管26中，蓄熱材32吸收冷媒盤管26中冷媒的熱量，產生相變化以蓄熱，並可放熱讓熱交換盤管33吸收蓄熱材32蓄積的熱量，使熱交換盤管33內的水溫升高，達到制熱目的並可節約能源且提供熱水。
其中，該節能蓄熱式熱泵熱水器可設置於室內浴室的天花板處，並可依據感溫裝置40測得的溫度數值而選擇適當的制熱模式：冬季制熱模式、夏季制熱模式與一般制熱模式，若蓄熱溫度達到最高溫度時，也可選擇休眠模式，停止制熱，另外，也可進一步提供使用者手動切換至換氣模式，於排氣進氣的同時，也可使用冬季制熱模式進行蓄熱。
綜上所述，該節能蓄熱式熱泵熱水器利用感溫裝置40測得溫度並可選擇適當運作模式，以及利用蓄熱材32相變化達到蓄熱、放熱目的，讓熱量進出轉換，發揮可快速制熱與省電的功能，以及該節能蓄熱式熱泵熱水器採一體化設計並可吊藏於室內的閒置空間，不會佔用室外空間，進而達到節省設置空間的目的，更為符合市場與使用者的需求。
10．．．控制器
20．．．熱泵裝置
21．．．壓縮機
22．．．蒸發器
23．．．離心風機
24．．．化霜四通換向閥
25．．．節流元件
26．．．冷媒盤管
30．．．熱交換裝置
31．．．隔熱本體
32．．．蓄熱材
33．．．熱交換盤管
34．．．入口
35．．．出口
40．．．感溫裝置
41．．．室內感溫器
42．．．室外感溫器
43．．．蓄熱感溫器
圖1：為本發明節能蓄熱式熱泵熱水器之一較佳實施例之組合平面示意圖。
圖2：為本發明節能蓄熱式熱泵熱水器之一較佳實施例之冷媒路徑示意圖。
10．．．控制器
20．．．熱泵裝置
21．．．壓縮機
22．．．蒸發器
23．．．離心風機
24．．．化霜四通換向閥
25．．．節流元件
26．．．冷媒盤管
30．．．熱交換裝置
31．．．隔熱本體
32．．．蓄熱材
33．．．熱交換盤管
34．．．入口
35．．．出口
40．．．感溫裝置
41．．．室內感溫器
42．．．室外感溫器
43．．．蓄熱感溫器

Claims (5)

  1. 一種節能蓄熱式熱泵熱水器，其包含：一控制器；一熱泵裝置，其係電性連接該控制器，該熱泵裝置包含有一冷媒盤管；一熱交換裝置，其係位於該熱泵裝置一側，並包含有一隔熱本體，該隔熱本體內填充利用相變化進行蓄熱、放熱的蓄熱材，且所述之冷媒盤管伸入蓄熱材中，該熱交換裝置包含有一熱交換盤管，該熱交換盤管包括有一入口及一出口，且該熱交換盤管伸入蓄熱材中並與冷媒盤管交錯設置；以及一感溫裝置，其係電性連接該控制器，該感溫裝置包含有一可量測蓄熱材溫度的蓄熱感溫器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之節能蓄熱式熱泵熱水器，其中，該蓄熱材為石臘，相變化溫度為35-60度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之節能蓄熱式熱泵熱水器，其中，該感溫裝置尚包含有一室內感溫器及一室外感溫器，該室內感溫器置於室內，該室外感溫器置於室外，以及所述之蓄熱感溫器埋設於蓄熱材中。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之節能蓄熱式熱泵熱水器，其中，該感溫裝置尚包含有一室內感溫器及一室外感溫器，該室內感溫器置於室內，該室外感溫器置於室外，以及所述之蓄熱感溫器埋設於蓄熱材中。
  5. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之節能蓄熱式熱泵熱水器，其中，該熱泵裝置包含有一壓縮機、一蒸發器、一離心風機、一化霜四通換向閥、一節流元件，該壓縮機以管件連接該化霜四通換向閥，所述冷媒盤管兩端分別連接該化霜四通換向閥與節流元件，該節流元件連接該蒸發器，蒸發器以管件連接該化霜四通換向閥，以及該離心風機位於該蒸發器一側。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020187010A1 (zh) * 2019-03-21 2020-09-24 北京瑞特爱机电设备工程有限公司 一种冷热双蓄型房间空调装置

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