專利名稱：新能源空氣源熱泵熱水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熱泵熱水裝置，更具體地說，涉及一種采用新能源 作為動力電源的新能源空氣源熱泵熱水裝置。
背景技術(shù)：
伴隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展與越來越嚴(yán)重的世界能源危機，節(jié)能已經(jīng)提到了 一個非常重要的位置。近年來，伴隨著熱泵技術(shù)的不斷發(fā)展，熱泵熱水裝置 也迅速發(fā)展起來。在相同條件下，熱泵熱水裝置的用電量僅僅是電熱水器的
1/3到1/4，因此，其節(jié)能潛力巨大。由于熱泵熱水裝置所具有的高效節(jié)能特 性，因此，其可以大大節(jié)約電能，并且能夠彌補太陽能熱水器所存在的低密 度、間斷性和不穩(wěn)定性等先天不足；它是一種全天候的節(jié)能、環(huán)保式熱水機， 其技術(shù)含量高，發(fā)展?jié)摿Υ?，商業(yè)化前景廣，對促進國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展有 重大深遠的社會意義，必然成為未來熱水器的主力。
熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低位熱，經(jīng)過電力做功， 輸出可被人們所用的高品位熱的設(shè)備。熱泵由低溫?zé)嵩?如周圍環(huán)境的自然 空氣、地下水、河水、海水、污水等)吸熱能，然后轉(zhuǎn)換為較高溫?zé)嵩瘁尫?至所需的空間(或其它區(qū)域)內(nèi)。它是一種節(jié)能、環(huán)保、清潔的采暖和熱水 設(shè)備，熱泵技術(shù)是近年來在全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。
熱泵裝置既可用作供熱采暖設(shè)備，又可用作制冷降溫設(shè)備。其中，熱泵 裝置的熱泵機組的能量轉(zhuǎn)換，是利用其壓縮機的作用，通過消耗一定的輔助 能量(如電能)，在壓縮機和換熱裝置內(nèi)循環(huán)的制冷劑的共同作用下，由環(huán)境 熱源(如水、空氣)中吸取較低溫?zé)崮?，然后轉(zhuǎn)換為較高溫?zé)崮茚尫胖裂h(huán)介質(zhì)(如水、空氣)中成為高溫?zé)嵩摧敵觥Ｔ诖?，由于壓縮機的運轉(zhuǎn)做工而 消耗了電能，壓縮機的運轉(zhuǎn)使不斷循環(huán)的制冷劑在不同的裝置中產(chǎn)生的不同 的變化狀態(tài)和不同的效果(即蒸發(fā)吸熱和冷凝放熱)從而達到了回收低溫?zé)?源制取高溫?zé)嵩吹淖饔煤湍康?。熱泵熱水裝置的優(yōu)勢在于(l)顯而易見的節(jié) 能效果；(2)可"移峰填谷"，開發(fā)低谷用電；(3)可實現(xiàn)熱水、采暖、供冷 一體化，提高能源利用效率；(4)便于地?zé)?、建筑廢熱等低品位能源的利用、 回收。進一步的可行性研究表明，與其他家用熱水器相比，熱泵熱水裝置具 有更高的經(jīng)濟性，它的初投資預(yù)期回收年限為2 3年。以環(huán)境大氣為熱源， 在熱水儲水箱中放置沉浸式盤管的熱泵裝置可取得較好的使用效果。
熱泵從周圍環(huán)境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對象(溫度較高的 物體)，其工作原理與制冷機相同，都是按照逆卡諾循環(huán)工作的，所不同的只 是工作溫度范圍不一樣。其中，熱泵的工作原理為其用制冷劑作為媒介，
制冷劑汽化溫度低，在-4(TC即可汽化，故此，它與外界溫度存在著溫差，冷 媒吸收了外界的溫度后汽化，通過壓縮機壓縮制熱，變成高溫高壓氣體，再 經(jīng)熱交換器與水交換熱量后，經(jīng)膨脹閥釋放壓力，回到低溫低壓的液化狀態(tài)， 通過制冷劑的不斷循環(huán)并與水交換熱量，將水罐中的水加熱。 一臺壓縮式熱 泵裝置，主要有蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥四部分組成，通過讓工質(zhì) 不斷完成蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量)一壓縮一冷凝(放出熱量)一節(jié)流一再 蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中。熱泵在工作時，把 環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量QA在蒸發(fā)器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即 壓縮機耗電QB;通過工質(zhì)循環(huán)裝置在冷凝器中進行放熱QC，由此可以看出， 泵輸出的能量為壓縮機做的功QB和熱泵從環(huán)境中吸收的熱量QA;因此， 采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量的電能。根據(jù)熱源不同，熱泵可分為空氣源熱泵、水源熱泵和地源熱泵等?？諝?源熱泵技術(shù)是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術(shù)?？?氣源熱泵裝置通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫?zé)嵩?，?jīng)裝置高效集熱整合后 成為高溫?zé)嵩?，用來?供)暖或供應(yīng)熱水，整個裝置集熱效率甚高。目前，由于熱泵技術(shù)在總體上還處于發(fā)展階段，故其還有諸多技術(shù)上的 不足以待改進。 實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種常年可用、節(jié)能、環(huán)保，運 行費用低、運行安全、安裝方便的新能源空氣源熱泵熱水裝置。 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了以下技術(shù)方案 一種新能源空氣源熱泵熱水裝置，包括由壓縮機、冷凝器、節(jié)流設(shè)備、 蒸發(fā)器以及熱交換器組成的空氣源熱泵熱水裝置，所述壓縮機分別與冷凝器、 蒸發(fā)器連接，冷凝器經(jīng)節(jié)流設(shè)備后與蒸發(fā)器連接，蒸發(fā)器通過管路與熱交換 器連接；其還包括用于為空氣源熱泵熱水裝置供電的新能源發(fā)電裝置，該新 能源發(fā)電裝置由太陽能電池陣列、風(fēng)力發(fā)電機、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備、新能源 控制器、蓄電池、逆變器組成，所述新能源控制器分別與太陽能電池陣列、 風(fēng)力發(fā)電機、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備、蓄電池、逆變器連接，逆變器還與壓縮機 連接。所述蓄電池可為全釩液流電池，或為鋅溴電池，或為鉛酸蓄電池。當(dāng)然， 本實用新型的蓄電池還可為其它形式的蓄能電池。本實用新型通過增加新能源發(fā)電裝置，以新能源發(fā)電裝置作為空氣源熱 泵熱水裝置的電源。其中，在新能源發(fā)電裝置中，新能源控制器根據(jù)太陽能 光伏發(fā)電、風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電等新能源發(fā)電的特點，采用多路反饋控制，能夠極大地提高發(fā)電效率和發(fā)電質(zhì)量，同時還可往蓄電池充電，蓄電池將富 余的電能存儲起來，可供夜間等沒有陽光或陽光不足的時段使用，從而解決 白天和晚上電能的需要，逆變器將直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⒐┙o空氣源熱泵熱 水裝置使用。因此，本實用新型充分利用了太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)電、生物質(zhì) 能發(fā)電等新能源及它們的混合電力，使本實用新型不受環(huán)境影響， 一年四季可用。本實用新型適用范圍廣，其適用溫度范圍可在-10-4(TC，并且一年四季全天候使用，不受陰、雨、雪等惡劣天氣和冬季夜晚的影響，都可正常使用。本實用新型可連續(xù)加熱與傳統(tǒng)太陽能儲水式相比，本實用新型產(chǎn)品可 連續(xù)加熱，持續(xù)不斷供熱水，滿足用戶需求。本實用新型運行成本低與常 規(guī)太陽能相比，在春、夏、秋季陽光較好時，運行費用高于太陽能，但在陰 雨天和夜晚，熱效率遠遠高于太陽能的電輔助加熱，全年平均下來，常規(guī)太 陽能輔助裝置全年耗能比產(chǎn)品全年總耗能還要高出很多。本實用新型安裝方 便空氣源熱泵占地空間很小，外形與空調(diào)室外機相似，可直接接保溫水箱 或與供暖管網(wǎng)連接。本實用新型熱效率高產(chǎn)品熱效率全年平均在300%以上， 而鍋爐的熱效率不會超過100%。本實用新型運行費用低與燃油，燃?xì)忮仩t 比，全年平均可節(jié)70%的能源，加上電價的走低和燃料價格的上漲，運行費 用低的優(yōu)點日益突出。本實用新型環(huán)保其無任何燃燒排放物，制冷劑選用了環(huán)保制冷劑R417A，對臭氧層零污染，是較好的環(huán)保型產(chǎn)品。本實用新型運行安全無需值守，與燃料鍋爐相比，運行安全，而且全自動控制，無需 人員值守，可節(jié)省人員成本。本實用新型模塊式安裝便于增添設(shè)備，可采 用多臺機組并聯(lián)的安裝模式，當(dāng)用戶用水量增大時，可隨時增添設(shè)備。另外， 本實用新型使用壽命長、設(shè)計合理，構(gòu)思新穎。在結(jié)合附圖閱讀本實用新型的實施方式的詳細(xì)描述后，本實用新型的特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

圖1是本實用新型的實施方式的示意圖。
具體實施方式
下面以一個實施方式對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明，但應(yīng)當(dāng)說明， 本實用新型的保護范圍不僅僅限于此。參閱圖1,它是本實用新型的實施方式的示意圖。 一種新能源空氣源熱泵熱水裝置，包括空氣源熱泵熱水裝置1和新能源發(fā)電裝置2?？諝庠礋岜?熱水裝置1由壓縮機13、冷凝器14、節(jié)流設(shè)備15、蒸發(fā)器12以及用于為蒸 發(fā)器12提供空氣源的熱交換器11組成。壓縮機13分別與冷凝器14、蒸發(fā) 器12連接，冷凝器14經(jīng)節(jié)流設(shè)備15后與蒸發(fā)器12連接，蒸發(fā)器12通過管 路與熱交換器11連接。新能源發(fā)電裝置2由太陽能電池陣列24、風(fēng)力發(fā)電 機25、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備26、新能源控制器22、蓄電池23、逆變器21組成； 新能源控制器22分別與太陽能電池陣列24、風(fēng)力發(fā)電機25、生物質(zhì)能發(fā)電 設(shè)備26、蓄電池23、逆變器21連接，逆變器21還與壓縮機13連接。在本 實施方式中，蓄電池23為全釩液流電池，當(dāng)然，用戶根據(jù)實際需要，蓄電池 23也可以為鋅溴電池，或為鉛酸蓄電池，或為其它形式的蓄能電池等而不影 響本實用新型的保護范圍，采用上述蓄電池23，其使用壽命長。太陽能電池陣列24、風(fēng)力發(fā)電機25、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備26等的大小將 根據(jù)本實用新型的實際需要，如各部件的功率、當(dāng)?shù)氐木唧w日照情況來確定， 其前提是保證隨時滿足具體的用電需求即可。新能源控制器22根據(jù)太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電等新能源發(fā) 電的特點，采用多路反饋控制，可極大地提高發(fā)電效率和發(fā)電質(zhì)量，同時能給蓄電池23充電。蓄電池23用于將富余的電能存儲起來，供夜間等沒有陽光或陽光不足的 時段使用。逆變器21用于將直流電逆變?yōu)榻涣麟姡俟┙o空氣源熱泵熱水裝置1使用。本實施方式使用時，太陽能電池陣列24、風(fēng)力發(fā)電機25、生物質(zhì)能發(fā)電 設(shè)備26產(chǎn)生的直流電交給新能源控制器22進行相應(yīng)的處理。其中，新能源 控制器22根據(jù)太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電等新能源發(fā)電的特點， 采用多路反饋控制，將上述直流電傳給逆變器21，逆變器21再把直流電逆 變?yōu)榻涣麟?，然后，供給空氣源熱泵熱水裝置1使用。另外，新能源控制器 22還將富余的電能存儲在蓄電池23中，供夜間等沒有陽光或陽光不足的時 段使用。雖然結(jié)合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可 以在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)作出各種變形或修改，只要不超過本實用新型 的權(quán)利要求所描述的保護范圍，都應(yīng)當(dāng)在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種新能源空氣源熱泵熱水裝置，包括由壓縮機(13)、冷凝器(14)、節(jié)流設(shè)備(15)、蒸發(fā)器(12)、熱交換器(11)組成的空氣源熱泵熱水裝置(1)，所述壓縮機(13)分別與冷凝器(14)、蒸發(fā)器(12)連接，冷凝器(14)經(jīng)節(jié)流設(shè)備(15)后與蒸發(fā)器(12)連接，蒸發(fā)器(12)通過管路與熱交換器(11)連接；其特征在于還包括用于為空氣源熱泵熱水裝置(1)供電的新能源發(fā)電裝置(2)，該新能源發(fā)電裝置(2)由太陽能電池陣列(24)、風(fēng)力發(fā)電機(25)、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備(26)、新能源控制器(22)、蓄電池(23)、逆變器(21)組成，所述新能源控制器(22)分別與太陽能電池陣列(24)、風(fēng)力發(fā)電機(25)、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備(26)、蓄電池(23)、逆變器(21)連接，逆變器(21)還與壓縮機(13)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源空氣源熱泵熱水裝置，其特征在于所 述蓄電池(23)為全釩液流電池，或為鋅溴電池，或為鉛酸蓄電池。
專利摘要本實用新型公開了一種新能源空氣源熱泵熱水裝置，包括由壓縮機、冷凝器、節(jié)流設(shè)備、蒸發(fā)器、熱交換器組成的空氣源熱泵熱水裝置，所述壓縮機分別與冷凝器、蒸發(fā)器連接，冷凝器經(jīng)節(jié)流設(shè)備后與蒸發(fā)器連接，蒸發(fā)器通過管路與熱交換器連接；其還包括用于為空氣源熱泵熱水裝置供電的新能源發(fā)電裝置，該新能源發(fā)電裝置由太陽能電池陣列、風(fēng)力發(fā)電機、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備、新能源控制器、蓄電池、逆變器組成，所述新能源控制器分別與太陽能電池陣列、風(fēng)力發(fā)電機、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備、蓄電池、逆變器連接，逆變器還與壓縮機連接。本實用新型常年可用、節(jié)能、環(huán)保，運行費用低、運行安全、安裝方便。
文檔編號F24H4/02GK201363898SQ200920052388
公開日2009年12月16日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者曾智勇 申請人:曾智勇