一種用雙作用熱聲熱泵為加熱器的開(kāi)水加熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開(kāi)水加熱系統(tǒng)，尤其涉及一種用雙作用熱聲熱泵為加熱器的開(kāi)水加熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]熱泵技術(shù)是一種充分利用低品位能源通過(guò)熱泵使其變?yōu)楦咂肺荒茉吹囊活惸茉炊卫没厥昭b置，可以有效提高能源利用率。而現(xiàn)有的電加熱開(kāi)水器由于直接消耗電能造成電力的過(guò)渡消耗和設(shè)備使用費(fèi)用，以1kW功率標(biāo)準(zhǔn)的電開(kāi)水器為例，如果其每天工作6小時(shí)，每kW -h電費(fèi)按0.45元計(jì)算，那么其一年使用過(guò)程中消耗的電費(fèi)可達(dá)9855元，而每個(gè)單位、區(qū)域、城市使用的開(kāi)水器不止成百上千臺(tái)，如此計(jì)算下來(lái)每年的電力消耗還是很可觀的。我們希望利用這樣一種高效熱泵裝置替代現(xiàn)有開(kāi)水加熱器中的電加熱器部分，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)降低電能消耗的同時(shí)可以產(chǎn)生更多熱能的目標(biāo)。
[0003]圖1、圖2為現(xiàn)有開(kāi)水加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和2所示，現(xiàn)有開(kāi)熱水加熱裝置主要包括開(kāi)水儲(chǔ)箱6，冷水儲(chǔ)箱6-1、煮水儲(chǔ)箱6-2、電加熱器5，5’和其他控制裝置。開(kāi)水器工作時(shí)，主要采用給電加熱器通電，將電能直接轉(zhuǎn)換為熱能對(duì)加熱器附近的冷水進(jìn)行加熱，較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)是通過(guò)水閥控制冷水流量逐層加熱如圖1所示；較復(fù)雜的系統(tǒng)則采用冷水、煮水、儲(chǔ)熱水分別放置在不同水箱如圖2所示。與此同時(shí)，通過(guò)控制回路依據(jù)水量、水溫等情況控制電加熱器部分的啟動(dòng)和停止。無(wú)論哪種傳統(tǒng)方法均利用電能直接加熱，雖然操作簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但如前所述電力損失和高昂電費(fèi)均有?？沙掷m(xù)發(fā)展理念。
[0004]圖3所示為單元雙作用熱聲熱泵的結(jié)構(gòu)示意圖。該單元雙作用熱聲熱泵包括兩個(gè)直線電機(jī)【即直線壓縮機(jī)I和直線膨脹機(jī)I’】以及熱泵單元2 ;所示的熱泵單元2連接于所述直線壓縮機(jī)I與直線膨脹機(jī)I’之間；其包括依次連接于所述直線壓縮機(jī)I的次低溫?fù)Q熱器9、熱緩沖管10、高溫?fù)Q熱器11、回?zé)崞?2和主低溫?fù)Q熱器13 ;通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)直線電機(jī)的相關(guān)參數(shù)保證熱泵單元與環(huán)路串聯(lián)熱泵系統(tǒng)中的每一臺(tái)熱泵單元的工作條件一致。但相較于環(huán)路系統(tǒng)的工作相位可通過(guò)幾何結(jié)構(gòu)自調(diào)節(jié)，單元系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于:膨脹機(jī)回收的部分聲功需要增加其它途徑才可以再次利用，這樣會(huì)增加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性；一臺(tái)壓縮機(jī)可以產(chǎn)生的聲功畢竟有限，導(dǎo)致泵熱量有限，而大功率壓縮機(jī)勢(shì)必造成壓縮機(jī)體積和震動(dòng)的增大；熱泵單元進(jìn)出口體積流率相位差需要對(duì)直線電機(jī)進(jìn)行人為調(diào)節(jié)，有可能造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種用雙作用熱聲熱泵為加熱器的開(kāi)水加熱系統(tǒng)，其主加熱器采用雙作用高溫?zé)崧暉岜眉訜醿?chǔ)水箱中的冷水至100°c，替代傳統(tǒng)開(kāi)水加熱器的電加熱器裝置，節(jié)約電能提高能源利用率。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明提供的用雙作用熱聲熱泵為加熱器的開(kāi)水加熱系統(tǒng)，其包括:底端裝有冷水補(bǔ)水閥8的冷水儲(chǔ)箱6-1 ;裝有開(kāi)水出口水龍頭7的熱水儲(chǔ)箱6 ;和加熱器；
[0008]其特征在于，
[0009]所述的加熱器為雙作用熱聲熱泵加熱器；所述的雙作用熱聲熱泵加熱器由首尾間隔相連并形成閉合環(huán)形回路的三個(gè)雙作用直線壓縮機(jī)I和三個(gè)熱泵單元2組成；所述三個(gè)雙作用直線壓縮機(jī)I的工作相位差和三個(gè)熱泵單元2出口處體積流率相位差均為120度；所述三個(gè)直線壓縮機(jī)采用三相電供電；
[0010]所述三個(gè)熱泵單元2的每一個(gè)熱泵單元均由依次相連的次低溫?fù)Q熱器9、熱緩沖管10、高溫?fù)Q熱器11、回?zé)崞?2和主低溫?fù)Q熱器13組成，前一熱泵單元的主低溫?fù)Q熱器13和后一個(gè)熱泵單元的次低溫?fù)Q熱器9分別連接于所述雙作用直線壓縮機(jī)I的兩端；每一個(gè)熱泵單元2的高溫?fù)Q熱器11入口分別通過(guò)冷水輸入管道3與所述冷水儲(chǔ)箱6-1相連通，每一個(gè)熱泵單元2的高溫?fù)Q熱器11出口分別通過(guò)熱水輸出管道4與所述熱水儲(chǔ)箱6相連通。
[0011]本發(fā)明提供的用雙作用熱聲熱泵為加熱器的開(kāi)水加熱系統(tǒng)，還可包括裝于所述熱水儲(chǔ)箱6底部的一由三相電供電的輔助電加熱器5。
[0012]本發(fā)明提供的用雙作用熱聲熱泵為加熱器的開(kāi)水加熱系統(tǒng)，還可進(jìn)一步包括一與所述開(kāi)水儲(chǔ)箱6-1相連通的煮水儲(chǔ)箱6-2，每一個(gè)熱泵單元2的高溫?fù)Q熱器11出口分別通過(guò)熱水輸出管道4與所述煮水儲(chǔ)箱6-2相連通。
[0013]所述的回?zé)崞?2采用帶孔隙的不銹鋼絲網(wǎng)逐層填充的具有多孔介質(zhì)流道的回?zé)崞?。所述每一個(gè)熱泵單元中的各部件均為獨(dú)立部件；所述次低溫?fù)Q熱器9、高溫?fù)Q熱器11和主低溫?fù)Q熱器13的外殼均為不銹鋼外殼的殼管式銅換熱器；所述的熱緩沖管10為不銹鋼管，主要起到緩沖高溫?fù)Q熱器11處的高溫保護(hù)另一端的雙作用直線壓縮機(jī)I的作用。
[0014]其中的熱泵單元2由依次相連的次低溫?fù)Q熱器9、熱緩沖管10、高溫?fù)Q熱器11、回?zé)崞?2和主低溫?fù)Q熱器13組成；回?zé)崞?2消耗聲功在其兩端產(chǎn)生溫差使主低溫?fù)Q熱器13產(chǎn)生制冷效果同時(shí)高溫?fù)Q熱器11產(chǎn)生泵熱效果，次低溫?fù)Q熱器9和熱緩沖管10主要用于防止雙作用直線壓縮機(jī)過(guò)熱。
[0015]其中的回?zé)崞?2采用帶孔隙的不銹鋼絲網(wǎng)逐層填充的具有多孔介質(zhì)流道的回?zé)崞?，可?shí)現(xiàn)將雙作用直線壓縮機(jī)I產(chǎn)生的聲功轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽Y(jié)合其兩端的高/低溫?fù)Q熱器完成熱量從低溫端泵至高溫端的功能。
[0016]其中的雙作用直線壓縮機(jī)I兩端通過(guò)連接管分別連接兩個(gè)熱泵單元，依此規(guī)律將三個(gè)雙作用直線壓縮機(jī)I和三個(gè)熱泵單元串聯(lián)形成閉合回路，此時(shí)三個(gè)直線壓縮機(jī)的工作相位相差120度，不需要運(yùn)行時(shí)額外調(diào)節(jié)工作所需相位便可適應(yīng)行波特性，采用三相電給所述三個(gè)直線壓縮機(jī)I供電。
[0017]所述冷水輸入管道3為冷水儲(chǔ)箱6-1與熱泵單元2中的高溫?fù)Q熱器11入口的聯(lián)通管道，實(shí)現(xiàn)將冷水送入高溫?fù)Q熱器中進(jìn)行加熱；所述熱水輸出管道4為熱泵單元2中的高溫?fù)Q熱器出口與開(kāi)水儲(chǔ)箱6或煮水儲(chǔ)箱6-2的聯(lián)通管道，實(shí)現(xiàn)將加熱后的開(kāi)水送回開(kāi)水儲(chǔ)箱6。
[0018]本發(fā)明提供的用雙作用熱聲熱泵為加熱器的開(kāi)水加熱系統(tǒng)可有效的利用電能，通過(guò)熱聲效應(yīng)產(chǎn)生更多的泵熱量，從而提高了能源利用率，更具有發(fā)展和應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為現(xiàn)有較簡(jiǎn)單開(kāi)水電加熱器一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為現(xiàn)有較復(fù)雜開(kāi)水電加熱器二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為雙作用熱聲熱泵單元獨(dú)立工作模式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。顯然所提供的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得