[發(fā)明專利]水的電加熱固體吸附式空氣源熱泵系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710023010.7
• 申請日: 2007-05-30
• 公開（公告）號: CN101055133A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李興榮
• 申請（專利權(quán)）人: 李興榮
• 主分類號: F25B17/08
• 分類號: F25B17/08;F25B30/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水的電加熱的能量轉(zhuǎn)換，固體吸附式熱泵循環(huán)和節(jié)能技術(shù)，尤其涉及一種水的電加熱固體吸附式空氣源熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

(1)在人們?nèi)粘Ｉ钪校Ｓ秒娂訜岬姆绞将@取具有一定溫度的飲用水或生活用水。例如，電熱水器，電開水爐，電飲水機(jī)，太陽能熱水器電輔助加熱等。因其方便、清潔、環(huán)保，已廣泛用于家庭、賓館、學(xué)校、機(jī)關(guān)等場所，成為一種普通的生活電器。

為了節(jié)能，有的電加熱器采取了一些節(jié)能措施。采取的辦法主要是采用新型隔熱材料或加大隔熱材料的厚度。這些節(jié)能措施僅能減少因散熱造成的熱損失，因此至多只能將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能。目前，還沒有能大幅節(jié)省這類電加熱器電能的技術(shù)和產(chǎn)品。

(2)沸石分子篩具有獨(dú)特的吸附性能，在開發(fā)和利用能源方面已有試驗(yàn)性。的應(yīng)用。例如，利用太陽能，工業(yè)余熱等進(jìn)行制冷，國外曾有相關(guān)的報(bào)道。國內(nèi)已開展這方面的研究，但還沒有實(shí)用化的產(chǎn)品走向市場。

對于脫附，吸附過程中的熱泵效應(yīng)，人們一直抱有很大的興趣。因?yàn)檫@種熱泵系統(tǒng)是與環(huán)境友好的裝置。在適當(dāng)條件下，有很高的效率。而且裝置結(jié)構(gòu)簡單，沒有運(yùn)動部件，運(yùn)行可靠，壽命長。人們希望以此替換傳統(tǒng)的壓縮式熱泵系統(tǒng)，為此人們做了很多的探索和研究。但由于脫附、吸附循環(huán)過程不僅需要較高的加熱溫度，而且是間歇式循環(huán)，需要不斷地升溫和降溫才能實(shí)現(xiàn)循環(huán)，因此，不僅難以形成有效的連續(xù)循環(huán)，而且也難以提高系統(tǒng)的效率。盡管有一些固體吸附式熱泵系統(tǒng)在原理上是可行的，例如公告號2345386的發(fā)明專利，客車熱管吸附式制冷。/熱泵裝置，但難以在實(shí)際中應(yīng)用。

(3)現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用較多的是機(jī)械壓縮式熱泵，主要作為空調(diào)機(jī)使用。由于設(shè)備比較復(fù)雜，投資較高，作為供熱裝置使用的尚少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是改變現(xiàn)有各種水的電加熱器的發(fā)熱方式，提出一種能夠降低能耗的水的電加熱固體吸附式空氣源熱泵系統(tǒng)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種水的電加熱固體吸附式空氣源熱泵系統(tǒng)，包括熱桶，在熱桶內(nèi)設(shè)有隔熱腔體，在隔熱腔體內(nèi)設(shè)有吸附劑容器，在吸附劑容器內(nèi)設(shè)有吸附床和電熱管，在隔熱腔體上設(shè)有壓力閥且該壓力閥的出水口位于吸附劑容器的上方，在隔熱腔體上設(shè)有壓力閥且該壓力閥的進(jìn)氣口與吸附劑容器內(nèi)部連通，在吸附劑容器上連接有吸附管，該吸附管的一端與吸附劑容器的內(nèi)部相通，另一端延伸至熱桶之外部，在吸附管上設(shè)有壓力閥，在隔熱腔體的下部設(shè)有出水用止回閥。。

本發(fā)明以沸石分子篩一水組成吸附對，以沸石分子篩和電熱管組成吸附床，以被加熱的水作為吸附床的冷卻液，使帶隔熱腔的吸附床在被加熱的水中運(yùn)行。在吸附床的脫附、吸附循環(huán)中，吸附來自冷桶中的水蒸汽，并在吸附過程中放出吸附熱。冷桶中的水又通過桶壁的熱傳導(dǎo)不斷吸收空氣中的熱量，使空氣間接成為熱泵運(yùn)行中的低溫?zé)嵩础Ｓ纱耍纬煽諝庠礋岜醚h(huán)。水在冷卻吸附床的過程中被逐漸加熱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)利用固體吸附式空氣源熱泵系統(tǒng)對水加熱，獲得的熱量多于由消耗電能得到的熱量，省電節(jié)能可達(dá)25％左右。本發(fā)明之所以具有如此節(jié)能效果，是因?yàn)椋?a)本發(fā)明改變了現(xiàn)有水電器用電熱管直接加熱水的方法，采用在脫附，吸附循環(huán)過程中實(shí)現(xiàn)對水加熱的方法。在脫附、吸附循環(huán)過程中，以吸附來自冷桶水蒸氣的形式，吸收空氣中的熱量，并以吸附熱的形式，一起用于水的加熱，形成熱泵效應(yīng)。(b)本發(fā)明利用沸石分子篩的高溫吸附特性，實(shí)現(xiàn)了固體脫附、吸附過程和水的加熱過程的高度匹配。由電能轉(zhuǎn)換的熱能，在驅(qū)動吸附床進(jìn)行熱泵循環(huán)的運(yùn)行過程中，又全部轉(zhuǎn)變?yōu)樗臒崃俊Ｋ裕瑥乃碾娂訜崛^程來看，其獲得的熱泵效應(yīng)，沒有能量的損耗。

(2)和機(jī)械壓縮式熱泵系統(tǒng)相比，沒有機(jī)械運(yùn)動造成的能量損失，且結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低，運(yùn)行可靠，特別適合于小型裝置應(yīng)用，易推廣。

(3)沒有任何污染，與環(huán)境友好。

(4)吸附床屬開口系統(tǒng)，運(yùn)行壓力很低，沒有安全問題。且在水的加熱過程中，具有水、電分離的特點(diǎn)，因此，有利于提高水電器的用電安全性能。

(5)沸石分子篩具有出色的離子吸附能力，有利于凈化和改善水質(zhì)。由于電發(fā)熱管埋在分子篩之中，因此，有利于改善電發(fā)熱管的工作環(huán)境，有效減少結(jié)垢。

(6)適用面廣，可應(yīng)用于所有水的電加熱裝置。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的局部A結(jié)構(gòu)放大圖。

具體實(shí)施方式