[發(fā)明專利]熱氣源半導(dǎo)體熱泵加熱器及利用其進行加熱的方法

無效

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• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN102721177A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 茍仲武
• 申請（專利權(quán)）人: 茍仲武
• 主分類號: F24H4/04
• 分類號: F24H4/04;F25B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加熱器，特別是涉及熱氣源半導(dǎo)體熱泵加熱器。

本發(fā)明還涉及利用上述的熱氣源半導(dǎo)體熱泵加熱器對出局進行加熱的方法。

背景技術(shù)

由于現(xiàn)在生活的節(jié)奏越來越快，人們對資源的需求也越來越多，但是地球上的資源是有限的，因為國家和各人對廢水和廢熱的回收再利用成為節(jié)能減排的首要任務(wù)。目前在廚房中如燒開水或加熱湯料等需要將受熱體內(nèi)的水或者是其他湯料等液體煮沸或加熱都需要使用煤氣或者是使用電磁爐，將煤氣燃燒時的熱能加熱受熱體，或者使用電能轉(zhuǎn)化為磁能并將電磁爐加熱。這樣加熱效率比較低，能耗比較高，而且不能將空氣中的廢熱，尤其是夏天或者是工廠內(nèi)廢熱進行充分利用。

目前采用壓縮機的熱泵的能效比已經(jīng)很高，最高到11.2以上，但一般輸出溫度還不高，只能達到70度左右，因此很多節(jié)能減排熱回收應(yīng)用時，產(chǎn)生大量的熱水應(yīng)用面較窄。半導(dǎo)體熱泵技術(shù)同樣具有“搬移”熱量的能力，而且工作溫度范圍較寬。半導(dǎo)體熱泵能產(chǎn)生的溫差約60度，但能效比較低，約0.5。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足而完成的，本發(fā)明的目的是提供結(jié)構(gòu)簡單、可以充分利用廢熱氣和室外熱空氣、能耗低、加熱效率比較高、節(jié)省能源、減少排放的熱氣源半導(dǎo)體熱泵加熱器。

本發(fā)明的熱氣源半導(dǎo)體熱泵加熱器，包括設(shè)置在受熱體底部外壁上的半導(dǎo)體熱泵、通風(fēng)管道、空氣源壓縮式熱泵系統(tǒng)、測溫器、控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，所述半導(dǎo)體熱泵發(fā)熱表面與受熱體底部接觸，所述半導(dǎo)體熱泵制冷表面與空氣源壓縮式熱泵系統(tǒng)接觸，所述測溫器與受熱體底部緊密接觸，所述控制器與測溫器和電源系統(tǒng)連接，所述電源系統(tǒng)與所述半導(dǎo)體熱泵連接，所述通風(fēng)管道與所述熱氣源連接，所述通風(fēng)管道的進風(fēng)口和出風(fēng)口位于室內(nèi)或室外。

本發(fā)明的熱氣源半導(dǎo)體熱泵加熱器還可以是：

所述半導(dǎo)體熱泵為片狀，所述受熱體底部外壁上設(shè)置至少一片半導(dǎo)體熱泵。

所述半導(dǎo)體熱泵均勻設(shè)置在所述受熱體底部。

所述空氣源壓縮式熱泵系統(tǒng)包括通過冷媒管依次首尾連接的蒸發(fā)器、壓縮機和冷凝器，所述冷媒管內(nèi)設(shè)有制冷劑，所述蒸發(fā)器位于所述通風(fēng)管道內(nèi)，所述冷凝器與所述半導(dǎo)體熱泵的制冷面之間接觸。

本發(fā)明的熱氣源半導(dǎo)體熱泵加熱器，由于其包括設(shè)置在受熱體底部外壁上的半導(dǎo)體熱泵、通風(fēng)管道、空氣源壓縮式熱泵系統(tǒng)、測溫器、控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，所述半導(dǎo)體熱泵發(fā)熱表面與受熱體底部接觸，所述半導(dǎo)體熱泵制冷表面與空氣源壓縮式熱泵系統(tǒng)緊密接觸，所述測溫器與受熱體底部接觸，所述控制器與測溫器和電源系統(tǒng)連接，所述電源系統(tǒng)與所述半導(dǎo)體熱泵連接，所述通風(fēng)管道與所述熱氣源連接，所述通風(fēng)管道的進風(fēng)口和出風(fēng)口位于室內(nèi)或室外。這樣，蒸發(fā)器將通風(fēng)管道內(nèi)來源于廢熱源或者是室內(nèi)或者室外熱空氣的熱風(fēng)進行換熱處理，并將冷卻后的冷風(fēng)從通風(fēng)管道的出風(fēng)口排出，而空氣源壓縮式熱泵系統(tǒng)將熱風(fēng)內(nèi)的熱量通過內(nèi)部媒介進行換熱，使得空氣源壓縮式熱泵系統(tǒng)循環(huán)換熱，以便與半導(dǎo)體熱泵接觸的空氣源壓縮式熱泵系統(tǒng)放熱，半導(dǎo)體熱泵搬運傳導(dǎo)該熱量至受熱體底部，并進一步換熱至受熱體內(nèi)的液體處，將受熱體內(nèi)液體溫度升高至一定溫度，然后控制器控制電源系統(tǒng)對半導(dǎo)體熱泵供電并處于加熱狀態(tài)，半導(dǎo)體熱泵本身發(fā)熱的同時繼續(xù)搬運傳導(dǎo)輸送熱量，將受熱體內(nèi)的液體加熱至100℃或以上。相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點是充分利用廢熱氣和室內(nèi)外熱空氣先將受熱體內(nèi)的液體加熱到一定程度然后再對半導(dǎo)體熱泵通電發(fā)熱，相比相同的發(fā)熱量，能耗降低了25-60％，而且加熱效率高，穩(wěn)定性好，節(jié)省能源，減少排放。因此將壓縮機熱泵等和半導(dǎo)體熱熱泵結(jié)合，就能在現(xiàn)有技術(shù)條件下，將回收再利用的熱水應(yīng)用領(lǐng)域擴大，如廚具行業(yè)就能用于保溫、燉、煮，大大降低能耗。

本發(fā)明的另一目的是提供利用上述的熱氣源半導(dǎo)體熱泵加熱器對廚房的廚具進行加熱的方法，該方法加熱效率高，充分利用廢熱氣和室內(nèi)外熱空氣，降低能耗，節(jié)能減排。

本發(fā)明的利用上述熱氣源半導(dǎo)體熱泵加熱器進行加熱的方法，包括以下步驟：A.將室內(nèi)或室外溫度為15-40℃的熱空氣進過通風(fēng)管道進風(fēng)口進入通風(fēng)管道內(nèi)并通過蒸發(fā)器進行熱交換，將冷媒管內(nèi)的制冷劑蒸發(fā)得到低壓氣態(tài)制冷劑，同時將通風(fēng)管內(nèi)的熱氣冷卻，將蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑通過壓縮機壓作用后變?yōu)楦邷馗邏簹鈶B(tài)制冷劑，冷凝器將該高溫高壓氣態(tài)制冷器冷卻為液態(tài)制冷器并放出熱量，與冷凝器接觸的半導(dǎo)體熱泵開始泵送或傳導(dǎo)熱量至受熱體底部，并將受熱體內(nèi)液體加熱至一定溫度，測溫器測得受熱體底部溫度在一定階段基本恒定；