[發(fā)明專利]雙熱源船用熱泵熱水器及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310245022.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN103353169A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙忠超;米浩君;周根明;成華;豐威仙;云龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F24H4/04
• 分類號(hào): F24H4/04;F24H9/20;F25B41/04;F25B41/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種船舶上使用的熱泵技術(shù)，具體是以更低的成本在船舶航行的過程中制備熱水的方法及其熱水系統(tǒng)，特別是涉及一種充分利用船舶航行條件的可切換控制的雙蒸發(fā)器熱泵，帶海水源蒸發(fā)器和空氣源蒸發(fā)器的雙熱源船用熱泵熱水器及其控制方法。?

技術(shù)背景

目前，熱水器產(chǎn)品主要有燃?xì)鉄崴鳎姛崴鳎柲軣崴鳎瑹岜脽崴鳌Ｋ鼈兗扔凶约旱膬?yōu)點(diǎn)又有自己的缺點(diǎn)。燃點(diǎn)熱水器使用最方便，即開即用，但安全性能差，安裝使用不當(dāng)會(huì)引起一氧化碳中毒，有爆炸和著火的危險(xiǎn)，污染嚴(yán)重，因此在市場(chǎng)上造成一部分消費(fèi)群體不敢問津，香港地區(qū)已經(jīng)禁止銷售；電熱水器，初期投入不大，使用安全性也能接受，但由于制熱效率低，耗電量大，成本較高，限制了其廣泛應(yīng)用。?

目前節(jié)能型的熱水裝置為太陽能和熱泵兩大類，隨著能源價(jià)格的不斷攀升，節(jié)能型熱水裝置越來越受到用戶的歡迎；但太陽能熱水器雖然使用成本低廉，得到政府的倡導(dǎo)，但其受到氣候影響較大，熱源單一，可靠性較差，又不能全天候使用，造成用戶的許多不便，近年來基于熱泵原理來制造的空氣源熱泵熱水器，年平均熱效率一般可達(dá)到300%，逐漸受到用戶的青睞。但空氣能熱水器區(qū)域性特征明顯，在冬季溫度低于0℃的區(qū)域應(yīng)用受到限制。?

船舶在不同的海域或在不同的流域航行，船上所帶的化石能源并不能完全滿足船上的能源需求，因此盡可能的節(jié)約能源，延長(zhǎng)船舶的續(xù)航時(shí)間非常有實(shí)用意義。充分利用船舶在海水中船行的工作條件，再結(jié)合空氣能源的利用，綜合兩者的優(yōu)勢(shì)為船舶提供優(yōu)質(zhì)的能源。?

專利文獻(xiàn)CN200320129702.7所公開的一種戶內(nèi)空氣源熱泵熱水器，主要包括壓縮機(jī)，通過制冷劑管路分別與壓縮機(jī)的吸入口和出口相連的蒸發(fā)器和冷凝器，儲(chǔ)熱水箱以及設(shè)置在冷凝器和蒸發(fā)器之間制冷劑管路上的干燥過濾器和節(jié)流裝置。其冷凝器設(shè)置在儲(chǔ)熱水箱內(nèi)，儲(chǔ)熱水箱上設(shè)有冷水進(jìn)水管和熱水出水管，蒸發(fā)器安裝在墻洞內(nèi)，蒸發(fā)器可以吸收室內(nèi)排出空氣的熱量，達(dá)到一定的節(jié)能除霜功能，但并不徹底。即使在船舶上使用，海洋氣候相對(duì)穩(wěn)定，其對(duì)外界環(huán)境溫度依賴過大，其正常工作環(huán)境溫度在-5℃到40℃之間，故基本適用于東海，南海一帶，空氣溫度較高的海域，然而在寒冷地區(qū)和寒冷的海域仍然略顯不足。?

在熱泵熱水器中水源熱泵熱水器也有一定的應(yīng)用。如專利200510037382.6所公開的一種應(yīng)用水源二次換熱來提高整體熱效率的水源熱泵熱水器。主要由自來水入水管，換熱器，水流開關(guān)，恒溫出水開關(guān)，熱水出水口串聯(lián)連接，成熱水供水通路，廢水過濾器，回水管，回水泵，換熱器，換熱器廢水出水口串聯(lián)連接，成回水水路，壓縮機(jī)，換熱器，節(jié)流閥，換熱器串聯(lián)連接成加熱回路。水源熱泵熱水器理論上可以利用一切的水資源，但在實(shí)際工程中，不同的水資源利用的成本差異相當(dāng)大，所以在不同的地區(qū)是否有適合的水源成為水源熱泵應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵。再者，該系統(tǒng)采用廢水收集技術(shù)進(jìn)行熱量回收，雖然理論上可以有回收一部分的熱量，但由于廢水的溫度并不太高，而且散熱面積大，在收集過程中熱量已大量的散失，不能達(dá)到有效的熱量回收目的，其初投入也較高。廢水的處理難度高，廢水的污垢對(duì)蒸發(fā)器有腐蝕的作用，既影響熱量回收，又增加回收難度。由于設(shè)備的體積較大，所占空間過大在船舶上不能使用這種廢水回收的技術(shù)。而本發(fā)明專利可切換蒸發(fā)器雙熱源的船用熱泵熱水器，充分利用船舶航行的工作條件，將取之不盡的海水熱量充分利用起來，再結(jié)合空氣源熱泵技術(shù)和恰當(dāng)?shù)南到y(tǒng)控制，充分利用工作環(huán)境的可利用熱量，達(dá)到船舶上制備合格熱水又節(jié)約能源的雙重目的。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和缺陷，為船舶上船員提供一種更高效率和更低成本的制備熱水的雙熱源船用熱泵熱水器及其控制方法。本發(fā)明是將空氣源熱泵與海水源熱泵有機(jī)的結(jié)合起來，提出了一種恰當(dāng)?shù)恼舭l(fā)器切換和系統(tǒng)控制方法。本發(fā)明不但能夠充分利用空氣能，同時(shí)也能夠使船舶航行在寒冷地區(qū)或寒冷的季節(jié)亦可生產(chǎn)熱水，從而大大降低熱水制備的耗電量，提高船舶有限能源的利用率。?

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：?