[發明專利]一種帶熱聲加熱的空氣源熱泵熱水器及其加熱方法

有效

• 申請號: 201410239204.0
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103983014B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 李改蓮;金聽祥;楊濱濱;徐冉
• 申請（專利權）人: 廣東志高空調有限公司;鄭州輕工業學院
• 主分類號: F24H4/04
• 分類號: F24H4/04;F24H1/12;F22B33/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 曹志霞

技術領域

本發明涉及熱水器領域，尤其涉及一種帶熱聲加熱的空氣源熱泵熱水器及其加熱方法。

背景技術

在工業過程與生活中，很多場合都需要用電力產生熱。常見的加熱方式是采用電熱元件將電力通過電阻發熱產生熱能，但這種熱產生方式不經濟，能源利用效率低。熱泵作為一種新型的加熱方式可以提高數倍的能源利用效率，如空氣源、水源或地源熱泵等。目前現有的熱泵利用工質的壓縮-蒸發過程(常見空調系統的逆過程)實現熱泵功能。然而，由于工質特性的限制，這種熱泵很難實現大溫差泵熱(一般低于100攝氏度)，限制了在更高溫度的應用。

目前能夠提供100攝氏度左右的高溫熱水或100攝氏度以上的高溫蒸汽的，目前多數采用電熱水器或鍋爐加熱，但電熱水器或鍋爐加熱能源利用效率較低。

發明內容

鑒于上述技術問題，本發明實施例提供了一種帶熱聲加熱的空氣源熱泵熱水器，包括：

空氣源熱泵熱水系統、多級熱聲加熱系統；

所述空氣源熱泵熱水系統用于將外接常溫水加熱至初級熱水；

所述多級熱聲加熱系統用于將所述初級熱水加熱至100攝氏度水和/或蒸汽。

可選的，所述空氣源熱泵熱水系統包括：第一加熱水箱、第一換熱風扇、空氣源換熱器和第一壓縮機；

所述第一加熱水箱內部設置有換熱金屬管；

所述第一壓縮機用于壓縮出高溫高壓制冷劑氣體，并使壓縮出的高溫高壓制冷劑氣體進入所述第一加熱水箱，流經所述換熱金屬管將所述第一加熱水箱里面的水加熱成為初級熱水；

所述空氣源換熱器用于使換熱后高溫高壓的氣態制冷劑冷凝成高溫高壓的液態制冷劑在流出第一加熱水箱后，進入所述空氣源換熱器內蒸發，空氣在所述第一換熱風扇的驅動下，流過所述空氣源換熱器，制冷劑與空氣進行強制換熱，且使制冷劑蒸發成低溫低壓的氣體，回流入壓縮機。

可選的，所述多級熱聲加熱系統包括：熱聲加熱器；

所述熱聲加熱器包括：聲發生器、共振管、熱聲換熱器、板疊；

所述聲發生器用于產生聲波；

所述板疊內部設置有彈性介質；

所述共振管用于將所述聲波發生器產生的聲波形成共振，并傳遞到所述板疊中，引起所述板疊中彈性介質壓縮，產生的熱量；

所述熱聲換熱器用于使流經所述熱聲換熱器的水吸收所述板疊中彈性介質壓縮產生的熱量。

可選的，所述帶熱聲加熱的空氣源熱泵熱水器還包括初級熱水輸送管道和多級輸送管道；

所述初級熱水輸送管道用于使所述空氣源熱泵熱水系統和所述多級熱聲加熱系統連接，且將所述空氣源熱泵熱水系統產生的所述初級熱水輸送給所述多級熱聲加熱系統；

所述多級輸送管道用于將熱聲加熱系統產生的100攝氏度水和/或蒸汽在不同加熱級別的熱聲加熱器之間傳輸，且能夠將加熱后的100攝氏度水和/或蒸汽輸送到使用場合。

可選的，所述帶熱聲加熱的空氣源熱泵熱水器還包括控制系統；

所述控制系統包括設置在所述初級熱水輸送管道和所述多級輸送管道用于控制管道通斷的電磁閥和用于檢測空氣源熱泵熱水系統和不同級別熱聲加熱器的內部介質的加熱溫度，且根據檢測到的溫度控制電磁閥開啟和關斷的溫度傳感器。

可選的，所述帶熱聲加熱的空氣源熱泵熱水器還包括循環系統；

所述循環系統包括第二換熱風扇、一體式雙循環換熱器

所述多級熱聲加熱系統包括低溫鹽水循環泵、熱端熱聲換熱器和冷端熱聲換熱器；

所述熱端熱聲換熱器用于將所述多級熱聲加熱系統產生的熱量與所述初級熱水進行熱量交換；

所述冷端熱聲換熱器用于通過高溫鹽水吸收所述熱端熱聲換熱器產生的冷量；

所述低溫鹽水循環泵用于將外接高溫鹽水打入所述熱聲加熱器的冷端熱聲換熱器中，吸收所述熱聲加熱器的熱端熱聲換熱器工作中產生的冷量，并將吸收完冷量的低溫鹽水，進入一體式雙循環換熱器中；

所述一體式雙循環換熱器用于使所述低溫鹽水流入，在所述第二換熱風扇驅動下，空氣經過所述低溫鹽水流過的管路，使所述低溫鹽水與空氣進行強制換熱，變成高溫鹽水，再進入所述低溫鹽水循環泵換熱。

可選的，所述空氣源熱泵熱水系統還包括第二壓縮機和第二加熱水箱；

所述第二壓縮機用于壓縮出高溫高壓制冷劑氣體，并進入所述第二加熱水箱，通過所述第二加熱水箱的換熱金屬管將所述第二加熱水箱里面的水加熱，成為初級熱水；