[發(fā)明專利]一種空氣循環(huán)的開式熱泵熱水制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810919365.2
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108954821B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 蔣爽;王樹剛;李雙雙;杜偉
• 申請（專利權）人: 大連民族大學
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 李猛

本發(fā)明公開了一種空氣循環(huán)的開式熱泵熱水制備方法，該方法利用回熱器對空氣進行一級預熱后，利用第一空氣壓縮機和第二空氣壓縮機及渦輪壓氣部件對空氣進行兩級壓縮制備高溫空氣，通過中間換熱器和空氣/水換熱器進行兩次換熱完成對循環(huán)水的加熱，可在寒冷及嚴寒地區(qū)制備60℃以上建筑供暖用水及生活熱水。

技術領域

本發(fā)明涉及一種熱水制備方法，尤其是一種空氣循環(huán)的開式熱泵熱水制備方法。

背景技術

現(xiàn)階段，全球越來越關注全球氣候變暖以及環(huán)境保護的問題。而熱泵是一種冷熱復用設備，可滿足制冷、采暖以及生活熱水多樣化需求。但在制冷劑的選擇問題上需要既要考慮其環(huán)保性，又必須考慮對效率的影響，目前HCFC(氟氯烴)類的制冷劑已受到了越來越嚴格的管制。此外，對于傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式熱泵，存在制熱量與建筑熱負荷變化不一致的問題，當室外環(huán)境溫度下降，建筑熱負荷增加，但傳統(tǒng)蒸汽壓縮熱泵系統(tǒng)的制熱量反而大幅下降，效率非常低。

空氣循環(huán)系統(tǒng)以空氣作為制冷工質(zhì)，空氣儲量豐富且不污染環(huán)境，系統(tǒng)的循環(huán)流程較傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)更加靈活，更容易結合實際情況對系統(tǒng)進行相應的優(yōu)化改造，可以根據(jù)不同使用目的和要求采用多種循環(huán)流程，制冷量和制冷溫度容易調(diào)節(jié)，操作維護簡單，并且經(jīng)過優(yōu)化設計的空氣循環(huán)的制熱量可以與建筑熱負荷的變化趨勢保持一致。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決寒冷及嚴寒地區(qū)建筑供暖及生活熱水制備方式不足的問題，本發(fā)明提供一種空氣循環(huán)的開式熱泵熱水制備方法，該方法利用一級預熱兩級壓縮制備高溫空氣，通過兩次換熱完成對循環(huán)水的加熱，可在寒冷及嚴寒地區(qū)制備60℃以上建筑供暖用水及生活熱水。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種空氣循環(huán)的開式熱泵熱水制備方法，大氣環(huán)境中的冷空氣經(jīng)空氣入口進入回熱器中，被預熱后進入第一空氣壓縮機的進氣端，經(jīng)第一空氣壓縮機壓縮升溫后由排氣端排出，進入中間換熱器，將流經(jīng)中間換熱器的循環(huán)水進行第一次加熱；空氣從中間換熱器排出后分成兩路，其中一路進入渦輪壓氣部件的壓氣部件，經(jīng)壓氣部件壓縮升溫升壓后由排氣端排出；另一路進入第二空氣壓縮機進氣端，經(jīng)第二空氣壓縮機壓縮升溫升壓后由排氣端排出，兩路空氣在空氣三通內(nèi)混合后進入空氣/水換熱器；高溫高壓空氣在空氣/水換熱器內(nèi)釋放熱量，將流經(jīng)空氣/水換熱器的循環(huán)水進行第二次加熱，溫度降低后的空氣進入回熱器，在回熱器內(nèi)進一步釋放熱量，將經(jīng)空氣入口進入回熱器的冷空氣進行預熱，最后空氣進入渦輪壓氣部件的渦輪部件，在渦輪部件內(nèi)做功后變?yōu)榈蜏氐蛪旱目諝猓?jīng)空氣出口排入大氣環(huán)境，完成一個空氣循環(huán)。

循環(huán)水在循環(huán)水泵的作用下，流經(jīng)中間換熱器，在中間換熱器中進行一次加熱，然后進入空氣/水換熱器，在空氣/水換熱器中經(jīng)高溫高壓空氣進行第二次加熱后通過水管路返回熱水箱。熱水箱的供水口接用戶生活熱水供水或者采暖熱水供水，回水口接自來水或者采暖熱水回水。當熱水箱內(nèi)水溫達到設定值時，該裝置停止運行。

本發(fā)明的有益效果是：

1.第一空氣壓縮機排氣進入中間換熱器，對流經(jīng)中間換熱器的循環(huán)水進行第一次加熱，排氣經(jīng)過冷卻后進入第二空氣壓縮機和渦輪壓氣部件，一方面可以降低第二空氣壓縮機和渦輪壓氣部件的入口溫度，改善其運行條件，另一方面可以增加其吸入空氣的質(zhì)量流量，從而增加系統(tǒng)的制熱量；

2.采用回熱器對進入設備的室外空氣進行預熱，可有效提高系統(tǒng)的性能系數(shù)，據(jù)測算該系統(tǒng)的制熱性能系數(shù)可達2.0以上，且隨室外環(huán)境溫度變化不大；

3.經(jīng)過中間換熱器和空氣/水換熱器兩次加熱后，循環(huán)水的溫度可達60℃以上，有效克服寒冷及嚴寒地區(qū)建筑供暖及生活熱水制備方式的不足；

4.使用空氣作為制冷劑，無臭氧層破壞和臭氧效應，對環(huán)境友好；

5.在回熱器中再次放熱后的空氣進入渦輪部件內(nèi)做功，通過軸帶動壓氣部件運行，可有效減少系統(tǒng)用電功率，提高系統(tǒng)性能。

附圖說明