[發明專利]一種制冷-制熱多溫區間綜合供水系統及方法

在審

• 申請號: 202110624872.5
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113310105A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 郝俊紅;李登科;戈志華;張尤俊
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F24D17/00
• 分類號: F24D17/00;F24D19/10;F25D29/00;F25D31/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王胥慧

本發明涉及一種制冷?制熱多溫區間綜合供水系統及方法，其特征在于，包括冰水箱、溫水箱、熱電制冷?制熱系統、換熱系統、熱水箱、電制熱系統和第一～第三溫度傳感器；冰水箱和溫水箱的進水口并聯連接飲水設備的總供水管，冰水箱內設置有第一溫度傳感器，冰水箱和溫水箱分別連接熱電制冷?制熱系統，熱電制冷?制熱系統用于進行制冷和預加熱；溫水箱的出水口通過換熱系統連接熱水箱的進水口，熱水箱內設置有電制熱系統和第二溫度傳感器，熱水箱的一出水口連接換熱系統的熱側進水口，換熱系統內設置有第三溫度傳感器；冰水箱出水口、換熱系統熱側出水口和熱水箱另一出水口并聯連接飲水設備的出水管，本發明可廣泛用于半導體熱電制冷?制熱領域中。

技術領域

本發明是關于一種制冷-制熱多溫區間綜合供水系統及方法，屬于半導體熱電制冷-制熱領域。

背景技術

隨著能源發展與環境污染的矛盾日益突出，高效、低耗、零污染的能源轉換方式越來越受到人們的廣泛關注。其中，相比傳統采用氟利昂等循環工質的機械式壓縮制冷方式，熱電制冷具有大工作溫度區間、控制可靠方便、布局靈活、易適應、零排放和低噪聲等特點，如今已廣泛應用于家用制冷設備中，例如飲水設備、冰箱等。以家用或商用的飲水設備為例，根據飲水供應溫度，常用的飲水設備可劃分為溫熱、冰熱、冰溫熱三種類型，主要采用電加熱、半導體熱電制冷等方式進行加熱。根據用戶需求，需要提供包括低于10℃的冰水、50℃左右的溫水和高于90℃的熱水等不同溫度區間的飲用水。通常，飲水設備的水源溫度與室溫或自來水溫度保持一致，即20～25℃。

然而，傳統的采用半導體熱電制冷方式制備冰水過程中，熱端采用強制通風冷卻方式，直接向環境空氣散熱，不僅增加風機運行功耗，還會產生相應的噪聲，影響室內舒適度。同時，電加熱設備將溫水從25℃加熱到高于90℃，直接將電能轉換為熱能，效率較低，而高于90℃的熱水通常無法直接飲用，需要引入其他額外的冷卻方式進行冷卻，這將會導致高品質熱源的進一步浪費。由此可見，目前現有技術中尚未能充分實現能源的梯級利用，整體運行效率較低，尚未實現充分節能。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種運行效率高且能夠實現能源梯級利用的制冷-制熱多溫區間綜合供水系統及方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種制冷-制熱多溫區間綜合供水系統，包括冰水箱、溫水箱、熱電制冷-制熱系統、換熱系統、熱水箱、電制熱系統以及第一～第三溫度傳感器；

所述冰水箱和溫水箱的進水口并聯連接飲水設備的總供水管，所述冰水箱內設置有用于實時采集所述冰水箱內飲用水溫度的第一溫度傳感器，所述冰水箱和溫水箱分別連接所述熱電制冷-制熱系統，所述熱電制冷-制熱系統用于根據所述第一溫度傳感器采集的溫度，對所述冰水箱內的飲用水進行制冷以及對所述溫水箱內的飲用水進行預加熱；

所述溫水箱的出水口通過所述換熱系統連接所述熱水箱的進水口，所述熱水箱內設置有所述電制熱系統和用于實時采集所述熱水箱內飲用水溫度的所述第二溫度傳感器，所述電制熱系統用于根據所述第二溫度傳感器采集的溫度，對所述熱水箱內的飲用水進行加熱；

所述熱水箱的一出水口連接所述換熱系統的熱側進水口，所述換熱系統的熱側設置有用于實時采集所述換熱系統熱側飲用水溫度的所述第三溫度傳感器，所述換熱系統用于根據所述第三溫度傳感器采集的溫度，對所述溫水箱內預加熱后的飲用水與所述熱水箱內的熱水進行換熱；

所述冰水箱的出水口、所述換熱系統的熱側出水口和所述熱水箱的另一出水口并聯連接所述飲水設備的出水管。

進一步地，還包括蓄冰水箱；

所述蓄冰水箱固定設置在所述冰水箱與飲水設備的出水管之間。

進一步地，所述熱電制冷-制熱系統包括熱電制冷片、冷端散熱翅片、熱端散熱翅片、第一控制器和第一電源；