一种利用燃气燃烧补偿热源的节能热泵热水器

摘要

本发明提供一种节能热泵热水器，尤其是涉及一种利用燃气燃烧补偿热源的节能热泵热水器，这种新型的利用燃气补偿热源的节能热泵热水器由于创造性地利用了空气能热水器和燃气热水器的优点，避免了空气能热水器热源温度不高不稳定的缺点，又避免了燃气热水器热效率不高的缺点，又因为可以即开即用，避免了空气能热水器需要循环储热储水而连续耗电的缺点，故总的能量转换效率还比空气能热水器的能量转换效率高，耗能成本也比空气能热水器的低；此外，这种新型的利用燃气补偿热源的节能热泵热水器还因为可以即开即用，避免了使用昂贵的保温储水箱而可以用相对廉价的燃气热补偿装置代替，并且制造工艺要求不高，安装方便，因此总的制造或使用成本还比空气能热水器低很多。对推进整个社会的节能进程来说是一大进步，一经推广使用，对促进社会经济发展将具有重要的现实意义。

说明书

技术领域：本发明提供一种节能热泵热水器，尤其是涉及一种利用燃气 燃烧补偿热源的节能热泵热水器。

技术背景：空气能热水器是近几年兴起的一种节能热泵热水器，它的优 点在于在同样的条件下它耗费的电能仅是传统电热管式热水器的25％左右， 因而被誉为第四代热水器，但是空气能热水器有一个大缺点，那就是很难直 接制出合格的热水或者直接制出的热水温度不稳定，原因在于空气能热水器 很难有一个温度足够合格稳定的热源来提供热能，因为空气的温度是不断变 化的，特别是在北方的冬天，空气温度很低，空气能热水器几乎无法从空气 中获取热能，因此现在的空气能热水器的设计原理几乎都是采取循环储热储 水的方式来达到打开后出恒温热水的目的，而采取循环储热储水的方式必定 要设置昂贵的保温储水箱，还需要长时间通电加热或保温，并且由于热水使 用量不确定，常常造成热水制好储存着没人用或用得不多的浪费现象，以上 几大因素不仅造成空气能热水器的制造成本很高，还大大降低了空气能热水 器的节能效率；而燃气热水器的能量转换效率低，使用成本很高，老百姓使 用起来心疼；本发明便是为了解决上述两种热水器的缺点而设计的新型节能 热泵热水器。

技术方案：为了实现这种新型的利用燃气燃烧补偿热源的节能热泵热水 器目的，本发明的技术方案是：包括压缩机、翅片式蒸发器、外套供水管的 冷凝器及节流装置、抽风机、翅片缓热器、隔热导风管、燃气炉头、温度控 制阀、温度控制开关、水电联动开关组成。具体的连接方案是：首先把压缩 机、翅片式蒸发器、外套供水管的冷凝器及节流装置等部件组成热泵闭路循 环系统，并在系统内加注合适的液体工质，再把抽风机、外套供水管的冷凝 器和翅片缓热器从上到下依次固定在隔热导风管内的中上部、把燃气炉头固 定在隔热导风管内的下部，要求翅片缓热器和燃气炉头之间保留一定的燃烧 空间，然后把外套供水管的冷凝器中供水套管的低温进水端口通过水电联动 开关与自来水管道连通、把外套供水管的冷凝器中供水套管的高温出水口内 置温度控制阀和温度控制开关共用的温度探头后与热水出水端口连通，再把 燃气炉头的进燃气端口通过温度控制阀与燃气进气管道连通，压缩机、抽风 机并联后再与温度控制开关与电连通，温度控制开关和温度控制阀并联后与 水电联动开关电连通，水电联动开关再与电源电连通即可。这就是新型的利 用燃气补偿热源的节能热泵热水器，而由翅片式蒸发器、抽风机、翅片缓热 器、隔热导风管和燃气炉头依照以上方式组装而成的装置称为燃气热补偿装 置。

工作原理：这种新型的利用燃气燃烧补偿热源的节能热泵热水器启动前， 要先打开燃气的总开关，然后再打开水电联动开关，燃气炉头的电子点火装 置通电点火，同时压缩机和抽风机通电开始工作，在隔热导风管下端进风口 的空气被抽风机抽动经过燃气炉头，被火焰加热后进入翅片缓热器，被翅片 缓热器均匀散热降温到30℃左右后进入翅片式蒸发器，最后被在翅片式蒸发 器管内降压汽化的工质吸收了几乎全部热量后变成低温空气排出空气中；而 同时在翅片式蒸发器管内降压汽化的工质吸收了热空气的热量后被压缩机压 缩送入冷凝器管内，并在冷凝器管内被节流装置限流后形成高压气体而液化 放出热量；与此同时，从冷凝器中供水套管的低温进水端口进入的自来水从 低温到高温一路吸收了冷凝器管内工质液化放出的热量而一路升温后，从冷 凝器中供水套管的高温出水口流出，而当出水口的水温超过预定温度后，温 度控制阀会自动关闭燃气通道，燃气炉头熄火，同时压缩机和抽风机的电路 也被温度控制开关关闭而停止工作，而当出水口的水温低于预定温度时，温 度控制阀又会自动打开燃气管道，燃气炉头的电子点火装置又会点火供热， 同时压缩机和抽风机的电路也被温度控制开关接通而继续工作，如此循环， 出水口的水温即可保持恒定不变，满足人们对热泵热水器即开即用并且用起 来安心的要求；当不需要再用热水时，只要先关闭燃气总开关，然后关闭水 电联动开关即可停止所有部件的工作。其关键技术原理在于利用燃气燃烧和 加热空气，然后利用热泵的蒸发器吸收燃气燃烧和加热后的空气的热量，再 通过冷凝器放出热量来加热流经冷凝器的水流。这种新型的利用燃气燃烧补 偿热源的节能热泵热水器综合了空气能热水器和燃气热水器的的优点，避免 了空气能热水器热源温度不高不稳定的缺点，又避免了燃气热水器热效率不 高的缺点，又因为可以即开即用，避免了空气能热水器需要循环储热储水而 连续耗电的缺点，故总的能量转换效率还比空气能热水器的能量转换效率高， 耗能成本也比空气能热水器的低；此外，这种新型的利用燃气燃烧补偿热源 的节能热泵热水器还因为可以即开即用，避免了使用昂贵的保温储水箱而可 以用相对廉价的燃气热补偿装置代替，并且制造工艺要求不高，安装方便， 因此总的制造或使用成本还比空气能热水器低很多。

社会效益：这种新型的利用燃气燃烧补偿热源的节能热泵热水器节能效 果非常好，而且制造工艺要求不高，结构紧凑，操作简单、安装方便，总的 制造或使用成本低，对推进整个社会的节能进程来说是一大进步，一经推广 使用，对促进社会经济发展将具有重要的现实意义。