[发明专利]热泵和加热流体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热泵和加热流体的方法。更具体地，然而非排斥性地，本发明涉及一种热虹吸泵和利用大气热量来加热水的热虹吸方法。

背景技术

生产热水的成本较高，该成本因热水器的高成本而增大。电、太阳能、气和热泵热水器都存在一定的缺点。由于电热水器的运行成本相对较高并且会产生相当多的污染物，因此电加热系统并不受欢迎。而太阳能热水器非常昂贵，并且在许多国家存在大量限制，出于美观等原因在小商店住宅群(houtique housing development)等场所不能使用。太阳能热水器通常需要辅助能源，例如会产生污染的电和天然气等不可再生能源。

天然气是电热水器的另一种替代品，然而这些系统也会产生有害的温室空气并使用不可再生能源。

提供热水的另一种方法是热泵，利用制冷剂气体和压缩机吸收周围大气中的热量。现有技术中的热泵成本昂贵，并且依靠电能为泵提供动力。而且，由于热泵在大气温度低于10℃时不能工作，使热泵在许多场所都不适用，因此现有技术中热泵的实用性降低或者增大对上述不可再生能源、电能和天然气等辅助能源的依赖。

在家庭和其它建筑物中使用的大多数热水器是通过电、气或太阳能，或其组合提供动力的。更换所有现存热水箱需要一笔高额的费用，并且需要花费很长的时间来获得有利的能源和污染成本/经济效益。因此需要一种能够以较低成本提供热水的替代品，其具有与现存水箱相适配的能力。

在本说明书中，术语“包括”、“包含”或类似术语意图指非排斥性的包含，从而包括一个列表的部件的装置、方法或系统不仅仅包括这些部件，而是还可以包括其它未列出的部件。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种包含热虹吸管的热泵，其是现有热泵的有效商业替换品。本发明的其它目的通过下面的描述将会更加显而易见。

在一种形式中，尽管不需要是仅有的形式为或实际上最宽的形式，本发明涉及一种热泵，其包括将热量从吸入空气传递给第一流体并将温度低于环境温度的吸入空气排出的蒸发器，用于压缩和泵送第一流体的压缩机，和改进的热交换器，其中改进在于：该改进的热交换器包括用于由压缩机驱动的经加热压缩第一流体的第一通道和用于由热对流驱动的第二流体的第二通道。

发明人新颖地利用热虹吸技术来驱动第二流体的流通，因此不再需要泵来泵送第二流体，这样具有降低成本、减小能源利用和减小噪音和温室气体污染等优点。

在一个方面中，吸入空气由蒸发器的正常操作所产生的热量加热到高于环境温度，热量从经加热的吸入空气传递给第一流体。

在另一个方面中，热泵还包括第二热交换器，其包括用于来自压缩机的经加热压缩的第一流体的第三通道，和用于来自热交换器的已经与第二流体进行热交换的经压缩第一流体的第四通道。

在又一个方面中，本发明还包括装满第二流体的存储箱。

与现有热泵不同，本发明的热泵能够在低于10℃甚至低于0℃的情况下工作。

本发明的第二方面涉及一种热水器，其包括水箱和热泵，所述热泵包括将热量从吸入空气传递给第一流体并将处于较低温度的吸入空气排出的蒸发器，用于压缩和泵送经加热的第一流体的压缩机，和改进的热交换器，其改进在于：热交换器包括用于由压缩机驱动的经加热压缩的第一流体的第一通道和用于由热对流驱动的第二流体的第二通道。

在另一种形式中，本发明涉及一种加热水的方法，包括下列步骤：通过蒸发器吸入环境空气；在蒸发器中利用吸入空气加热第一流体；将吸入空气作为较冷气体排出；压缩经加热的第一流体；通过热交换器泵送经加热压缩的第一流体；和通过将热量从经加热压缩的第一流体热交换至水，而加热热交换器中的水，借此由热对流驱动水的流通。

通过下面的详细描述，本发明的其它特征将会更加明显。

附图说明

下文中，仅仅通过实例的方式，参考阳图更加详细地描述本发明的优选实施例，在附图中类似的附图标记表示类似的部件，其中：

图1示出根据本发明实施例的热泵的示意图；

图2示出根据本发明实施例的热交换器的局部的示意图；

图3示出根据本发明实施例的热交换器的局部的剖视图；

图4示出本发明热交换器的一个实施例，示出不同长度和宽度的热交换器的特征；

图5示出根据本发明热交换器的实施例的第一和第二通道的并排布置；

图6示出根据本发明的热交换器的实施例的第一和第二通道的上下布置；

图7示出根据本发明热交换器的实施例的第一和第二通道的另一种上下布置；