[发明专利]一种无需电力驱动的空气能产生热水的方法及其装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种无需电力驱动的空气能产生热水的方法及其装置，属空气能应用技术领域。 

背景技术：

现有采用热泵的空气能热水供应装置都需要电力驱动才能工作，由于有电力驱动的压缩机和电控系统，系统的运行成本很高，可靠性也不高。 

在国际专利方面，美国专利US7155922[3]和US7579700[4]分别介绍了采用热泵技术实现空气能的利用，二者都需要外部电力辅助运行。 

在国内专利方面，中国专利ZL 200510020370.2[1]和CN 101788205 A[2]分别介绍了采用热泵技术实现空气能的利用，二者都需要外部电力辅助运行。 

本发明利用毛细现象，通过毛细纤维丛把水从低处提升至高处，实现无需电力驱动的空气能产生热水的方法及其装置。经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。 

参考文献： 

[1]赵越野.一种空气能集中热水供应方法及其装置.中国专利：ZL200510020370.2 

[2]湖南元亨科技发展有限公司.高效空气能水源热泵一体化机组.中国专利：CN101788205 A 

[3]Harmon.Energy efficient heat pump systems for water heating and air conditioning.Patent Number：US7155922 

[4]Meller.System and method for converting electrical energy into pressurized air and converting pressurized air into electricity.Patent Number：US7579700 

发明内容：

本发明的目的在于提供一种无需电力驱动的空气能产生热水的方法及其装置。该方法能充分利用无环境污染的空气能量，随时高效提供水温、水压稳定的热水；装置采用纯机械控制装置，可靠性高，零耗电，零排放，环保运行。 

本发明的无需电力驱动的空气能产生热水的方法为：利用高位水箱的水势能对机械压缩泵做工，压缩热介质，使其通过一个热交换器从空气中获取大量的热能，再通过另一个热交换器把热介质中的热能交换给毛细纤维丛高末梢处的水，经过蒸腾作用和凝结，使水从低处迁移到高处，完成机械压缩泵的循环做工，同时完成对水的加热；在机械控制装置的统一控制下，最终实现水的高-低往复循环和热介质的压缩-膨胀、吸热- 放热循环。 

用于无需电力驱动的空气能产生热水的装置，其装置包括：高位水箱(7)，一端与高位水箱(7)连接的密封容器(20)，置于密封容器(20)中的毛细纤维(19)，置于毛细纤维(19)下端的毛细纤维丛水箱(18)，置于毛细纤维(19)上端的放热交换器(23)，通过毛细纤维丛水箱(18)下端的其上装有水阀(17)的管道连接的低位水箱(14)，置于低位水箱(14)一端的水活塞(16)和弹簧(15)，分别与高位水箱(7)和热介质活塞(12)连接的其上装有止回阀(21)的热介质管道(22)，通过其上装有热介质阀(9)的热介质管道(8)与高位水箱(7)连接的吸热交换器(10)，与吸热交换器(10)下端的其上装有止回阀(11)的管道连接的热介质活塞(12)，分别与热介质阀(9)、热介质活塞(12)、水阀(17)、水活塞(16)连接的杠杆(13)，一端与高位水箱(7)连接、另一端与低位水箱(14)连接的其上装有启动水阀(2)的水管(1)，分别置于高位水箱(7)上的进水管(3)、出水管(4)、排空阀(5)及球阀(6)。 

装置工作时，高位水箱中水的压力驱动水活塞运动，推动杠杆运动并压缩弹簧，杠杆的运动驱动热介质活塞运动，压缩热介质，热介质中的热能通过热交换器加热毛细纤维丛高处末梢的水，使其蒸腾和冷凝，补充高位水箱流到低位水箱中流失的水，这一过程中，水的势能转化为弹簧的势能和杠杆推动热介质活塞压缩热介质的压力势能，当水活塞运动到一定行程时，触发控制水阀开关动作，打开水阀，水体从密封低位水箱中流到毛细纤维丛水箱中，此时低位水箱的压力降低，水活塞和与其相连接的杠杆在弹簧的作用下，向相反的方向运动，同时触发热介质控制阀开关动作，打开热介质阀，热介质在吸热交换器中膨胀，从空气中吸收热能，当水活塞运动到起始位置时，水阀关闭，同时在杠杆控制下，热介质阀关闭，系统进入下一个循环周期。