[发明专利]一种带热声加热的空气源热泵热水器及其加热方法

说明书

技术领域

本发明涉及热水器领域，尤其涉及一种带热声加热的空气源热泵热水器及其加热方法。

背景技术

在工业过程与生活中，很多场合都需要用电力产生热。常见的加热方式是采用电热元件将电力通过电阻发热产生热能，但这种热产生方式不经济，能源利用效率低。热泵作为一种新型的加热方式可以提高数倍的能源利用效率，如空气源、水源或地源热泵等。目前现有的热泵利用工质的压缩-蒸发过程(常见空调系统的逆过程)实现热泵功能。然而，由于工质特性的限制，这种热泵很难实现大温差泵热(一般低于100摄氏度)，限制了在更高温度的应用。

目前能够提供100摄氏度左右的高温热水或100摄氏度以上的高温蒸汽的，目前多数采用电热水器或锅炉加热，但电热水器或锅炉加热能源利用效率较低。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明实施例提供了一种带热声加热的空气源热泵热水器，包括：

空气源热泵热水系统、多级热声加热系统；

所述空气源热泵热水系统用于将外接常温水加热至初级热水；

所述多级热声加热系统用于将所述初级热水加热至100摄氏度水和/或蒸汽。

可选的，所述空气源热泵热水系统包括：第一加热水箱、第一换热风扇、空气源换热器和第一压缩机；

所述第一加热水箱内部设置有换热金属管；

所述第一压缩机用于压缩出高温高压制冷剂气体，并使压缩出的高温高压制冷剂气体进入所述第一加热水箱，流经所述换热金属管将所述第一加热水箱里面的水加热成为初级热水；

所述空气源换热器用于使换热后高温高压的气态制冷剂冷凝成高温高压的液态制冷剂在流出第一加热水箱后，进入所述空气源换热器内蒸发，空气在所述第一换热风扇的驱动下，流过所述空气源换热器，制冷剂与空气进行强制换热，且使制冷剂蒸发成低温低压的气体，回流入压缩机。

可选的，所述多级热声加热系统包括：热声加热器；

所述热声加热器包括：声发生器、共振管、热声换热器、板叠；

所述声发生器用于产生声波；

所述板叠内部设置有弹性介质；

所述共振管用于将所述声波发生器产生的声波形成共振，并传递到所述板叠中，引起所述板叠中弹性介质压缩，产生的热量；

所述热声换热器用于使流经所述热声换热器的水吸收所述板叠中弹性介质压缩产生的热量。

可选的，所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括初级热水输送管道和多级输送管道；

所述初级热水输送管道用于使所述空气源热泵热水系统和所述多级热声加热系统连接，且将所述空气源热泵热水系统产生的所述初级热水输送给所述多级热声加热系统；

所述多级输送管道用于将热声加热系统产生的100摄氏度水和/或蒸汽在不同加热级别的热声加热器之间传输，且能够将加热后的100摄氏度水和/或蒸汽输送到使用场合。

可选的，所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括控制系统；

所述控制系统包括设置在所述初级热水输送管道和所述多级输送管道用于控制管道通断的电磁阀和用于检测空气源热泵热水系统和不同级别热声加热器的内部介质的加热温度，且根据检测到的温度控制电磁阀开启和关断的温度传感器。

可选的，所述带热声加热的空气源热泵热水器还包括循环系统；

所述循环系统包括第二换热风扇、一体式双循环换热器

所述多级热声加热系统包括低温盐水循环泵、热端热声换热器和冷端热声换热器；

所述热端热声换热器用于将所述多级热声加热系统产生的热量与所述初级热水进行热量交换；

所述冷端热声换热器用于通过高温盐水吸收所述热端热声换热器产生的冷量；

所述低温盐水循环泵用于将外接高温盐水打入所述热声加热器的冷端热声换热器中，吸收所述热声加热器的热端热声换热器工作中产生的冷量，并将吸收完冷量的低温盐水，进入一体式双循环换热器中；

所述一体式双循环换热器用于使所述低温盐水流入，在所述第二换热风扇驱动下，空气经过所述低温盐水流过的管路，使所述低温盐水与空气进行强制换热，变成高温盐水，再进入所述低温盐水循环泵换热。

可选的，所述空气源热泵热水系统还包括第二压缩机和第二加热水箱；

所述第二压缩机用于压缩出高温高压制冷剂气体，并进入所述第二加热水箱，通过所述第二加热水箱的换热金属管将所述第二加热水箱里面的水加热，成为初级热水；