[发明专利]用于低温的基于喷射热泵的燃气热水器

说明书

技术领域

本发明涉及热泵热水器领域，尤其是一种喷射热泵燃气热水器

背景技术

热水器早已走进千家万户，但它往往消耗大量能源，给能源与环 境带来巨大压力。常见的非可再生能源驱动的热水器主要有三种原理， 第一是直接用天然气或液化石油气等燃烧加热热水，第二是电热水器， 直接用电加热热水，第三种用电能驱动蒸汽压缩热泵产生热水。

电能属于高品位能源，主要来自火力发电，因此其来源是高品位 热能(350℃以上)。相比之下热水器产出的热水含有的热能属于低品 位热能。以高品位热能为基准，当前火力发电效率约0.38，因此电热 水器的热能效率仅0.38；而蒸汽压缩热泵的COP在冬季约3左右，则 其热能效率在1左右(0.38×3)；燃气热水器的天然气火焰温度可达 800℃以上，是高温热能，不考虑损失的情况下其热能效率即为1，与 蒸汽压缩热泵热水器相当(或略低)而明显高于电热水器。

家用燃气热水器出水温度在40℃左右，用800℃的高温热源直接 制取40℃的低温热能，从热力学第二定律的角度来讲，这是一种对热 能品质的浪费。

发明内容

为了克服已有燃气热水器无法充分利用高温热能的高品质以及热 效率较低的不足，本发明提供一种提升热效率的用于低温的基于喷射 热泵的燃气热水器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于低温的基于喷射热泵的燃气热水器，包括冷水进口、直 燃发生器和热水出口，所述燃气热水器还包括蒸发器、喷射器和精馏 模块，所述冷水进口与第一水泵的入口侧相接，所述第一水泵的出口 侧同时与第一节流装置的入口、第三节流装置的入口连接，所述第一 节流装置的出口、精馏模块的防冻剂出口均与第二节流装置的入口相 接，所述第二节流装置的出口与所述蒸发器入口相接，所述蒸发器的 出口与喷射器的第一入口相接，所述直燃发生器的出口与所述喷射器 的第二入口相接，所述喷射器的出口与所述精馏模块的气体入口相接； 所述第三节流装置的出口与所述精馏模块的液体入口相接，所述精馏 模块的热水出口与第二水泵入口相接，所述第二水泵的出口同时与热 水出口、直燃发生器的入口相接。

进一步，所述防冻剂为沸点比水低的介质，所述防冻剂出口为精 馏装置的气体出口，所述精馏模块的热水出口为所述精馏装置的液体 出口，所述精馏模块的气体入口为所述精馏装置的气体入口，所述精 馏模块的液体入口为所述精馏装置的液体入口。

或者是：所述防冻剂为沸点比水高的介质，所述防冻剂出口为精 馏装置的液体出口，所述精馏装置的气体出口、液体入口相接后与所 述精馏模块的热水出口相接，所述精馏模块的气体入口为所述精馏装 置的气体入口，所述精馏模块的液体入口与所述精馏装置的液体入口 相接。

本发明的技术构思为：本发明将天然气燃烧所得的高品位热能先 用于驱动喷射器，使低温流体先从空气中吸收能量，再与高温热水混 合达到所需温度，于是热水最终获得的能量包括高品位热能与空气能 两部分，热能总量得到提高，即热能效率大于1。

由于水的三相点是0.01℃，为使热水器能在低于三相点温度下运 行，本发明在冷水进入蒸发器前加入了防冻剂，而在热水供给用户前 通过精馏模块将防冻剂与热水分离，防冻剂循环使用。与上文所述三 种常见的热水器相比，其效率较高，且结构简单，无运动部件(水泵 除外，水泵在其他热水器均有使用)，无需昂贵的压缩机，价格便宜， 生产方便。且本发明采用利用喷射热泵以水为工质的特点，采用了开 式循环，免去了换热温差损失，进一步提高了系统的节能效果。

本发明的有益效果主要表现在：有效提升热效率，节能效果良好

附图说明

图1是用于低温的基于喷射热泵的燃气热水器的结构图。

图2是一种用于低温的基于喷射热泵的燃气热水器的结构图。

图3是图2所示的用于低温的基于喷射热泵的燃气热水器的工作 示意图。

图4是另一种用于低温的基于喷射热泵的燃气热水器的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。