[发明专利]一种空气循环的开式热泵的供热方法

说明书

本发明公开了一种空气循环的开式热泵的供热方法，大气环境中的冷空气在回热器中被预热后进入第一空气压缩机，经压缩升温后由排气端排出；排气分成两路，其中一路进入第二空气压缩机，经压缩升温升压后进入空气三通的第一入口；另一路进入压气部件，经压缩升温升压后进入空气三通的第二入口，两路气体在空气三通内混合后经空气/水换热器进气管进入空气/水换热器；高温高压的空气在空气/水换热器内将水管路中的循环水加热，该方法利用一级预热两级压缩制备高温空气，通过换热完成对循环水的加热，可在寒冷及严寒地区制备60℃以上建筑供暖用水及生活热水。

技术领域

本发明涉及一种热水制备方法，尤其是一种空气循环的开式热泵的供热方法。

背景技术

越来越多的研究表明，工业排放以及大量使用化石能源燃烧采暖是北方地区近年来雾霾频发且程度越来越严重的重要原因。逐步减少化石能源的使用、提高可再生能源的利用率，推进北方地区冬季清洁取暖是建筑供暖未来必然的发展方向，是解决我国社会矛盾的一个实践。在各类供暖方式中，热泵供暖是一种基本不会产生污染且能源利用率相对较高的供暖方式，近几年备受关注。

各类热泵中，逆布雷顿循环(空气循环)热泵具有一些天然的优势。由于传统蒸汽压缩热泵循环的实际性能总是与制冷剂相关的，寻求对环境友好且制冷性能良好的制冷剂和研究新型的制冷/供热方式一直是相关学者们研究的重点。出于臭氧层保护和对全球变暖的关注，氯氟烃(CFCs)类制冷剂已被淘汰，过渡使用的HCFCs制冷剂也受到了越来越多的管制。目前新型制冷剂替代研究进展并不顺利，能用于空调用途且满足零ODP、低GWP的制冷剂屈指可数，仅包含一些易燃的碳氢化合物、有毒的氨以及价格昂贵的HFO类、二氧化碳等。与之形成对比的空气是一种绝对天然、安全且免费的制冷剂，且具有优良的运行特性，因此使用空气作为制冷剂的逆布雷顿循环(空气循环)是传统蒸汽压缩循环的一种潜在的替代循环。

尽管空气循环在制冷和低温领域已有数十年的应用，但其在热泵领域的潜力却长期被低估。

发明内容

为了克服寒冷及严寒地区建筑供暖及生活热水制备方式的不足，本发明提供一种空气循环的开式热泵的供热方法，利用该方法可以从室外空气中提取热量，进一步利用空气压缩机提供高温空气，通过换热器完成对循环水的加热，可在寒冷及严寒地区制备60℃以上建筑供暖用水及生活热水。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种空气循环的开式热泵的供热方法，采用大气连通于回热器的第一进气端，回热器的第一排气端与第一空气压缩机的进气端相连，第一空气压缩机的排气端分支出两条空气管路且分别连接压气部件的进气端、第二空气压缩机的进气端，第二空气压缩机的排气端连通在空气三通的第一入口，压气部件的排气端连通在空气三通的第二入口；且空气三通的出口连接在空气/水换热器进气管，空气/水换热器出气管与回热器第二进气端相连，回热器的第二排气端连接涡轮部件的进气端，涡轮部件的排气端连通大气；空气/水换热器中通入水管路以由空气对水管路加热。

空气/水换热器中的水管路出口通过水管路与热水箱入口连通，热水箱出口连通在循环水泵进口，循环水泵的出口连通于空气/水换热器中的水管路。热水箱的供水口接用户生活热水供水或者采暖热水供水，回水口接自来水或者采暖热水回水。