[发明专利]一种零碳开水机

说明书

本发明提供了一种零碳开水机，包括：蓄水箱、分级加热模块、开水箱和供电模块；蓄水箱的进水口与自来水连接；蓄水箱的出水口与分级加热模块的进水口连接；分级加热模块的出水口与开水箱的进水口连接；开水箱上设置有开水出水口；供电模块与分级加热模块连接；分级加热模块用于对进入分级加热模块的水进行分级加热。本发明通过设置分级加热模块对进入分级加热模块的水进行分级加热，能够使得开水机达到节能、零碳排放的效果。

技术领域

本发明涉及开水机技术领域，特别是涉及一种零碳开水机。

背景技术

目前，开水已成为人们生产生活各领域中不可或缺的重要部分。然而，开水的制取仍主要采用电加热法和燃烧法，能量的消耗十分惊人，与国家提出的“碳达峰、碳中和”的发展目标背道而驰。减少开水制取的能源消耗已成为一个迫在眉睫的需求。在开水机的节能减碳方面，现有研究大都停留在对基于电加热法的开水机/热水机进行节能改进，例如改进电加热丝、水温调节器、开水储存器等装置或对制水流程进行优化，以降低电力消耗。因此，未能有效解决开水制取时高能耗、高碳排放的痛点。根据国际能源署数据，目前低碳能源技术中，热泵和光伏均处于早期应用阶段，具有较大开发潜力。因此，本发明拟利用热泵和光伏技术解决开水制取的痛点。

空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置，相较于传统的电热法和燃烧法制取热水技术，具有显著的节能优势。然而，目前国内外空气源热泵热水器一般只能将水加热至65℃，将水加热到沸点及以上的研究极少。制冷剂作为热泵的工作介质，其环保要求越来越高。由于氟碳化合物会造成严重的环境问题，使得利用自然工质作为替代制冷剂的系统重新受到重视，特别是二氧化碳由于它的不可燃性和无毒性更是尤为令人关注。二氧化碳由于临界压力较低，通常用于跨临界循环。

太阳能是世界各国可持续发展的重要能量来源，其开发利用主要包括光热利用、光伏应用、光化学利用等形式。光热利用是将太阳能转换为热能储存，其中太阳能热水器是利用最成功的实例。光伏利用是以电能作为最终的表现形式，具有传输方便、无污染、规模大小不限等优势。目前，我国太阳能利用率仍然很低。

总的来说，利用太阳能和空气能这两种清洁能源研发零碳开水机，将突破目前开水制取能耗高和碳排放量大的痛点，实现开水制取领域可持续发展的双碳目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种零碳开水机，具有节能、零碳的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种零碳开水机，包括：

蓄水箱、分级加热模块、开水箱和供电模块；

所述蓄水箱的进水口与自来水连接；所述蓄水箱的出水口与所述分级加热模块的进水口连接；所述分级加热模块的出水口与所述开水箱的进水口连接；所述开水箱上设置有开水出水口；所述供电模块与所述分级加热模块连接；所述分级加热模块用于对进入所述分级加热模块的水进行分级加热。

可选的，所述分级加热模块，具体包括：

一级加热模块和二级加热模块；

所述蓄水箱的出水口与所述一级加热模块的进水口连接；所述一级加热模块的出水口与所述二级加热模块的进水口连接；所述二级加热模块的出水口与所述开水箱的进水口连接。

可选的，所述一级加热模块为太阳能热水器。

可选的，所述二级加热模块为跨临界循环热泵。

可选的，所述二级加热模块使用的工质为二氧化碳。

可选的，所述二级加热模块，具体包括：

风机，以及依次循环连接的蒸发器、压缩机、冷却器和膨胀阀；