[發明專利]空氣源溶液型熱泵裝置

有效

• 申請號: 200810019063.6
• 申請日: 2008-01-11
• 公開（公告）號: CN101216224A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 梁彩華;張小松
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B15/00;F25B30/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及一種新型的基于溶液從空氣中吸取熱量的熱泵制熱方法及其實現這種方法的裝置，屬于制冷空調系統設計和制造的技術領域。

背景技術

隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，人們對居住、工作環境的舒適性要求也越來越高，空調成為人們正常生活、工作和學習不可缺少的必需品?，F有建筑夏季中央空調系統制冷大多是采取水冷冷水機組，冬季水冷冷水機組因為不能制熱而停止使用，造成大量的設備閑置。同時中央空調系統為了供熱采取鍋爐供熱方案，但這樣即增加了初投資和供熱成本，同時也造成環境污染。

冬季中央空調系統供熱也可以采取空氣源熱泵供熱方案，空氣源熱泵即可在夏季提供冷水，也可在冬季制取熱水。空氣源熱泵在夏季制取冷水時，因為采取空氣冷卻，性能系數比水冷冷水機組性能系數小得多，運行費用遠高于水冷冷水機組。同時空氣源熱泵在冬季制熱運行時，存在機組蒸發器表面結霜的問題，隨著機組在結霜工況下的運行，蒸發器表面的霜層越結越厚，霜層的增加，增加了蒸發器內制冷劑與空氣的傳熱熱阻，同時霜層變厚，減小了蒸發器的空氣流通面積，使得流經蒸發器的空氣流量下降，導致蒸發器的換熱惡化，降低了熱泵系統的性能系數，甚至使得熱泵不能正常運行。因此機組需要進行除霜。而機組的不時除霜又導致熱泵系統制熱效率和制熱時間下降。

因此，解決水冷冷水機組冬季設備閑置浪費，空氣源熱泵夏季制冷性能系數較低(與水冷冷水機組比)，冬季運行存在結霜現象等問題，設計出一種新型高效的制冷制熱空調系統成為本領域技術人員迫切需要解決的技術難題。

發明內容

技術問題：本發明的目的是解決冬季水冷冷水機組閑置，空氣源熱泵夏季制冷性能系數較低(與水冷冷水機組比)，冬季運行存在結霜現象的問題，提出一種新型的夏季水冷制冷、冬季借助溶液從空氣中吸熱的空氣源溶液型熱泵裝置。

技術方案：本發明的空氣源溶液型熱泵系統中，系統包括制冷劑循環回路和溶液循環回路。制冷劑循環回路包括壓縮機、第一電磁閥、第二電磁閥、再生器、四通閥、第一換熱器、第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥、儲液器、過濾器、電子膨脹閥、第二換熱器、氣液分離器及其相關連接管道。壓縮機的輸出端分兩路，一路通過第一電磁閥接再生器的輸入端a，另一路通過第二電磁閥與再生器的輸出端b合并后接四通閥的輸入端a，四通閥的輸出端b接第一換熱器的輸入端a，第一換熱器的輸出端b通過第一單向閥接儲液器的輸入端，同時第一換熱器的輸出端b也通過第一單向閥、第二單向閥接第二換熱器的輸入端a，儲液器的輸出端通過過濾器接電子膨脹閥的輸入端，電子膨脹閥輸出端通過第四單向閥接第二換熱器的輸入端a，同時電子膨脹閥的輸出端還通過第三單向閥接第一換熱器的輸出端b，第二換熱器的輸出端b接四通閥的輸入端c，四通閥的輸出端d接氣液分離器的輸入端，而氣液分離器的輸出端接壓縮機的輸入端；溶液回路包括冷卻塔、溶液儲液器、第一手閥、第二手閥、第三手閥、變頻泵、電動三通調節閥、再生器、第二換熱器及其相關連接管道。冷卻塔出口分成兩路，一路通過第一手閥接溶液儲液器入口，溶液儲液器的出口通過第三手閥接變頻泵的入口，另外一路通過第二手閥也接變頻泵的入口。變頻泵出口接電動三通調節閥，電動三通調節閥的一路接再生器的溶液輸入口c，另外一路與再生器的溶液輸出口d合并后接第二換熱器的溶液輸入口c，第二換熱器的溶液輸出口d與冷卻塔的輸入口相連。

本發明空氣源溶液型熱泵包括兩個循環回路：制冷劑循環回路和溶液循環回路。本發明的具體方法是：

空氣源溶液型熱泵夏季制冷運行時，制冷劑循環回路為低溫低壓的制冷劑氣體從氣液分離器中被壓縮機吸入、壓縮后變成高溫高壓過熱蒸氣排出，經過第二電磁閥和四通閥進入第二換熱器中，制冷劑放出熱量，進行冷凝變成液體，再依次經過第二單向閥、儲液器、過濾器、電子膨脹閥后變成低溫低壓的氣液兩相，再經過第三單向閥后進入第一換熱器，制冷劑在第一換熱器中吸熱蒸發，制取冷水，制冷劑完全蒸發后變成過熱氣體從第一換熱器出來經過四通閥進入氣液分離器，然后再次被吸入壓縮機，從而完成制冷循環，制取冷水。此時溶液循環回路中除溶液儲液器外其余都是充滿冷卻水，溶液儲存在溶液儲存器中，不參與溶液回路的循環。冷卻水在溶液循環回路中從冷卻塔出來后，直接通過第二手閥進入變頻泵，經過變頻泵加壓后，冷卻水進入電動三通調節閥，電動三通調節閥全部關閉進入再生器的流量，冷卻水不經過再生器直接進入第二換熱器中，吸收熱量將制冷劑冷凝成液體，自身溫度升高后進入冷卻塔與空氣進行熱濕交換，冷卻水溫度降低后再次從冷卻塔流出。