[發(fā)明專利]一種節(jié)能型無霜空氣源空調(diào)熱泵系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310435416.1
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103486680A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐曉麗;肖皓斌;王顯龍;陳恩鑒;蔡湛文
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東西屋康達空調(diào)有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F25B47/02
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 艾持平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于蒸汽壓縮式空氣源熱泵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種節(jié)能型無霜空氣源空調(diào)熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

熱泵通過消耗機械功把低品位的熱能提升為較高品位的熱能，把本來已沒有利用價值的環(huán)境熱量變成有用的熱能，是一種高效的節(jié)能技術(shù)。但是，空氣源熱泵冬季運行時受氣象條件影響其蒸發(fā)器表面會結(jié)霜而不能連續(xù)制熱，這嚴(yán)重制約了其使用范圍。

目前熱泵除霜的主流技術(shù)均以加熱除霜為主；也有提出復(fù)疊式系統(tǒng)，但是系統(tǒng)繁雜不適用。“十一五”國家科技支撐計劃重大項目《空氣源熱泵關(guān)鍵技術(shù)研究》的研究成果仍然是加熱除霜的思路。加熱除霜要消耗額外的能量，降低了熱泵的制熱效率；除霜時熱泵的制熱過程要中斷，影響供熱過程的連續(xù)性和舒適性，這個問題成了熱泵技術(shù)發(fā)展中尚未解決的技術(shù)難題。

近年來，一些研究者將除霜研究轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的無霜研究，即不結(jié)霜也就無所謂除霜。典型的工作如浙江大學(xué)陳光明教授進行的無霜熱泵研究（國家自然科學(xué)基金項目“無霜型空氣源熱泵及其基礎(chǔ)問題研究”，基金號：NO50976097）。該項目采用LiCl水溶液為載熱介質(zhì)建立溶液塔吸收室外低溫空氣熱量，再把LiCl水溶液的熱量傳給熱泵的蒸發(fā)器，避免了蒸發(fā)器換熱面與低溫空氣接觸而結(jié)霜。但是，LiCl溶液吸熱時，會因吸收空氣中的水分而被稀釋，該研究中LiCl水溶液的濃縮再生仍然采取加熱法，且其能耗比直接加熱除霜還大，這是個重大缺點。哈爾濱工業(yè)大學(xué)姚楊、姜益強教授以甘油為載熱介質(zhì)，進行無霜熱泵的試驗研究（2010年高校博士點專項基金項目“無霜型空氣源熱泵系統(tǒng)創(chuàng)新及其機理研究”基金號：20102302110045）。但是，甘油也是一種水溶性載熱介質(zhì)，其濃縮再生仍然是個問題，該項研究提出夏季集中再生的方法，也仍是加熱濃縮的思路。此外，一些企業(yè)也試圖解決上述問題。如廣州華德工業(yè)有限公司提出專利申請“一種帶防凍溶液再生熱回收裝置的空調(diào)熱泵機組”，試圖用余熱回收的方法來降低防凍液的再生熱耗。杭州華碧能源科技有限公司申請的“一種空氣聚能塔熱泵系統(tǒng)抗凍液濃縮系統(tǒng)”專利，提出采用減壓閃蒸方法來進行防凍液的濃縮再生，其實質(zhì)仍然是加熱法。減壓閃蒸雖可降低濃縮熱源的溫度，但耗熱量基本上不能減少，仍然解決不了節(jié)能問題。專利“新型空氣源熱泵空調(diào)”（申請?zhí)枺?00910075056.2）中的載熱介質(zhì)也是采用乙二醇水溶液和鹽水，仍然存在水溶性防凍液再生耗能的問題。水溶性防凍液濃縮再生時的能耗過大已成為上述無霜熱泵技術(shù)發(fā)展的重要障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決目前空調(diào)熱泵采用的水溶性防凍液需要濃縮再生而產(chǎn)生的能耗高、成本高的問題，提出采用適于熱泵空調(diào)系統(tǒng)的憎水性液體低溫載熱介質(zhì)作為換熱循環(huán)介質(zhì)及其配套設(shè)備的方案，具體如下：

一種節(jié)能型無霜空氣源空調(diào)熱泵系統(tǒng)，包括制冷制熱回路和換熱回路，所述的制冷制熱回路包括壓縮機，四通換向閥、室內(nèi)換熱器、膨脹閥、室外換熱器；所述的換熱回路包括室外換熱器、直接接觸換熱器、分離裝置、載熱介質(zhì)循環(huán)泵，所述換熱回路中所使用的是憎水性液態(tài)低溫載熱介質(zhì)，如二甲基硅油、丙二酸二乙酯或正已醇。

所述的直接接觸換熱器是一個無填料的氣、液直接接觸換熱設(shè)備，包括箱體、引風(fēng)機、噴淋管排、熱交換空間，在箱體的一側(cè)設(shè)置引風(fēng)口，在箱體的另一側(cè)設(shè)置出風(fēng)口，所述的引風(fēng)機設(shè)置在出風(fēng)口，所述的噴淋管排設(shè)置在箱體的上部。

所述的分離裝置用于除去混入載熱介質(zhì)中的冰晶或水分，包括重力分離池和分子篩吸濕器，所述的重力分離池設(shè)置在直接接觸換熱器的下部，所述的分子篩吸濕器一端與重力分離池連通，另一端與連接室外換熱器的管道連通，在管道上設(shè)置載熱介質(zhì)循環(huán)泵。

本發(fā)明采用憎水性低溫液態(tài)載熱介質(zhì)的技術(shù)路線，克服了目前熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用的水溶性防凍液需要濃縮再生，能耗高的技術(shù)難題，將無霜熱泵技術(shù)引向節(jié)能、舒適、簡單、易行的方向，不但實現(xiàn)了節(jié)能降耗、而且使設(shè)備簡單、使用方便。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的直接接觸換熱器和分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，包括制冷制熱回路和換熱回路，所述的制冷制熱回路包括壓縮機1，四通換向閥2、室內(nèi)換熱器3、膨脹閥4、室外換熱器5；換熱回路包括室外換熱器5、直接接觸換熱器6、分離裝置7、載熱介質(zhì)循環(huán)泵8，在換熱回路中所使用的是憎水性液態(tài)低溫載熱介質(zhì)。