[發明專利]溶液除水的無霜空氣源補氣增焓熱泵

在審

• 申請號: 201911294241.0
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111121343A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 徐英杰;黃樂樂
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F25B7/00;F25B41/06;F25B47/02
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明提供一種溶液除水的無霜空氣源補氣增焓熱泵，包括補氣增焓制熱循環和結冰除水循環；結冰除水循環包括溶液換熱管路、儲存液循環管路和溶液再生管路，其中，溶液換熱管路包括第一蒸發器、換熱塔、第二截止閥和第一泵；儲存液循環管路包括稀溶液排放管路和濃溶液循環管路，稀溶液排放管路包括第二泵和第一儲液罐，濃溶液循環管路包括第二儲液罐和第一泵；溶液再生管路包括第一膨脹閥、除水器、第一儲液罐和第三泵。本發明不僅降低了壓縮機的排氣溫度，還可實現制熱+結冰除水+去冰等三種運行模式，保證制熱的連續運行以及溶液的再生效果，占地面積和投資成本較低，操作簡單，節省了熱能的消耗，提升了無霜空氣源熱泵系統的能效。

技術領域

本發明屬于熱泵技術領域，具體涉及一種基于結冰除水進行溶液再生的溶液除水的無 霜空氣源補氣增焓熱泵。

背景技術

隨著熱泵技術的逐漸成熟，無霜空氣源熱泵循環已經在我國華南以及西南等地區得到 較好的應用，尤其是在一些商業應用領域出現很多相關工程，但由于應用范圍受到環境因 素的制約：當環境溫度過低時，機組會出現制熱量不足、性能系數下降、排氣溫度過高等 現象。因此，補氣增焓技術應運而生。采用了補氣增焓技術的無霜空氣源熱泵系統不僅降 低了壓縮機的排氣溫度而且增大了熱泵機組的制熱量。

但是在這一技術的具體實施時，仍有一系列問題需要解決：如經濟性的考量、補氣節 流元件的匹配、濃溶液的再生等。其中濃溶液的再生這一問題處于“節能時代”倍受人們關注。無霜空氣源補氣增焓熱泵循環在冬季制熱運行時，由于冬季空氣中含有一定的水份，防凍液循環與空氣接觸換熱過程中，空氣中的水份遇冷后不斷地被溶解在防凍液之中稀釋了防凍液，為了分離和清除防凍液中的水份，現有的技術是采用電加熱、燃料鍋爐加熱或太陽能加熱等多種形式的加熱烘干方法，但是上述幾種加熱方式均導致系統運行能耗增大， 投資增加和運行成本增大的問題。

現有專利提出采用凍結再生方式來清除防凍液中的水分，再生效果較佳，但在再生的 過程中需要停止制熱運行，或者需要采用獨立的熱泵機組為溶液再生提供冷量，以保證用 戶側機組的正常運行，兩套機組不僅增加了占地面積和投資成本，還給系統的調節帶來很 大不便，難以運用到實際場合。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的不足，本發明提供一種效率較高、能耗較小、節能效能 良好的溶液除水的無霜空氣源補氣增焓熱泵。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

溶液除水的無霜空氣源補氣增焓熱泵，包括補氣增焓制熱循環和結冰除水循環；補氣 增焓制熱循環包括壓縮機、冷凝器、第一截止閥、經濟器、第一膨脹閥、第二膨脹閥、第一蒸發器和第二蒸發器；結冰除水循環包括溶液換熱管路、儲存液循環管路和溶液再生管路，其中，溶液換熱管路包括第一蒸發器、換熱塔、第二截止閥和第一泵，換熱塔內的溶 液經第二截止閥和第一泵送至第一蒸發器，在第一蒸發器內與制冷劑換熱后返回至換熱塔頂部；儲存液循環管路包括稀溶液排放管路和濃溶液循環管路，稀溶液排放管路包括第二泵和第一儲液罐，換熱塔底部的稀溶液經第二泵排放至第一儲液罐內；濃溶液循環管路包括第二儲液罐和第一泵，第二儲液罐內的濃溶液經第六截止閥和第一泵輸送至第一蒸發器；

溶液再生管路包括第一膨脹閥、除水器、第一儲液罐和第三泵，由第一膨脹閥流出的 部分制冷劑經第三截止閥流動至除水器的第二進口，除水器的第二出口連通至壓縮機；第 一儲液罐的稀溶液出口通過第七截止閥連通除水器的第一進口，除水器的第一出口連接第 三泵的進口；第三泵的出口分別經第四截止閥連通第一儲液罐的濃溶液進口，經第五截止 閥連通第二儲液罐的濃溶液進口。

作為本發明的優選方案之一，還包括去冰循環，去冰循環包括第八截止閥和除水器， 第八截止閥與第一截止閥并聯，冷凝器的制冷劑出口經第八截止閥連通至除水器的第三進 口，除水器的第三出口連通至第一節流閥進口。

作為本發明的優選方案之一，包括普通制熱模式、制熱+結冰除水模式和制熱+去冰模 式。