[發(fā)明專利]基于吸收空氣潛熱的高效節(jié)水熱泵系統(tǒng)及工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011454409.2
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112556239A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 菅從光;周福寶;宋小林;張云峰;張輝
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇信創(chuàng)安全技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F25B41/20
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

一種基于吸收空氣潛熱的高效節(jié)水熱泵系統(tǒng)及工作方法，適用于煤礦井下制冷技術(shù)領(lǐng)域中使用。包括熱泵蒸發(fā)器、高效換熱器、相變熱交換裝置和吸收空氣潛熱裝置；吸收高溫高濕空氣，進行除濕溶液的噴淋，熱泵工作介質(zhì)通過熱泵蒸發(fā)器吸收空氣中的熱量，進入制冷壓縮機繼續(xù)升壓升溫，吸濕稀溶液和循環(huán)冷卻水使其溫度降低，最后低溫低壓的熱泵工作介質(zhì)進入熱泵蒸發(fā)器，形成熱泵系統(tǒng)循環(huán)；低溫的循環(huán)冷卻水吸收吸濕稀溶液及熱泵高溫工作介質(zhì)在高效換熱裝置內(nèi)放熱螺旋盤管中的熱量，然后升溫后的循環(huán)冷卻水進入相變熱交換裝置中的螺旋盤管；其結(jié)構(gòu)簡單，熱效率高，具有廣泛的實用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高效節(jié)水熱泵系統(tǒng)及工作方法，尤其適用于煤礦井下制冷技術(shù)領(lǐng)域中使用的基于吸收空氣潛熱的高效節(jié)水熱泵系統(tǒng)及工作方法。

背景技術(shù)

熱泵是一種充分利用低品位熱能的高效節(jié)能裝置。熱泵系統(tǒng)從空氣（空氣源熱泵）提取熱量，使熱量從低溫物體流向高溫物體，經(jīng)系統(tǒng)升溫達到一定要求后供給用戶使用。目前市場上選用的熱泵系統(tǒng)提取的是空氣的顯熱，熱量大小受限，效率不高，同時也沒有很好利用空氣中潛熱的設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用效果好，供熱量明顯增加，有效提高供熱效率的基于吸收空氣潛熱的高效節(jié)水熱泵系統(tǒng)及工作方法。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的基于吸收空氣潛熱的高效節(jié)水熱泵系統(tǒng)，包括熱泵蒸發(fā)器、高效換熱器、相變熱交換裝置和吸收空氣潛熱裝置；

其中熱泵蒸發(fā)器為橫向設(shè)置的管道結(jié)構(gòu)，管道結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有貫通的螺紋結(jié)構(gòu)的高壓工作介質(zhì)螺旋管，所述高效換熱器為一種罐式結(jié)構(gòu)，包括高效換熱器外殼，高效換熱器外殼上設(shè)有入液口和出液口，高效換熱器外殼內(nèi)并排設(shè)有兩組螺旋盤管，其一為高壓工作介質(zhì)螺旋盤管，內(nèi)部流入高壓制冷工作介質(zhì)，另一個為循環(huán)冷卻水螺旋盤管，高壓工作介質(zhì)螺旋盤管和循環(huán)冷卻水螺旋盤管全部沒入氯化鈣稀溶液中，高效換熱器外殼側(cè)面設(shè)置吸收空氣潛熱的氯化鈣稀溶液接口，下部設(shè)置氯化鈣濃溶液接口，所述相變熱交換裝置包括相變熱交換裝置殼體，相變熱交換裝置殼體內(nèi)設(shè)有螺旋管，相變熱交換裝置殼體下方設(shè)有凝結(jié)液排放管，凝結(jié)液排放管上設(shè)有凝結(jié)液排放閥，所述吸收空氣潛熱裝置包括柱狀外殼，柱狀外殼的側(cè)面上方設(shè)有濕空氣出口，柱狀外殼的側(cè)面下方設(shè)有高溫高濕空氣進口，柱狀外殼內(nèi)的中部設(shè)有溶液噴淋裝置，溶液噴淋裝置的下方在螺旋噴嘴以下20cm位置處設(shè)有PVC波紋板填料，波紋板垂直安裝，與吸收空氣潛熱裝置縱軸線平行，氯化鈣濃溶液通過噴嘴流過此部分時，有助于增加濕空氣和噴淋液體間的接觸，提高濕空氣處理能力和除濕效率；

熱泵蒸發(fā)器中的蛇形盤管兩端分別與熱泵壓縮機入口和電子膨脹閥出口連接，壓縮機出口和電子膨脹閥入口與與高效熱交換器中的一組高壓工作介質(zhì)螺旋盤管兩端相互連接，高效熱交換器中注入吸濕稀溶液，熱泵蒸發(fā)器中的蛇形盤管通過管路與熱泵壓縮機的熱泵壓縮機入口和電子膨脹閥出口形成回路，高效熱交換器中的另一組循環(huán)冷卻水螺旋管兩端通過管路與相變熱交換裝置中的螺旋管兩端相連接，其中一側(cè)的管路上與熱用戶連接，相變熱交換裝置殼體頂部與高效換熱器外殼的頂部之間設(shè)有相互連通的蒸汽管路，高效熱交換器中的循環(huán)冷卻水在吸收熱量后升溫然后進入相變熱交換裝置再次吸收高效熱交換器通過蒸汽管路傳輸來的蒸汽相變熱量供給熱用戶；

高效換熱器外殼的入液口通過管路與吸收空氣潛熱裝置的柱狀外殼底部相連接，管路上設(shè)有溶液循環(huán)泵，溶液循環(huán)泵兩側(cè)分別設(shè)有第三閥門和第四閥門，高效換熱器外殼的出液口通過管路與吸收空氣潛熱裝置相連接，管路上設(shè)有噴淋溶液泵，噴淋溶液泵的入口處設(shè)有過濾器，噴淋溶液泵的入口管路上設(shè)有第一閥門，噴淋溶液泵的出口管路上設(shè)有第二閥門，綜合熱交換器利用溶液噴淋裝置的螺旋噴嘴噴灑氯化鈣溶液，吸收空氣潛熱后的氯化鈣溶液溫度升高，濃度降低，通過溶液循環(huán)泵將稀溶液加壓排入高效換熱裝置，

工作時順序打開第一閥門，啟動噴淋溶液泵，打開第二閥門，打開第三閥門、啟動溶液循環(huán)泵，打開第四閥門，建立吸收空氣潛熱溶液循環(huán)系統(tǒng)，使吸收空氣潛熱系統(tǒng)工作，吸濕溶液可以選用濃度為30%左右的氯化鈣溶液。

高壓制冷工作介質(zhì)為R134a。