[发明专利]冷凝废热驱动的基于固体除湿的热湿独立控制的热泵系统

说明书

技术领域

    本发明涉及制冷空调系统的技术领域，特别涉及一种冷凝废热驱动的基于固体除湿的热湿独立控制的热泵系统。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高和极端环境在全球各地的频繁出现，广泛使用的传统蒸气压缩式热泵空调系统已经成为整个社会电力消耗的主要来源。此外，蒸气压缩热泵空调系统在蒸发器侧制冷获得室内的凉爽的同时，会在冷凝器侧产生高于环境温度的废热并排入到外界空气，从而造成较显著的城市热岛效应。因此，在制冷空调领域发展低能耗技术具有重要意义。并且，若能利用产生的部分冷凝废热去部分驱动热泵空调系统的运行，则可通过废热的回收利用降低传统热泵空调系统的能耗。

目前，国内外学者普遍采用复合型温湿度独立控制热泵空调实现热、湿负荷的分开处理和控制。系统由除湿子系统和传统热泵空调子系统复合而成。除湿子系统除去外界湿空气中湿负荷（即水蒸气）产生干燥空气，传统热泵空调系统继续对获得干燥空气的热负荷处理。由于热泵空调系统只需对热负荷进行处理，其可在相对较高的蒸发温度下运行，系统性能系数COP提高，能耗降低。但是，此类复合系统存在以下缺陷：

1、通过除湿子系统与传统制冷系统的简单叠加构成，组建而成的系统体积较大、成本较高；

2、复合系统需要一个外界附加的热源提供除湿子系统再生过程所需的热量。

发明内容

本发明目的在于提供一种冷凝废热驱动的基于固体除湿的热湿独立控制的热泵系统，以解决现有技术中现有的复合型温湿度独立控制热泵空调系统由除湿子系统与传统制冷系统的简单叠加构成，存在系统体积较大、成本较高的缺陷的技术性问题。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种冷凝废热驱动的基于固体除湿的热湿独立控制的热泵系统，包括第一风机、第二风机、第一除湿换热器、第二除湿换热器、第一调风阀、第二调风阀、压缩机、膨胀阀、双向四通阀、第一空气风道、第二空气风道和制冷剂循环管路，其中，

所述制冷剂循环管路上依次连接有所述压缩机、所述双向四通阀、所述第一除湿换热器、所述膨胀阀和所述第二除湿换热器，所述双向四通阀分别与压缩机、所述第一除湿换热器和所述第二除湿换热器连接；

第一空气风道上依次设有所述第一风机、所述第一除湿换热器、所述第一调风阀和送风口；

第二空气风道上依次设有所述第二风机、所述第二除湿换热器、所述第二调风阀和回风口；

所述第一调风阀还可与所述回风口连接，所述第二调风阀还可与所述送风口连接；

所述第一除湿换热器和所述第二除湿换热器的表面设置有固体除湿材料。

优选地，所述第一风机和所述第二风机均为双向风机。

较佳地，所述双向四通阀通过2个管路与所述压缩机连接。

较佳地，所述制冷剂循环管路中的循环介质可流经所述压缩机、所述双向四通阀、所述第二除湿换热器、所述膨胀阀、所述第一除湿换热器、所述双向四通阀，再流回所述压缩机。

较佳地，所述制冷剂循环管路中的循环介质可流经所述压缩机、所述双向四通阀、所述第一除湿换热器、所述膨胀阀、所述第二除湿换热器、所述双向四通阀，再流回所述压缩机。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

1、在本发明中，通过设置在除湿换热器表面的固体除湿材料处理空气中的湿负荷，通过传统蒸发器冷却的方式实现空气热负荷的处理，本发明只采用了一个设备就实现了热湿负荷的分开处理和独立控制，比起传统的复合型热湿独立控制热泵空调系统，本发明具有构造简单、造价便宜的显著优势。

2、本发明采用除湿冷凝侧的废热对固体除湿材料进行解吸再生，此循环不仅可以实现冷凝废热的有效利用，而且可以为湿负荷的处理提供稳定的热源，实现连续的除湿制冷过程。

3、本发明的除湿换热器内的流经的制冷剂直接蒸发制冷是一种内冷型除湿器，可以比转轮除湿具有更高的效率，同时采用这种除湿换热器不需要二次换热，减小了吸附/再生的传热温差。

4、本发明的开发是以除湿换热器作为固体除湿材料附着的基质，与传统除湿系统例如除湿转轮相比较，本发明采用相对简单的金属表面干燥剂涂层技术，具有装置结构紧凑、制作工艺简单、投资费用低、易于安装等特点，在不增加系统体积和构造复杂性的同时达到冷凝废热回收和节能的效果。

附图说明

图1为本发明的第一种工作模式的流程示意图；

图2为本发明的第二种工作模式的流程示意图。

具体实施方式