[发明专利]雾霾湿热源热泵水冷一体机

说明书

技术领域

本发明型涉及的雾霾湿热源热泵水冷一体机(热泵水冷一体机组)，是充分利用太阳辐射给地球热能转换为具有无限能量的湿冷热源即可再生能源，在创新设备构造、提高设备配置的前提下，作为“热泵水冷一体机”的冷(热)源，减少建筑物对化石能源依赖的创新技术。

冬季，适应“湿冷雾霾”气候环境下，吸收雾霾湿冷潜热源作为热泵热源，同时直接净化雾霾天气，实现冷暖空调、热水三联供、无霜堵热泵功能。

夏季，在“高温高湿”水汽饱和状态下，实现高效负压蒸发水冷却制冷，同时回收过热气体、提供廉价生活热水。

背景技术

太阳辐射能是维持地表温度，促进地球上的水、大气、生物活动和变化的主要动力。地面不同纬度接受太阳辐射不同，地球上的热量传递主要依靠大气环流和洋流，大气环流和洋流对地理环境的形成和变化有着重要的作用。

冬季北半球，北极高纬度地区冷空气周期性南下，低纬度地区赤道海面受太阳能辐射热海洋蒸发暖湿气流北上(水汽循环)，在中纬度地区形成冷暖气流对峙区，地面温度低空气湿度接近饱和，陆地中纬度地区城市发展化石能源消费增加，污染物碳排放过量，为接近饱和状态的湿空气凝结提供了不可缺少的关键性的凝结核，湿空气成雾阻止了污染雾等有害粒子PM2.5的扩散形成雾霾天气危害人类生存健康。正是由于这种特殊的气象条件下，海洋蒸发暖湿气流北上蕴藏了无限能量由太阳能转化的湿热源隐含在大气中未得到广泛应用。

传统空气源热泵+电辅热，延用的是大温差传热技术耐气候环境性差。

冬季，在湿冷雾霾气候环境下供热性能差，吸收湿冷热源导致结霜现象过早出现，频繁融霜导致热泵无法正常运行供热，严重时供热性能系数低于1.0。因此，湿冷热源成为传统空气源热泵的有害可再生能源，需要辅助电加热能耗高成为国际性的技术难题。

夏季，在低纬度和中纬度地区高热气候环境下，热风冷却制冷能效比低于水体蒸发冷却制冷的35～45％。

蒸发冷制冷机+锅炉供热，直接燃烧化石能源导致雾霾频发。

冬季，在湿冷气候环境下雾霾频发持续周期长，罪魁祸首是人类发展直接应用燃烧了过量的化石能源产生的污染物、碳排放凝结核，其中就包括了建筑物供热直接燃烧的化石能源(燃煤锅炉和燃气锅炉)。

夏季，在蒸发量大、水汽循环频繁的气候环境下，空气相对湿度接近饱和水汽量，水体蒸发现象缓慢周期内，传统水冷却制冷蒸发排热效率低，出水温度高，藻类滋生，增加换热器传热阻，制冷机放热只能变为与空气之间显热交换，效率低、能耗增加。

夏季，在低纬度受海洋影响“高温高湿”气候地区，水汽接近饱和状态下，传统水冷却制冷机冷却塔蒸发排热只能变为与空气之间显热交换，冷却出水温度高、藻类滋生，增加制冷机组换热器的传热阻，制冷效率低，能耗增加。

发明型内容

本发明型雾霾湿热源热泵水冷一体机的目的，在于提供一种高效率应用太阳能转化的湿冷热源、负压蒸发冷等作为热泵水冷一体机组的冷(热)源。实将空气源热泵和蒸发冷制冷机融为一体，解决其存在的耐气候性差低效率、能耗高和锅炉对环境产生污染问题。实现设备的多功能，低能耗高寿命，净化雾霾大气环境。其主要目的：

目的1：利用湿冷潜热源，无霜堵、高性能供热；

目的2：吸收湿冷潜热源，凝结净化大气雾霾；

目的3：负温度湿冷热源蓄热能日一次融霜；

目的5：高能效制冷过热回收廉价生活热水。

我们知道，1立方米的空气，气温在4℃时，最多能容纳的水汽量是6.36克；而气温是20℃时，1立方米的空气中最多可以含水汽量是17.30克。当空气容纳的水汽达到最大限度时，就达到了饱和。而气温愈高，空气中所能容纳的水汽也愈多。冬季随着空气温度的下降水汽逐渐饱和，多余的水汽就会与空气中污染物凝结核结合在一起形成凝结过程最初阶段的雾化(形成雾霾)，空气温度继续下降就会由水汽雾化释放潜热冷却到水汽凝结(水滴)过程，所以寒冷气候期没有雾霾，雾霾是出现在湿冷气候期内。利用本发明所涉及的雾霾湿热源热泵水冷一体机，可吸收空气中污染物凝结核，实现人工制冷吸收雾霾湿冷热源无霜堵，从而有效地防止和减少雾霾的产生。

冬季，利用小温差传热(热泵经济传热温差)和铜离子翅片换热器构造人工制造冷源，能够冷却进入机体内的雾霾湿冷热源空气产生水汽凝结释放潜热来作为热泵的低温位热源，实现湿冷热源无霜堵，冷暖空调热水三联供，减少建筑物对化石能源的依赖，净化大气环境。