[发明专利]一种溶液喷淋式无霜空气源热泵装置

说明书

技术领域

本发明属于制冷技术和空气源热泵的技术领域，特别涉及一种喷淋除湿带再生热回收的的无霜空气源热泵系统。

背景技术

空气源热泵以兼顾制冷制热、结构紧凑、节能节水、使用安装方便等诸多优点在我国长江中下游、西南地区及华南地区得到了广泛的推广与应用。但是在冬季气温低且湿度大的地区，空气源热泵极易结霜。结霜不仅会减小换热面积增加换热热阻，还会增加空气流动阻力，减少风量，进而导致供热能力不足，制热能耗增大。因此，发展准确除霜、延缓结霜或避免结霜的空气源热泵技术是目前热泵技术的当务之急，也是扩大空气源热泵应用地域的必然要求。

中国专利文献(专利号ZL200910098008.5)公开了利用防冻液保证空气源热泵无霜运行的技术方案，该方案利用冷凝热对稀溶液进行再生并通过低温稀溶液将再生得到的高温高湿空气进行热回收从而减少了再生的能耗。但该系统的溶液再生循环比较复杂，控制和运行上的不当都可能导致与设计偏离较大。国际制冷杂志(International Journal of Refrigeration,2012,35(5):1327-1334)在2012年公开了文献《A new method for preventing air source heat pump water heaters from frosting》(一种防止空气源热泵热水器结霜的新方法)，论文作者提出了循环式无霜空气源热泵系统技术方案，其在制热模式下先通过涂覆有吸附剂的蒸发器将室外空气进行吸附除湿，再使除湿后的空气进入二级蒸发器进行换热，从而避免结霜；在再生模式下，通过循环空气的方式对吸附剂进行再生，实现了对再生热的完全回收。该系统型式较好地解决了无霜空气源热泵能否防止结霜以及可能导致的高能耗问题，但仍存在以下不足：①由于在风冷换热器表面喷涂吸附剂材料，故其吸附剂的用量受限，尚无疑会缩短无霜运行时间，导致再生过程频繁进行，影响室内的舒适性；②吸附材料会导致换热器的换热性能变差，尤其在夏季制冷模式下运行时，吸附材料对换热器更是不利；。

上述无霜空气源热泵系统仍存在由于设计不合理导致的高能耗、无法长时间避免结霜、由于利用室外低温空气进行再生导致工况不稳定甚至再结霜或者系统过于复杂导致投资运维昂贵等问题。

发明内容

本发明的目的是在现有技术基础上，提供一种具有结构简单、运行可靠、防霜能力强、能耗水平低等特点的无霜空气源热泵，旨在改善供热的可靠性、舒适性和安全性。

本发明的技术方案如下：

一种溶液喷淋式无霜空气源热泵装置，包括压缩机、四通阀、室内换热器、第一膨胀阀、室外换热机组以及控制单元；所述的室外换热机组含有喷淋式换热器、第二膨胀阀、翅片式换热器、风机、凝水盘、泄水管、储液池、溶液循环泵和喷淋装置；其特征在于：所述喷淋式换热器的制冷剂管路一端与第一膨胀阀的出口相连，另一端通过第二膨胀阀与翅片式换热器的制冷剂进口相连，翅片式换热器的制冷剂出口与四通阀的四号口相连；所述风机驱动室外空气先经过喷淋式换热器再通过翅片式换热器；所述的储液池设置在喷淋式换热器的下方，储液池内的溶液通过溶液循环泵溶液循环泵与盘管上方的喷淋装置相连；所述的凝水盘设置在翅片式换热器下方，所述的泄水管设置在凝水盘的底部。

所述的室外换热机组还包含室外换热机组壳体、第一风阀、第二风阀和循环风阀，所述的第一风阀设置在室外换热机组壳体的进风侧，所述的第二风阀设置在壳体的出风侧；在第一风阀与喷淋式换热器进风口之间以及翅片式换热器出风口与第二风阀之间连接有循环风道，所述的循环风阀设置在循环风道上；风机设置在第一风阀与喷淋式换热器进风口之间的任意位置，或设置在喷淋式换热器出风口与翅片式换热器进风口之间的任意位置，或设置在翅片式换热器出风口与第二风阀之间的任意位置。

所述的室外换热机组还包括浓度传感器、温湿度传感器和压力传感器，这些传感器采集的信号通过数据线与控制单元相连接。

所述的循环风道内设置有挡水板。

所述的室内换热器采用水冷式换热器，或采用风冷式换热器，或采用以空气、水、溶液为换热介质的换热端口。

所述的第一膨胀阀和第二膨胀阀采用电子膨胀阀，或采用热力膨胀阀与电磁阀的组合，或采用毛细管、节流短管与电磁阀的组合，或采用手阀。

所述的喷淋式换热器采用管式换热器或者板式换热器，在换热器内装有用于增加换热面积的填料。

所述的翅片式换热器采用管翅式换热器或板翅式换热器。