[发明专利]一种可以产生高温空气的热泵装置

说明书

本发明提供了一种可以产生高温空气的热泵装置。该技术方案同时构建了高温、低温两套制冷系统，其中热端走低温制冷系统的制冷剂，冷端走高温制冷系统的制冷剂。高温制冷系统制冷剂从低温制冷系统的制冷剂获得热量而蒸发，而低温制冷系统因传递热量给高温制冷系统而降低温度。本发明以辅助散热器输出的热量为热源产生高温空气，最高温度可达170℃，而高温热泵的制热效率可达2.5以上。本发明产生的高温空气可应用于各种吸附转轮再生(包含除湿转轮、VOCs转轮、二氧化碳吸附转轮等)以及涂布机空气加热。与单纯的电加热制热空气相比，本发明节能50％以上；而且热空气温度最高可达170℃，远高于目前常规技术，因而大幅扩展了应用范围。

技术领域

本发明涉及制冷空调技术领域，具体涉及一种可以产生高温空气的热泵装置。

背景技术

吸附转轮除湿在工业生产领域广泛应用，例如制药车间、锂电池生产车间都需要在较低的相对湿度下进行，吸附转轮再生消耗的能源是转轮除湿装置的主要能耗，目前转轮再生温度通常需要70℃～140℃。

另外，涂布也是常见的工艺过程，锂电池正负极极片的生产、光学膜生产等都采用涂布工艺，涂布基本都需要100℃左右的热风。利用热泵是公认的高效节能装置，但是传统的热泵很难产生100℃以上的高温空气。

传统的压缩制冷系统由制冷蒸发器、制冷冷凝器、膨胀阀以及压缩机组成。其典型构造如图1所示。制冷冷凝器的作用是将压缩机排出的气体冷却成液态，以采用R22作制冷剂的制冷系统为例，从压缩机排出的制冷温度大约在110-130℃之间，先利用水或空气等介质将制冷剂冷却到其饱和温度，从压缩机排出的气态制冷剂冷却到饱和制冷剂状态释放的热量占冷凝器释放总热量的13％左右。然后制冷剂在饱和温度下恒温冷凝释放热量，在制冷剂冷凝成液态后再利用水或空气等介质进一步将制冷剂冷却到过冷状态。制冷剂的过冷可以提高系统的制冷量或者制热量，是一个非常必要的过程。

为了利用热泵获得相对高温的热空气，现有技术中提出了如图2所示的流程。该技术路线的优势在于利用需要加热的空气使制冷剂通过第二过冷冷凝器5充分过冷，系统发挥最大的制冷量与制热量，另外，压缩机进入第二高温制冷剂冷却器107的是高温气体，最高温度可以达到130℃，需要加热的空气通过第二高温制冷剂冷却器107后，空气温度可以加热到70℃左右。此外，第二辅助散热器106向大气排出系统多余的热量。虽然这种模式能够产生一定的热空气，但其温度未达到较高水平，因此所适用的工况环境仍相对局限；而且，这种模式的整体制热效率也有待提高。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种可以产生高温空气的热泵装置，以解决常规热泵装置所产生的热空气温度相对较低的技术问题。

本发明要解决的另一技术问题是，如何进一步提高热泵装置的制热效率。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种可以产生高温空气的热泵装置，包括低温热泵的制冷压缩机，蒸发器，冷凝器的过冷器，换热器，压缩机排出的制冷剂冷却器，热泵冷凝器，热泵压缩机，其中，在待加热空气的流动路径上依次设置有冷凝器的过冷器、压缩机排出的制冷剂冷却器、热泵冷凝器；同时，冷凝器的过冷器、蒸发器、低温热泵的制冷压缩机、压缩机排出的制冷剂冷却器依次构成第一回路；同时，压缩机排出的制冷剂冷却器、换热器的高温侧、冷凝器的过冷器依次构成第二回路；同时，热泵冷凝器、换热器的低温侧、热泵压缩机依次构成第三回路。

作为优选，在蒸发器上具有蒸发器风机。

作为优选，换热器的高温侧为辅助散热器。

作为优选，低温热泵的制冷压缩机、蒸发器、冷凝器的过冷器、换热器的高温侧、压缩机排出的制冷剂冷却器共同组成低温热泵系统；所述低温热泵系统的制冷工质选自以下成分的其中一种或其中若干种：R22，R134a，R142B，R401A。