[发明专利]基于调湿与蒸发冷却的无霜空气源热泵系统

说明书

本发明公开了一种基于调湿与蒸发冷却的无霜空气源热泵系统，包括制冷剂回路、水和调湿溶液回路和空气回路。制冷剂回路包括压缩机、四通阀、第一换热器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、热交换器、储液器、干燥过滤器、电子膨胀阀、翅片管换热器、气液分离器；水和调湿溶液回路包括调湿器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第一溶液泵、第二溶液泵、流体储存器、热交换器及再生装置；空气回路包括翅片管换热器、调湿器和风机。本发明系统冬季制热运行时可避免结霜，夏季制冷运行时通过蒸发冷却可使冷凝温度更低，具有更高的制冷效率，从而实现系统的冬夏双高效运行。

技术领域

本发明属于制冷空调系统设计和制造的技术领域，涉及一种基于调湿与蒸发冷却的无霜空气源热泵系统。

背景技术

空气源热泵兼顾制冷和制热，具有一次能源综合利用效率高、节能、环保以及初投资低等优点。空气源热泵的大力推广对提高我国能源综合利用效率，实现节能减排具有重要意义。空气源热泵冬季制热运行存在的最大问题是室外翅片管换热器表面结霜，随着换热器翅片间霜层的生长，翅片表面与空气间的换热热阻不断增大，空气流量减小，导致系统工作状况恶化，效率降低，甚至不能正常工作，同时当霜结到一定程度时需要适时除霜，除霜过程需要消耗能量且导致供热不连续，热舒适性较低。因此，解决空气源热泵的结霜问题成为迫切需求。

目前，人们大都采取结霜后除霜的方法来解决这一问题，常用的除霜方法是逆循环除霜和热气旁通除霜。但是无论采用哪种除霜方式，除霜时都存在无法连续供热，除霜效率低下等问题，如能在制热过程中，对进入室外换热器的空气进行处理，降低空气中的含湿量，使空气源热泵室外换热器运行过程中不结霜，则其运行效率和供热量将有显著提高。同时在空气源热泵夏季制冷运行时，其冷凝温度与空气的温度相关，如能降低空气的入口温度则可显著的提高空气源热泵夏季的制冷效率。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为解决结霜问题给空气源热泵系统带来的性能下降以及夏季制冷效率较低的不足，提供一种冬季通过溶液调湿实现制热运行不结霜，夏季通过蒸发冷却实现更低冷凝温度运行且可提高过冷度的基于调湿与蒸发冷却的无霜空气源热泵系统。

技术方案：本发明的基于调湿与蒸发冷却的无霜空气源热泵系统，包括制冷剂回路、水和调湿溶液回路和空气回路。制冷剂回路包括压缩机、四通阀、第一换热器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、热交换器、储液器、干燥过滤器、电子膨胀阀、翅片管换热器和气液分离器，四通阀上设置有四通阀第一输入端、四通阀第一输出端、四通阀第二输入端和四通阀第二输出端，第一换热器上设置有第一换热器输入端和第一换热器输出端，热交换器上设置有热交换器制冷剂输入端、热交换器制冷剂输出端、热交换器溶液输入端和热交换器溶液输出端，翅片管换热器上设置有翅片管换热器输入端和翅片管换热器输出端；热交换器同时是水和调湿溶液回路的组成部分，翅片管换热器同时是空气回路的组成部分；

制冷剂回路中，压缩机的输出端与四通阀第一输入端连接，四通阀第一输出端与第一换热器输入端连接，第一换热器输出端分成两路，一路与第一单向阀的入口连接，另一路与第三单向阀的出口连接，第一单向阀的出口分成两路，一路与第二单向阀的出口连接，另一路与热交换器制冷剂输入端连接，热交换器制冷剂输出端与储液器的输入端连接，储液器的输出端通过干燥过滤器、电子膨胀阀同时与第四单向阀的入口和第三单向阀的入口连接，第四单向阀的出口与翅片管换热器输入端连接，翅片管换热器输入端同时还与第二单向阀的入口连接，翅片管换热器输出端与四通阀第二输入端连接，四通阀第二输出端与气液分离器的输入端连接，气液分离器的输出端与压缩机的输入端连接；

水和调湿溶液回路包括热交换器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第一溶液泵、第二溶液泵、调湿器、再生装置及流体储存器，调湿器上设置有调湿器喷淋端和调湿器集液端，流体储存器上设置有流体储存器第一输入端、流体储存器第二输入端、流体储存器第三输入端、流体储存器输出端，以及第一液位传感器和第二液位传感器；