[发明专利]一种基于再生热回收的串联无霜空气源热泵系统

说明书

本发明公开了一种基于再生热回收的串联无霜空气源热泵系统，包括供热热泵回路、辅助热泵回路、空气回路及溶液回路，本发明通过采用两个热泵系统串联运行，辅助热泵用于从空气中吸收热量，加热再生溶液，而供热热泵负责为室内环境提供热量，一方面利用溶液除湿实现热泵系统的安全无霜运行，另一方面通过闭式空气循环回路回收再生空气中的显热和潜热，极大的提高了溶液的再生效率和系统的运行能效。通过将冬季热泵运行过程中的大温差合理分配到两个热泵中，既降低了压缩机的压比，提高了系统运行的稳定性和能效，又保证了热泵运行过程中的持续供热，提高了室内的热舒适性。

技术领域

本发明涉及一种基于再生热回收的串联无霜空气源热泵系统，属于制冷空调系统技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，空气源热泵作为一种主要的供暖设备在长江流域地区得到广泛应用，然而该地区冬季气候阴冷潮湿，平均相对湿度达70％以上，温度较低时极易结霜，造成热泵系统无法正常运行。因此，发展合适的除霜技术或防止结霜方法是现在热泵应用的当务之急。

目前，针对常规热泵系统结霜存在的一系列问题，一些学者提出了无霜空气源热泵，浙江大学陈光明提出的一种无霜型空气源热泵系统(专利申请号：CN200910098008.5)，该装置利用防冻溶液作为载热介质吸收室外低温空气热量，再将溶液的热量传给室外蒸发器，从而避免了空气源热泵的结霜，该系统利用部分冷凝器的冷凝热量再生稀释后的溶液，再生后的空气直接排出到室外，造成大量热量损耗，系统整体性能不高。东南大学李舒宏等提出了一种溶液除湿预防空气源热泵热水器结霜的系统(专利申请号：CN201410156239.8)，利用除湿浓溶液对蒸发器进口空气进行除湿干燥，保证了热泵热水器的无霜运行，当除湿溶液达到除湿极限后，利用热泵回路自身的热量进行再生，同时将吸热后的空气热量在蒸发器内释放，回收利用。该系统在再生过程中将大部分热量用于溶液再生，而再生时间较长，造成该段时间内室内热舒适性下降明显。因此，采用合适的再生方法回收再生空气的热量，并实现热泵系统连续高效的运行，保证室内热舒适性显得十分必要。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中溶液加热再生后空气中大量显热和潜热排放无法回收，导致热量浪费的问题，同时针对无霜热泵溶液再生过程中室内供热量减少，热舒适性严重下降的情况，本发明提出一种基于再生热回收的串联无霜空气源热泵系统，引入一个辅助热泵循环回路，利用该系统蒸发器从外界空气吸收热量，同时系统的冷凝热用于再生稀释后的溶液，吸热后的再生空气在闭式风路循环中流经供热热泵的蒸发器完成全部热量的回收。该系统一方面可以实现无霜热泵系统连续运行，保证室内热环境的舒适性，另一方面，溶液再生的热量在闭式的风路循环过程中，被全部回收，提升了系统的能效。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于再生热回收的串联无霜空气源热泵系统，包括供热热泵回路、辅助热泵回路、空气回路及溶液回路：

供热热泵回路包括压缩机一、蒸发器、电子膨胀阀一、室内冷凝器、风扇一、轴流风机及其相应连接管道，所述轴流风机也是辅助热泵回路、空气回路及溶液回路的构成部件。所述供热热泵回路中，压缩机一的输出端与室内冷凝器的输入端连接，室内冷凝器的输出端与电子膨胀阀一的输入端连接，电子膨胀阀一的输出端与蒸发器的输入端连接，蒸发器的输出端与压缩机一的输入端连接；

辅助热泵回路包括压缩机二、室外蒸发器、溶液蒸发换热器、电子膨胀阀二、电子膨胀阀三、再生空气冷凝器、溶液冷凝器、风扇二及相应链接管道，所述溶液蒸发换热器和溶液冷凝器同时也是溶液回路的构成部件。所述辅助热泵回路中，压缩机二的输出端与溶液冷凝器的输入端连接，溶液冷凝器的输出端与电子膨胀阀三的输入端连接，电子膨胀阀三的输出端与再生空气冷凝器的输入端连接，再生空气冷凝器的输出端与电子膨胀阀二的输入端连接，电子膨胀阀二的输出端与室外蒸发器的输入端连接，室外蒸发器的输出端与溶液蒸发换热器的输入端连接，溶液蒸发换热器的输出端与压缩机二的输入端连接；