[发明专利]一种采用吸附式转轮的净化空气循环热泵系统

说明书

本发明属于暖通空调与空气净化工程技术领域，涉及一种采用吸附式转轮的净化空气循环热泵系统，由空气循环热泵系统和转轮净化循环系统构成，主要部件包括涡轮增压器、吸附式转轮、三个换热器、再生器、两个鼓风机和一个轴流风机。该热泵系统将吸附式转轮与空气循环热泵结合，系统冷热源直接来自外界环境空气，将热泵系统的冬季供暖、夏季制冷功能以及吸附式转轮的除湿、空气净化功能集中到一个系统，并在换热器中与转轮再生空气换热，在两个换热器中与送风进行换热，提高了能量利用效率。本发明将供暖、制冷、除湿与空气净化功能集中到一个系统，实现室内空气温度、湿度和污染物浓度的多参数调控，有效降低空调系统的运行能耗、提高系统的经济性。

技术领域

本发明属于暖通空调与空气净化工程技术领域，涉及一种采用吸附式转轮的净化空气循环热泵系统。

背景技术

为了有效降低我国北方地区建筑采暖和空调能耗，同时保障雾霾天气下室内环境质量和热舒适性，开发能源利用效率高并兼顾空气净化功能的供暖或制冷系统，已成为当前研究的热点。

现有的暖通空调系统通常仅能对室内温度、湿度或污染物浓度进行有效的单参数或部分参数调控。若同时实现室内温度、湿度以及污染物浓度等多参数调控，则需由多个子系统组合才能实现。此时，设备成本、占地空间、运行维护、动态调控及系统能效都将受到制约。热泵因其高效、节能的优势受到广泛关注。空气循环热泵^[1]以空气作为循环载冷剂，其特点是制热量与热负荷的变化趋势相同，设备紧凑、性能稳定、维护简单、无需考虑除霜，在系统能效、稳定性和经济性方面展现出较大优势。但是，传统的空气循环热泵并不具备对室内湿度和污染物浓度的调控能力。

吸附式转轮除湿是应用较为广泛的固体吸附式除湿技术之一。吸附式转轮除湿，是利用硅胶的亲水性吸附空气中水分，降低空气的湿度。吸附式转轮除湿过程划分为除湿冷却和再生处理两个子过程。在除湿冷却过程中，转轮吸附剂吸附空气中水分并释放热量加热空气，而后热空气经由其他冷却装置降温送至室内。在再生处理过程中,再生空气需加热至所要求的再生温度后,送入吸附式转轮使吸附剂脱附再生。除了具备除湿功能以外，吸附式转轮还能够去除污染物，具备空气净化功能。例如，以硅胶等填充材料为主的转轮，对室内各类挥发性有机气体污染物无选择性，同时对固体颗粒物也具有很好的净化能力^[7]。Ni等提出将转轮应用到热泵系统中，将热泵的供热、制冷与转轮除湿进行结合，在能耗方面展现出显著优势。夏军宝提出一种采用转轮进行除湿的空气源热泵系统(专利号：CN106594908A)，该系统可实现无霜运行，同时对室内进行加湿或者除湿，但该系统在冬季时制热效果较差，且不能对污染空气进行净化。

因此，为了能够实现室内空气温度、湿度和污染物浓度多参数调控，本发明提出结合吸附式转轮的净化空气循环热泵系统。通过将热泵与吸附式转轮相结合，实现冬季供暖、夏季制冷，同时将空气除湿和污染物净化功能整合到同一个系统中。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用吸附式转轮的净化空气循环热泵系统，将供暖、制冷、除湿与空气净化功能集中到一个系统，实现室内空气温度、湿度和污染物浓度多参数调控，有效降低空调系统运行能耗、提高系统的经济性。

本发明的技术方案是：

一种采用吸附式转轮的净化空气循环热泵系统，主要由空气循环热泵系统和转轮净化循环系统组成；空气循环热泵系统和转轮净化循环系统通过换热器a 1-3、换热器b 1-5和换热器c 1-6之间相互连接成为一套系统；

所述的空气循环热泵系统，主要由涡轮增压器1-1、再生器1-4、换热器b 1-6、鼓风机a 1-7和鼓风机b1-8组成；室外空气从再生器1-4的入口端进入后，在空气循环热泵系统内循环；

再生器1-4的出口端分为三个支路；

第一支路与换热器b 1-6相连，并通过截止阀k15进行控制；