一种带回热器的除湿换热器热泵空调系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种带回热器的除湿换热器热泵空调系统及其运行方法。该系统包括制冷系统和空气处理系统。所述制冷系统包括压缩机、两个除湿换热器、两个四通换向阀、回热器、节流装置及连接管路；所述空气处理系统包括两个风机、四个三通风阀及连接管路。本发明专利技术在常规除湿换热器热泵系统中加入回热器及第二个四通换向阀，保证回热器在循环切换过程正常工作，可以在相同的蒸发压力和冷凝压力下，合理提高系统过冷度和过热度，从而增加单位制冷量和再生脱附量，提高系统显热和潜热处理能力。

【技术实现步骤摘要】
一种带回热器的除湿换热器热泵空调系统及其运行方法
本专利技术涉及制冷空调领域，尤其涉及一种带回热器的除湿换热器热泵空调系统及其运行方法。
技术介绍
传统的热泵空调系统中采用的换热器，在夏季工况下通过将处理空气温度降至露点之后进行冷凝除湿，该方法能耗极高且换热器表面易滋生霉菌；将固体除湿材料涂覆在传统的换热器表面，利用除湿材料处理潜热负荷，利用管内流体处理显热负荷及吸附热，该新型换热器以下称除湿换热器。已有下述空调装置如中国专利CN1864033A、中国专利CN101171459A采用了该换热器对空气进行温湿度调节。前述的除湿换热器热泵空调系统，在以公开的专利或其他文献中，其显著的特点是，系统为了保证系统的COP，较传统的蒸汽压缩系统采用更低的冷凝温度，这将导致涂覆在换热器表面的干燥剂再生不完全，进而影响干燥剂在吸附阶段的吸附量，降低系统除湿性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高系统除湿性能的带回热器的除湿换热器热泵空调系统；本专利技术的另一个目的是提出一种带回热器的除湿换热器热泵空调系统的运行方法。本专利技术拟用如下技术方案实现本专利技术的目的：带回热器的除湿换热器热泵空调系统，包含制冷系统和空气处理系统所述制冷系统包括压缩机、第一除湿换热器、第二除湿换热器、回热器、节流装置、第一四通换向阀和第二四通换向阀；所述制冷系统的连接方式为：所述压缩机的排气口与所述第二四通换向阀的第一流道口相连；所述压缩机的吸气口与所述回热器第二流道的第一流道口相连；所述第一除湿换热器制冷剂流道的第一流道口与所述第一四通换向阀的第二流道口相连；所述第一除湿换热器制冷剂流道的第二流道口与所述第二四通换向阀的第四流道口相连；所述第二除湿换热器制冷剂流道的第一流道口与所述第一四通换向阀的第四流道口相连；所述第二除湿换热器制冷剂流道的第二流道口与所述第二四通换向阀的第二流道口相连；所述回热器第一流道的第一流道口与所述第一四通换向阀的第一流道口相连，所述回热器第一流道的第二流道口与所述膨胀阀的入口相连，所述回热器第二流道的第二流道口与所述第二四通换向阀的第三流道口相连；所述膨胀阀的出口与所述第一四通换向阀的第三流道口相连；所述空气处理系统包括第一风道、第二风道、第一三通风阀、第二三通风阀、第三三通风阀、第四三通风阀、送风风机和排风风机；所述空气处理系统的连接方式为：所述第一风道入口与室外环境相连，所述第一风道上布置有所述第一三通风阀、所述第一除湿换热器、所述第三三通风阀和所述送风风机；所述第二风道入口与室内环境相连，所述第而风道上布置有所述第二三通风阀、所述第二除湿换热器、所述第四三通风阀和所述排风风机；所述第一三通风阀的第一流道口通过所述第一风道与室外环境相连，所述第一三通风阀的第二流道口通过所述第一风道与所述第一除湿换热器的空气流道入口相连，所述第一三通风阀的第三流道口与所述第二风道中所述第二三通风阀和所述第二除湿换热器的中间段相连；所述第二三通风阀的第一流道口通过所述第二风道与室内环境相连，所述第二三通风阀的第二流道口通过所述第二风道与所述第二除湿换热器的空气流道入口相连，所述第二三通风阀的第三流道口与所述第一风道中所述第一三通风阀和所述第一除湿换热器的中间段相连；所述第三三通风阀的第一流道口通过所述第一风道与所述第一除湿换热器的空气流道出口相连，所述第三三通风阀的第二流道口通过所述第一风道与所述送风风机的入口相连，所述第三三通风阀的第三流道口所述第二风道中所述第四三通风阀和所述排风风机的中间段相连；所述第四三通风阀的第一流道口通过所述第二风道与所述第二除湿换热器的空气流道出口相连，所述第四三通风阀的第二流道口通过所述第二风道与所述排风风机的入口相连，所述第四三通风阀的第三流道口所述第一风道中所述第三三通风阀和所述送风风机的中间段相连；所述送风风机的出口与室内环境相连；所述排风风机的出口与室外环境相连。第一除湿换热器和第二除湿换热器均为通过将常见的固体吸附材料(包括但不限于硅胶、沸石分子筛、活性炭等)均匀涂覆至常规换热器空气侧外表面制得。本专利技术的另一目的在于提供一种根据上述的带回热器的除湿换热器热泵空调系统的运行方法，其包括夏季运行模式和冬季运行模式，两种运行模式下各包含两种路径；在夏季运行模式的第一种路径中：所述第一四通换向阀的第一流道口与第四流道口相连，所述第一四通换向阀的第二流道口与第三流道口相连；所述第二四通换向阀的第一流道口与第二流道口相连，所述第二四通换向阀的第三流道口与第四流道口相连；所述第一三通风阀、第二三通风阀、第三三通风阀、第四三通风阀的第三流道口均关闭；在夏季运行模式的第二种路径中：所述第一四通换向阀的第一流道口与第二流道口相连，所述第一四通换向阀的第三流道口与第四流道口相连；所述第二四通换向阀的第一流道口与第四流道口相连，所述第二四通换向阀的第二流道口与第三流道口相连；所述第一三通风阀、第二三通风阀、第三三通风阀、第四三通风阀的第二流道口均关闭；在冬季运行模式的第一种路径中：所述第一四通换向阀的第一流道口与第二流道口相连，所述第一四通换向阀的第三流道口与第四流道口相连；所述第二四通换向阀的第一流道口与第四流道口相连，所述第二四通换向阀的第二流道口与第三流道口相连；所述第一三通风阀、第二三通风阀、第三三通风阀、第四三通风阀的第三流道口均关闭；在冬季运行模式的第二种路径中：所述第一四通换向阀的第一流道口与第四流道口相连，所述第一四通换向阀的第二流道口与第三流道口相连；所述第二四通换向阀的第一流道口与第二流道口相连，所述第二四通换向阀的第三流道口与第四流道口相连；所述第一三通风阀、第二三通风阀、第三三通风阀、第四三通风阀的第二流道口均关闭。上述除湿换热器热泵空调系统可根据环境条件选择运行模式，在同一个运行模式下的两种路径间循环切换运行，保证送风的连续降温除湿或加热加湿以及除湿换热器表面干燥剂的循环吸附、再生。与现有技术相比，本专利技术所述的一种带回热器的除湿换热器热泵空调系统具有的优势在于：第一，本专利技术通过在除湿换热器热泵系统中加入回热器部件，可以有效提高系统充当冷凝器的除湿换热器出口过冷度，进而增加系统单位制冷量，增强系统显热处理能力；第二，本专利技术添加的回热器部件，还可以在压缩机承受范围内合理提高压缩机吸气过热度，在保持蒸发压力和冷凝压力不变的情况下，提高压缩机排气温度，具有冷凝器作用的除湿换热器入口制冷剂的蒸汽过热度也随之提高。由于过热蒸汽对流换热系数远小于两相区冷凝换热系数，因此冷凝器制冷剂管路过热段长度占总长度比例将显著提高，具有冷凝器作用的除湿换热器体积平均温度及其表面涂覆的干燥剂平均温度也将明显提高，同时也将使得与之发生热质交换的空气温度升高，相对湿度降低。根据常规固体干燥剂材料(硅胶、沸石分子筛、活性炭等)的吸附特性，温度的升高和与相对湿度的降低都将导致干燥剂的水蒸气平衡吸附量降低，因此具有冷凝器作用的除湿换热器表面干燥剂脱附后内部含水量降低，脱附性能显著提升。当系统运行路径切换后，具有冷凝器作用的除湿换热器转变为具有蒸发器作用的除湿换热器，其表面的干燥剂用于吸附新风中的水蒸气。根据所述常规固体干燥材料(硅胶、沸石分子筛、活性炭等)的吸附特性，干燥剂在含水量较小时吸附速率较大，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带回热器的除湿换热器热泵空调系统，其特征在于，包含制冷系统和空气处理系统；所述制冷系统包括压缩机(1)、第一除湿换热器(2)、第二除湿换热器(3)、回热器(4)、节流装置(5)、第一四通换向阀(6)和第二四通换向阀(7)；所述制冷系统的连接方式为：所述压缩机(1)的排气口与所述第二四通换向阀(7)的第一流道口相连；所述压缩机(1)的吸气口与所述回热器(4)第二流道的第一流道口相连；所述第一除湿换热器(2)制冷剂流道的第一流道口与所述第一四通换向阀(6)的第二流道口相连；所述第一除湿换热器(2)制冷剂流道的第二流道口与所述第二四通换向阀(7)的第四流道口相连；所述第二除湿换热器(3)制冷剂流道的第一流道口与所述第一四通换向阀(6)的第四流道口相连；所述第二除湿换热器(3)制冷剂流道的第二流道口与所述第二四通换向阀(7)的第二流道口相连；所述回热器(4)第一流道的第一流道口与所述第一四通换向阀(6)的第一流道口相连，所述回热器(4)第一流道的第二流道口与所述膨胀阀(5)的入口相连，所述回热器(4)第二流道的第二流道口与所述第二四通换向阀(7)的第三流道口相连；所述膨胀阀(5)的出口与所述第一四通换向阀(6)的第三流道口相连；所述空气处理系统包括第一风道(8)、第二风道(9)、第一三通风阀(10)、第二三通风阀(11)、第三三通风阀(12)、第四三通风阀(13)、送风风机(14)和排风风机(15)；所述空气处理系统的连接方式为：所述第一风道(8)入口与室外环境相连，所述第一风道(8)上布置有所述第一三通风阀(10)、所述第一除湿换热器(2)、所述第三三通风阀(12)和所述送风风机(14)；所述第二风道(9)入口与室内环境相连，所述第而风道(9)上布置有所述第二三通风阀(11)、所述第二除湿换热器(3)、所述第四三通风阀(13)和所述排风风机(15)；所述第一三通风阀(10)的第一流道口通过所述第一风道(8)与室外环境相连，所述第一三通风阀(10)的第二流道口通过所述第一风道(8)与所述第一除湿换热器(2)的空气流道入口相连，所述第一三通风阀(10)的第三流道口与所述第二风道(9)中所述第二三通风阀(11)和所述第二除湿换热器(3)的中间段相连；所述第二三通风阀(11)的第一流道口通过所述第二风道(9)与室内环境相连，所述第二三通风阀(11)的第二流道口通过所述第二风道(9)与所述第二除湿换热器(3)的空气流道入口相连，所述第二三通风阀(11)的第三流道口与所述第一风道(8)中所述第一三通风阀(10)和所述第一除湿换热器(2)的中间段相连；所述第三三通风阀(12)的第一流道口通过所述第一风道(8)与所述第一除湿换热器(2)的空气流道出口相连，所述第三三通风阀(12)的第二流道口通过所述第一风道(8)与所述送风风机(14)的入口相连，所述第三三通风阀(12)的第三流道口所述第二风道(9)中所述第四三通风阀(13)和所述排风风机(15)的中间段相连；所述第四三通风阀(13)的第一流道口通过所述第二风道(9)与所述第二除湿换热器(3)的空气流道出口相连，所述第四三通风阀(13)的第二流道口通过所述第二风道(9)与所述排风风机(15)的入口相连，所述第四三通风阀(13)的第三流道口所述第一风道(8)中所述第三三通风阀(12)和所述送风风机(14)的中间段相连；所述送风风机(14)的出口与室内环境相连；所述排风风机(15)的出口与室外环境相连。...

【技术特征摘要】
1.一种带回热器的除湿换热器热泵空调系统，其特征在于，包含制冷系统和空气处理系统；所述制冷系统包括压缩机(1)、第一除湿换热器(2)、第二除湿换热器(3)、回热器(4)、节流装置(5)、第一四通换向阀(6)和第二四通换向阀(7)；所述制冷系统的连接方式为：所述压缩机(1)的排气口与所述第二四通换向阀(7)的第一流道口相连；所述压缩机(1)的吸气口与所述回热器(4)第二流道的第一流道口相连；所述第一除湿换热器(2)制冷剂流道的第一流道口与所述第一四通换向阀(6)的第二流道口相连；所述第一除湿换热器(2)制冷剂流道的第二流道口与所述第二四通换向阀(7)的第四流道口相连；所述第二除湿换热器(3)制冷剂流道的第一流道口与所述第一四通换向阀(6)的第四流道口相连；所述第二除湿换热器(3)制冷剂流道的第二流道口与所述第二四通换向阀(7)的第二流道口相连；所述回热器(4)第一流道的第一流道口与所述第一四通换向阀(6)的第一流道口相连，所述回热器(4)第一流道的第二流道口与所述膨胀阀(5)的入口相连，所述回热器(4)第二流道的第二流道口与所述第二四通换向阀(7)的第三流道口相连；所述膨胀阀(5)的出口与所述第一四通换向阀(6)的第三流道口相连；所述空气处理系统包括第一风道(8)、第二风道(9)、第一三通风阀(10)、第二三通风阀(11)、第三三通风阀(12)、第四三通风阀(13)、送风风机(14)和排风风机(15)；所述空气处理系统的连接方式为：所述第一风道(8)入口与室外环境相连，所述第一风道(8)上布置有所述第一三通风阀(10)、所述第一除湿换热器(2)、所述第三三通风阀(12)和所述送风风机(14)；所述第二风道(9)入口与室内环境相连，所述第而风道(9)上布置有所述第二三通风阀(11)、所述第二除湿换热器(3)、所述第四三通风阀(13)和所述排风风机(15)；所述第一三通风阀(10)的第一流道口通过所述第一风道(8)与室外环境相连，所述第一三通风阀(10)的第二流道口通过所述第一风道(8)与所述第一除湿换热器(2)的空气流道入口相连，所述第一三通风阀(10)的第三流道口与所述第二风道(9)中所述第二三通风阀(11)和所述第二除湿换热器(3)的中间段相连；所述第二三通风阀(11)的第一流道口通过所述第二风道(9)与室内环境相连，所述第二三通风阀(11)的第二流道口通过所述第二风道(9)与所述第二除湿换热器(3)的空气流道入口相连，所述第二三通风阀(11)的第三流道口与所述第一风道(8)中所述第一三通风阀(10)和所述第一除湿换热器(2)的中间段相连；所述第三三通风阀(12)的第一流道口通过所述第一风道(8)与所述第一除湿换热器(2)的空气流道出口相连，所述第三三通风阀(12)的第二流道口通过所述第一风道(8)与所述送风风机(14)的入口相连，所述第三三通风阀(12)的第三流道口所述第二风道(9)中所述第四三通风阀(13)和所述排风风机(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：范誉斌，赵阳，张学军，李婷婷，张春伟，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33