The invention provides a multi-effect regeneration frost-free heat pump system device, which comprises a heat pump circulating system and a solution regeneration system. The heat pump circulating system comprises a spray heat exchanger, a four-way reversing valve, a compressor, an indoor heat exchanger and a first throttle valve. The solution regeneration system comprises a solution outlet pump, a filter, a exhaust steam recovery chamber, a flash chamber, a condensation chamber, a terminal evaporation chamber and an intermediate evaporation chamber. The invention also provides a usage method of a multi-effect regeneration frost-free heat pump system device, including summer operation mode and winter operation mode. In summer operation mode, water is stored at the bottom of spray heat exchanger. In winter operation mode, the working substance stored at the bottom of spray heat exchanger is antifreeze solution. The invention adopts supercooled heat drive, does not consume heat pump condensation heat, and makes multiple use of supercooled heat. The heat utilization rate is high, and can realize greater water separation.
【技术实现步骤摘要】
多效再生无霜热泵系统装置及方法
本专利技术涉及空调制冷
，具体是一种多效再生无霜热泵系统装置及方法。
技术介绍
空气源热泵技术是一种利用可再生能源的节能、环保空调技术，在我国应用广泛，尤其是在夏热冬冷地区。在当前煤改电的大背景下，空气源热泵在北方寒冷地区也取得了较多应用，具有广阔的发展前景。空气源热泵技术存在的一个较大的问题是冬季室外换热器的结霜，为了除霜，系统需要在正常和化霜运行之间来回操作，影响向室内的正常供热和能效。针对空气源热泵的结霜问题，近年来业界发展了无霜热泵技术，该技术有两条主要的技术路线，一条路线是对进入换热器的空气先进行除湿(溶液除湿或固体除湿)，从而避免了湿空气在换热器表面结霜。另外一条技术路线是用防冻液与空气直接接触，防冻液从空气中吸收热量后再传递给制冷工质，同样可以避免结霜的产生。相比这两条技术路线，前者需要对空气进行较大程度除湿，后者则不需要，因此更为简单易行，且已经得到实际工程应用。无霜热泵运行过程中，空气中的水分从原先的在换热器表面凝结转而在防冻液表面凝结，随着吸湿过程的进行，防冻液将被稀释，冰点上升，因此需要对其进行再生。目前...
【技术保护点】
1.多效再生无霜热泵系统装置，其特征在于：包括热泵循环系统和溶液再生系统；所述热泵循环系统包括喷淋换热器(1)、四通换向阀(13)、压缩机(14)、室内换热器(12)和第一节流阀(15)；溶液再生系统包括溶液出液泵(2)、过滤器(3)、乏汽回收室(4)、闪蒸室(5)、冷凝室(6)、末效蒸发室(7)、中间效蒸发室(8)、首效蒸发室(9)、闪蒸预热器(10)、首效预热器(11)和第二节流阀(16)；所述喷淋换热器(1)内设置有冷剂换热通道和喷淋装置，喷淋装置位于冷剂换热通道正上方；所述喷淋换热器(1)上设置有与冷剂换热通道连通的冷剂第一进出口(104)和冷剂第二进出口(105)...
【技术特征摘要】
1.多效再生无霜热泵系统装置，其特征在于：包括热泵循环系统和溶液再生系统；所述热泵循环系统包括喷淋换热器(1)、四通换向阀(13)、压缩机(14)、室内换热器(12)和第一节流阀(15)；溶液再生系统包括溶液出液泵(2)、过滤器(3)、乏汽回收室(4)、闪蒸室(5)、冷凝室(6)、末效蒸发室(7)、中间效蒸发室(8)、首效蒸发室(9)、闪蒸预热器(10)、首效预热器(11)和第二节流阀(16)；所述喷淋换热器(1)内设置有冷剂换热通道和喷淋装置，喷淋装置位于冷剂换热通道正上方；所述喷淋换热器(1)上设置有与冷剂换热通道连通的冷剂第一进出口(104)和冷剂第二进出口(105)，喷淋换热器(1)底部设置有与其内腔连通的喷淋换热器溶液出口(101)和喷淋换热器溶液进口(102)；喷淋泵(103)进口接喷淋换热器(1)内腔底部，出口接喷淋装置；所述喷淋换热器(1)的冷剂第二进出口(105)接四通换向阀第一端口(1301)，四通换向阀第二端口(1302)接压缩机(14)进口，压缩机(14)出口接四通换向阀第四端口(1304)，四通换向阀第三端口(1303)经过室内换热器(12)的冷剂换热通道后与分为两路；一路依次经过首效蒸发室(9)的冷剂换热通道、首效预热器(11)的冷剂换热通和闪蒸预热器(10)的冷剂换热通道后于节流阀(16)进口连接，节流阀(16)出口经过冷凝室(6)的冷剂换热通道后与喷淋换热器(1)的冷剂第一进出口(104)连接；另外一路连接第一节流阀(15)后与喷淋换热器(1)的冷剂第一进出口(104)连接；所述喷淋换热器溶液出口(101)经过溶液出液泵(2)后与过滤器(3)进口连接，过滤器(3)出口依次经过所述乏汽回收室(4)的溶液换热通道和闪蒸预热器(10)的溶液换热通道后与闪蒸室(5)的闪蒸室进口(503)连接，所述闪蒸室(5)的闪蒸室溶液出口(502)依次经过闪蒸室溶液泵(501)和首效预热器(11)的溶液换热通道后与首效蒸发室(9)的首效蒸发室进口(903)连接；所述首效蒸发室(9)的首效蒸发室溶液出口(902)通过首效蒸发室溶液泵(901)后与中间效蒸发室(8)的中间效蒸发室溶液进口(803)连接；中间效蒸发室(8)的中间效蒸发室溶液出口(802)经过经过中间效蒸发室溶液泵(801)后与末效蒸发室(7)的末效蒸发室溶液进口(703)连接；末效蒸发室(7)的末效蒸发室溶液出口(702)经过末效蒸发室溶液泵(701)后与喷淋换热器溶液进口(102)连接；所述首效蒸发室蒸汽出口(905)连接中间效蒸发室蒸汽通道(804)，中间效蒸发室蒸汽出口(805)连接末效蒸发室蒸汽通道(704)，末效蒸发室蒸汽出口(705)连接冷凝室蒸汽进口(704)；闪蒸室蒸汽出口(504)连接乏汽回收室蒸汽进口(404)；乏汽回收室(4)连接乏汽回收室抽气泵(406)；所述中间效蒸发室(8)的中间效蒸发室凝水出口(806)与末效蒸发室(7)的末效蒸发室凝水进口(707)连接，末效蒸发室凝水出口(706)连接冷凝室凝水进口(601)，冷凝室凝水出口(605)连接乏汽回收室凝水进口(401)，乏汽回收室凝水出口(405)与凝水泵(17)连接。2.多效再生无霜热泵系统装置，其特征在于：包括热泵循环系统和溶液再生系统；所述热泵循环系统包括喷淋换热器(1)、四通换向阀(13)、压缩机(14)、室内换热器(12)和第一节流阀(15)；溶液再生系统包括溶液出液泵(2)、过滤器(3)、溶液换热器(19)、冷凝室(6)、末效蒸发室(7)、中间效蒸发室(8)、首效闪蒸室(18)、首效预热器(11)、第二节流阀(16)和凝水泵(17)；所述喷淋换热器(1)内设置有冷剂换热通道和喷淋装置，喷淋装置位于冷剂换热通道正上方；喷淋换热器(1)上设置有与冷剂换热通道连通的冷剂第一进出口(104)和冷剂第二进出口(105)，喷淋换热器(1)底部设置有与其内腔连通的喷淋换热器溶液出口(101)和喷淋换热器溶液进口(102)；喷淋泵(103)进口接喷淋换热器(1)内腔底部，喷淋泵(103)出口接喷淋装置；所述喷淋换热器(1)的冷剂第二进出口(105)接四通换向阀第一端口(1301)，四通换向阀第二端口(1302)接压缩机(14)进口，压缩机(14)出口接四通换向阀第四端口(1304)，四通换向阀第三端口(1303)经过室内换热器(12)的冷剂换热通道后与分为两路；一路经过首效预热器(11)的冷剂换热通后于节流阀(16)进口连接，节流阀(16)出口经过冷凝室(6)的冷剂换热通道后与喷淋换热器(1)的冷剂第一进出口(104)连接；另外一路连接第一节流阀(15)后与喷淋换热器(1)的冷剂第一进出口(104)连接；所述喷淋换热器溶液出口(101)经过溶液出液泵(2)后与过滤器(3)进口连接，过滤器(3)出口依次经过溶液换热器(19)的加热通道和首效预热器(11)的溶液换热通道后与首效闪蒸室(18)的进口(1803)连接；所述首效闪蒸室(18)的首效闪蒸室溶液出口(1802)通过首效闪蒸室溶液泵(1801)后与中间效蒸发室(8)的中间效蒸发室溶液进口(803)；首效闪蒸室(18)的中间效蒸发室溶液出口(802)经过中间效蒸发室溶液泵(801)后连与末效蒸发室(7)的末效蒸发室溶液进口(703)连接；末效蒸发室溶液出口(702)经过末效蒸发室溶液泵(701)和溶液换热器(19)的冷却通道后与喷淋换热器溶液进口(102)连接；所述首效闪蒸室蒸汽出口(1804)连接中间效蒸发室蒸汽通道(804)，中间效蒸发室蒸汽出口(805)连接末效蒸发室蒸汽通道(704)，末效蒸发室蒸汽出口(705)连接冷凝室蒸汽进口(704)；所述中间效蒸发室(8)的中间效蒸发室凝水出口(806)与末效蒸发室(7)的末效蒸发室凝水进口(707)连接，末效蒸发室凝水出口(706)连接冷凝室凝水进口(601)，冷凝室凝水出口(605)与凝水泵(17)连接。3.多效再生无霜热泵系统装置，其特征在于：包括热泵循环系统和溶液再生系统；所述热泵循环系统包括喷淋换热器(1)、四通换向阀(13)、压缩机(14)、室内换热器(12)和第一节流阀(15)；溶液再生系统包括溶液出液泵(2)、过滤器(3)、溶液换热器(19)、蒸汽冷凝室(20)、末效蒸发室(7)、中间效蒸发室(8)、首效闪蒸室(18)、首效预热器(11)、第二节流阀(16)、凝水泵(17)和蒸汽冷凝室循环泵(21)；所述喷淋换热器(1)内设置有冷剂换热通道和喷淋装置，喷淋装置位于冷剂换热通道正上方；喷淋换热器(1)上设置有与冷剂换热通道连通的冷剂第一进出口(104)和冷剂第二进出口(105)，喷淋换热器(1)底部设置有与其内腔连通的喷淋换热器溶液出口(101)和喷淋换热器溶液进口(102)；喷淋泵(103)进口接喷淋换热器(1)内腔底部的储液池，出口接喷淋装置；所述喷淋换热器(1)的冷剂第二进出口(105)接四通换向阀第一端口(1301)，四通换向阀第二端口(1302)接压缩机(14)进口，压缩机(14)出口接四通换向阀第四端口(1304)，四通换向阀第三端口(1303)经过室内换热器(12)的冷剂换热通道后与分为两路；一路经过首效预热器(11)的冷剂换热通后于节流阀(16)进口连接，节流阀(16)出口与喷淋换热器(1)的冷剂第一进出口(104)连接；另外一路连接第一节流阀(15)后与喷淋换热器(1)的冷剂第一进出口(104)连接；所述喷淋换热器溶液出口(101)分为两路，一路依次经过溶液出液泵(2)、过滤器(3)、溶液换热器(19)的加热通道和首效预热器(11)的溶液换热通道后与首效闪蒸室进口(1803)连接；另外一路经过蒸汽冷凝室循环泵(21)和蒸汽冷凝室(20)的溶液换热通道后与喷淋换热器溶液进口(102)连接；所述首效闪蒸室(18)的首效闪蒸室溶液出口(1802)通过首效闪蒸室溶液泵(1801)后与中间效蒸发室(8)的中间效蒸发室溶液进口(803)；首效闪蒸室(18)的中间效蒸发室溶液出口(802)经过中间效蒸发室溶液泵(801)后连与末效蒸发室(7)的末效蒸发室溶液进口(703)连接；末效蒸发室溶液出口(702)经过末效蒸发室溶液泵(701)和溶液换热器(19)的冷却通道后与喷淋换热器溶液进口(102)连接；所述首效闪蒸室蒸汽出口(1804)连接中间效蒸发室蒸汽通道(804)，中间效蒸发室蒸汽出口(805)连接末效蒸发室蒸汽通道(704)，末效蒸发室蒸汽出口(705)连接蒸汽冷凝室蒸汽进口(2004)；所述中间效蒸发室(8)的中间效蒸发室凝水出口(806)与末效蒸发室(7)的末效蒸发室凝水进口(707)连接，末效蒸发室凝水出口(706)连接蒸发冷凝室凝水进口(2001)，蒸发冷凝室凝水出口(2005)与凝水泵(17)连接。4.多效再生无霜热泵系统装置，其特征在于：包括热泵循环系统和溶液再生系统；所述热泵循环系统包括喷淋换热器(1)、四通换向阀(13)、压缩机(14)、室内换热器(12)和第一节流阀(15)；溶液再生系统包括溶液出液泵(2)、过滤器(3)、溶液换热器(19)、蒸汽冷凝室(20)、末效蒸发室(7)、中间效蒸发室(8)、首效蒸发室(9)、首效预热器(11)、第二节流阀(16)、凝水泵(17)和蒸汽冷凝室循环泵(21)；所述喷淋换热器(1)内设置有冷剂换热通道和喷淋装置，喷淋装置位于冷剂换热通道正上方；喷淋换热器(1)上设置有与冷剂换热通道连通的冷剂第一进出口(104)和冷剂第二进出口(105)，喷淋换热器(1)底部设置有与其内腔连通的喷淋换热器溶液出口(101)和喷淋换热器溶液进口(102)；喷淋泵(103)进口接喷淋换热器(1)内腔底部的储液池，出口接喷淋装置；所述喷淋换热器(1)的冷剂第二进出口(105)接四通换向阀第一端口(1301)，四通换向阀第二端口(1302)接压缩机(14)进口，压缩机(14)出口接四通换向阀第四端口(1304)，四通换向阀第三端口(1303)经过室内换热器(12)的冷剂换热通道后与分为两路；一路依次经过首效蒸发室(9)的冷剂换热通道和首效预热器(11)的冷剂换热通后于节流阀(16)进口连接，节流阀(16)出口经过冷凝室(6)的冷剂换热通道后与喷淋换热器(1)的冷剂第一进出口(104)连接；另外一路连接第一节流阀(15)后与喷淋换热器(1)的冷剂第一进出口(104)连接；所述喷淋换热器溶液出口(101)分为两路，一路依次经过溶液出液泵(2)、过滤器(3)、溶液换热器(19)的加热通道和首效预热器(11)的溶液换热通道后与首效蒸发室进口(903)连接；另外一路经过蒸汽冷凝室循环泵(21)和蒸汽冷凝室(20)的溶液换热通道后与喷淋换热器溶液进口(102)连接；所述首效蒸发室(9)的首效蒸发室溶液出口(902)通过首效蒸发室溶液泵(901)后与中间效蒸发室(8)的中间效蒸发室溶液进口(803)；首效蒸发室(9)的中间效蒸发室溶液出口(802)经过中间效蒸发室溶液泵(801)后连与末效蒸发室(7)的末效蒸发室溶液进口(703)连接；末效蒸发室溶液出口(702)经过末效蒸发室溶液泵(701)和溶液换热器(19)的冷却通道后与喷淋换热器溶液进口(102)连接；所述首效蒸发室蒸汽出口(905)连接中间效蒸发室蒸汽通道(804)，中间效蒸发室蒸汽出口(805)连接末效蒸发室蒸汽通道(704)，末效蒸发室蒸汽出口(705)连接蒸汽冷凝室蒸汽进口(2004)；所述中间效蒸发室(8)的中间效蒸发室凝水出口(806)与末效蒸发室(7)的末效蒸发室凝水进口(707)连接，末效蒸发室凝水出口(706)连接蒸发冷凝室凝水进口(2001)，蒸发冷凝室凝水出口(2005)与凝水泵(17)连接。5.多效再生无霜热泵系统装置，其特征在于：包括热泵循环系统和溶液再生系统；所述热泵循环系统包括喷淋换热器(1)、四通换向阀(13)、压缩机(14)、室内换热器(12)和第一节流阀(15)；溶液再生系统包括溶液出液泵(2)、过滤器(3)、溶液换热器(19)、蒸汽冷凝室(20)、末效蒸发室(7)、中间效蒸发室(8)、首效闪蒸室(18)、首效预热器(11)、第二节流阀(16)、凝水泵(17)、蒸汽冷凝室循环泵(21)和排气加热器(22)；所述喷淋换热器(1)内设置有冷剂换热通道和喷淋装置，喷淋装置位于冷剂换热通道正上方；喷淋换热器(1)上设置有与冷剂换热通道连通的冷剂第一进出口(104)和冷剂第二进出口(105)，喷淋换热器(1)底部设置有与其内腔连通的喷淋换热器溶液出口(101)和喷淋换热器溶液进口(102)；喷淋泵(103)进口接喷淋换热器(1)内腔底部的储液池，出口接喷淋装置；所述喷淋换热器(1)的冷剂第二进出口(105)接四通换向阀第一端口(1301)，四通换向阀第二端口(1302)接压缩机(14)进口，压缩机(14)出口接四通换向阀第四端口(1304)，四通换向阀第三端口(1303)依次经过排气加热器(22)的冷剂换热通道和室内换热器(12)的冷剂换热通道后与分为两路；一路经过首效预热器(11)的冷剂换热通后于节流阀(16)进口连接，节流阀(16)出口与喷淋换热器(1)的冷剂第一进出口(104)连接；另外一路连接第一节流阀(15)后与喷淋...
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