结冰除水的无霜空气源热泵制造技术

本实用新型专利技术提供一种结冰除水的无霜空气源热泵，包括制热循环和结冰除水循环；制热循环包括压缩机、冷凝器、第一节流阀和蒸发器；结冰除水循环包括溶液换热管路和溶液再生管路，溶液换热管路包括蒸发器、换热塔和第一泵，换热塔内的溶液经第一泵送至蒸发器，在蒸发器内与制冷剂换热后返回至换热塔顶部；溶液再生管路包括蒸发器、除水器、第二泵和换热塔，由第一节流阀流出的部分制冷剂经第二节流阀流动至除水器的第二进口，除水器的第二出口连通至压缩机；在蒸发器内与制冷剂换热后的部分溶液经第四截止阀流动至除水器的第一进口，结冰除水后由除水器的第一出口流出并经第二泵输送至换热塔。本实用新型专利技术所述热泵效率较高、能耗较小、节能效能良好。

【技术实现步骤摘要】
结冰除水的无霜空气源热泵
本技术属于热泵
，具体涉及一种基于结冰除水进行溶液再生的无霜空气源热泵。
技术介绍
随着人类社会的不断进步，人们对节能环保的要求不断提高。空气源热泵作为一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置，具有很大的发展优势，尤其是无霜空气源热泵技术。但无霜空气源热泵每年在浓的防冻溶液再生这方面消耗大量的热能，这一缺点无疑将是阻碍它发展的最大门坎。因此进一步改进无霜空气源热泵技术是当今的热门话题。无霜空气源热泵循环作为一种新型的系统，具有适用性广、运行稳定的优点，比其他新能源系统更优的是它具有很突出的节能效果，但无霜空气源热泵仍有不少需要改进之处，包括其防冻溶液循环利用中水分脱除的问题。因此，解决这一问题便成了该行业迫在眉睫的事情。溶液型无霜空气源热泵循环在冬季制热运行时，由于冬季空气中含有一定的水分，防冻液循环与空气接触换热过程中，空气中的水分遇冷后不断地被溶解在防冻液之中，使得防冻液的浓度逐渐变低。现有的技术是采用电加热、燃料锅炉加热或太阳能加热等多种加热烘干的方法来分离和清除防冻液中的水分，从而达到浓防冻液再生的目的，但是上述几种加热方式可能导致系统运行能耗增大，投资增加和运行成本增大的问题。现有专利提出采用冻结再生方式来清除防冻液中的水分，再生效果较佳，但在再生的过程中需要停止制热运行，或者需要采用独立的热泵机组为溶液再生提供冷量，以保证用户侧机组的正常运行，两套机组不仅增加了占地面积和投资成本，还给系统的调节带来很大不便，难以运用到实际场合。>
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的不足，本技术提供一种效率较高、能耗较小、节能效能良好的结冰除水的无霜空气源热泵。为了达到上述专利技术目的，本技术采用以下技术方案：结冰除水的无霜空气源热泵，包括制热循环和结冰除水循环：制热循环包括压缩机、冷凝器、第一截止阀、第一节流阀和蒸发器；结冰除水循环包括溶液换热管路和溶液再生管路，其中，溶液换热管路包括蒸发器、换热塔和第一泵，换热塔内的溶液经第一泵送至蒸发器，在蒸发器内与制冷剂换热后返回至换热塔顶部；溶液再生管路包括蒸发器、除水器、第二泵和换热塔，由第一节流阀流出的部分制冷剂经第二节流阀流动至除水器的第二进口，除水器的第二出口连通至压缩机；在蒸发器内与制冷剂换热后的部分溶液经第四截止阀流动至除水器的第一进口，该部分溶液在除水器内与制冷剂换热经结冰除水后，由除水器的第一出口流出并经第二泵输送至换热塔。作为本技术的优选方案之一，还包括去冰循环，去冰循环包括第五截止阀和除水器，第五截止阀与第一截止阀并联，冷凝器的制冷剂出口经第五截止阀连通至除水器的第三进口，除水器的第三出口连通至第一节流阀入口。作为本技术的优选方案之一，包括普通制热模式、制热+结冰除水模式和制热+去冰模式，普通制热模式和制热+去冰模式下，蒸发器通过第三截止阀连通压缩机；制热+结冰除水模式下，蒸发器通过第三节流阀连通压缩机。作为本技术的优选方案之一，换热塔包括溶液槽和位于溶液槽上方的换热腔体，换热塔顶部的溶液在换热腔体内与空气接触换热后，流动至溶液槽内。作为本技术的优选方案之一，除水器包括由上至下设置的结冰室、隔板和储液室，结冰室内设有制冰盘和设于制冰盘背面的结冰换热管，溶液喷头设于制冰盘正面一侧，将溶液喷射至制冰盘表面；溶液与结冰换热管中的制冷剂换热后，冰块附着于制冷盘表面，未结冰的水和溶液经隔板上的孔进入储液室。作为本技术的优选方案之一，制冰盘的背面还设有去冰换热管，结冰室的底部一侧设有排冰口，冰块被去冰换热管中的制冷剂加热后，从制冰盘表面脱落并经排冰口排出。作为本技术的优选方案之一，隔板朝所述排冰口倾斜向下。作为本技术的优选方案之一，制冰盘的正面设有多个制冰凹槽。作为本技术的优选方案之一，溶液再生管路中，除水器的第一出口与第二泵之间还设有储液罐。作为本技术的优选方案之一，所述制热循环为单级压缩制热循环、双级压缩制热循环或自复叠制热循环中的任一种。本技术与现有技术相比，有益效果是：相比于传统的复叠式无霜空气源热泵，本技术无需暂停后进入除霜模式，提升了稳定性，减少了冲击，具有更高的效率。相比现有的无霜空气源热泵，本技术采用一套热泵机组即可实现制热+结冰除水+去冰等三种运行模式，既可以保证制热的连续运行以及溶液的再生效果，还可以利用制冷剂余热来维持除水器的除水效果，占地面积和投资成本较低，操作简单，节省了热能的消耗，提升了无霜空气源热泵系统的能效。附图说明图1是本技术所述热泵组成示意图；图2是本技术所述热泵中除水器的结构示意图；图3是本技术所述热泵在普通制热模式下的流程示意图；图4是本技术所述热泵在制热+结冰去水模式下的流程示意图；图5是本技术所述热泵在制热+去冰模式下的流程示意图。图中，1-冷凝器，2-压缩机，4-蒸发器，6-第一节流阀，8-换热塔，9-第一泵，11-储液罐，12-第二泵，18-除水器；19-第二截止阀，20-第五截止阀，21-第一截止阀，23-第二节流阀，24-第四截止阀，25-第三节流阀，26-第三截止阀；a-除水器的第一进口，b-除水器的第一出口，c-除水器的第二进口，d-除水器的第二出口，e-除水器的第三进口，f-除水器的第三出口；A-排冰口，B-隔板，C-储液室，D-制冰盘，E-溶液喷头，F-换热管。具体实施方式以下将对本技术的技术方案作进一步解释说明。本技术所采用的制热循环不限于以下实施例所述单级压缩制热循环，其可为单级压缩制热循环、双级压缩或多级压缩制热循环，自复叠热泵循环中的任一种。如图1所示，本实施例所述结冰除水的无霜空气源热泵，包括制热循环和结冰除水循环；其中，制热循环包括压缩机2、冷凝器1、第一截止阀21、第一节流阀6和蒸发器4；冷凝器1为用户侧提供热量，蒸发器4吸收溶液的热量，蒸发器4的制冷剂出口经第三节流阀25或第三截止阀26连通至压缩机。结冰除水循环包括溶液换热管路和溶液再生管路，其中，溶液换热管路包括蒸发器4、换热塔8和第一泵9，换热塔8内的溶液经第一泵9送至蒸发器4，在蒸发器4内与制冷剂换热后返回至换热塔8顶部；溶液再生管路包括蒸发器4、除水器18、第二泵12和换热塔8，由第一节流阀6流出的部分制冷剂经第二截止阀19和第二节流阀23流动至除水器的第二进口c，除水器的第二出口c连通至压缩机2；在蒸发器4内与制冷剂换热后的部分溶液经第四截止阀24流动至除水器的第一进口a，该部分溶液在除水器18内与制冷剂换热经结冰除水后，由除水器18的第一出口b流出并经储液罐11和第二泵12输送至换热塔8。本实施例所述结冰除水的无霜空气源热泵，采用制热循环的部分冷量对引入除水器中的部分溶液进行结冰除水，既可以保证制热循环的连续运行，还可以提高再生效果，提高无霜空气源热泵的运行时效。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.结冰除水的无霜空气源热泵，其特征在于，包括制热循环和结冰除水循环：/n制热循环包括压缩机、冷凝器、第一截止阀、第一节流阀和蒸发器；/n结冰除水循环包括溶液换热管路和溶液再生管路，其中，/n溶液换热管路包括蒸发器、换热塔和第一泵，换热塔内的溶液经第一泵送至蒸发器，在蒸发器内与制冷剂换热后返回至换热塔顶部；溶液再生管路包括蒸发器、除水器、第二泵和换热塔，由第一节流阀流出的部分制冷剂经第二节流阀流动至除水器的第二进口，除水器的第二出口连通至压缩机；在蒸发器内与制冷剂换热后的部分溶液经第四截止阀流动至除水器的第一进口，该部分溶液在除水器内与制冷剂换热经结冰除水后，由除水器的第一出口流出并经第二泵输送至换热塔。/n

【技术特征摘要】
1.结冰除水的无霜空气源热泵，其特征在于，包括制热循环和结冰除水循环：
制热循环包括压缩机、冷凝器、第一截止阀、第一节流阀和蒸发器；
结冰除水循环包括溶液换热管路和溶液再生管路，其中，
溶液换热管路包括蒸发器、换热塔和第一泵，换热塔内的溶液经第一泵送至蒸发器，在蒸发器内与制冷剂换热后返回至换热塔顶部；溶液再生管路包括蒸发器、除水器、第二泵和换热塔，由第一节流阀流出的部分制冷剂经第二节流阀流动至除水器的第二进口，除水器的第二出口连通至压缩机；在蒸发器内与制冷剂换热后的部分溶液经第四截止阀流动至除水器的第一进口，该部分溶液在除水器内与制冷剂换热经结冰除水后，由除水器的第一出口流出并经第二泵输送至换热塔。


2.根据权利要求1所述的结冰除水的无霜空气源热泵，其特征在于：还包括去冰循环，去冰循环包括第五截止阀和除水器，第五截止阀与第一截止阀并联，冷凝器的制冷剂出口经第五截止阀连通至除水器的第三进口，除水器的第三出口连通至第一节流阀入口。


3.根据权利要求2所述的结冰除水的无霜空气源热泵，其特征在于：包括普通制热模式、制热+结冰除水模式和制热+去冰模式，普通制热模式和制热+去冰模式下，蒸发器通过第三截止阀连通压缩机；制热+结冰除水模式下，蒸发器通过第三节流阀连通压缩机。


4.根据权利要求3所述的结冰除水的无霜空气源热...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐英杰，黄乐乐，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33