CN108224606A - 一种热泵加湿装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热泵加湿装置及工作方法，所述装置包括：热泵系统、太阳能集热器和喷淋送风系统。所述方法是根据大气环境温度T0和所述太阳能集热器的进、出口水温差△T分三种工作模式，即：A、T0≥15℃，△T≥30℃工作模式，B、T0≥15℃，△T＜30℃工作模式，C、T0＜15℃，△T＜30℃工作模式；本发明将热泵技术与太阳能集热技术相耦合，实现了热泵与太阳能集热器的串/并联工作，提高了蒸汽产量和制备效率；相比现有加湿装置，本发明具有蒸汽产量高、能效好、运行经济、适用范围广的诸多优势。

Description

一种热泵加湿装置及工作方法
技术领域
本发明涉及一种加湿装置，更具体地说，是涉及一种热泵加湿装置。属于空调设备技术领域。
背景技术
空气的湿度作为空气调节的“四度”之一，从满足舒适性、工艺性要求的角度来看，保证空气具有适宜的湿度值将是空气调节的重要一环。空气舒适的相度值在40％～60％之间，冬季空气较为干燥，房间在供热采暖过程中空气的湿度值会下降，令人产生不舒服的感觉；以印染纺织、食品加工、花卉园艺、电子芯片等为典型代表的工业生产中，空气湿度的维持也极具重要性，不仅影响工业产品的产量，还影响到工业产品的质量。
现有的加湿方式主要有：等温加湿、等焓加湿、降温加湿、增温加湿等，在加湿装置方面也是各具特色，有小型电热、超声波式家用加湿器，有大型超声波、湿膜式、离心式工业加湿器，但现有的加湿装置多存在耗电量大、运行成本高、能效低、占地面积大的诸多不足。
春秋冬三季，空气干燥、相对湿度值较低，增加空气含湿量以提高其相对湿度值对于维持空气的舒适性是非常必要的，现有的中央空调系统以及家用空调装置虽然在湿度调节方面有了很大进步，但就高效、整一的实现建筑空气湿度的舒适方面还存在许多不足；工业生产中，湿度调节不可缺少，以现有的工业加湿装置来看，多存在能耗高、产量低的不足，且部分装置工作时受环境影响性较大，甚至存在不能工作的问题，因此有必要构建一种高效、经济的加湿装置应用于生活、生产中。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，进而提供一种热泵加湿装置及工作方法。
本发明针对现有加湿技术的不足，将热泵系统与太阳能集热系统相耦合，配置两套显、潜热喷淋雾化蒸汽制备系统，装置中热泵系统采用两套独立的蒸发系统，依照环境温度与太阳能集热器升温的高低，实现热泵系统与太阳能集热系统独立、联合的不同工作形式，最终达到高效、经济的增湿效果。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种热泵加湿装置，包括热泵系统、太阳能集热系统和喷淋送风系统三部分，其中所述热泵系统包括：气液分离器、压缩机、第一冷凝盘管、第二冷凝盘管、高压储液器、干燥过滤器、节流阀、第三三通阀、风冷式蒸发器、风机、管壳式蒸发器，所述气液分离器出口连通所述压缩机进口，所述压缩机出口连通所述第一冷凝盘管进口，所述第一冷凝盘管出口连通所述第二冷凝盘管进口，所述第二冷凝盘管出口连通所述高压储液器进口，所述高压储液器出口连通所述干燥过滤器进口，所述干燥过滤器出口连通所述节流阀进口，所述节流阀出口连通所述第三三通阀上进口，所述第三三通阀左、下出口分别连通所述风冷式蒸发器的进口和所述管壳式蒸发器的上进口，所述风冷式蒸发器的出口和所述管壳式蒸发器的下出口连通所述气液分离器进口，所述风冷式蒸发器处设有所述风机；
所述太阳能集热系统包括：太阳能集热器、第一流量调节阀、蓄热箱、第一三通阀、四通阀、第二流量调节阀、换热盘管、调温补偿器、进水阀、第二三通阀、循环泵，所述太阳能集热器出口连通所述第一流量调节阀上进口，所述第一流量调节阀左出口连通所述蓄热箱顶部进口，所述蓄热箱的底部出口和所述第一流量调节阀的下出口分别连通所述四通阀左、上进口，所述四通阀右、下出口分别连通所述热泵系统中所述管壳式蒸发器的右上进口和所述第二流量调节阀的上进口，所述第二流量调节阀下出口连通所述换热盘管进口，所述换热盘管出口连通所述调温补偿器顶部进口，所述调温补偿器连接有所述进水阀，所述调温补偿器底部出口和所述热泵系统中所述管壳式蒸发器的右下出口分别连通所述第二三通阀左、下进口，所述第二三通阀上出口连通所述循环泵进口，所述循环泵出口连通所述第一三通阀左进口，所述第一三通阀左、上出口分别连通所述蓄热箱的顶部进口和所述太阳能集热器的进口；
所述喷淋送风系统包括：初效过滤器、风道、变频风机、预热器、截止阀、喷淋泵、热水槽、第一雾化器、第二雾化器、挡水栅、接水槽、导流栅，所述风道左进口处设有所述初效过滤器，所述风道内靠近所述初效过滤器右侧处设有所述变频风机，所述风道右出口处设有所述导流栅，所述风道中间段底面上开有放置所述热水槽和所述接水槽的方孔，所述热水槽底部出口连通所述喷淋泵进口，所述喷淋泵出口连通设置在所述风道内所述热水槽正上方带有所述第一雾化器的盲管，所述第一雾化器出口和所述热水槽底部间自上而下设有所述第一冷凝盘管和所述第二冷凝盘管，所述热水槽左进口通过所述截止阀连通所述预热器，所述第二流量调节阀左出口连通设置在所述风道内所述接水槽正上方带有所述第二雾化器的短管，所述第二雾化器出口和所述接水槽底部间设有所述换热盘管，对应所述接水槽右上方的所述风道内布置有所述挡水栅，所述接水槽底部出口连通所述调温补偿器的顶部进口。
进一步，所述蓄热箱还分别连接有补水阀、板式换热器和半导体热电器。
进一步，所述压缩机出口和所述风冷式蒸发器之间还依次连通有旁通阀和毛细管。
进一步，所述管壳式蒸发器为满液式、干式或降膜式管壳式蒸发器。
进一步，所述压缩机为活塞式、双螺杆式、滚动转子式、涡旋式或离心式变频压缩机。
进一步，所述节流阀为毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀。
进一步，所述蓄热箱和所述调温补偿器的外表面均敷设有保温材料。
为达到上述目的，本发明的热泵加湿装置的工作方法是：根据大气环境温度T0和所述太阳能集热器(10)的进、出口水温差△T，装置分为三种工作模式，即：A、T0≥15℃，△T≥30℃工作模式，B、T0≥15℃，△T＜30℃工作模式，C、T0＜15℃，△T＜30℃工作模式；
A、T0≥15℃，△T≥30℃工作模式
当T0≥15℃，△T≥30℃时，中央控制器令所述截止阀开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器预热升温后进入所述热水槽，此后所述第三三通阀上、左进出口相通，所述风机工作，所述风冷式蒸发器流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器气液分离后进入所述压缩机被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机排出后进入所述第一冷凝盘管和所述第二冷凝盘管释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管流出在所述高压储液器调节流量和所述干燥过滤器干燥过滤后被所述节流阀节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀进入所述风冷式蒸发器吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵启动，所述热水槽中热水在所述喷淋泵压差作用下在所述第一雾化器处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽内继续吸收所述第二冷凝盘管中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽中因蒸发缺少的水由所述截止阀开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器不工作；与此同时所述太阳能集热系统中所述第二三通阀左、上进出口相通，所述第一三通阀右、上进出口相通，所述四通阀上、下进出口相通，所述进水阀开启，杀菌消毒处理过的纯净水进入所述调温补偿器，所述循环泵启动，所述调温补偿器中的纯净水在所述循环泵压差作用下通过所述第二三通阀和第一三通阀后进入所述太阳能集热器，纯净水吸收太阳能辐射热量后升温成热水，调节所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀，所述太阳能集热器排出的热水在所述第一流量调节阀处分流，一部分从所述第一流量调节阀左出口进入所述蓄热箱储存供夜间使用，另一部分从所述第一流量调节阀下出口流出通过所述四通阀后在所述第二流量调节阀处分为两部分，所述第二流量调节阀左出口流出的热水在所述第二雾化器处喷淋雾化为热水小颗粒，所述第二流量调节阀下出口流出的热水则进入所述换热盘管释放热量，热水小颗粒吸收自身热量和所述换热盘管中热水释放出的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述接水槽中和所述换热盘管流出的水及所述进水阀补入的水一并进入所述调温补偿器，三股水混合后再被所述循环泵送回所述太阳能集热器继续吸收太阳能辐射热量，待所述蓄热箱储热水已满时所述第一流量调节阀左出口关闭；所述变频风机启动，空气在所述变频风机压差作用下经所述初效过滤器处理进入所述风道内，空气将所述第一雾化器和所述第二雾化器两处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅阻挡下落入所述接水槽中，空气/蒸汽两相流体沿风道在所述导流栅引导下送入待加湿区；夜间太阳能辐射量为零，所述太阳能集热器无法工作，所述蓄热箱白天蓄存的热水作为热源使用，中央控制器令所述四通阀左、右进出口相通，所述第二三通阀下、上进出口相通，所述第一三通阀右、左进出口相通，启动所述循环泵，所述蓄热箱蓄存的热水在所述循环泵压差作用下通过所述四通阀，从所述管壳式蒸发器右上进口进入所述管壳式蒸发器释放供低压液体制冷剂蒸发所吸收的热量后从所述管壳式蒸发器右下出口流出，再通过所述第二三通阀和所述第一三通阀回流到所述蓄热箱，所述板式换热器回收生活、生产中产生的余/废热，所述半导体热电器工作，所述蓄热箱中蓄存热水的温度在循环时维持在20～30℃之间，所述截止阀开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器预热升温后进入所述热水槽，此后所述第三三通阀的上、左进出口和上、下进出口分别相通，所述风机工作，所述风冷式蒸发器和所述管壳式蒸发器下出口流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器气液分离后进入所述压缩机被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机排出后进入所述第一冷凝盘管和所述第二冷凝盘管释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管流出在所述高压储液器调节流量和所述干燥过滤器干燥过滤后被所述节流阀节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂在所述第三三通阀处分为两路，从所述第三三通阀左出口流出的一路进入所述风冷式蒸发器吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，从所述第三三通阀下出口流出的另一路则从所述管壳式蒸发器上进口进入所述管壳式蒸发器吸收蓄热循环水的热量蒸发为低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵启动，所述热水槽中热水在所述喷淋泵压差作用下在所述第一雾化器处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽内继续吸收所述第二冷凝盘管中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽中因蒸发缺少的水由所述截止阀开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器不工作；所述变频风机启动，空气在所述变频风机压差作用下经所述初效过滤器处理进入所述风道内，空气将所述第一雾化器处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅阻挡下落入所述接水槽中，空气/蒸汽两相流体沿风道在所述导流栅引导下送入待加湿区；
B、T0≥15℃，△T＜30℃工作模式
当T0≥15℃，△T＜30℃时，中央控制器令所述太阳能集热系统中所述第二三通阀的下、上进出口和左、上进出口分别相通，所述第一三通阀右、上进出口相通，调节所述第一流量调节阀令其上、下进出口相通，所述四通阀上、右进出口相通，所述进水阀开启，杀菌消毒处理过的纯净水进入所述调温补偿器，所述循环泵启动，所述调温补偿器中的纯净水在所述循环泵压差作用下通过所述第二三通阀和第一三通阀后进入所述太阳能集热器，纯净水吸收太阳能辐射热量升温成热水后从所述太阳能集热器流出，通过所述第一流量阀和所述四通阀后从所述管壳式蒸发器右上进口进入所述管壳式蒸发器中，热水释放供低压液体制冷剂蒸发的热量后从所述管壳式蒸发器右下出口流出，由所述循环泵送回所述太阳能集热器继续吸收太阳能辐射热量；此时，所述截止阀开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器预热升温后进入所述热水槽，此后所述第三三通阀的上、左进出口和上、下进出口分别相通，所述风机工作，所述风冷式蒸发器和所述管壳式蒸发器下出口流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器气液分离后进入所述压缩机被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机排出后进入所述第一冷凝盘管和所述第二冷凝盘管释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管流出在所述高压储液器调节流量和所述干燥过滤器干燥过滤后被所述节流阀节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂在所述第三三通阀处分为两路，从所述第三三通阀左出口流出的一路进入所述风冷式蒸发器吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，从所述第三三通阀出口流出的另一路则从所述管壳式蒸发器上进口进入所述管壳式蒸发器吸收来自所述太阳能集热器循环热水的热量蒸发为低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵启动，所述热水槽中热水在所述喷淋泵压差作用下在所述第一雾化器处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽内继续吸收所述第二冷凝盘管中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽中因蒸发缺少的水由所述截止阀开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器不工作；所述变频风机启动，空气在所述变频风机压差作用下经所述初效过滤器处理进入所述风道内，空气将所述第一雾化器处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅阻挡下落入所述接水槽中，空气/蒸汽两相流体沿风道在所述导流栅引导下送入待加湿区；夜间或阴天时，太阳能辐射量为零，所述太阳能集热器无法工作，所述热泵系统独自工作，中央控制器令所述截止阀开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器预热升温后进入所述热水槽，此后所述第三三通阀上、左进出口相通，所述风机工作，所述风冷式蒸发器流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器气液分离后进入所述压缩机被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机排出后进入所述第一冷凝盘管和所述第二冷凝盘管释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管流出在所述高压储液器调节流量和所述干燥过滤器干燥过滤后被所述节流阀节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀进入所述风冷式蒸发器吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵启动，所述热水槽中热水在所述喷淋泵压差作用下在所述第一雾化器处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管中高温高压制冷剂气体的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽内继续吸收所述第二冷凝盘管中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽中因蒸发缺少的水由所述截止阀开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器不工作；所述变频风机启动，空气在所述变频风机压差作用下经所述初效过滤器处理进入所述风道内，空气将所述第一雾化器处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅阻挡下落入所述接水槽中，空气/蒸汽两相流体沿风道在所述导流栅引导下送入待加湿区；
C、T0＜15℃，△T＜30℃工作模式
当T0＜15℃，△T＜30℃时，中央控制器令所述太阳能集热系统中所述第二三通阀的下、上进出口和左、上进出口分别相通，所述第一三通阀右、上进出口相通，调节所述第一流量调节阀令其上、下进出口相通，所述四通阀上、右进出口相通，所述进水阀开启，杀菌消毒处理过的纯净水进入所述调温补偿器，所述循环泵启动，所述调温补偿器中的纯净水在所述循环泵压差作用下通过所述第二三通阀和第一三通阀后进入所述太阳能集热器，纯净水吸收太阳能辐射热量升温成热水后从所述太阳能集热器流出再通过所述第一流量调节阀和所述四通阀从所述管壳式蒸发器右上进口进入所述管壳式蒸发器，热水释放供低压液体制冷剂蒸发的热量后从所述管壳式蒸发器右下出口流出，由所述循环泵送回所述太阳能集热器继续吸收太阳能辐射热量；与此同时，所述截止阀开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器预热升温后进入所述热水槽，此后所述第三三通阀上、下进出口相通，所述管壳式蒸发器下出口流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器气液分离后进入所述压缩机被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机排出后进入所述第一冷凝盘管和所述第二冷凝盘管释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管流出在所述高压储液器调节流量和所述干燥过滤器干燥过滤后被所述节流阀节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀从所述管壳式蒸发器上进口进入所述管壳式蒸发器吸收来自所述太阳能集热器循环热水的热量蒸发为低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵启动，所述热水槽中热水在所述喷淋泵压差作用下在所述第一雾化器处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽内继续吸收所述第二冷凝盘管中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽中因蒸发缺少的水由所述截止阀开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器不工作；所述变频风机启动，空气在所述变频风机压差作用下经所述初效过滤器处理进入所述风道内，空气将所述第一雾化器处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅阻挡下落入所述接水槽中，空气/蒸汽两相流体沿风道在所述导流栅引导下送入待加湿区；夜间或阴天时，太阳能辐射量为零，所述太阳能集热器无法工作，所述热泵系统独自工作，中央控制器令所述截止阀开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器预热升温后进入所述热水槽，此后所述第三三通阀上、左进出口相通，所述风机工作，所述风冷式蒸发器流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器气液分离后进入所述压缩机被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机排出后分为两路，开启所述旁通阀，一小部分高温高压气体制冷剂从支路经所述毛细管节流降压后进入所述风冷式蒸发器，防止所述风冷式蒸发器出现结霜现象，而所述压缩机排出的大部分高温高压气体制冷剂则从主路进入所述第一冷凝盘管和所述第二冷凝盘管释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管流出在所述高压储液器调节流量和所述干燥过滤器干燥过滤后被所述节流阀节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀进入所述风冷式蒸发器吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到40℃以上时，所述喷淋泵启动，所述热水槽中热水在所述喷淋泵压差作用下在所述第一雾化器处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管中高温高压制冷剂气体的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽内继续吸收所述第二冷凝盘管中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽中因蒸发缺少的水由所述截止阀开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器不工作；所述变频风机启动，空气在所述变频风机压差作用下经所述初效过滤器处理进入所述风道内，空气将所述第一雾化器处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅阻挡下落入所述接水槽中，空气/蒸汽两相流体沿风道在所述导流栅引导下送入待加湿区。
本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：
1、本发明将热泵技术与太阳能集热技术相耦合，根据热源温度的不同，实现热泵与太阳能集热器的串/并联工作，装置利用热泵冷凝热和太阳能辐射热制备蒸汽，蒸汽产量高。
2、本发明设两组不同形式蒸发器，很好应对环境温度和太阳能辐射量的高低变化，维持有利蒸发温度，保证制热量，进而构建一种运行工况介于10～55℃的高效热泵加湿装置。
3、本发明中热泵系统的冷凝器由两组冷凝盘管组成，制备蒸汽过程中常温水先被加热然后喷淋雾化，热水颗粒吸收自身热量和盘管中工质的热量蒸发为饱和蒸汽，经有显潜热变化的传热传质，大大提高了蒸汽产量和制备效率。
4、本发明采用热气旁通/毛细降压的方式防止低温环境下风冷式蒸发器的结霜，保证风冷式蒸发器的换热效果和吸热量；低品位热水进管壳式蒸发器维持稳定的蒸发温度，提高了热泵的制热性能，使得装置加湿运行更具备经济性。
附图说明
图1为本发明一种热泵加湿装置的结构原理示意图；
图中：1为气液分离器、2为压缩机、3为初效过滤器、4为风道、5为板式换热器、6为补水阀、7为蓄热箱、8为半导体热电器、9为第一流量调节阀、10为太阳能集热器、11为第一三通阀、12为四通阀、13为挡水栅、14为换热盘管、15为第一冷凝盘管、16为第一雾化器、17为变频风机、18为第二雾化器、19为导流栅、20为第二流量调节阀、21为热水槽、22为截止阀、23为第二冷凝盘管、24为喷淋泵、25为预热器、26为毛细管、27为高压储液器、28为干燥过滤器、29为节流阀、30为接水槽、31为调温补偿器、32为循环泵、33为第二三通阀、34为进水阀、35为第三三通阀、36为风机、37为风冷式蒸发器、38为旁通阀、39为管壳式蒸发器。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特性和优点更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体施例做详细说明。
再者，本发明中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「内」、「顶」、「底」、「左上」、「右上」等，仅是参考附图式的方向。因此，使用方向用语是用于说明及理解本发明，而非用于限制本发明。
如图1所示，为本发明实施例的一种热泵加湿装置，包括热泵系统、太阳能集热系统和喷淋送风系统三部分，其中所述热泵系统包括：气液分离器1、压缩机2、第一冷凝盘管15、第二冷凝盘管23、高压储液器27、干燥过滤器28、节流阀29、第三三通阀35、风冷式蒸发器37、风机36、管壳式蒸发器39，所述气液分离器1出口连通所述压缩机2进口，所述压缩机2出口连通所述第一冷凝盘管15进口，所述第一冷凝盘管15出口连通所述第二冷凝盘管23进口，所述第二冷凝盘管23出口连通所述高压储液器27进口，所述高压储液器27出口连通所述干燥过滤器28进口，所述干燥过滤器28出口连通所述节流阀29进口，所述节流阀29出口连通所述第三三通阀35上进口，所述第三三通阀35左、下出口分别连通所述风冷式蒸发器37的进口和所述管壳式蒸发器39的上进口，所述风冷式蒸发器37的出口和所述管壳式蒸发器39的下出口连通所述气液分离器1进口，所述风冷式蒸发器37处设有所述风机36；所述太阳能集热系统包括：太阳能集热器10、第一流量调节阀9、蓄热箱7、第一三通阀11、四通阀12、第二流量调节阀20、换热盘管14、调温补偿器31、进水阀34、第二三通阀33、循环泵32，所述太阳能集热器10出口连通所述第一流量调节阀9上进口，所述第一流量调节阀9左出口连通所述蓄热箱7顶部进口，所述蓄热箱7的底部出口和所述第一流量调节阀9的下出口分别连通所述四通阀12左、上进口，所述四通阀12右、下出口分别连通所述热泵系统中所述管壳式蒸发器39的右上进口和所述第二流量调节阀20的上进口，所述第二流量调节阀20下出口连通所述换热盘管14进口，所述换热盘管14出口连通所述调温补偿器31顶部进口，所述调温补偿器31连接有所述进水阀34，所述调温补偿器31底部出口和所述热泵系统中所述管壳式蒸发器39的右下出口分别连通所述第二三通阀33左、下进口，所述第二三通阀33上出口连通所述循环泵32进口，所述循环泵32出口连通所述第一三通阀11左进口，所述第一三通阀11左、上出口分别连通所述蓄热箱7的顶部进口和所述太阳能集热器10的进口；所述喷淋送风系统包括：初效过滤器3、风道4、变频风机17、预热器25、截止阀22、喷淋泵24、热水槽21、第一雾化器16、第二雾化器18、挡水栅13、接水槽30、导流栅19，所述风道4左进口处设有所述初效过滤器3，所述风道4内靠近所述初效过滤器3右侧处设有所述变频风机17，所述风道4右出口处设有所述导流栅19，所述风道4中间段底面上开有放置所述热水槽21和所述接水槽30的方孔，所述热水槽21底部出口连通所述喷淋泵24进口，所述喷淋泵24出口连通设置在所述风道4内所述热水槽21正上方带有所述第一雾化器16的盲管，所述第一雾化器16出口和所述热水槽21底部间自上而下设有所述第一冷凝盘管15和所述第二冷凝盘管23，所述热水槽21左进口通过所述截止阀22连通所述预热器25，所述第二流量调节阀20左出口连通设置在所述风道4内所述接水槽30正上方带有所述第二雾化器18的短管，所述第二雾化器18出口和所述接水槽30底部间设有所述换热盘管14，对应所述接水槽30右上方的所述风道4内布置有所述挡水栅13，所述接水槽30底部出口连通所述调温补偿器31的顶部进口。
所述蓄热箱7还分别连接有补水阀6、板式换热器5和半导体热电器8。
所述压缩机2出口和所述风冷式蒸发器37之间还依次连通有旁通阀38和毛细管26。
所述管壳式蒸发器39为降膜式管壳式蒸发器。
所述压缩机2为滚动转子式变频压缩机。
所述节流阀29为电子膨胀阀。
所述蓄热箱7和所述调温补偿器31的外表面均敷设有保温材料。
本发明的热泵加湿装置的工作方法是：根据大气环境温度T0和所述太阳能集热器10的进、出口水温差△T，装置分为三种工作模式，即：A、T0≥15℃，△T≥30℃工作模式，B、T0≥15℃，△T＜30℃工作模式，C、T0＜15℃，△T＜30℃工作模式；
A、T0≥15℃，△T≥30℃工作模式
当T0≥15℃，△T≥30℃时，中央控制器令所述截止阀22开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器25预热升温后进入所述热水槽21，此后所述第三三通阀35上、左进出口相通，所述风机36工作，所述风冷式蒸发器37流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器1气液分离后进入所述压缩机2被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机2排出后进入所述第一冷凝盘管15和所述第二冷凝盘管23释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管23流出在所述高压储液器27调节流量和所述干燥过滤器28干燥过滤后被所述节流阀29节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀35进入所述风冷式蒸发器37吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽21中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵24启动，所述热水槽21中热水在所述喷淋泵24压差作用下在所述第一雾化器16处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管15中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽21内继续吸收所述第二冷凝盘管23中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽21中因蒸发缺少的水由所述截止阀22开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器25不工作；与此同时所述太阳能集热系统中所述第二三通阀33左、上进出口相通，所述第一三通阀11右、上进出口相通，所述四通阀12上、下进出口相通，所述进水阀34开启，杀菌消毒处理过的纯净水进入所述调温补偿器31，所述循环泵32启动，所述调温补偿器31中的纯净水在所述循环泵32压差作用下通过所述第二三通阀33和第一三通阀11后进入所述太阳能集热器10，纯净水吸收太阳能辐射热量后升温成热水，调节所述第一流量调节阀9和所述第二流量调节阀20，所述太阳能集热器10排出的热水在所述第一流量调节阀9处分流，一部分从所述第一流量调节阀9左出口进入所述蓄热箱7储存供夜间使用，另一部分从所述第一流量调节阀9下出口流出通过所述四通阀12后在所述第二流量调节阀20处分为两部分，所述第二流量调节阀20左出口流出的热水在所述第二雾化器18处喷淋雾化为热水小颗粒，所述第二流量调节阀20下出口流出的热水则进入所述换热盘管14释放热量，热水小颗粒吸收自身热量和所述换热盘管14中热水释放出的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述接水槽30中和所述换热盘管14流出的水及所述进水阀34补入的水一并进入所述调温补偿器31，三股水混合后再被所述循环泵32送回所述太阳能集热器10继续吸收太阳能辐射热量，待所述蓄热箱7储热水已满时所述第一流量调节阀9左出口关闭；所述变频风机17启动，空气在所述变频风机17压差作用下经所述初效过滤器3处理进入所述风道4内，空气将所述第一雾化器16和所述第二雾化器18两处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅13阻挡下落入所述接水槽30中，空气/蒸汽两相流体沿风道4在所述导流栅19引导下送入待加湿区；夜间太阳能辐射量为零，所述太阳能集热器10无法工作，所述蓄热箱7白天蓄存的热水作为热源使用，中央控制器令所述四通阀12左、右进出口相通，所述第二三通阀33下、上进出口相通，所述第一三通阀11右、左进出口相通，启动所述循环泵32，所述蓄热箱7蓄存的热水在所述循环泵32压差作用下通过所述四通阀12，从所述管壳式蒸发器39右上进口进入所述管壳式蒸发器39释放供低压液体制冷剂蒸发所吸收的热量后从所述管壳式蒸发器39右下出口流出，再通过所述第二三通阀33和所述第一三通阀11回流到所述蓄热箱7，所述板式换热器5回收生活、生产中产生的余/废热，所述半导体热电器8工作，所述蓄热箱7中蓄存热水的温度在循环时维持在20～30℃之间，所述截止阀22开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器25预热升温后进入所述热水槽21，此后所述第三三通阀35的上、左进出口和上、下进出口分别相通，所述风机36工作，所述风冷式蒸发器37和所述管壳式蒸发器39下出口流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器1气液分离后进入所述压缩机2被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机2排出后进入所述第一冷凝盘管15和所述第二冷凝盘管23释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管23流出在所述高压储液器27调节流量和所述干燥过滤器28干燥过滤后被所述节流阀29节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂在所述第三三通阀35处分为两路，从所述第三三通阀35左出口流出的一路进入所述风冷式蒸发器37吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，从所述第三三通阀35下出口流出的另一路则从所述管壳式蒸发器39上进口进入所述管壳式蒸发器39吸收蓄热循环水的热量蒸发为低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽21中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵24启动，所述热水槽21中热水在所述喷淋泵24压差作用下在所述第一雾化器16处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管15中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽21内继续吸收所述第二冷凝盘管23中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽21中因蒸发缺少的水由所述截止阀22开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器25不工作；所述变频风机17启动，空气在所述变频风机17压差作用下经所述初效过滤器3处理进入所述风道4内，空气将所述第一雾化器16处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅13阻挡下落入所述接水槽30中，空气/蒸汽两相流体沿风道4在所述导流栅19引导下送入待加湿区；
B、T0≥15℃，△T＜30℃工作模式
当T0≥15℃，△T＜30℃时，中央控制器令所述太阳能集热系统中所述第二三通阀33的下、上进出口和左、上进出口分别相通，所述第一三通阀11右、上进出口相通，调节所述第一流量调节阀9令其上、下进出口相通，所述四通阀12上、右进出口相通，所述进水阀34开启，杀菌消毒处理过的纯净水进入所述调温补偿器31，所述循环泵32启动，所述调温补偿器31中的纯净水在所述循环泵32压差作用下通过所述第二三通阀33和第一三通阀11后进入所述太阳能集热器10，纯净水吸收太阳能辐射热量升温成热水后从所述太阳能集热器10流出，通过所述第一流量阀9和所述四通阀12后从所述管壳式蒸发器39右上进口进入所述管壳式蒸发器39中，热水释放供低压液体制冷剂蒸发的热量后从所述管壳式蒸发器39右下出口流出，由所述循环泵32送回所述太阳能集热器10继续吸收太阳能辐射热量；此时，所述截止阀22开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器25预热升温后进入所述热水槽21，此后所述第三三通阀35的上、左进出口和上、下进出口分别相通，所述风机36工作，所述风冷式蒸发器37和所述管壳式蒸发器39下出口流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器1气液分离后进入所述压缩机2被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机2排出后进入所述第一冷凝盘管15和所述第二冷凝盘管23释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管23流出在所述高压储液器27调节流量和所述干燥过滤器28干燥过滤后被所述节流阀29节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂在所述第三三通阀35处分为两路，从所述第三三通阀35左出口流出的一路进入所述风冷式蒸发器37吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，从所述第三三通阀35下出口流出的另一路则从所述管壳式蒸发器39上进口进入所述管壳式蒸发器39吸收来自所述太阳能集热器10循环热水的热量蒸发为低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽21中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵24启动，所述热水槽21中热水在所述喷淋泵24压差作用下在所述第一雾化器16处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管15中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽21内继续吸收所述第二冷凝盘管23中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽21中因蒸发缺少的水由所述截止阀22开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器25不工作；所述变频风机17启动，空气在所述变频风机17压差作用下经所述初效过滤器3处理进入所述风道4内，空气将所述第一雾化器16处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅13阻挡下落入所述接水槽30中，空气/蒸汽两相流体沿风道4在所述导流栅19引导下送入待加湿区；夜间或阴天时，太阳能辐射量为零，所述太阳能集热器10无法工作，所述热泵系统独自工作，中央控制器令所述截止阀22开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器25预热升温后进入所述热水槽21，此后所述第三三通阀35上、左进出口相通，所述风机36工作，所述风冷式蒸发器37流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器1气液分离后进入所述压缩机2被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机2排出后进入所述第一冷凝盘管15和所述第二冷凝盘管23释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管23流出在所述高压储液器27调节流量和所述干燥过滤器28干燥过滤后被所述节流阀29节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀35进入所述风冷式蒸发器37吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽21中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵24启动，所述热水槽21中热水在所述喷淋泵24压差作用下在所述第一雾化器16处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管15中高温高压制冷剂气体的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽21内继续吸收所述第二冷凝盘管23中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽21中因蒸发缺少的水由所述截止阀22开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器25不工作；所述变频风机17启动，空气在所述变频风机17压差作用下经所述初效过滤器3处理进入所述风道4内，空气将所述第一雾化器16处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅13阻挡下落入所述接水槽30中，空气/蒸汽两相流体沿风道4在所述导流栅19引导下送入待加湿区；
C、T0＜15℃，△T＜30℃工作模式
当T0＜15℃，△T＜30℃时，中央控制器令所述太阳能集热系统中所述第二三通阀33的下、上进出口和左、上进出口分别相通，所述第一三通阀11右、上进出口相通，调节所述第一流量调节阀9令其上、下进出口相通，所述四通阀12上、右进出口相通，所述进水阀34开启，杀菌消毒处理过的纯净水进入所述调温补偿器31，所述循环泵32启动，所述调温补偿器31中的纯净水在所述循环泵32压差作用下通过所述第二三通阀33和第一三通阀11后进入所述太阳能集热器10，纯净水吸收太阳能辐射热量升温成热水后从所述太阳能集热器10流出再通过所述第一流量调节阀9和所述四通阀12从所述管壳式蒸发器39右上进口进入所述管壳式蒸发器39，热水释放供低压液体制冷剂蒸发的热量后从所述管壳式蒸发器39右下出口流出，由所述循环泵32送回所述太阳能集热器10继续吸收太阳能辐射热量；与此同时，所述截止阀22开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器25预热升温后进入所述热水槽21，此后所述第三三通阀35上、下进出口相通，所述管壳式蒸发器39下出口流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器1气液分离后进入所述压缩机2被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机2排出后进入所述第一冷凝盘管15和所述第二冷凝盘管23释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管23流出在所述高压储液器27调节流量和所述干燥过滤器28干燥过滤后被所述节流阀29节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀35从所述管壳式蒸发器39上进口进入所述管壳式蒸发器39吸收来自所述太阳能集热器10循环热水的热量蒸发为低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽21中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵24启动，所述热水槽21中热水在所述喷淋泵21压差作用下在所述第一雾化器16处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管15中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽21内继续吸收所述第二冷凝盘管23中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽21中因蒸发缺少的水由所述截止阀22开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器25不工作；所述变频风机17启动，空气在所述变频风机17压差作用下经所述初效过滤器3处理进入所述风道4内，空气将所述第一雾化器16处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅13阻挡下落入所述接水槽30中，空气/蒸汽两相流体沿风道4在所述导流栅19引导下送入待加湿区；夜间或阴天时，太阳能辐射量为零，所述太阳能集热器10无法工作，所述热泵系统独自工作，中央控制器令所述截止阀22开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器25预热升温后进入所述热水槽21，此后所述第三三通阀35上、左进出口相通，所述风机36工作，所述风冷式蒸发器37流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器1气液分离后进入所述压缩机2被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机2排出后分为两路，开启所述旁通阀38，一小部分高温高压气体制冷剂从支路经所述毛细管26节流降压后进入所述风冷式蒸发器37，防止所述风冷式蒸发器37出现结霜现象，而所述压缩机2排出的大部分高温高压气体制冷剂则从主路进入所述第一冷凝盘管15和所述第二冷凝盘管23释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管23流出在所述高压储液器27调节流量和所述干燥过滤器28干燥过滤后被所述节流阀29节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀35进入所述风冷式蒸发器37吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽21中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到40℃以上时，所述喷淋泵24启动，所述热水槽21中热水在所述喷淋泵24压差作用下在所述第一雾化器16处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管15中高温高压制冷剂气体的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽21内继续吸收所述第二冷凝盘管23中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽21中因蒸发缺少的水由所述截止阀22开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器25不工作；所述变频风机17启动，空气在所述变频风机17压差作用下经所述初效过滤器3处理进入所述风道4内，空气将所述第一雾化器16处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅13阻挡下落入所述接水槽30中，空气/蒸汽两相流体沿风道4在所述导流栅19引导下送入待加湿区。
以上为本发明的具体说明，仅为本发明的最佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神及原则之内的修改、等同替换等，应均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热泵加湿装置，包括热泵系统、太阳能集热系统和喷淋送风系统三部分，其中所述热泵系统包括：气液分离器(1)、压缩机(2)、第一冷凝盘管(15)、第二冷凝盘管(23)、高压储液器(27)、干燥过滤器(28)、节流阀(29)、第三三通阀(35)、风冷式蒸发器(37)、风机(36)、管壳式蒸发器(39)，所述气液分离器(1)出口连通所述压缩机(2)进口，所述压缩机(2)出口连通所述第一冷凝盘管(15)进口，所述第一冷凝盘管(15)出口连通所述第二冷凝盘管(23)进口，所述第二冷凝盘管(23)出口连通所述高压储液器(27)进口，所述高压储液器(27)出口连通所述干燥过滤器(28)进口，所述干燥过滤器(28)出口连通所述节流阀(29)进口，所述节流阀(29)出口连通所述第三三通阀(35)上进口，所述第三三通阀(35)左、下出口分别连通所述风冷式蒸发器(37)的进口和所述管壳式蒸发器(39)的上进口，所述风冷式蒸发器(37)的出口和所述管壳式蒸发器(39)的下出口连通所述气液分离器(1)进口，所述风冷式蒸发器(37)处设有所述风机(36)；所述太阳能集热系统包括：太阳能集热器(10)、第一流量调节阀(9)、蓄热箱(7)、第一三通阀(11)、四通阀(12)、第二流量调节阀(20)、换热盘管(14)、调温补偿器(31)、进水阀(34)、第二三通阀(33)、循环泵(32)，所述太阳能集热器(10)出口连通所述第一流量调节阀(9)上进口，所述第一流量调节阀(9)左出口连通所述蓄热箱(7)顶部进口，所述蓄热箱(7)的底部出口和所述第一流量调节阀(9)的下出口分别连通所述四通阀(12)左、上进口，所述四通阀(12)右、下出口分别连通所述热泵系统中所述管壳式蒸发器(39)的右上进口和所述第二流量调节阀(20)的上进口，所述第二流量调节阀(20)下出口连通所述换热盘管(14)进口，所述换热盘管(14)出口连通所述调温补偿器(31)顶部进口，所述调温补偿器(31)连接有所述进水阀(34)，所述调温补偿器(31)底部出口和所述热泵系统中所述管壳式蒸发器(39)的右下出口分别连通所述第二三通阀(33)左、下进口，所述第二三通阀(33)上出口连通所述循环泵(32)进口，所述循环泵(32)出口连通所述第一三通阀(11)左进口，所述第一三通阀(11)左、上出口分别连通所述蓄热箱(7)的顶部进口和所述太阳能集热器(10)的进口；所述喷淋送风系统包括：初效过滤器(3)、风道(4)、变频风机(17)、预热器(25)、截止阀(22)、喷淋泵(24)、热水槽(21)、第一雾化器(16)、第二雾化器(18)、挡水栅(13)、接水槽(30)、导流栅(19)，所述风道(4)左进口处设有所述初效过滤器(3)，所述风道(4)内靠近所述初效过滤器(3)右侧处设有所述变频风机(17)，所述风道(4)右出口处设有所述导流栅(19)，所述风道(4)中间段底面上开有放置所述热水槽(21)和所述接水槽(30)的方孔，所述热水槽(21)底部出口连通所述喷淋泵(24)进口，所述喷淋泵(24)出口连通设置在所述风道(4)内所述热水槽(21)正上方带有所述第一雾化器(16)的盲管，所述第一雾化器(16)出口和所述热水槽(21)底部间自上而下设有所述第一冷凝盘管(15)和所述第二冷凝盘管(23)，所述热水槽(21)左进口通过所述截止阀(22)连通所述预热器(25)，所述第二流量调节阀(20)左出口连通设置在所述风道(4)内所述接水槽(30)正上方带有所述第二雾化器(18)的短管，所述第二雾化器(18)出口和所述接水槽(30)底部间设有所述换热盘管(14)，对应所述接水槽(30)右上方的所述风道(4)内布置有所述挡水栅(13)，所述接水槽(30)底部出口连通所述调温补偿器(31)的顶部进口。
2.根据权利1所述的一种热泵加湿装置，其特征在于：所述蓄热箱(7)还分别连接有补水阀(6)、板式换热器(5)和半导体热电器(8)。
3.根据权利1所述的一种热泵加湿装置，其特征在于：所述压缩机(2)出口和所述风冷式蒸发器(37)之间还依次连通有旁通阀(38)和毛细管(26)。
4.根据权利1所述的一种热泵加湿装置，其特征在于：所述管壳式蒸发器(39)为满液式、干式或降膜式管壳式蒸发器。
5.根据权利1所述的一种热泵加湿装置，其特征在于：所述压缩机(2)为活塞式、双螺杆式、滚动转子式、涡旋式或离心式变频压缩机。
6.根据权利1所述的一种热泵加湿装置，其特征在于：所述节流阀(29)为毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀。
7.根据权利1所述的一种热泵加湿装置，其特征在于：所述蓄热箱(7)和所述调温补偿器(31)的外表面均敷设有保温材料。
8.根据权利1～7任一项所述的热泵加湿装置的工作方法，其特征在于：根据大气环境温度T0和所述太阳能集热器(10)的进、出口水温差△T，分为三种工作模式，即：A、T0≥15℃，△T≥30℃工作模式，B、T0≥15℃，△T＜30℃工作模式，C、T0＜15℃，△T＜30℃工作模式；
A、T0≥15℃，△T≥30℃工作模式
当T0≥15℃，△T≥30℃时，中央控制器令所述截止阀(22)开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器(25)预热升温后进入所述热水槽(21)，此后所述第三三通阀(35)上、左进出口相通，所述风机(36)工作，所述风冷式蒸发器(37)流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器(1)气液分离后进入所述压缩机(2)被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机(2)排出后进入所述第一冷凝盘管(15)和所述第二冷凝盘管(23)释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管(23)流出在所述高压储液器(27)调节流量和所述干燥过滤器(28)干燥过滤后被所述节流阀(29)节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀(35)进入所述风冷式蒸发器(37)吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽(21)中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵(24)启动，所述热水槽(21)中热水在所述喷淋泵(24)压差作用下在所述第一雾化器(16)处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管(15)中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽(21)内继续吸收所述第二冷凝盘管(23)中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽(21)中因蒸发缺少的水由所述截止阀(22)开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器(25)不工作；与此同时所述太阳能集热系统中所述第二三通阀(33)左、上进出口相通，所述第一三通阀(11)右、上进出口相通，所述四通阀(12)上、下进出口相通，所述进水阀(34)开启，杀菌消毒处理过的纯净水进入所述调温补偿器(31)，所述循环泵(32)启动，所述调温补偿器(31)中的纯净水在所述循环泵(32)压差作用下通过所述第二三通阀(33)和第一三通阀(11)后进入所述太阳能集热器(10)，纯净水吸收太阳能辐射热量后升温成热水，调节所述第一流量调节阀(9)和所述第二流量调节阀(20)，所述太阳能集热器(10)排出的热水在所述第一流量调节阀(9)处分流，一部分从所述第一流量调节阀(9)左出口进入所述蓄热箱(7)储存供夜间使用，另一部分从所述第一流量调节阀(9)下出口流出通过所述四通阀(12)后在所述第二流量调节阀(20)处分为两部分，所述第二流量调节阀(20)左出口流出的热水在所述第二雾化器(18)处喷淋雾化为热水小颗粒，所述第二流量调节阀(20)下出口流出的热水则进入所述换热盘管(14)释放热量，热水小颗粒吸收自身热量和所述换热盘管(14)中热水释放出的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述接水槽(30)中和所述换热盘管(14)流出的水及所述进水阀(34)补入的水一并进入所述调温补偿器(31)，三股水混合后再被所述循环泵(32)送回所述太阳能集热器(10)继续吸收太阳能辐射热量，待所述蓄热箱(7)储热水已满时所述第一流量调节阀(9)左出口关闭；所述变频风机(17)启动，空气在所述变频风机(17)压差作用下经所述初效过滤器(3)处理进入所述风道(4)内，空气将所述第一雾化器(16)和所述第二雾化器(18)两处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅(13)阻挡下落入所述接水槽(30)中，空气/蒸汽两相流体沿风道(4)在所述导流栅(19)引导下送入待加湿区；夜间太阳能辐射量为零，所述太阳能集热器(10)无法工作，所述蓄热箱(7)白天蓄存的热水作为热源使用，中央控制器令所述四通阀(12)左、右进出口相通，所述第二三通阀(33)下、上进出口相通，所述第一三通阀(11)右、左进出口相通，启动所述循环泵(32)，所述蓄热箱(7)蓄存的热水在所述循环泵(32)压差作用下通过所述四通阀(12)，从所述管壳式蒸发器(39)右上进口进入所述管壳式蒸发器(39)释放供低压液体制冷剂蒸发所吸收的热量后从所述管壳式蒸发器(39)右下出口流出，再通过所述第二三通阀(33)和所述第一三通阀(11)回流到所述蓄热箱(7)，所述板式换热器(5)回收生活、生产中产生的余/废热，所述半导体热电器(8)工作，所述蓄热箱(7)中蓄存热水的温度在循环时维持在20～30℃之间，所述截止阀(22)开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器(25)预热升温后进入所述热水槽(21)，此后所述第三三通阀(35)的上、左进出口和上、下进出口分别相通，所述风机(36)工作，所述风冷式蒸发器(37)和所述管壳式蒸发器(39)下出口流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器(1)气液分离后进入所述压缩机(2)被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机(2)排出后进入所述第一冷凝盘管(15)和所述第二冷凝盘管(23)释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管(23)流出在所述高压储液器(27)调节流量和所述干燥过滤器(28)干燥过滤后被所述节流阀(29)节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂在所述第三三通阀(35)处分为两路，从所述第三三通阀(35)左出口流出的一路进入所述风冷式蒸发器(37)吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，从所述第三三通阀(35)下出口流出的另一路则从所述管壳式蒸发器(39)上进口进入所述管壳式蒸发器(39)吸收蓄热循环水的热量蒸发为低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽(21)中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵(24)启动，所述热水槽(21)中热水在所述喷淋泵(24)压差作用下在所述第一雾化器(16)处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管(15)中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽(21)内继续吸收所述第二冷凝盘管(23)中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽(21)中因蒸发缺少的水由所述截止阀(22)开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器(25)不工作；所述变频风机(17)启动，空气在所述变频风机(17)压差作用下经所述初效过滤器(3)处理进入所述风道(4)内，空气将所述第一雾化器(16)处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅(13)阻挡下落入所述接水槽(30)中，空气/蒸汽两相流体沿风道(4)在所述导流栅(19)引导下送入待加湿区；
B、T0≥15℃，△T＜30℃工作模式
当T0≥15℃，△T＜30℃时，中央控制器令所述太阳能集热系统中所述第二三通阀(33)的下、上进出口和左、上进出口分别相通，所述第一三通阀(11)右、上进出口相通，调节所述第一流量调节阀(9)令其上、下进出口相通，所述四通阀(12)上、右进出口相通，所述进水阀(34)开启，杀菌消毒处理过的纯净水进入所述调温补偿器(31)，所述循环泵(32)启动，所述调温补偿器(31)中的纯净水在所述循环泵(32)压差作用下通过所述第二三通阀(33)和第一三通阀(11)后进入所述太阳能集热器(10)，纯净水吸收太阳能辐射热量升温成热水后从所述太阳能集热器(10)流出，通过所述第一流量阀(9)和所述四通阀(12)后从所述管壳式蒸发器(39)右上进口进入所述管壳式蒸发器(39)中，热水释放供低压液体制冷剂蒸发的热量后从所述管壳式蒸发器(39)右下出口流出，由所述循环泵(32)送回所述太阳能集热器(10)继续吸收太阳能辐射热量；此时，所述截止阀(22)开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器(25)预热升温后进入所述热水槽(21)，此后所述第三三通阀(35)的上、左进出口和上、下进出口分别相通，所述风机(36)工作，所述风冷式蒸发器(37)和所述管壳式蒸发器(39)下出口流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器(1)气液分离后进入所述压缩机(2)被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机(2)排出后进入所述第一冷凝盘管(15)和所述第二冷凝盘管(23)释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管(23)流出在所述高压储液器(27)调节流量和所述干燥过滤器(28)干燥过滤后被所述节流阀(29)节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂在所述第三三通阀(35)处分为两路，从所述第三三通阀(35)左出口流出的一路进入所述风冷式蒸发器(37)吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，从所述第三三通阀(35)下出口流出的另一路则从所述管壳式蒸发器(39)上进口进入所述管壳式蒸发器(39)吸收来自所述太阳能集热器(10)循环热水的热量蒸发为低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽(21)中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵(24)启动，所述热水槽(21)中热水在所述喷淋泵(24)压差作用下在所述第一雾化器(16)处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管(15)中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽(21)内继续吸收所述第二冷凝盘管(23)中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽(21)中因蒸发缺少的水由所述截止阀(22)开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器(25)不工作；所述变频风机(17)启动，空气在所述变频风机(17)压差作用下经所述初效过滤器(3)处理进入所述风道(4)内，空气将所述第一雾化器(16)处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅(13)阻挡下落入所述接水槽(30)中，空气/蒸汽两相流体沿风道(4)在所述导流栅(19)引导下送入待加湿区；夜间或阴天时，太阳能辐射量为零，所述太阳能集热器(10)无法工作，所述热泵系统独自工作，中央控制器令所述截止阀(22)开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器(25)预热升温后进入所述热水槽(21)，此后所述第三三通阀(35)上、左进出口相通，所述风机(36)工作，所述风冷式蒸发器(37)流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器(1)气液分离后进入所述压缩机(2)被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机(2)排出后进入所述第一冷凝盘管(15)和所述第二冷凝盘管(23)释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管(23)流出在所述高压储液器(27)调节流量和所述干燥过滤器(28)干燥过滤后被所述节流阀(29)节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀(35)进入所述风冷式蒸发器(37)吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽(21)中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵(24)启动，所述热水槽(21)中热水在所述喷淋泵(24)压差作用下在所述第一雾化器(16)处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管(15)中高温高压制冷剂气体的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽(21)内继续吸收所述第二冷凝盘管(23)中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽(21)中因蒸发缺少的水由所述截止阀(22)开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器(25)不工作；所述变频风机(17)启动，空气在所述变频风机(17)压差作用下经所述初效过滤器(3)处理进入所述风道(4)内，空气将所述第一雾化器(16)处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅(13)阻挡下落入所述接水槽(30)中，空气/蒸汽两相流体沿风道(4)在所述导流栅(19)引导下送入待加湿区；
C、T0＜15℃，△T＜30℃工作模式
当T0＜15℃，△T＜30℃时，中央控制器令所述太阳能集热系统中所述第二三通阀(33)的下、上进出口和左、上进出口分别相通，所述第一三通阀(11)右、上进出口相通，调节所述第一流量调节阀(9)令其上、下进出口相通，所述四通阀(12)上、右进出口相通，所述进水阀(34)开启，杀菌消毒处理过的纯净水进入所述调温补偿器(31)，所述循环泵(32)启动，所述调温补偿器(31)中的纯净水在所述循环泵(32)压差作用下通过所述第二三通阀(33)和第一三通阀(11)后进入所述太阳能集热器(10)，纯净水吸收太阳能辐射热量升温成热水后从所述太阳能集热器(10)流出再通过所述第一流量调节阀(9)和所述四通阀(12)从所述管壳式蒸发器(39)右上进口进入所述管壳式蒸发器(39)，热水释放供低压液体制冷剂蒸发的热量后从所述管壳式蒸发器(39)右下出口流出，由所述循环泵(32)送回所述太阳能集热器(10)继续吸收太阳能辐射热量；与此同时，所述截止阀(22)开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器(25)预热升温后进入所述热水槽(21)，此后所述第三三通阀(35)上、下进出口相通，所述管壳式蒸发器(39)下出口流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器(1)气液分离后进入所述压缩机(2)被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机(2)排出后进入所述第一冷凝盘管(15)和所述第二冷凝盘管(23)释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管(23)流出在所述高压储液器(27)调节流量和所述干燥过滤器(28)干燥过滤后被所述节流阀(29)节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀(35)从所述管壳式蒸发器(39)上进口进入所述管壳式蒸发器(39)吸收来自所述太阳能集热器(10)循环热水的热量蒸发为低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽(21)中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到45℃以上时，所述喷淋泵(24)启动，所述热水槽(21)中热水在所述喷淋泵(21)压差作用下在所述第一雾化器(16)处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管(15)中高温高压气体制冷剂的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽(21)内继续吸收所述第二冷凝盘管(23)中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽(21)中因蒸发缺少的水由所述截止阀(22)开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器(25)不工作；所述变频风机(17)启动，空气在所述变频风机(17)压差作用下经所述初效过滤器(3)处理进入所述风道(4)内，空气将所述第一雾化器(16)处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅(13)阻挡下落入所述接水槽(30)中，空气/蒸汽两相流体沿风道(4)在所述导流栅(19)引导下送入待加湿区；夜间或阴天时，太阳能辐射量为零，所述太阳能集热器(10)无法工作，所述热泵系统独自工作，中央控制器令所述截止阀(22)开启，杀菌消毒处理过的纯净水经所述预热器(25)预热升温后进入所述热水槽(21)，此后所述第三三通阀(35)上、左进出口相通，所述风机(36)工作，所述风冷式蒸发器(37)流出的低温低压气体制冷剂经所述气液分离器(1)气液分离后进入所述压缩机(2)被压缩为高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂从所述压缩机(2)排出后分为两路，开启所述旁通阀(38)，一小部分高温高压气体制冷剂从支路经所述毛细管(26)节流降压后进入所述风冷式蒸发器(37)，防止所述风冷式蒸发器(37)出现结霜现象，而所述压缩机(2)排出的大部分高温高压气体制冷剂则从主路进入所述第一冷凝盘管(15)和所述第二冷凝盘管(23)释放热量冷凝为高压液体制冷剂，高压液体制冷剂从所述第二冷凝盘管(23)流出在所述高压储液器(27)调节流量和所述干燥过滤器(28)干燥过滤后被所述节流阀(29)节流降压为低压液体制冷剂，低压液体制冷剂再通过所述第三三通阀(35)进入所述风冷式蒸发器(37)吸收周围空气的热量蒸发为低温低压气体制冷剂，由此制冷剂完成了在所述热泵系统中的热量载运工作，待所述热水槽(21)中纯净水吸收制冷剂热量温度上升到40℃以上时，所述喷淋泵(24)启动，所述热水槽(21)中热水在所述喷淋泵(24)压差作用下在所述第一雾化器(16)处喷淋雾化为热水颗粒，热水颗粒吸收自身的热量和所述第一冷凝盘管(15)中高温高压制冷剂气体的热量蒸发为饱和蒸汽，被吸热而未能蒸发的热水颗粒则落入所述热水槽(21)内继续吸收所述第二冷凝盘管(23)中高温高压气体制冷剂释放出的热量升温，以参与再次的喷淋蒸发过程，所述热水槽(21)中因蒸发缺少的水由所述截止阀(22)开启补入，所述热泵系统正常工作后所述预热器(25)不工作；所述变频风机(17)启动，空气在所述变频风机(17)压差作用下经所述初效过滤器(3)处理进入所述风道(4)内，空气将所述第一雾化器(16)处喷淋蒸发产生的饱和蒸汽带走，其中夹携的小水滴会在所述挡水栅(13)阻挡下落入所述接水槽(30)中，空气/蒸汽两相流体沿风道(4)在所述导流栅(19)引导下送入待加湿区。
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Denomination of invention: Heat pump humidifying device and working method

Granted publication date: 20191015

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