CN109186119A - 膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置:包括热泵系统和再生系统,热泵系统包括四通换向阀、压缩机、室内换热器、室外喷淋换热器和主流阀,再生系统包括溶液加热器、再生器、真空泵、调节阀、溶液循环泵、过滤器和凝水泵;本发明还提供一种膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:压缩机出气口流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口后从四通换向阀第三端口流出,流入压缩机进气口的低温低压的制冷剂气体被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口流出。本发明冬天制热运行时不存在结霜过程,系统在再生模式下无需进行复杂切换,且不影响正常供热。

Description

膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置及方法
技术领域
本发明涉及空调制冷技术领域,具体涉及一种膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置及方法。
背景技术
空气源热泵系统广泛应用于建筑空调领域,具有冬夏两用功能,安装方便简单,不占用地下机房面积,市场占有率和认可度都很高。目前空气源热泵系统所存在的主要问题是冬季室外换热器容易结霜,从而导致系统不得不中断正常运行进行频繁的化霜操作,这不仅影响了正常供热,而且还会降低机组寿命。
目前,针对结霜问题的所提出的新的解决方案包括分组化霜技术和防霜技术。前者一般通过对室外换热器分组来实现,在需要化霜时,保持一部分室外换热器正常从环境空气吸热,另一部分室外换热器内则通入一部分压缩机的热气用于化霜,这种方法虽然不会完全中断向室内的供热,但大大降低了机组供热量。防霜技术一般又分为两种方式,一种是先将空气除湿到其露点温度低于室外换热器表面温度(利用溶液除湿或固体除湿方法),再让干燥空气通过室外换热器表面从而防止冷凝水在换热器表面结霜;另一种是通过喷淋防冻液到室外换热器表面防止结霜或者对已经结霜的表面进行融霜。不管采用哪种防霜技术,最后都涉及到再生问题。当前主要采用的再生方式为热驱动再生,其中利用机组本身的一部分制热量来驱动再生过程在实际中具有更大的现实可行性,这也是当前所采用的主要方法。
防冻液再生设备广泛采用填料塔,但是填料塔式再生存在的缺点是再生过程中,空气和热防冻液直接接触,防冻液中的水分在向空气蒸发转移的同时,相当一部分热量也会用于加热环境空气,从而造成很大的能量浪费。申请号为CN201410208575.2的专利申请为了实现热回收,在再生时使用闭式空气循环,可以有效防止对室外空气的无谓加热,同时利用表面温度高于0度的室外换热器回收空气的显热和潜热,这种方式虽然具有了一定的热回收效果,但系统复杂,实现难度较大,再生时会中断热泵系统从室外低温环境的吸热,再生能效不高,为了改进这一点,可以采用蓄热装置向热泵系统蒸发器补热,但这个措施又会造成系统复杂程度进一步增加。
为此,为了简单方便的解决空气源热泵的结霜问题,有必要提出一种改进的防霜措施,使得空气源热泵系统在冬季结霜工况下能够保持正常供热,同时在再生过程中减少热损失,提高再生效率,保障空气源热泵系统始终高效稳定运行。
因此,需要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高效的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置及方法。
为解决上述技术问题,本发明提供一种膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置:包括热泵系统和再生系统;
所述热泵系统包括四通换向阀、压缩机、室内换热器、室外喷淋换热器和主流阀;所述再生系统包括溶液加热器、再生器、真空泵、调节阀、溶液循环泵、过滤器和凝水泵;
所述四通换向阀设置有四通换向阀第一端口、四通换向阀第二端口、四通换向阀第三端口和四通换向阀第四端口;
所述压缩机设置有压缩机进气口和压缩机出气口;
所述室外喷淋换热器设置有制冷剂第一进出口、制冷剂第二进出口、室外换热器进液口和室外换热器出液口;
所述再生器设置有再生器第一进液口、再生器第一出液口、再生器第二进液口、再生器第二出液口、再生器出气口和再生器出水口;
所述压缩机出气口连接四通换向阀第二端口,四通换向阀第一端口经过溶液加热器的冷剂通道、室内换热器的冷剂通道和主流阀后与制冷剂第一进出口连接,制冷剂第二进出口与四通换向阀第三端口连接,四通换向阀第四端口与压缩机进气口;
所述室外换热器出液口依次经过溶液循环泵和过滤器后与再生器第一进液口连接;再生器第一出液口经过溶液加热器的溶液通道后与再生器第二进液口连接,再生器第二出液口与室外换热器进液口连接;
所述再生器出气口经过调节阀和真空泵后与外部大气连接;
所述再生器出水口和凝水泵连接。
作为对本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置的改进:
所述室外喷淋换热器顶部设置有制冷剂第一进出口,室外喷淋换热器底部设置有制冷剂第二进出口、室外换热器进液口和室外换热器出液口;制冷剂第一进出口和制冷剂第二进出口之间通过制冷剂通道连接;室外喷淋换热器内腔底部作为储液池,室外喷淋换热器内腔中设置有喷淋泵,喷淋泵与喷淋泵一端与储液池连接,另一端对准制冷剂第一进出口和制冷剂第二进出口之间的制冷剂通道;
所述再生器设置有再生器第一进液口、再生器第一出液口、再生器第二进液口、再生器第二出液口、再生器出气口和再生器出水口;再生器内腔中设置有气隙膜蒸馏器,气隙膜蒸馏器中设置有依次连接的中空实壁纤维膜通道、中空多孔纤维膜通道和气隙通道,第一进液口经过回热器的冷侧通道和中空实壁纤维膜通道后与再生器第一出液口连接,再生器第二进液口经过中空多孔纤维膜通道和回热器的热侧通道后再生器第二出液口连接,气隙通道顶部与再生器出气口连接,气隙通道底部与再生器出水口连接;
作为对本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置的进一步改进:
还包括经济器和辅节流阀;
所述压缩机设置有压缩机补气口;
所述四通换向阀第一端口溶液加热器的冷剂通道和室内换热器的冷剂通道后分为两路,一路通过辅节流阀连接经济器的辅换热通道后与压缩机补气口连接,另外一路通过经济器的主换热通道后经过主节流阀与室外喷淋换热器的制冷剂第一进出口连接。
作为对本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置的进一步改进:
还包括经济器和辅节流阀;
所述压缩机设置有压缩机补气口;
所述四通换向阀第一端口经过溶液加热器的冷剂通道、室内换热器的冷剂通道和经济器的主换热通道后分为两路,一路依次经过辅节流阀和经济器的辅换热通道后与压缩机补气口连接,另外一路经过主节流阀后与第一进出口连接。
作为对本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置的进一步改进:
还包括辅节流阀、闪发器和闪发器旁通阀;闪发器上设置有进液口、出液口和出气口;
所述压缩机设置有压缩机补气口;
所述四通换向阀第一端口经过溶液加热器的冷剂通道和室内换热器的冷剂通道后分为两路,一路经过辅节流阀和闪发器的进液口连接,另一路经过闪发器旁通阀后与闪发器的出液口连接;闪发器的出气口与压缩机补气口连接,闪发器的出液口经过主节流阀后与制冷剂第一进出口连接。
本发明还提供一种膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:
6.1)、压缩机出气口流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口后从四通换向阀第三端口流出,经过制冷剂第二进出口流入室外喷淋换热器的制冷剂通道,喷淋泵从室外喷淋换热器内腔底部的储液池抽取水喷淋到制冷剂通道表面形成水膜,水膜与被抽入室外喷淋换热器内腔中的空气进行直接接触,通过蒸发冷却带走制冷剂通道中高温高压气态制冷剂的冷凝潜热,制冷剂被冷凝为高温高压制冷剂液体从制冷剂第一进出口流出,然后通过主节流阀后温度降低,压强降低,之后通过经济器的主换热通道后流入室内换热器的冷剂通道,吸收流入室内换热器内的工作流体的热量后,变成低温低压的制冷剂气体;然后低温低压的制冷剂气体通过溶液加热器的冷剂通道、四通换向阀第一端口和四通换向阀第四端口后流入压缩机进气口;
6.2)、流入压缩机进气口的低温低压的制冷剂气体被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口流出。
本发明还提供一种膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:
7.1)、压缩机出气口流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口和四通换向阀第一端口后流入溶液加热器的冷剂通道后进入室内换热器的冷剂通道,向流入室内换热器的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂从室内换热器的冷剂通道流出;
7.2)、从室内换热器冷剂通道流出的高温高压液态制冷剂分为两路,一路通过辅节流阀节流后温度降低到中温,压强降低到中压,进入经济器的辅换热通道,吸收主换热通道中制冷剂释放的显热后变成中温中压的制冷剂气体,然后流入压缩机补气口;另外一路通过经济器的主换热通道,向辅换热通道释放显热后,温度降低,然后通过主节流阀节流后成为低温低压的制冷剂混合物;
7.3)、低温低压的制冷剂混合物通过制冷剂第一进出口流入室外喷淋换热器的制冷剂通道,吸收抽入室外喷淋换热器的环境空气释放的热量后,变成低温低压的制冷剂气体,然后从制冷剂第二进出口流出;
7.4)、低温低压制冷剂气体通过四通换向阀第三端口和四通换向阀第四端口后流入压缩机进气口,然后被压缩到中间压强后,与从压缩机补气口流入的中温中压的制冷剂气体混合,然后继续被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口流出。
本发明还提供一种膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:
8.1)、压缩机出气口流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口和四通换向阀第一端口后流入溶液加热器的冷剂通道后进入室内换热器的冷剂通道,向流入室内换热器的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂从室内换热器的冷剂通道流出;
8.2)、从室内换热器冷剂通道流出的高温高压液态制冷剂分为两路,一路通过辅节流阀节流后温度降低到中温,压强降低到中压,进入经济器的辅换热通道,吸收主换热通道中制冷剂释放的显热后变成中温中压的制冷剂气体,然后流入压缩机补气口;另外一路通过经济器的主换热通道,向辅换热通道释放显热后,温度降低,然后通过主节流阀节流后成为低温低压的制冷剂混合物;
8.3)、低温低压的制冷剂混合物通过制冷剂第一进出口流入室外喷淋换热器的制冷剂通道,吸收液膜传递的热量后,变成低温低压的制冷剂气体,然后从制冷剂第二进出口流出;喷淋泵从室外喷淋换热器的储液池抽取防冻液喷淋到室外喷淋换热器的制冷剂通道表面形成液膜,液膜吸收环境空气释放的热量并后向制冷剂通道中的低温低压的制冷剂混合物传递热量,液膜吸收环境空气中的水分后,浓度降低,然后流入储液池;
8.4)、低温低压制冷剂气体通过四通换向阀第三端口和四通换向阀第四端口后流入压缩机进气口,然后被压缩到中间压强后,与从压缩机补气口流入的中温中压的制冷剂气体混合,然后继续被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口流出。
本发明还提供一种膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:
9.1)、压缩机出气口流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口和四通换向阀第一端口后流入溶液加热器的冷剂通道后进入室内换热器的冷剂通道,向流入室内换热器的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂从室内换热器的冷剂通道流出;
9.2)、从室内换热器冷剂通道流出的高温高压液态制冷剂分为两路,一路通过辅节流阀节流后温度降低到中温,压强降低到中压,进入经济器的辅换热通道,吸收主换热通道中制冷剂释放的显热后变成中温中压的制冷剂气体,然后流入压缩机补气口;另外一路通过经济器的主换热通道,向辅换热通道释放显热后,温度降低,然后通过主节流阀节流后成为低温低压的制冷剂混合物;
9.3)、低温低压的制冷剂混合物通过制冷剂第一进出口流入室外喷淋换热器的制冷剂通道,吸收抽入室外喷淋换热器的环境空气释放的热量后,变成低温低压的制冷剂气体,然后从制冷剂第二进出口流出;
9.4)、低温低压制冷剂气体通过四通换向阀第三端口和四通换向阀第四端口后流入压缩机进气口,然后被压缩到中间压强后,与从压缩机补气口流入的中温中压的制冷剂气体混合,然后继续被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口流出;
9.5)、室外喷淋换热器(6储液池中的防冻液从室外换热器出液口流出,经过溶液循环泵加压后通过过滤器,从再生液第一进液口进入再生器中回热器的冷侧通道,吸收再生器中回热器的热侧通道中溶液释放的热量后,温度升高到0度以上,然后进入气隙膜蒸馏器的中空实壁纤维膜通道,吸收中空多孔纤维膜通道中防冻液通过气隙通道所释放的显热和潜热后,温度升高,然后通过再生器第一出液口后流进溶液加热器的溶液通道,进一步吸收溶液加热器中冷剂通道中的高温高压气态制冷剂所释放的热量后,温度进一步升高,然后从再生器第二进液口进入中空多孔纤维膜通道,并在其中不断闪蒸降温,闪蒸出的蒸汽横向通过中空多孔纤维膜通道的膜孔及气隙通道后在中空实壁纤维膜通道的表面冷凝,同时将热量释放给中空实壁纤维膜通道内的0度以上的防冻液;流过中空多孔纤维膜通道的防冻液温度降低,浓度增加,之后再进入回热器的热侧通道,将热量传递给冷侧通道的加压后防冻液,温度继续降低,最后从再生器第二出液口流出并通过室外换热器进液口流入室外喷淋换热器的储液池储存;在中空实壁纤维膜通道表面形成的冷凝水集聚在气隙通道底部,然后从再生器出水口被凝水泵抽出后排至外界。
本发明还提供一种膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:
10.1)、压缩机出气口流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口和四通换向阀第一端口后流入溶液加热器的冷剂通道后进入室内换热器的冷剂通道,向流入室内换热器的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂从室内换热器的冷剂通道流出;
10.2)、从室内换热器冷剂通道流出的高温高压液态制冷剂分为两路,一路通过辅节流阀节流后温度降低到中温,压强降低到中压,进入经济器的辅换热通道,吸收主换热通道中制冷剂释放的显热后变成中温中压的制冷剂气体,然后流入压缩机补气口;另外一路通过经济器的主换热通道,向辅换热通道释放显热后,温度降低,然后通过主节流阀节流后成为低温低压的制冷剂混合物;
10.3)、低温低压的制冷剂混合物通过制冷剂第一进出口流入室外喷淋换热器的制冷剂通道,吸收液膜传递的热量后,变成低温低压的制冷剂气体,然后从制冷剂第二进出口流出;喷淋泵从室外喷淋换热器的储液池抽取防冻液喷淋到室外喷淋换热器的制冷剂通道表面形成液膜,液膜吸收环境空气释放的热量并后向制冷剂通道中的低温低压的制冷剂混合物传递热量,液膜吸收环境空气中的水分后,浓度降低,然后流入储液池;
10.4)、低温低压制冷剂气体通过四通换向阀第三端口和四通换向阀第四端口后流入压缩机进气口,然后被压缩到中间压强后,与从压缩机补气口流入的中温中压的制冷剂气体混合,然后继续被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口流出;
10.5)、储液池中的防冻液从室外换热器出液口流出,经过溶液循环泵加压后通过过滤器,从再生液第一进液口进入再生器中回热器的冷侧通道,吸收再生器中回热器的热侧通道中溶液释放的热量后,温度升高到0度以上,然后进入气隙膜蒸馏器的中空实壁纤维膜通道,吸收中空多孔纤维膜通道中防冻液通过气隙通道所释放的显热和潜热后,温度升高,然后通过再生器第一出液口后流进溶液加热器的溶液通道,进一步吸收溶液加热器中冷剂通道中的高温高压气态制冷剂所释放的热量后,温度进一步升高,然后从再生器第二进液口进入中空多孔纤维膜通道,并在其中不断闪蒸降温,闪蒸出的蒸汽横向通过中空多孔纤维膜通道的膜孔及气隙通道后在中空实壁纤维膜通道的表面冷凝,同时将热量释放给中空实壁纤维膜通道内的0度以上的防冻液;流过中空多孔纤维膜通道的防冻液温度降低,浓度增加,之后再进入回热器的热侧通道,将热量传递给冷侧通道的加压后防冻液,温度继续降低,最后从再生器第二出液口流出并通过室外换热器进液口流入室外喷淋换热器的储液池储存;在中空实壁纤维膜通道表面形成的冷凝水集聚在气隙通道底部,然后从再生器出水口被凝水泵抽出后排至外界。
本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置及方法的技术优势为:
1、冬天制热运行时不存在结霜过程,系统在再生模式下无需进行复杂切换,且不影响正常供热;
2、再生时耗热量少,再生效率高,对系统整体COP影响小;
3、夏季制冷运行时,具有相当于水冷机组的冷凝效果。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1是本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式一示意图;
图2是本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式二示意图;
图3是本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式三示意图;
图4是本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式四示意图;
图5是本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式五示意图;
图6是本发明膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式六示意图;
图7是图1中室外喷淋换热器6的结构示意图;
图8是图1中再生器7的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1、膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式一,如图1所示,包括热泵系统和再生系统。
热泵系统包括四通换向阀1、压缩机2、室内换热器4、经济器5、室外喷淋换热器6、主流阀10和辅节流阀9。再生系统包括溶液加热器3、再生器7、真空泵8、调节阀11、溶液循环泵12、过滤器13和凝水泵14。
四通换向阀1设置有四通换向阀第一端口101、四通换向阀第二端口102、四通换向阀第三端口103和四通换向阀第四端口104。
压缩机2设置有压缩机进气口201、压缩机补气口202和压缩机出气口203。
室外喷淋换热器6顶部设置有制冷剂第一进出口601,室外喷淋换热器6底部设置有制冷剂第二进出口602、室外换热器进液口603和室外换热器出液口604。制冷剂第一进出口601和制冷剂第二进出口602之间通过制冷剂通道连接。室外喷淋换热器6内腔底部作为储液池61,室外喷淋换热器6内腔中设置有喷淋泵62,喷淋泵62一端位于室外喷淋换热器6内腔底部(喷淋泵62一端与储液池61连接),另一端对准制冷剂第一进出口601和制冷剂第二进出口602之间的制冷剂通道。
再生器7设置有再生器第一进液口701、再生器第一出液口702、再生器第二进液口703、再生器第二出液口704、再生器出气口705和再生器出水口706。再生器7内腔中设置有气隙膜蒸馏器72,气隙膜蒸馏器72中设置有若干中空实壁纤维膜组成的中空实壁纤维膜通道722、若干中空多孔纤维膜组成的中空多孔纤维膜通道721和气隙通道723,气隙通道723是中空实壁纤维膜通道722和中空多孔纤维膜通道721之间自然形成的。第一进液口701经过回热器71的冷侧通道和中空实壁纤维膜通道722后与再生器第一出液口702连接,再生器第二进液口703经过中空多孔纤维膜通道721和回热器72的热侧通道后再生器第二出液口704连接,气隙通道723顶部与再生器出气口705连接,气隙通道723底部与再生器出水口706连接。
压缩机出气口203连接四通换向阀第二端口102,四通换向阀第一端口101依次经过溶液加热器3的冷剂通道和室内换热器4的冷剂通道后分为两路,一路通过辅节流阀9连接经济器5的辅换热通道后与压缩机补气口202连接,另外一路通过经济器5的主换热通道后经过主节流阀10与室外喷淋换热器6的制冷剂第一进出口601连接。制冷剂第二进出口602与四通换向阀第三端口103连接,四通换向阀第四端口104与压缩机进气口201。
室外换热器出液口604依次经过溶液循环泵12和过滤器13后与再生器第一进液口701连接。再生器第一出液口702经过溶液加热器3的溶液通道后与再生器第二进液口703连接,再生器第二出液口704与室外换热器进液口603连接。
再生器出气口705经过调节阀11和真空泵8后与外部大气连接。
再生器出水口706和凝水泵14连接。
膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式一的使用方法分为夏季运行模式和冬季运行模式。夏季运行模式下,室外喷淋换热器6内腔底部储液池61中的工质为水,冬季运行模式下室外喷淋换热器6内腔底部储液池61中的工质为防冻液。
夏季运行模式
夏季运行模式下,系统用于向室内供冷,再生系统关闭,辅节流阀9关闭,热泵系统正常工作。夏季运行模式下室外喷淋换热器储液池61储存的工质为水。
6.1压缩机出气口203流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口102后从四通换向阀第三端口103流出,经过制冷剂第二进出口602流入室外喷淋换热器6的制冷剂通道,喷淋泵62从室外喷淋换热器6内腔底部的储液池61抽取水喷淋到制冷剂通道表面形成水膜,水膜与被抽入室外喷淋换热器6内腔中的空气进行直接接触,通过蒸发冷却带走制冷剂通道中高温高压气态制冷剂的冷凝潜热,制冷剂被冷凝为高温高压制冷剂液体从制冷剂第一进出口601流出,然后通过主节流阀10后温度降低,压强降低,之后通过经济器5的主换热通道后流入室内换热器4的冷剂通道,吸收流入室内换热器4内的工作流体的热量后,变成低温低压的制冷剂气体;然后低温低压的制冷剂气体通过溶液加热器3的冷剂通道、四通换向阀第一端口101和四通换向阀第四端口104后流入压缩机进气口201。
6.2流入压缩机进气口201的低温低压的制冷剂气体被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口203流出。
冬季运行模式:
冬季运行模式又分为制热模式、防霜制热模式、再生制热模式和防霜再生制热模式。制热模式下,再生系统关闭,喷淋泵关闭,热泵系统其余设备正常工作。防霜制热模式下,再生系统关闭,热泵系统正常工作。再生制热模式下,再生系统开启,喷淋泵关闭,热泵系统其余设备正常工作。防霜再生制热模式下,再生系统开启,热泵系统正常工作。
冬季运行模式时,系统在以上四种模式下进行切换,当系统没有防霜和防冻液再生需求时,系统在制热模式下运行。当系统没有防冻液再生需求时,但有防霜需求时,系统在防霜制热模式下运行。当系统没有防霜需求,但有防冻液再生需求时,系统在再生制热模式下运行。当系统有防霜和防冻液再生需求时,系统在防霜制热模式下运行。
防霜需求的判定标准是看室外喷淋换热器中冷剂通道的冷剂温度是否低于环境空气露点温度,当低于时,则判定系统有防霜需求。防冻液再生需求的判定标准是看储液池61中的防冻液浓度是否低于设定浓度,如果低于设定浓度则判定系统有防冻液再生需求。
运行模式冬季运行模式下室外喷淋换热器储液池61储存的工质为防冻液。
冬季运行模式(制热模式):
7.1压缩机出气口203流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口102和四通换向阀第一端口101后流入溶液加热器3的冷剂通道后进入室内换热器4的冷剂通道,向流入室内换热器4的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂从室内换热器4的冷剂通道流出;
7.2从室内换热器4冷剂通道流出的高温高压液态制冷剂分为两路,一路通过辅节流阀9节流后温度降低到中温,压强降低到中压,进入经济器5的辅换热通道,吸收主换热通道中制冷剂释放的显热后变成中温中压的制冷剂气体,然后流入压缩机补气口202;另外一路通过经济器5的主换热通道,向辅换热通道释放显热后,温度降低,然后通过主节流阀10节流后成为低温低压的制冷剂混合物;
7.3低温低压的制冷剂混合物通过制冷剂第一进出口601流入室外喷淋换热器6的制冷剂通道,吸收抽入室外喷淋换热器6的环境空气释放的热量后,变成低温低压的制冷剂气体,然后从制冷剂第二进出口602流出;
7.4低温低压制冷剂气体通过四通换向阀第三端口103和四通换向阀第四端口104后流入压缩机进气口201,然后被压缩到中间压强后,与从压缩机补气口202流入的中温中压的制冷剂气体混合,然后继续被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口203流出。
冬季运行模式(防霜制热模式):
8.1同7.1。
8.2同7.2。
8.3低温低压的制冷剂混合物通过制冷剂第一进出口601流入室外喷淋换热器6的制冷剂通道,吸收液膜传递的热量后,变成低温低压的制冷剂气体,然后从制冷剂第二进出口602流出。喷淋泵62从室外喷淋换热器6的储液池61抽取防冻液喷淋到室外喷淋换热器6的制冷剂通道表面形成液膜,液膜吸收环境空气释放的热量并后向制冷剂通道中的低温低压的制冷剂混合物传递热量,液膜吸收环境空气中的水分后,浓度降低,然后流入储液池61。
8.4同7.4。
冬季运行模式(再生制热模式):
9.1同7.1
9.2同7.2
9.3同7.3
9.4同7.4
9.5室外喷淋换热器6(储液池61)中的防冻液从室外换热器出液口604流出,经过溶液循环泵12加压后通过过滤器13,从再生液第一进液口701进入再生器中回热器71的冷侧通道,吸收再生器中回热器71的热侧通道中溶液释放的热量后,温度升高到0度以上,然后进入气隙膜蒸馏器72的中空实壁纤维膜通道722,吸收中空多孔纤维膜通道721中防冻液通过气隙通道723所释放的显热和潜热后,温度升高,然后通过再生器第一出液口702后流进溶液加热器3的溶液通道,进一步吸收溶液加热器3中冷剂通道中的高温高压气态制冷剂所释放的热量后,温度进一步升高,然后从再生器第二进液口703进入中空多孔纤维膜通道721,并在其中不断闪蒸降温,闪蒸出的蒸汽横向通过中空多孔纤维膜通道721的膜孔及气隙通道723后在中空实壁纤维膜通道722的表面冷凝,同时将热量释放给中空实壁纤维膜通道722内的0度以上的防冻液。流过中空多孔纤维膜通道721的防冻液温度降低,浓度增加,之后再进入回热器71的热侧通道,将热量传递给冷侧通道的加压后防冻液,温度继续降低,最后从再生器第二出液口704流出并通过室外换热器进液口603流入室外喷淋换热器6的储液池61储存。在中空实壁纤维膜通道722表面形成的冷凝水集聚在气隙通道723底部,然后从再生器出水口706被凝水泵14抽出后排至外界。
9.6当再生器气隙通道723中的真空达不到要求时,真空泵8通过调节阀11和再生器出气口705从再生器气隙通道723中抽气,当气隙通道723中的真空度达到要求时,抽气停止。真空度的设定值应低于再生器第二进液口703处溶液的水蒸汽平衡分压力所对应的真空度。
冬季运行模式(防霜再生制热模式)
10.1同7.1。
10.2同7.2。
10.3同8.3。
10.4同7.4。
10.5同9.5。
10.6同9.6
实施例2、膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式二,如图2所示;
将实施例1中的“四通换向阀第一端口101依次经过溶液加热器3的冷剂通道和室内换热器4的冷剂通道后分为两路”改成“四通换向阀第一端口101依次经过室内换热器4的冷剂通道和溶液加热器3的冷剂通道后分为两路”,其余等同于实施例1。
膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式二实际使用时分为夏季运行模式和冬季运行模式。
夏季运行模式下,制冷剂通过经济器5的主换热通道后先流过溶液加热器3的冷剂通道,再流入室内换热器的冷剂通道,其余与实施例1相同。
冬季运行模式下,从四通换向阀第一端口流出的制冷剂先进入室内换热器的冷剂通道,向流入室内换热器的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂,然后进入溶液加热器的冷剂通道,向溶液通道中的防冻液放热后温度降低,然后再分为两路进入经济器5,其余与实施例1相同。
实施例3、膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式三,如图3所示;
取消实施例1中的经济器5、辅节流阀9和压缩机补气口202;
将实施例1中的“四通换向阀第一端口101依次经过溶液加热器3的冷剂通道和室内换热器4的冷剂通道后分为两路,一路通过辅节流阀9连接经济器5的辅换热通道后与压缩机补气口202连接,另外一路通过经济器5的主换热通道后经过主节流阀10后与室外喷淋换热器6的制冷剂第一进出口601连接”改成“四通换向阀第一端口101依次经过溶液加热器3的冷剂通道、室内换热器4的冷剂通道和主节流阀10后与制冷剂第一进出口601连接”;
其余等同于实施例1。
膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式三实际使用时分为夏季运行模式和冬季运行模式。
夏季运行模式下,制冷剂通过主节流阀10后直接流入室内换热器的冷剂通道,其余与实施例1相同。
冬季运行模式下,从室内换热器冷剂通道流出的制冷剂通过主节流阀10降温降压,其余与实施例1相同。
实施例4、膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式四,如图4所示;
取消实施例2中的经济器5、辅节流阀9和压缩机补气口202;
将实施例2中的“四通换向阀第一端口101依次经过室内换热器4的冷剂通道和溶液加热器3的冷剂通道后分为两路,一路通过辅节流阀9连接经济器5的辅换热通道后与压缩机补气口202连接,另外一路通过经济器5的主换热通道后经过主节流阀10后与室外喷淋换热器6的制冷剂第一进出口601连接”改成“四通换向阀第一端口101依次经过室内换热器4的冷剂通道、溶液加热器3的冷剂通道后和主节流阀10后与制冷剂第一进出口601连接”;
其余等同于实施例2。
膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式四实际使用时分为夏季运行模式和冬季运行模式。
夏季运行模式下,制冷剂通过主节流阀10后直接流过溶液加热器的冷剂通道,再流入室内换热器的冷剂通道,其余与实施例1相同。
冬季运行模式下,从四通换向阀第一端口流出的制冷剂先进入室内换热器的冷剂通道,向流入室内换热器的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂,然后进入溶液加热器的冷剂通道,向溶液通道中的防冻液放热后温度降低,然后再通过主节流阀10,其余与实施例1相同。
实施例5、膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式五,如图5所示;
将“四通换向阀第一端口101依次经过溶液加热器3的冷剂通道和室内换热器4的冷剂通道后分为两路,一路通过辅节流阀9连接经济器5的辅换热通道后与压缩机补气口202连接,另外一路通过经济器5的主换热通道后经过主节流阀10与室外喷淋换热器6的制冷剂第一进出口601连接”改为“四通换向阀第一端口101依次经过溶液加热器3的冷剂通道、室内换热器4的冷剂通道和经济器5的主换热通道后分为两路,一路依次经过辅节流阀9和经济器5的辅换热通道后与压缩机补气口202连接,另外一路经过主节流阀10后与第一进出口601连接”;
其余等同于实施例1。
膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式五实际使用时分为夏季运行模式和冬季运行模式。夏季运行模式下与实施例1相同。
冬季运行模式下,从室内换热器流出的制冷剂进入经济器5的主换热通道,向辅换热通道中的制冷剂释放热量后,温度降低,并随后分为两路,一路通过辅节流阀降温降压后进入经济器5的辅换热通道,吸收热量后变为中温中压的制冷剂气体,另外一路通过主节流阀,其余与实施例1相同。
实施例6、膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式六,如图6所示;
取消实施例1中的经济器5,增加闪发器15和闪发器旁通阀16;闪发器15上设置有进液口、出液口和出气口;
将实施例1中的“四通换向阀第一端口101依次经过溶液加热器3的冷剂通道和室内换热器4的冷剂通道后分为两路,一路通过辅节流阀9连接经济器5的辅换热通道后与压缩机补气口202连接,另外一路通过经济器5的主换热通道后经过主节流阀10与室外喷淋换热器6的制冷剂第一进出口601连接”改为“四通换向阀第一端口101依次经过溶液加热器3的冷剂通道和室内换热器4的冷剂通道后分为两路,一路经过辅节流阀9和闪发器15的进液口连接,另一路经过闪发器旁通阀16后与闪发器15的出液口连接。闪发器15的出气口与压缩机补气口202连接,闪发器14的出液口经过主节流阀10后与制冷剂第一进出口601连接”;
其余等同于实施例1。
膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置型式六实际使用时分为夏季运行模式和冬季运行模式。
夏季运行模式下辅节流阀9关闭,闪发器15不工作,闪发器旁通阀15打开。
通过主节流阀的低压制冷剂通过闪发器旁通阀16后流入室内换热器的冷剂通道,其余同
实施例1。
冬季运行模式下闪发器旁通阀16关闭,辅节流阀9打开,闪发器15工作。
从室内换热器流出的高温高压液态制冷剂通过辅节流阀后降低到中温中压并进入闪发器进行气液分离,闪发器中的气态制冷剂进入压缩机补气口,闪发器中的液态制冷剂进入主节流阀降温降压,其余同实施例1。
实施例1的计算参数见表1。设计条件为:采用R22为制冷剂,防冻液溶液为质量浓度为20%的氯化钙溶液,冷凝温度45℃,蒸发温度-15℃,蒸发器吸收潜热比为20%,补气压力损失系数为0.35,环境温度5℃,压缩机等熵效率为0.8,再生器造水比为2,气隙绝对压力为0.05Mpa,一级压比为1.7。计算结果显示,压缩机排气温度为87.4,相对补气率为0.225,中间补气压力为0.784Mpa,二级压比为2.87,蒸发器潜热吸热量为36.87kJ/kg,再生耗热量为18.44kJ/kg,非再生时实际供热量为244.8kJ/kg,再生时实际供热量为226.4kJ/kg,耗功为60.53kJ/kg,非再生时热泵制热COP为4.04,再生时制热COP为3.74,再生过程循环倍率为19.2倍,再生的单位传质通量高达9.27kg/(m2.h),再生火用效率为8.1%。相比逆循环除霜的空气源热泵系统,本发明在冬季再生时无需进行逆向运行操作,再生过程对实际制热量的影响不到8%,再生时可同时制热。对于采用填料塔再生的空气源热泵系统,虽然也可以在再生时同时制热,不同进行逆向切换,但计算表明,其再生能耗较大,系统实际制热量下降30%,同时导致制热COP从4.04降低到2.83,再生火用效只有3.2%。
由此可见,本发明相对于传统逆向循环除霜或采用填料塔再生的空气源热泵无论在运行操作或节能上都具有明显的优势,有效实现了本发明的初衷。
以上实施例中,可综合考虑具体的使用条件与要求、技术经济性能等因素合理确定系统的设计参数,以兼顾系统的适用性和经济性。
表1实施例1与填料塔再生表现比较
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置,其特征在于:包括热泵系统和再生系统;
所述热泵系统包括四通换向阀(1)、压缩机(2)、室内换热器(4)、室外喷淋换热器(6)和主流阀(10);所述再生系统包括溶液加热器(3)、再生器(7)、真空泵(8)、调节阀(11)、溶液循环泵(12)、过滤器(13)和凝水泵(14);
所述四通换向阀(1)设置有四通换向阀第一端口(101)、四通换向阀第二端口(102)、四通换向阀第三端口(103)和四通换向阀第四端口(104);
所述压缩机(2)设置有压缩机进气口(201)和压缩机出气口(203);
所述室外喷淋换热器(6)设置有制冷剂第一进出口(601)、制冷剂第二进出口(602)、室外换热器进液口(603)和室外换热器出液口(604);
所述再生器(7)设置有再生器第一进液口(701)、再生器第一出液口(702)、再生器第二进液口(703)、再生器第二出液口(704)、再生器出气口(705)和再生器出水口(706);
所述压缩机出气口(203)连接四通换向阀第二端口(102),四通换向阀第一端口(101)经过溶液加热器(3)的冷剂通道、室内换热器(4)的冷剂通道和主流阀(10)后与制冷剂第一进出口(601)连接,制冷剂第二进出口(602)与四通换向阀第三端口(103)连接,四通换向阀第四端口(104)与压缩机进气口(201);
所述室外换热器出液口(604)依次经过溶液循环泵(12)和过滤器(13)后与再生器第一进液口(701)连接;再生器第一出液口(702)经过溶液加热器(3)的溶液通道后与再生器第二进液口(703)连接,再生器第二出液口(704)与室外换热器进液口(603)连接;
所述再生器出气口(705)经过调节阀(11)和真空泵(8)后与外部大气连接;
所述再生器出水口(706)和凝水泵(14)连接。
2.根据权利要求1所述的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置,其特征在于:
所述室外喷淋换热器(6)顶部设置有制冷剂第一进出口(601),室外喷淋换热器(6)底部设置有制冷剂第二进出口(602)、室外换热器进液口(603)和室外换热器出液口(604);制冷剂第一进出口(601)和制冷剂第二进出口(602)之间通过制冷剂通道连接;室外喷淋换热器(6)内腔底部作为储液池(61),室外喷淋换热器(6)内腔中设置有喷淋泵(62),喷淋泵(62)与喷淋泵(62)一端与储液池(61)连接,另一端对准制冷剂第一进出口(601)和制冷剂第二进出口(602)之间的制冷剂通道;
所述再生器(7)设置有再生器第一进液口(701)、再生器第一出液口(702)、再生器第二进液口(703)、再生器第二出液口(704)、再生器出气口(705)和再生器出水口(706);再生器(7)内腔中设置有气隙膜蒸馏器(72),气隙膜蒸馏器(72)中设置有依次连接的中空实壁纤维膜通道(722)、中空多孔纤维膜通道(721)和气隙通道(723),第一进液口(701)经过回热器(71)的冷侧通道和中空实壁纤维膜通道(722)后与再生器第一出液口(702)连接,再生器第二进液口(703)经过中空多孔纤维膜通道(721)和回热器(72)的热侧通道后再生器第二出液口(704)连接,气隙通道(723)顶部与再生器出气口(705)连接,气隙通道(723)底部与再生器出水口(706)连接。
3.根据权利要求2所述的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置,其特征在于:
还包括经济器(5)和辅节流阀(9);
所述压缩机(2)设置有压缩机补气口(202);
所述四通换向阀第一端口(101)溶液加热器(3)的冷剂通道和室内换热器(4)的冷剂通道后分为两路,一路通过辅节流阀(9)连接经济器(5)的辅换热通道后与压缩机补气口(202)连接,另外一路通过经济器(5)的主换热通道后经过主节流阀(10)与室外喷淋换热器(6)的制冷剂第一进出口(601)连接。
4.根据权利要求2所述的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置,其特征在于:
还包括经济器(5)和辅节流阀(9);
所述压缩机(2)设置有压缩机补气口(202);
所述四通换向阀第一端口(101)经过溶液加热器(3)的冷剂通道、室内换热器(4)的冷剂通道和经济器(5)的主换热通道后分为两路,一路依次经过辅节流阀(9)和经济器(5)的辅换热通道后与压缩机补气口(202)连接,另外一路经过主节流阀(10)后与第一进出口(601)连接。
5.根据权利要求2所述的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置,其特征在于:
还包括辅节流阀(9)、闪发器(15)和闪发器旁通阀(16);闪发器(15)上设置有进液口、出液口和出气口;
所述压缩机(2)设置有压缩机补气口(202);
所述四通换向阀第一端口(101)经过溶液加热器(3)的冷剂通道和室内换热器(4)的冷剂通道后分为两路,一路经过辅节流阀(9)和闪发器(15)的进液口连接,另一路经过闪发器旁通阀(16)后与闪发器(15)的出液口连接;闪发器(15)的出气口与压缩机补气口(202)连接,闪发器(14)的出液口经过主节流阀(10)后与制冷剂第一进出口(601)连接。
6.利用权利要求2~5任一所述的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:
6.1)、压缩机出气口(203)流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口(102)后从四通换向阀第三端口(103)流出,经过制冷剂第二进出口(602)流入室外喷淋换热器(6)的制冷剂通道,喷淋泵(62)从室外喷淋换热器(6)内腔底部的储液池(61)抽取水喷淋到制冷剂通道表面形成水膜,水膜与被抽入室外喷淋换热器(6)内腔中的空气进行直接接触,通过蒸发冷却带走制冷剂通道中高温高压气态制冷剂的冷凝潜热,制冷剂被冷凝为高温高压制冷剂液体从制冷剂第一进出口(601)流出,然后通过主节流阀(10)后温度降低,压强降低,之后通过经济器(5)的主换热通道后流入室内换热器(4)的冷剂通道,吸收流入室内换热器(4)内的工作流体的热量后,变成低温低压的制冷剂气体;然后低温低压的制冷剂气体通过溶液加热器(3)的冷剂通道、四通换向阀第一端口(101)和四通换向阀第四端口(104)后流入压缩机进气口(201);
6.2)、流入压缩机进气口(201)的低温低压的制冷剂气体被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口(203)流出。
7.利用权利要求2~5任一所述的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:
7.1)、压缩机出气口(203)流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口(102)和四通换向阀第一端口(101)后流入溶液加热器(3)的冷剂通道后进入室内换热器(4)的冷剂通道,向流入室内换热器(4)的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂从室内换热器(4)的冷剂通道流出;
7.2)、从室内换热器(4)冷剂通道流出的高温高压液态制冷剂分为两路,一路通过辅节流阀(9)节流后温度降低到中温,压强降低到中压,进入经济器(5)的辅换热通道,吸收主换热通道中制冷剂释放的显热后变成中温中压的制冷剂气体,然后流入压缩机补气口(202);另外一路通过经济器(5)的主换热通道,向辅换热通道释放显热后,温度降低,然后通过主节流阀(10)节流后成为低温低压的制冷剂混合物;
7.3)、低温低压的制冷剂混合物通过制冷剂第一进出口(601)流入室外喷淋换热器(6)的制冷剂通道,吸收抽入室外喷淋换热器(6)的环境空气释放的热量后,变成低温低压的制冷剂气体,然后从制冷剂第二进出口(602)流出;
7.4)、低温低压制冷剂气体通过四通换向阀第三端口(103)和四通换向阀第四端口(104)后流入压缩机进气口(201),然后被压缩到中间压强后,与从压缩机补气口(202)流入的中温中压的制冷剂气体混合,然后继续被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口(203)流出。
8.利用权利要求2~5任一所述的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:
8.1)、压缩机出气口(203)流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口(102)和四通换向阀第一端口(101)后流入溶液加热器(3)的冷剂通道后进入室内换热器(4)的冷剂通道,向流入室内换热器(4)的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂从室内换热器(4)的冷剂通道流出;
8.2)、从室内换热器(4)冷剂通道流出的高温高压液态制冷剂分为两路,一路通过辅节流阀(9)节流后温度降低到中温,压强降低到中压,进入经济器(5)的辅换热通道,吸收主换热通道中制冷剂释放的显热后变成中温中压的制冷剂气体,然后流入压缩机补气口(202);另外一路通过经济器(5)的主换热通道,向辅换热通道释放显热后,温度降低,然后通过主节流阀(10)节流后成为低温低压的制冷剂混合物;
8.3)、低温低压的制冷剂混合物通过制冷剂第一进出口(601)流入室外喷淋换热器(6)的制冷剂通道,吸收液膜传递的热量后,变成低温低压的制冷剂气体,然后从制冷剂第二进出口(602)流出;喷淋泵(62)从室外喷淋换热器(6)的储液池(61)抽取防冻液喷淋到室外喷淋换热器(6)的制冷剂通道表面形成液膜,液膜吸收环境空气释放的热量并后向制冷剂通道中的低温低压的制冷剂混合物传递热量,液膜吸收环境空气中的水分后,浓度降低,然后流入储液池(61);
8.4)、低温低压制冷剂气体通过四通换向阀第三端口(103)和四通换向阀第四端口(104)后流入压缩机进气口(201),然后被压缩到中间压强后,与从压缩机补气口(202)流入的中温中压的制冷剂气体混合,然后继续被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口(203)流出。
9.利用权利要求2~5任一所述的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:
9.1)、压缩机出气口(203)流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口(102)和四通换向阀第一端口(101)后流入溶液加热器(3)的冷剂通道后进入室内换热器(4)的冷剂通道,向流入室内换热器(4)的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂从室内换热器(4)的冷剂通道流出;
9.2)、从室内换热器(4)冷剂通道流出的高温高压液态制冷剂分为两路,一路通过辅节流阀(9)节流后温度降低到中温,压强降低到中压,进入经济器(5)的辅换热通道,吸收主换热通道中制冷剂释放的显热后变成中温中压的制冷剂气体,然后流入压缩机补气口(202);另外一路通过经济器(5)的主换热通道,向辅换热通道释放显热后,温度降低,然后通过主节流阀(10)节流后成为低温低压的制冷剂混合物;
9.3)、低温低压的制冷剂混合物通过制冷剂第一进出口(601)流入室外喷淋换热器(6)的制冷剂通道,吸收抽入室外喷淋换热器(6)的环境空气释放的热量后,变成低温低压的制冷剂气体,然后从制冷剂第二进出口(602)流出;
9.4)、低温低压制冷剂气体通过四通换向阀第三端口(103)和四通换向阀第四端口(104)后流入压缩机进气口(201),然后被压缩到中间压强后,与从压缩机补气口(202)流入的中温中压的制冷剂气体混合,然后继续被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口(203)流出;
9.5)、储液池(61)中的防冻液从室外换热器出液口(604)流出,经过溶液循环泵(12)加压后通过过滤器(13),从再生液第一进液口(701)进入再生器中回热器(71)的冷侧通道,吸收再生器中回热器(71)的热侧通道中溶液释放的热量后,温度升高到0度以上,然后进入气隙膜蒸馏器(72)的中空实壁纤维膜通道(722),吸收中空多孔纤维膜通道(721)中防冻液通过气隙通道(723)所释放的显热和潜热后,温度升高,然后通过再生器第一出液口(702)后流进溶液加热器(3)的溶液通道,进一步吸收溶液加热器(3)中冷剂通道中的高温高压气态制冷剂所释放的热量后,温度进一步升高,然后从再生器第二进液口(703)进入中空多孔纤维膜通道(721),并在其中不断闪蒸降温,闪蒸出的蒸汽横向通过中空多孔纤维膜通道(721)的膜孔及气隙通道(723)后在中空实壁纤维膜通道(722)的表面冷凝,同时将热量释放给中空实壁纤维膜通道(722)内的0度以上的防冻液;流过中空多孔纤维膜通道(721)的防冻液温度降低,浓度增加,之后再进入回热器(71)的热侧通道,将热量传递给冷侧通道的加压后防冻液,温度继续降低,最后从再生器第二出液口(704)流出并通过室外换热器进液口(603)流入室外喷淋换热器(6)的储液池(61)储存;在中空实壁纤维膜通道(722)表面形成的冷凝水集聚在气隙通道(723)底部,然后从再生器出水口(706)被凝水泵(14)抽出后排至外界。
10.利用权利要2~5任一所述的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵系统装置的膜蒸馏再生的无霜型空气源热泵使用方法,包括以下步骤:
10.1)、压缩机出气口(203)流出的高温高压气态制冷剂通过四通换向阀第二端口(102)和四通换向阀第一端口(101)后流入溶液加热器(3)的冷剂通道后进入室内换热器(4)的冷剂通道,向流入室内换热器(4)的工作流体释放热量后,冷凝为高温高压液态制冷剂从室内换热器(4)的冷剂通道流出;
10.2)、从室内换热器(4)冷剂通道流出的高温高压液态制冷剂分为两路,一路通过辅节流阀(9)节流后温度降低到中温,压强降低到中压,进入经济器(5)的辅换热通道,吸收主换热通道中制冷剂释放的显热后变成中温中压的制冷剂气体,然后流入压缩机补气口(202);另外一路通过经济器(5)的主换热通道,向辅换热通道释放显热后,温度降低,然后通过主节流阀(10)节流后成为低温低压的制冷剂混合物;
10.3)、低温低压的制冷剂混合物通过制冷剂第一进出口(601)流入室外喷淋换热器(6)的制冷剂通道,吸收液膜传递的热量后,变成低温低压的制冷剂气体,然后从制冷剂第二进出口(602)流出;喷淋泵(62)从室外喷淋换热器(6)的储液池(61)抽取防冻液喷淋到室外喷淋换热器(6)的制冷剂通道表面形成液膜,液膜吸收环境空气释放的热量并后向制冷剂通道中的低温低压的制冷剂混合物传递热量,液膜吸收环境空气中的水分后,浓度降低,然后流入储液池(61);
10.4)、低温低压制冷剂气体通过四通换向阀第三端口(103)和四通换向阀第四端口(104)后流入压缩机进气口(201),然后被压缩到中间压强后,与从压缩机补气口(202)流入的中温中压的制冷剂气体混合,然后继续被压缩为高温高压气体后从压缩机出气口(203)流出;
10.5)、储液池(61)中的防冻液从室外换热器出液口(604)流出,经过溶液循环泵(12)加压后通过过滤器(13),从再生液第一进液口(701)进入再生器中回热器(71)的冷侧通道,吸收再生器中回热器(71)的热侧通道中溶液释放的热量后,温度升高到0度以上,然后进入气隙膜蒸馏器(72)的中空实壁纤维膜通道(722),吸收中空多孔纤维膜通道(721)中防冻液通过气隙通道(723)所释放的显热和潜热后,温度升高,然后通过再生器第一出液口(702)后流进溶液加热器(3)的溶液通道,进一步吸收溶液加热器(3)中冷剂通道中的高温高压气态制冷剂所释放的热量后,温度进一步升高,然后从再生器第二进液口(703)进入中空多孔纤维膜通道(721),并在其中不断闪蒸降温,闪蒸出的蒸汽横向通过中空多孔纤维膜通道(721)的膜孔及气隙通道(723)后在中空实壁纤维膜通道(722)的表面冷凝,同时将热量释放给中空实壁纤维膜通道(722)内的0度以上的防冻液;流过中空多孔纤维膜通道(721)的防冻液温度降低,浓度增加,之后再进入回热器(71)的热侧通道,将热量传递给冷侧通道的加压后防冻液,温度继续降低,最后从再生器第二出液口(704)流出并通过室外换热器进液口(603)流入室外喷淋换热器(6)的储液池(61)储存;在中空实壁纤维膜通道(722)表面形成的冷凝水集聚在气隙通道(723)底部,然后从再生器出水口(706)被凝水泵(14)抽出后排至外界。
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