CN113188271A - 一种余热回收的无霜空气源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种余热回收的无霜空气源热泵系统,包括制热循环系统、干燥剂再生系统和通风系统;制热循环系统和干燥剂再生系统共用一台压缩机和一台分油机;干燥剂再生系统包括至少两个除湿换热器和多个换向阀;分油机的出油口连通一根进油管道,进油管道的出油口通过换向阀分别与多个除湿换热器进油口相连通,多个除湿换热器的出油口与压缩机内部油管的进油口相连通,压缩机内部油管的出油口与进油管道相连通;多个除湿换热器之间为并联设置;通风系统包括一个风扇,风扇吹出的气流依次流经除湿换热器和制热循环系统的蒸发器;以提出一种利用压缩机的预热实现干燥机循环再生利用的余热回收的无霜空气源热泵系统。
Description
技术领域
本发明涉及热泵技术领域,尤其涉及一种余热回收的无霜空气源热泵系统。
背景技术
空气源热泵系统作为一种能充分利用可再生能源的高效节能系统,在我国受到极大的推广,尤其是在长江流域。但由于环境限制,目前的空气源热泵系统在低温高湿环境下运行时,其室外换热器表面容易发生结霜现象。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形式的加热烘干方法,但是上述几种加热方式均导致系统运行能耗增大,投资增加和运行成本增大的问题。近年来提出的无霜空气源热泵,则是利用干燥剂对空气进行预除湿,降低空气湿度,防止室外换热器结霜,这种无霜空气源热泵具有需要选用在低温环境下吸附能力和再生能力强的干燥剂,干燥剂的再生能耗大的问题,。
压缩机运行过程中会产生大量的热量损耗,回收工作介质和压缩机匹配度也不理想,致使余热回收不充分,回收效率低,事实上仍未解决根本问题。现有方法提出利用蓄热装置对涂有干燥剂的换热器来进行解析,再生效果较佳,但是热量利用率较低,能效比降低,增大了投资成本,还给系统的调节带来很大不便,难以运用到实际场合。
发明内容
本发明的目的在于提出一种利用压缩机的预热实现干燥机循环再生利用的余热回收的无霜空气源热泵系统。
为达到上述目的,本发明提出一种余热回收的无霜空气源热泵系统,包括制热循环系统、干燥剂再生系统和通风系统;
所述制热循环系统和所述干燥剂再生系统共用一台压缩机和一台分油机;
所述干燥剂再生系统包括至少两个除湿换热器和多个换向阀;所述分油机的出油口连通一根进油管道,所述进油管道的出油口通过所述换向阀分别与多个所述除湿换热器进油口相连通,多个所述除湿换热器的出油口与所述压缩机内部油管的进油口相连通,所述压缩机内部油管的出油口与所述进油管道相连通;多个所述除湿换热器之间为并联设置;
所述通风系统包括一个风扇,所述风扇吹出的气流依次流经所述除湿换热器和所述制热循环系统的蒸发器。
进一步的,所述制热循环系统包括所述压缩机、分油机、干燥过滤器、冷凝器、节流阀、蒸发器、试液镜和气液分离器;
所述分油机内部设有一根换热管,所述压缩机的出料口与所述换热管的进料口相连通,所述换热管的出料口与所述干燥过滤器的进料口相连通,所述干燥过滤器的出料口与所述冷凝器的进料口相连通,所述冷凝器的出料口通过所述节流阀与所述蒸发器的进料口相连通,所述蒸发器的出料口与所述试液镜的进料口相连通,所述试液镜的出料口与所述气液分离器的进料口相连通,所述气液分离器的出料口与所述压缩机的进料口相连通。
进一步的,所述干燥制冷除湿系统为两个并联设置的除湿换热器,所述进油管道的出油口通过第一三通阀分别与两个所述除湿换热器的进油口相连通,两个所述除湿换热器的出油口通过第二三通阀与所述压缩机内部管道的进油口相连通。
进一步的,所述通风系统包括风扇、第一腔体、第二腔体和第三腔体;
两个所述除湿换热器分别设于所述第一腔体和所述第二腔体内,所述蒸发器设于所述第三腔体内,所述风扇连通所述第一腔体的进风口和所述第二腔体的进风口;所述第一腔体和所述第二腔体的出风口均连通所述第三腔体的进风口,所述第三腔体的出风口处设有测风速装置;
所述第一腔体与所述风扇的通风口、所述第二腔体和所述风扇的通风口、所述第一腔体和所述第三腔体的通风口以及所述第二腔体和所述第三腔体的通风口处均设有阀门。
与现有技术相比,本发明的优势之处在于:本发明充分利用了压缩机的余热配合通风系统对干燥剂实现降解后再生利用,从而解决压缩机热损耗以及干燥剂再生损耗大的问题,从而降低系统整体的运行成本。
本发明利用两个除湿换热器交替运行,一个换热器进行空气除湿换热工作,另一个换热器进行干燥剂的再生工作,循环往复,交替运行,实现制热循环系统、干燥剂再生系统和通风系统并行的热泵系统,使得除湿换热工作不间断进行。
附图说明
图1为本发明实施例热泵系统的整体结构示意图;
图2为本发明实施例热泵系统中第一台除湿换热器工作流程图;
图3为本发明实施例热泵系统中第二台除湿换热器工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案作进一步地说明。
如图1所示,本发明提出一种余热回收的无霜空气源热泵系统,包括制热循环系统、干燥剂再生系统和通风系统;
制热循环系统和干燥剂再生系统共用一台压缩机1和一台分油机3;
在本实施例中,制热循环系统包括压缩机1、分油机3、干燥过滤器4、冷凝器5、节流阀6、蒸发器7、试液镜9和气液分离器10;
分油机3内部设有一根换热管,压缩机1的出料口与换热管的进料口相连通,换热管的出料口与干燥过滤器4的进料口相连通,干燥过滤器4的出料口与冷凝器5的进料口相连通,冷凝器5的出料口通过节流阀6与蒸发器7的进料口相连通,蒸发器7的出料口与试液镜9的进料口相连通,试液镜9的出料口与气液分离器10的进料口相连通,气液分离器10的出料口与压缩机1的进料口相连通。
在本实施例中,干燥制冷除湿系统为两个并联设置的除湿换热器,分油机3的出油口连通一根进油管道2,进油管道2的出油口通过第一三通阀11分别与两个除湿换热器的进油口相连通,两个除湿换热器的出油口通过第二三通阀12与压缩机1内部管道的进油口相连通;压缩机1内部油管的出油口与进油管道2相连通。
在本实施例中,通风系统包括风扇19、第一腔体、第二腔体和第三腔体;
两个除湿换热器分别设于第一腔体和第二腔体内,蒸发器7设于第三腔体内,风扇19连通第一腔体的进风口和第二腔体的进风口;第一腔体和第二腔体的出风口均连通第三腔体的进风口,第三腔体的出风口处设有测风速装置8;
第一腔体与风扇19的通风口、第二腔体和风扇19的通风口、第一腔体和第三腔体的通风口以及第二腔体和第三腔体的通风口处均设有阀门。
在本实施例中,本发明的工作原理为:如图2所示,在初始状态下,两个除湿换热器(第一干除湿换热器和第二除湿换热器14)均未达到饱和的情况下,制热循环系统和通风系统同时进行,干燥剂再生系统不运行;制热循环系统的运行步骤为压缩机1输出高温高压的制冷剂气体,制冷剂气体流经分油机3内部的换热管与分油机3内部的导热油实现换热,对导热油进行加热;高温高压制冷剂气体随后进入干燥过滤器4进行干燥后排入冷凝器5内冷凝放热,从而实现制热,冷凝后的液体通过节流阀6进入蒸发器7中蒸发成气液混合态,气液混合态通过试液镜9和气液分离器10分离后,气体进入压缩机1循环上述步骤,实现制热循环。
与此同时,第一除湿换热器13工作,第二干除湿换热器不工作,因此,关闭第二腔室与其它腔室的连通阀门,即关闭阀门16和阀门18,打开第一腔室与风扇19和第三腔室之间的连通阀门,即打开阀门15和阀门17。此时,风扇19吹出的气体流经第二腔室经过第一除湿换热器13干燥后排入第三腔室与蒸发器7进行换热,换热后排出系统外,完成蒸发器7通风换热的步骤。
在第一干除湿换热器内部干燥剂达到饱和的情况下,干燥剂再生系统运行,如图2所示,此时第一三通阀11和第二三通阀12打开分油机3、第一除湿换热器13和压缩机1之间的通路,其他通路关闭;打开阀门15、阀门16和阀门18;此时,分油机3通过进油管道2将导热油输入到第一除湿换热器13内,风扇19吹出的气流经过阀门15部分流通到第一腔室内,利用导热油和空气对第一除湿换热器13内部的干燥剂进行换热再生工作,换热后绝对湿度高的空气排出第一腔室外;换热后冷却的导热油排入压缩机1内的换热管,与压缩机1内部实现换热,利用压缩机1的余热对导热油进行循环加热;与此同时,风扇19吹出的另外一部分气流经过阀门16和18,排入第二腔室内经过第二除湿换热器14干燥后排入第三腔室内与蒸发器7进行换热,换热后排出系统外,完成对蒸发器7通风换热以及第一除湿换热器13内部的干燥剂再生的步骤。
在第二除湿换热器14内部干燥剂达到饱和的情况下,如图3所示,此时第一三通阀11和第二三通阀12打开分油机3、第二除湿换热器14和压缩机1之间的通路,其他通路关闭;打开阀门16、阀门15和阀门17;此时,分油机3通过进油管道2将导热油输入到第二除湿换热器14内,风扇19吹出的气流经过阀门16部分流通到第二腔室内,利用导热油和空气对第二除湿换热器14内部的干燥剂进行换热再生工作,换热后绝对湿度高的空气排出第二腔室外;换热后冷却的导热油排入压缩机1内的换热管,与压缩机1内部实现换热,利用压缩机1的余热对导热油进行循环加热;与此同时,风扇19吹出的另外一部分气流经过阀门15和17,排入第二腔室内经过第一除湿换热器13干燥后排入第三腔室内与蒸发器7进行换热,换热后排出系统外,完成对蒸发器7通风换热以及第二除湿换热器14内部的干燥剂再生的步骤。
重复上述步骤,实现两个除湿换热器交替运行,从而对蒸发器7实现不间断的通风换热步骤。
上述仅为本发明的优选实施例而已,并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员,在不脱离本发明的技术方案的范围内,对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动,均属未脱离本发明的技术方案的内容,仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种余热回收的无霜空气源热泵系统,包括制热循环系统和干燥剂再生系统;其特征在于,所述干燥剂再生系统包括至少两个除湿换热器、多个换向阀、分油机和压缩机;所述分油机的出油口连通一根进油管道,所述进油管道的出油口通过所述换向阀分别与多个所述除湿换热器进油口相连通,多个所述除湿换热器的出油口与所述压缩机内部油管的进油口相连通,所述压缩机内部油管的出油口与所述进油管道相连通;多个所述除湿换热器之间为并联设置;利用所述分油机中润滑油的余热对除湿换热器进行解析。
2.根据权利要求1所述的余热回收的无霜空气源热泵系统,其特征在于,还包括通风系统,所述通风系统包括一个风扇,所述风扇吹出的气流依次流经所述除湿换热器和所述制热循环系统的蒸发器。
3.根据权利要求2所述的余热回收的无霜空气源热泵系统,其特征在于,所述通风系统包括风扇、第一腔体、第二腔体和第三腔体;
两个所述除湿换热器分别设于所述第一腔体和所述第二腔体内,所述蒸发器设于所述第三腔体内,所述风扇连通所述第一腔体的进风口和所述第二腔体的进风口;所述第一腔体和所述第二腔体的出风口均连通所述第三腔体的进风口,所述第三腔体的出风口处设有测风速装置;
所述第一腔体与所述风扇的通风口、所述第二腔体和所述风扇的通风口、所述第一腔体和所述第三腔体的通风口以及所述第二腔体和所述第三腔体的通风口处均设有阀门。
4.根据权利要求1所述的余热回收的无霜空气源热泵系统,其特征在于,所述制热循环系统包括所述压缩机、分油机、干燥过滤器、冷凝器、节流阀、蒸发器、试液镜和气液分离器;
所述制热循环系统和所述干燥剂再生系统公用一台所述压缩机和所述分油机;
所述分油机内部设有一根换热管,所述压缩机的出料口与所述换热管的进料口相连通,所述换热管的出料口与所述干燥过滤器的进料口相连通,所述干燥过滤器的出料口与所述冷凝器的进料口相连通,所述冷凝器的出料口通过所述节流阀与所述蒸发器的进料口相连通,所述蒸发器的出料口与所述试液镜的进料口相连通,所述试液镜的出料口与所述气液分离器的进料口相连通,所述气液分离器的出料口与所述压缩机的进料口相连通。
5.根据权利要求1所述的余热回收的无霜空气源热泵系统,其特征在于,所述干燥制冷除湿系统为两个并联设置的除湿换热器,所述进油管道的出油口通过第一三通阀分别与两个所述除湿换热器的进油口相连通,两个所述除湿换热器的出油口通过第二三通阀与所述压缩机内部管道的进油口相连通。
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