CN204240516U - 一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置，包括压缩机、室外换热器、室内换热器、四通换向阀、节流阀、室外空气除湿器和若干个阀门。采用本实用新型能够使室外换热器不结霜，利用太阳能和制冷剂液体，并辅以热制冷剂气体来实现溶液的解吸，热泵能够连续工作，提高了冬季空调制热的效果，并具有节能效果。在夏季能够使进入冷凝器的风温降低，并且制冷剂得到过冷，这两方面都会起到提高空调系统性能系数COP的效果。

Description

一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置

技术领域

本发明涉及空调，具体涉及一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置。

背景技术

目前，空气源热泵空调器已经在家庭和中小型中央空调工程中广泛应用，它能起到夏季制冷和冬季制热的作用。现在使用的热泵型空调器的工作原理图如图1所示。热泵型空调器是一个制冷系统，夏季制冷，冬季制热，制冷系统包括压缩机1，室外换热器2，节流阀3，室内换热器4，四通换向阀5，风扇Ⅰ27、风扇Ⅱ28组成，系统内充注制冷剂。四通换向阀5有两个状态，即制冷状态和制热状态，在制冷状态，室内换热器4是蒸发器，吸收室内空气热量，室外换热器2是冷凝器，向室外空气放热；在冬季制热状态，通过改变四通换向阀5状态，室内外换热器两者作用相反。

目前使用的空气源热泵空调器的存在的问题是，在冬季，此时热泵空调器的室外换热器是蒸发器，由于室外空气含有一定的水分，当蒸发器温度低于空气的露点温度时，会使蒸发器外表面结霜，热泵空调器工作一段时间后，霜层会堵塞风的通道，使空调器不能工作。为此，现在主要是通过将空调器由制热状态强制转换成制冷状态，利用压缩机排出的热制冷剂蒸气化霜，在这个期间，室内风扇不转，停止向室内供热，室内空调效果变差。同时人为的状态转换，压缩机工作，但不制热，浪费了能源。

在夏季，热泵空调器的室外换热器是冷凝器，室外空气温度较高，制冷剂要将热量传递给室外空气，制冷剂的冷凝温度会更高。据测算冷凝温度升高1℃，制冷量减少3%，制冷系数（制冷量与耗功之比）降低1%。显然采取措施降低夏季室外空气进冷凝器的温度，会达到节能和改善空调器工作条件的效果。

发明内容

根据现有技术存在的不足，提供采用具有吸湿能力的溶液吸收空气中水分，使热泵空调器连续工作的一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置。

本实用新型技术方案按照下述方法实现：

一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置，包括压缩机、室外换热器、室内换热器、四通换向阀、节流阀，风扇Ⅰ和风扇Ⅱ，所述室外换热器连接四通换向阀，四通换向阀连接压缩机，压缩机连接室内换热器，室内换热器通过阀门Ⅸ连接节流阀，节流阀通过阀门Ⅴ连接室外换热器，所述室外换热器和室内换热器一侧各安装一个风扇Ⅰ、风扇Ⅱ，能够加速空气的流动，还包括可以让浓溶液从上向下淋，空气从左向右通过，使空气中的水分除去的室外空气除湿器，所述室外空气除湿器下方设置有承液盘Ⅰ，承液盘Ⅰ两侧分别设置有阀门Ⅱ和阀门Ⅰ，由阀门Ⅱ引出的导管下方设置有回风加湿器，回风加湿器下方设置有承液盘Ⅱ，承液盘Ⅱ下设置有由太阳能热水器和泵Ⅰ构成的溶液加热器Ⅰ，溶液加热器Ⅰ引出四个阀门，阀门Ⅳ和阀门Ⅵ设置在阀门Ⅴ两侧，阀门Ⅶ和阀门Ⅷ设置在阀门Ⅸ两侧；所述溶液加热器Ⅰ连接溶液加热器Ⅱ，溶液加热器Ⅱ通过阀门Ⅲ并联在室内换热器的导管上，所述溶液加热器Ⅱ通过泵Ⅱ引出的导管设置在室外空气除湿器上方；由阀门Ⅰ引出的导管设置在溶液加热器Ⅰ的上方；室内换热器的承液盘Ⅲ下部的导管连接到溶液加热器Ⅰ上方。

所述阀门Ⅲ的开启由温度传感器所在的溶液加热器Ⅱ温度决定。

所述承液盘Ⅰ和室外换热器下设置有隔板。

所述承液盘Ⅰ、室外换热器、回风加湿器和承液盘Ⅱ设置在壳体内。

所述壳体设置有风阀。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型是单独用一个室外空气除湿器，让浓溶液从上向下淋，空气从左向右通过，使空气中的水分除去。冬季制热时，采用多种热源加热解吸使用过的稀溶液，然后再次进行吸湿。加热溶液使稀溶液变成浓溶液的热源主要用太阳能加热，还利用了制冷剂液体的热量，为了能保证阴天无太阳能时正常工作，还辅以热制冷剂蒸气加热。此时用于加热的热量除一部分被解吸的水蒸汽带走外，会存在于浓溶液中，在重新吸湿时用于加热室外空气。冬季制热时，利用室外换热器出口的干空气，初步吸取稀溶液中的水分，达到初步浓缩的作用。

夏季制冷时，采用冷却水蒸发降温的方法降低室外空气的温度，水的来源一是软化自来水，二是利用室内蒸发器产生的凝结水，凝结水既作为补水也作为降温水。

充分考虑了冬季热泵结霜问题和夏季空调器冷凝温度高的问题，起到了综合解决热泵空调器现存问题的效果。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

1—压缩机，2—室外换热器，3—节流阀，4—室内换热器，5—四通换向阀，6—室外空气除湿器，7—阀门Ⅰ，8—承液盘Ⅰ，9—阀门Ⅱ，10—回风加湿器，11—承液盘Ⅱ，12—太阳能热水器，13—泵Ⅰ，14—溶液加热器Ⅰ，15—溶液加热器Ⅱ，16—温度传感器，17—泵Ⅱ，18—阀门Ⅲ，19—壳体，20—隔板，21—阀门Ⅳ，22—阀门Ⅴ，23—阀门Ⅵ，24—阀门Ⅶ，25—阀门Ⅷ，26—阀门Ⅸ，27—风扇Ⅰ，28—风扇Ⅱ，29—风阀，30—承液盘Ⅲ。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本实用新型技术方案做进一步的说明。

如图2所示，一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置，包括压缩机1、室外换热器2、室内换热器4、四通换向阀5、节流阀3、风扇Ⅰ27和风扇Ⅱ28，室外换热器2连接四通换向阀5，四通换向阀5连接压缩机1，压缩机1连接室内换热器4，室内换热器4通过阀门Ⅸ26连接节流阀3，节流阀3通过阀门Ⅴ22连接室外换热器2，室外换热器2和室内换热器4一侧各安装一个风扇Ⅰ27、风扇Ⅱ28，能够加速空气的流动，还包括可以让浓溶液从上向下淋，空气从左向右通过，使空气中的水分除去的室外空气除湿器6，室外空气除湿器6下方设置有承液盘Ⅰ8，承液盘Ⅰ8两侧分别设置有阀门Ⅱ9和阀门Ⅰ7，由阀门Ⅱ9引出的导管下方设置有回风加湿器10，回风加湿器10下方设置有承液盘Ⅱ11，承液盘Ⅱ11下设置有由太阳能热水器12和泵Ⅰ13构成的溶液加热器Ⅰ14，溶液加热器Ⅰ14引出四个阀门，阀门Ⅳ21和阀门Ⅵ23设置在阀门Ⅴ22两侧，阀门Ⅶ24和阀门Ⅷ25设置在阀门Ⅸ26两侧；溶液加热器Ⅰ14连接溶液加热器Ⅱ15，溶液加热器Ⅱ15通过阀门Ⅲ18并联在室内换热器4的导管上，溶液加热器Ⅱ15通过泵Ⅱ17引出的导管设置在室外空气除湿器6上方；由阀门Ⅰ7引出的导管设置在溶液加热器Ⅰ14的上方；室内换热器4的承液盘Ⅲ30下部的导管连接到溶液加热器Ⅰ14上方。

阀门Ⅲ18的开启由温度传感器16所在的溶液加热器Ⅱ15温度决定。承液盘Ⅰ8和室外换热器2下设置有隔板20。承液盘Ⅰ8、室外换热器2、回风加湿器10和承液盘Ⅱ11设置在壳体19内。壳体19设置有风阀29。

如图2所示，在冬季制热运行，四通阀换向阀5处于制热位置。阀门Ⅱ9、阀门Ⅴ22、阀门Ⅶ24、阀门Ⅷ25开启，阀门Ⅰ7、阀门Ⅳ21、阀门Ⅵ23、阀门Ⅸ26关闭，阀门Ⅲ18的启闭由受温度传感器16所在的溶液加热器Ⅱ15温度决定。泵Ⅰ13关闭，泵Ⅱ17开启，风阀29开启。

为了达到连续供热的目的，本发明采用具有除湿作用的浓溶液在室外空气除湿器6中自上而下流动，将室外空气中的水分去除，然后进入室外换热器2换热，使室外换热器2不结霜，从而实现了连续工作。同时，室外空气除湿器6中的浓溶液成为稀溶液，稀溶液依靠自重流入回风加湿器10。

为达到循环利用溶液的目的，要将溶液吸收的水分全部去除，本实用新型首先利用换热后的干燥空气吹过回风加湿器10时，会吸收稀溶液中的一部分水分，再利用太阳能热水和制冷剂液体热量来加热稀溶液，去除稀溶液中的水分，最终使稀溶液成为浓溶液，即太阳能热水器12、泵Ⅰ13、阀门Ⅱ9、阀门Ⅴ22、阀门Ⅶ24、阀门Ⅷ25开启，阀门Ⅰ7、阀门Ⅳ21、阀门Ⅵ23、阀门Ⅸ26关闭，溶液加热器Ⅰ14内溶液被加热浓缩。为防止阴雨天太阳能热量不足，附加了压缩机热气加热方式。即溶液加热器Ⅱ15的开启由温度传感器16控制，当溶液温度达不到送入室外空气除湿器6的温度时，开启阀门Ⅲ18，在溶液加热器Ⅱ15中溶液被加热浓缩达到送入室外空气除湿器6的浓度要求。如此循环工作。

由于采用本实用新型能够使室外换热器2不结霜，利用太阳能和制冷剂液体，并辅以热制冷剂气体来实现溶液的解吸，热泵能够连续工作，提高了冬季空调制热的效果，并具有节能效果。

夏季制冷运行时，四通阀5处于制冷位置。阀门Ⅱ9、阀门Ⅴ22、阀门Ⅶ24、阀门Ⅷ25、阀门Ⅲ18关闭，阀门Ⅰ7、阀门Ⅳ21、阀门Ⅵ23、阀门Ⅸ26开启，泵Ⅰ13关闭、泵Ⅱ17开启，风阀29关闭。

室外换热器2为冷凝器，室内换热器4是蒸发器。本实用新型在溶液除湿器6上通入冷却水，则室外空气经冷却水后，温度下降，再进入室外换热器2后改善了室外换热器2的工作条件，使系统冷凝压力降低。同时，未蒸发完的冷却水流入承液盘Ⅰ8，依靠自重再流入溶液加热器Ⅰ14内，并且，室内换热器4产生的凝结水收集进入承液盘Ⅲ30，凝结水依靠自重也流入溶液加热器Ⅰ14。此时，由于阀门Ⅳ21、阀门Ⅵ23、阀门Ⅸ26开启，冷凝器出口的制冷剂液体通入溶液加热器Ⅰ14内，被冷却水冷却得到过冷。这样，由于采用本实用新型系统，在夏季进入冷凝器的风温降低，并且制冷剂得到过冷，这两方面都会起到提高空调系统性能系数COP的效果。

Claims (5)

1.一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置，包括压缩机（1）、室外换热器（2）、室内换热器（4）、四通换向阀（5）、节流阀（3）、风扇Ⅰ（27）和风扇Ⅱ（28），所述室外换热器（2）连接四通换向阀（5），四通换向阀（5）连接压缩机（1），压缩机（1）连接室内换热器（4），室内换热器（4）通过阀门Ⅸ（26）连接节流阀（3），节流阀（3）通过阀门Ⅴ（22）连接室外换热器（2），所述室外换热器（2）和室内换热器（4）一侧各安装一个风扇Ⅰ（27）、风扇Ⅱ（28），能够加速空气的流动，其特征在于：还包括可以让浓溶液从上向下淋，空气从左向右通过，使空气中的水分除去的室外空气除湿器（6），所述室外空气除湿器（6）下方设置有承液盘Ⅰ（8），承液盘Ⅰ（8）两侧分别设置有阀门Ⅱ（9）和阀门Ⅰ（7），由阀门Ⅱ（9）引出的导管下方设置有回风加湿器（10），回风加湿器（10）下方设置有承液盘Ⅱ（11），承液盘Ⅱ（11）下设置有由太阳能热水器（12）和泵Ⅰ（13）构成的溶液加热器Ⅰ（14），溶液加热器Ⅰ（14）引出四个阀门，阀门Ⅳ（21）和阀门Ⅵ（23）设置在阀门Ⅴ（22）两侧，阀门Ⅶ（24）和阀门Ⅷ（25）设置在阀门Ⅸ（26）两侧；所述溶液加热器Ⅰ（14）连接溶液加热器Ⅱ（15），溶液加热器Ⅱ（15）通过阀门Ⅲ（18）并联在室内换热器（4）的导管上，所述溶液加热器Ⅱ（15）通过泵Ⅱ（17）引出的导管设置在室外空气除湿器（6）上方；由阀门Ⅰ（7）引出的导管设置在溶液加热器Ⅰ（14）的上方；室内换热器（4）的承液盘Ⅲ（30）下部的导管连接到溶液加热器Ⅰ（14）上方。

2.根据权利要求1所述一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置，其特征在于：所述阀门Ⅲ（18）的开启由温度传感器（16）所在的溶液加热器Ⅱ（15）温度决定。

3.根据权利要求1所述一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置，其特征在于：所述承液盘Ⅰ（8）和室外换热器（2）下设置有隔板（20）。

4.根据权利要求1所述一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置，其特征在于：所述承液盘Ⅰ（8）、室外换热器（2）、回风加湿器（10）和承液盘Ⅱ（11）设置在壳体（19）内。

5.根据权利要求4所述一种利用太阳能解吸的溶液除湿无霜热泵空调装置，其特征在于：所述壳体（19）设置有风阀（29）。