CN211503040U - 热湿比可调的溶液辅助式热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空调领域，提供热湿比可调的溶液辅助式热泵系统。该系统第一新风与回风混合，经第一换热器被溶液处理后送入空调房间；第二新风经第三换热器处理后排至室外，第一、第二换热器与制冷剂回路连接处设有第二调节阀，第三、第四换热器与制冷剂回路连接处设有第四调节阀，第一、第三溶液连接管连接处和第二、第四溶液连接管连接处分别设有第一、第三调节阀，第一溶液泵与第一调节阀之间与带有第三二通阀的补水管连通；第二溶液泵与第三调节阀之间与带有第七二通阀的补水管连通；第五换热器与第一二通阀管段上并联有旁通管段，旁通管段与第五换热器其中一条换热通道择一导通。本实用新型仅一套设备实现变工况空气处理，提高热泵系统能效。

Description

热湿比可调的溶液辅助式热泵系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及热湿比可调的溶液辅助式热泵系统。

背景技术

目前，热泵空调系统因其节能高效和环保舒适的优势，得到广泛应用，但传统的热泵空调系统仍存在一些不足。

以水作为载冷剂的传统热泵空调系统，夏季利用制取的低温冷冻水对空气进行降温及冷凝除湿，使空调系统的能效较低，且送风温度过低，室内热舒适性较低，因此通常需要对送风再热，但再热过程将造成冷热抵消，导致能源浪费；并且冷凝除湿过程产生的凝结水易滋生细菌，污染室内环境。

传统的直膨式空气源热泵系统，减少了载冷剂与冷媒、空气间的换热环节，但仍存在上述问题。此外，还有以下问题：蒸发器、冷凝器内的冷媒均利用干球温度差与空气进行显热交换，从而蒸发温度和冷凝温度受到环境的限制；并且冬季无法对送风进行加湿，室外蒸发器存在结霜现象。

传统热泵系统存在上述问题的一个主要原因是：夏季采用低温冷源通过冷凝除湿降温的方式同时处理送风的潜热负荷与显热负荷。

而温湿度独立控制空调系统则将室内潜热负荷与显热负荷分开处理，分别由新风与室内循环风承担。以夏季降温除湿工况为例，该系统通常采用溶液除湿新风机组处理新风，实现对室内湿度的控制；另一套末端设备通过高温冷源对室内循环风进行显热降温处理，实现对室内温度的控制。该系统避免了冷凝除湿降温的方式，且实现了温湿分控，从而解决了上述问题。例如，中国专利申请号为201610453854.4的“一种热泵驱动的预冷式内冷型的溶液除湿空调机组”的发明专利，是上述温湿度独立控制系统中使用的一种新风机组，利用喷淋溶液对新风进行降温、除湿。但该发明专利仍存在以下不足：仅能实现对新风的处理，因此还需使用循环风处理系统，两套系统设备多、形式复杂，初投资较高。

相比而言，目前出现的直膨式固体吸附除湿热泵空调系统，仅采用一套空气处理设备就解决了上述冷凝除湿的问题。

例如，中国专利申请号为201110318394.1的“冷凝废热驱动的基于固体除湿的热湿独立控制的热泵系统”的发明专利，其除湿蒸发器和再生冷凝器均以固体吸附材料附着于传统翅片管式换热器表面制成，蒸发冷量和冷凝热量分别用于吸湿剂的除湿和再生过程，并按一定周期通过阀门切换冷媒管路与风管路来交替运行。因此，该热泵系统不能连续稳定运行。

为此，中国专利申请号为201710335443.X的“半解耦式降温除湿与分级冷却的除湿热泵系统和方法”的发明专利在上述方案的基础上通过单独设置蒸发器缓解了上述方案的问题。但仍存在一些不足：冷媒管路和风管路复杂，占据较大空间；换热器通过与其表面直接接触的固体干燥剂进行热传导进而与空气热交换，存在较大接触热阻，换热效果有待进一步提高；固体干燥剂涂层技术仍有待进一步发展成熟；附着吸附材料(固体干燥剂的材料)的换热器热容较大，交替运行后达到稳定状态时间较长，这段时间内系统热湿负荷处理能力往往难以满足要求；固体材料不具备溶液流量可调节的优势，室内热湿比变化较大时，无法适应送风状态需求的变化；干燥的冬季若无室内排风或室内排风量不足时，则无法满足送风的加湿需求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型实施例提出一种热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，仅采用一套设备同时完成新风及室内回风的显热、潜热处理，可实现制冷除湿、无霜制热加湿、过渡季免费供冷等多种工况要求；利用溶液的流动性以及换热效果好于固体吸湿剂的优势，辅助热泵循环，提高系统能效；且通过调节制冷剂和溶液的局部流量，配合补水管的使用，控制喷淋溶液的温度、浓度，满足大范围的空气处理变工况适应性。

根据本实用新型实施例的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，包括制冷剂回路和溶液循环单元，所述制冷剂回路上设有压缩机、四通换向阀、第一换热器、节流装置和第三换热器，在所述第一换热器上并联有第二换热器，在所述第三换热器上并联有第四换热器；

所述第二换热器和所述第四换热器还分别设于所述溶液循环单元中；

所述溶液循环单元包括通过溶液管路连接的用户侧溶液循环单元和室外侧溶液循环单元，所述溶液管路上设有第五换热器；

所述用户侧溶液循环单元包括通过所述溶液管路顺序连接的第一盛装容器、第一溶液泵、所述第二换热器和设置在所述第一换热器上部的第一喷淋装置，所述第一盛装容器设于所述第一换热器下部；所述室外侧溶液循环单元包括通过所述溶液管路顺序连接的第二盛装容器、第二溶液泵、所述第四换热器和设置在所述第三换热器上部的第二喷淋装置，所述第二盛装容器设于所述第三换热器下部；

在所述第一盛装容器底部设置有第一溶液连接管，所述第一溶液连接管经过所述第五换热器的一侧换热通道与所述第二溶液泵的进口相连；

在所述第二盛装容器底部设置有第二溶液连接管，所述第二溶液连接管经过所述第五换热器的另一侧换热通道与所述第一溶液泵的进口相连；

所述第一换热器、所述第二换热器与所述制冷剂回路的连接处设有至少一个第二调节阀，所述第三换热器、所述第四换热器与所述制冷剂回路的连接处设有至少一个第四调节阀，所述第一盛装容器通过第三溶液连接管连接至所述第一溶液泵，所述第三溶液连接管与所述第二溶液连接管的连接处设有至少一个第一调节阀，所述第二盛装容器通过第四溶液连接管连接至所述第二溶液泵，所述第四溶液连接管与所述第一溶液连接管的连接处设有至少一个第三调节阀；

在所述用户侧溶液循环单元中，第一新风与空调房间内的回风的一者或二者的混合，经过所述第一换热器的空气通道处理后成为送风送入所述空调房间；在所述室外侧溶液循环单元中，第二新风经过第三换热器的空气通道处理后排至室外；

所述第一溶液泵与所述第一调节阀之间的所述第二溶液连接管还与带有第三二通阀的补水管连通；

所述第二溶液泵与所述第三调节阀之间的所述第一溶液连接管还与带有第七二通阀的补水管连通；

所述第五换热器与所述第二盛装容器之间的所述第二溶液连接管上或所述第五换热器与所述第一盛装容器之间的所述第一溶液连接管上设置有第一二通阀，并在所述第五换热器与所述第一二通阀的管段上并联有一条带有第二二通阀的旁通管段，所述旁通管段与所述第五换热器的其中一条换热通道择一导通。

根据本实用新型的一个实施例，所述第三二通阀和所述第七二通阀为电动二通阀；所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述第三调节阀和所述第四调节阀为电动阀。

根据本实用新型的一个实施例，所述用户侧溶液循环单元中处理的送风与经过所述第一喷淋装置喷淋出的溶液之间为逆流换热或者叉流换热；所述室外侧溶液循环单元中处理的第二新风与经过所述第二喷淋装置喷淋出的溶液之间为逆流换热或者叉流换热。

根据本实用新型的一个实施例，所述再生装置的进口通过包括有第四二通阀和第三溶液泵的溶液管路和所述第一调节阀与所述第五换热器之间的所述第二溶液连接管连接；所述再生装置的出口通过包括有第五二通阀和第四溶液泵的溶液管路和所述第一盛装容器与所述第五换热器之间的所述第一溶液连接管连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述用户侧溶液循环单元的数量为多个，多个所述用户侧溶液循环单元通过制冷剂管路及溶液管路并联连接，用于处理一一对应的多个所述空调房间的回风。

根据本实用新型的一个实施例，每个所述用户侧溶液循环单元在连通所述室外侧溶液循环单元的制冷剂管路上均设置一个所述节流装置；每个所述用户侧溶液循环单元在连通所述室外侧溶液循环单元的溶液管路上，额外设置第六二通阀。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二换热器内设有制冷剂管路和溶液换热管路，所述第二换热器的制冷剂管路与所述第一换热器的制冷剂管路连接形成第一制冷剂闭环回路，所述第二调节阀设于所述第一制冷剂闭环回路与所述制冷剂回路的连接处，所述第二换热器的溶液换热管路串联至所述用户侧溶液循环单元的溶液管路；

所述第四换热器内设有制冷剂管路和溶液换热管路，所述第四换热器的制冷剂管路与所述第三换热器的制冷剂管路连接形成第二制冷剂闭环回路，所述第四调节阀设于所述第二制冷剂闭环回路与所述制冷剂回路的连接处，所述第四换热器的溶液换热管路串联至所述室外侧溶液循环单元的溶液管路。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述第三调节阀和所述第四调节阀为一个三通阀或两个二通阀。

本实用新型实施例的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，具有以下优点：

首先，仅使用一套设备对新风、循环风或者二者的组合进行热湿处理，可实现夏季制冷除湿、冬季无霜制热加湿、过渡季免费供冷等多种工况要求，且通过阀调节制冷剂和溶液的局部流量，配合补水管的使用，控制用户侧溶液循环单元与室外侧溶液循环单元内的喷淋溶液浓度、温度，可大范围适应室内热湿负荷需求的变化。其次，相比固体干燥剂的热传导及存在接触热阻的情况，溶液对流冲刷换热器表面、与空气直接接触换热具有更好的换热效果。最后，该种热湿比可调的溶液辅助式热泵系统利用溶液循环单元辅助热泵系统(制冷剂回路)，在实现自身稳定的循环过程的同时，溶液的除湿放热与再生吸热过程充分利用热泵系统的蒸发器冷量和冷凝器热量，在蒸发侧实现了高于空气露点温度的除湿过程，蒸发温度提高，且可以实现降温、等温或升温除湿过程；相比传统直膨式热泵系统仅采用大传热温差的空冷换热形式，在冷凝侧利用溶液中水蒸气蒸发冷却可以减小传热温差，使冷凝温度降低，系统性能显著提高。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一种热湿比可调的溶液辅助式热泵系统的结构示意图；

图2是图1中热湿比可调的溶液辅助式热泵系统在其中一种工况下的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的另一种热湿比可调的溶液辅助式热泵系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的另一种热湿比可调的溶液辅助式热泵系统的结构示意图；

附图标记：

3、压缩机；4、四通换向阀；5、节流装置；6、第五换热器；7、第一二通阀；8、第二二通阀；9、第三二通阀；10、第四二通阀；11、第一喷淋装置；12、第一换热器；13、第一盛装容器；14、第二换热器；15、第一溶液连接管；16、第一溶液泵；17、第一三通阀；18、第二三通阀；19、第三溶液泵；20、第五二通阀；21、第二喷淋装置；22、第三换热器；23、第二盛装容器；24、第四换热器；25、第二溶液连接管；26、第二溶液泵；27、第三三通阀；28、第四三通阀；29、第四溶液泵；30、第七二通阀；31、空调房间；32、回风；33、第一新风；34、第二新风；35、送风；36、再生装置；37、第六二通阀；38、排风；39、第三溶液连接管；40、第四溶液连接管；A、用户侧溶液循环单元；B、室外侧溶液循环单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

需要说明的是，图1至图4为本实用新型实施例提供的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统的结构示意图。其中，图中实线表示溶液管路，虚线表示制冷剂回路的制冷剂管路，箭头表示空气通道。

本实施例中，为了减少阀门的设置，以第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀为三通阀为例进行说明，即第一调节阀为第一三通阀17，第二调节阀为第二三通阀18、第三调节阀为第三三通阀27，第四调节阀为第四三通阀28；当然，第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀还可以为二通阀，当为二通阀时，每个三通阀需要由两个二通阀代替，以实现相同功能。

请参见图1，根据本实用新型的实施例，提供一种热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，包括制冷剂回路，制冷剂回路设有压缩机3、四通换向阀4、第一换热器12、节流装置5以及第三换热器22，压缩机3压缩制冷剂排出高温制冷剂气体，高温制冷剂气体经过四通换向阀4排向第一换热器12或第三换热器22，具体地，在冬季时，高温制冷剂气体排向第一换热器12，此时第一换热器12作为冷凝器向被处理空气放热，用于给室内升温，在夏季时，高温制冷剂气体排向第三换热器22，并经过节流装置5的节流降压，此时第一换热器12作为蒸发器，向室内释放冷量，用于降温。在第一换热器12上通过第二三通阀18并联设置第二换热器14，在第三换热器22上通过第四三通阀28并联设置第四换热器24，并设置有包括第二换热器14和第四换热器24的溶液循环单元。

溶液循环单元包括通过溶液管路连接的用户侧溶液循环单元A和室外侧溶液循环单元B，溶液管路上设有第五换热器6。

用户侧溶液循环单元A包括第一盛装容器13、第一三通阀17、第一溶液泵16、第二换热器14和设置在第一换热器12上部的第一喷淋装置11，它们通过溶液管路顺序连接，第一盛装容器13设于第一换热器12的下部；室外侧溶液循环单元B包括第二盛装容器23、第三三通阀27、第二溶液泵26、第四换热器24和设置在第三换热器22上部的第二喷淋装置21，它们通过溶液管路顺序连接，第二盛装容器23设于第三换热器22的下部。

在第一盛装容器13底部设置有第一溶液连接管15，经过第五换热器6的一侧换热通道、第三三通阀27的两个进口接管与第二盛装容器23底部相连；第二溶液泵26与第三三通阀27之间的第一溶液连接管15还与带有第七二通阀30的补水管连通。第一盛装容器13和第二盛装容器23内的溶液经第三三通阀27混合，再与带有第七二通阀30的补水管内的补水混合，再经第二溶液泵26、第四换热器24的溶液管路送入第二喷淋装置21，并将溶液喷洒在第三换热器22上。

进一步地，如图1和图2所示，第一盛装容器13通过第三溶液连接管39连接至所述第一溶液泵16；第二盛装容器23通过第四溶液连接管40连接至所述第二溶液泵26。

在第二盛装容器23底部设置有第二溶液连接管25，经过第五换热器6的另一侧换热通道、第一三通阀17的两个进口接管与第一盛装容器13底部相连；第一溶液泵16与第一三通阀17之间的第二溶液连接管25还与带有第三二通阀9的补水管连通。第二盛装容器23和第一盛装容器13内的溶液经第一三通阀17的出口、第一溶液泵16、第二换热器14的溶液管路送入第一喷淋装置11，并将溶液喷洒在第一换热器12上。

在用户侧溶液循环单元A中，第一新风33与空调房间31内的回风32的一种或二者的混合，经过第一换热器12空气通道处理后成为送风35送入空调房间31；在室外侧溶液循环单元B中，第二新风34经过第三换热器22空气通道处理后排至室外。

该种热湿比可调的溶液辅助式热泵系统具有以下优势：

首先，仅使用一套设备对新风、回风或者二者的组合进行热湿处理，可实现制冷除湿、制热加湿、过渡季免费供冷等多种工况要求，且通过三通阀调节制冷剂和溶液的局部流量，配合补水管的使用，控制用户侧溶液循环单元与室外侧溶液循环单元内的喷淋溶液浓度、温度，可大范围适应室内热湿负荷需求的变化。具体而言，为适应室内热湿负荷的变化，需使送风处理到所需状态点，可通过控制处理送风所需喷淋溶液的浓度与温度实现。因此，在室内侧溶液循环单元A内，当室内热湿需求变化时，通过调节第一三通阀17和第三二通阀9，改变来自第一盛装容器13与来自第二盛装容器23的溶液流量比例和补水量，使混合后的溶液浓度满足所需要求；通过调节制冷剂回路与第二三通阀18，调节进入第一换热器12与第二换热器14的制冷剂流量，从而改变第一换热器12与第二换热器14的制冷剂换热量，使第二换热器14的溶液换热管路出口处的溶液温度满足所需要求，且第一换热器12外表面的溶液维持所需温度不变。室外侧溶液循环单元B内的控制方法与室内侧溶液循环单元A的情况类似，是通过调节第三三通阀27、第七二通阀30和第四三通阀28实现的，在此不再赘述。

其次，由于第一喷淋装置11位于第一换热器12上方，第二喷淋装置21位于第三换热器22上方，溶液通过冲刷第一换热器12和第三换热器22表面的形式进行对流换热，相比固体干燥剂的热传导及存在接触热阻的情况，溶液对流冲刷具有更好的换热效果。

此外，第一盛装容器13设于第一换热器12下方，喷淋第一换热器12后的溶液收集在第一盛装容器13中，以便循环重复利用，第二盛装容器23设于第三换热器22的下方，喷淋第三换热器22后的溶液收集在第二盛装容器23中，以便循环重复利用。

一个具体实施例，所述第二换热器14内并排设有制冷剂管路和溶液换热管路，所述第二换热器14的制冷剂管路与所述第一换热器12的制冷剂管路连接形成第一制冷剂闭环回路，第二三通阀18用于调节分配到第一换热器12和第二换热器14中的制冷剂流量，以便于根据需要调节两者的冷量或热量，流经第一换热器12和第二换热器14后的制冷剂汇聚后经过四通换向阀4或节流装置5最终回到压缩机中，重新对制冷剂进行压缩；所述第二换热器14的溶液换热管路串联至所述用户侧溶液循环单元A的溶液管路，第二换热器14的溶液换热管路与第二换热器14中的制冷剂管路换热，并将换热后的溶液通过第一喷淋装置11喷淋至第一换热器12上方。

同理地，所述第四换热器24内并排设有制冷剂管路和溶液换热管路，所述第四换热器24的制冷剂管路与所述第三换热器22的制冷剂管路连接形成第二制冷剂闭环回路，第四三通阀28用于调节分配到第三换热器22和第四换热器24中的制冷剂流量，以便于根据需要调节两者的冷量或热量，流经第三换热器22和第四换热器24后的制冷剂汇聚后经过四通换向阀4或节流装置5最终回到压缩机中，重新对制冷剂进行压缩；所述第四换热器24的溶液换热管路串联至所述室外侧溶液循环单元B的溶液管路，第四换热器24的溶液换热管路与第三换热器22中的制冷剂管路换热，并将换热后的溶液通过第二喷淋装置21喷淋至第三换热器22上方。

最后，该种热湿比可调的溶液辅助式热泵系统利用溶液循环单元辅助热泵系统(制冷剂回路)，在实现自身稳定的循环过程的同时，溶液的除湿放热与再生吸热过程充分利用热泵系统的蒸发器冷量和冷凝器热量，在蒸发侧实现了高于空气露点温度的除湿过程，蒸发温度提高，且可以实现降温、等温或升温除湿过程；不同于传统直膨式热泵系统仅采用空冷换热形式，在冷凝侧利用溶液中水蒸气蒸发冷却带走冷凝热的形式，通常可以使冷凝温度降低，系统性能显著提高。

请进一步参见图1，第五换热器6与第二盛装容器23之间的第二溶液连接管25上设置有第一二通阀7，并在第五换热器6与第一二通阀7管段上并联有一条带有第二二通阀8的旁通管段，所述旁通管段与所述第五换热器6的其中一条溶液换热通道择一导通。

此处的第五换热器6为溶液循环单元的管路上设置的热回收换热器。其可用于吸湿溶液和再生溶液间的热交换，提高能源的利用效率。当导通旁通管段而断开第五换热器6的其中一条溶液换热通道的时候，则此时由第一盛装容器13流出的溶液不与由第二盛装容器23流出的溶液之间发生热交换。以图2为例，由用户侧溶液循环单元A流出的溶液流经第五换热器6其中一条溶液换热通道，由室外侧溶液循环单元B流出的溶液流经旁通管段，进而可以避免溶液之间在第五换热器6处发生热交换。

图1中，在第五换热器6的位于下侧的溶液换热通道和旁通管段上分别设置有第一二通阀7和第二二通阀8。很显然，也可以将下侧的溶液换热通道上的第一二通阀7设置于上侧的溶液换热通道上，此时设置第二二通阀8的旁通管段则与上侧的溶液换热通道导通。并且，也可以通过三通阀替代当前第一二通阀7和第二二通阀8，进而实现旁通管段和其中一条第三换热通道的择一导通。同样的，为了实现第二换热器14与第一盛装容器13或/和第二盛装容器23之间的择一/均导通以及溶液流量调节，在第二换热器14进口处与第一盛装容器13、第二盛装容器23连通处设置有第一三通阀17；为了实现压缩机3与第一换热器12或/和第二换热器14之间的择一/均导通以及制冷剂流量调节，在第一换热器12进口处和第二换热器14进口处与压缩机3连通处设置有第二三通阀18；为了实现第四换热器24与第一盛装容器13或/和第二盛装容器23之间的择一/均导通以及溶液流量调节，在第四换热器24进口处与第一盛装容器13、第二盛装容器23连通处设置有第三三通阀27；为了实现压缩机3与第三换热器22或/和第四换热器24之间的择一/均导通以及制冷剂流量调节，在第三换热器22进口处和第四换热器24进口处与压缩机3连通处设置有第四三通阀28。

需要说明的是，“压缩机3与第三换热器22或/和第四换热器24之间的择一/均导通”具体包括压缩机3仅与第三换热器22导通，压缩机3仅与第四换热器24导通，压缩机3与第三换热器22和第四换热器24均导通。

并且，第一溶液泵16和第二溶液泵26的设置位置不受附图1的限制，只要满足溶液循环需求即可。

请进一步参见图1，用户侧溶液循环单元A中处理的送风35与经所述第一喷淋装置11喷淋出的溶液之间为逆流换热或者叉流换热；室外侧溶液循环单元B中处理的第二新风34与经所述第二喷淋装置21喷淋出的溶液之间为逆流换热或者叉流换热。

请参见图3，溶液循环单元还设置有再生装置36，再生装置36的进口通过包括有第四二通阀10和第三溶液泵19的溶液管路与第一三通阀17与第五换热器6之间的第二溶液连接管25连接；再生装置36的出口通过包括有第五二通阀20和第四溶液泵29的溶液管路与第一盛装容器13与第五换热器6之间的第一溶液连接管15连接。

请参见图4，根据本实用新型的实施例，提供一种热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，具有多个通过制冷剂管路及溶液管路并联连接的用户侧溶液循环单元A，用于处理一一对应的多个空调房间31的回风32。每个用户侧溶液循环单元A内，在连通室外侧溶液循环单元B的制冷剂管路上，需额外设置一个节流装置5；在连通室外侧溶液循环单元B的溶液管路上，需额外设置第六二通阀37。

请参见图1至图4，第一二通阀7、第二二通阀8、第四二通阀10和第五二通阀20优选为电磁二通阀；第三二通阀9、第六二通阀37、第七二通阀30优选为电动二通阀；第一三通阀17、第二三通阀18、第三三通阀27和第四三通阀28优选为电动三通阀。

上述溶液循环单元当中的溶液可以采用盐溶液，当然也可以采用任何现有技术中公开的具有吸湿性能的溶液。其中，通过溶液循环单元辅助制冷剂回路，提高了热泵系统的能效；并通过调节第一三通阀17、第二三通阀18、第三三通阀27和第四三通阀28对制冷剂和溶液流量进行分配调节，配合第三二通阀9和第七二通阀30控制补水量，实现溶液浓度、温度的精确控制，进而满足室内热湿比需求，具有大范围的变工况适应性；并且过渡季节可实现全热形式的免费供冷；冬季可不依赖排风38满足加湿需求。

对于图1当中的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，将其用于进行夏季制冷除湿工况时，需打开热泵系统压缩机3，打开第一二通阀7，关闭第二二通阀8、打开第一溶液泵16、第二溶液泵26，调节四通换向阀4，使第一换热器12、第二换热器14是热泵系统的蒸发器；第三换热器22、第四换热器24是热泵系统的冷凝器。在用户侧溶液循环单元A中，第一新风33与空调房间31内的回风32的一者或二者的混合，进入第一换热器12空气通道内；来自第一盛装容器13的稀溶液与来自第二盛装容器23的浓溶液通过第一三通阀17混合，再与通过第三二通阀9的补水混合后，成为处理空气所需浓度的溶液，再被第二换热器14内的制冷剂预冷后达到降温除湿所需温度，并由第一喷淋装置11喷淋至第一换热器12的冷表面上，与空气进行热质交换后，空气成为满足室内热湿需求的低温低湿的送风35送入空调房间31，溶液完成空气除湿过程后浓度下降，进入第一盛装容器13；在室外侧溶液循环单元B中，第二新风34进入第三换热器22空气通道内；来自第一盛装容器13的稀溶液与来自第二盛装容器23的浓溶液通过第一三通阀17混合，再与通过第七二通阀30的补水混合后的溶液，再被第四换热器24内制冷剂预热后并由第二喷淋装置21喷淋至第三换热器22的热表面上，与第二新风34进行热质交换后，第二新风34变成高温高湿的空气排至室外，溶液被第二新风34再生后浓度升高，进入第二盛装容器23。

对于图1当中的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，将其用于进行过渡季免费供冷工况时，需关闭热泵系统的压缩机3，关闭第一二通阀7，打开第二二通阀8、打开第一溶液泵16、第二溶液泵26，仅利用开式溶液循环系统完成溶液与空气的全热交换。此时热湿比可调的溶液辅助式热泵系统中各介质的流通可以参考图2：第一换热器12的空气通道的待处理空气为室内回风32，在第一换热器12表面与喷淋溶液直接接触，与低温溶液进行全热交换后降温，溶液升温后进入第一盛装容器13。第三换热器22的待处理空气为第二新风34，在第三换热器22表面与喷淋溶液直接接触，与高温溶液进行全热交换升温，溶液降温后进入第二盛装容器23。

对于图1当中的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，将其用于进行冬季制热加湿工况时，需打开热泵系统压缩机3，打开第一二通阀7，关闭第二二通阀8、打开第一溶液泵16、第二溶液泵26，调节四通换向阀4，使第一换热器12、第二换热器14是热泵系统的冷凝器；第三换热器22、第四换热器24是热泵系统的蒸发器。在用户侧溶液循环单元A中，第一新风33与空调房间31内的回风32的一种或二者的混合，进入第一换热器12空气通道内，来自第一盛装容器13的稀溶液与来自第二盛装容器23的浓溶液通过第一三通阀17混合，再与通过第三二通阀9的补水混合后，成为处理空气所需浓度的溶液，再被第二换热器14内的制冷剂预热后达到升温加湿所需温度，并由第一喷淋装置11喷淋至第一换热器12的热表面上，与空气进行热质交换后，空气成为满足室内热湿需求的高温高湿的送风35送入空调房间31，溶液完成空气加湿过程后浓度升高，进入第一盛装容器13；在室外侧溶液循环单元B中，第二新风34进入第三换热器22空气通道内；来自第一盛装容器13的稀溶液与来自第二盛装容器23的浓溶液通过第一三通阀17混合，再与通过第七二通阀30的补水混合后的溶液，再被第四换热器24内制冷剂预冷后并由第二喷淋装置21喷淋至第三换热器22的冷表面上，与第二新风34进行热质交换后，第二新风34变成低温低湿的空气排至室外，溶液从第二新风34中吸湿后浓度降低，进入第二盛装容器23。

对于图1所示的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，将其用于进行冬季制热加湿工况时，若第二新风34中的空气水蒸气含量过剩，导致溶液较稀时，可将溶液循环单元与单独的再生装置36连接，此时热湿比可调的溶液辅助式热泵系统中各介质的流通可以参考图3，打开第四二通阀10、第五二通阀20、第三溶液泵19和第四溶液泵29，使部分较稀的溶液进入再生装置36再生，浓度升高后排出再生装置36进入溶液循环单元。

对于图1所示的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，将其用于多联机空调系统时，具有多个通过制冷剂管路及溶液管路并联连接的用户侧溶液循环单元A，用于处理对应的多个所述空调房间31的回风32。每个所述用户侧溶液循环单元A内，在连通所述室外侧溶液循环单元B的制冷剂管路上，需额外设置一个节流装置5，例如毛细管活膨胀阀等，用以控制进出用户侧溶液循环单元A的制冷剂流量；在连通所述室外侧溶液循环单元B的溶液管路上，需额外设置第六二通阀37，用以控制流出用户侧溶液循环单元A的溶液流量。此时热湿比可调的溶液辅助式热泵系统中各介质的流通可以参考图4。

此处，需要说明的是，系统中设置的第一溶液泵16、第二溶液泵26、第三溶液泵19和第四溶液泵29均用于为管路中的溶液提供驱动力。

本实用新型实施例的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，仅使用一套设备对新风、循环风或者二者的组合进行热湿处理，可实现夏季制冷除湿、冬季无霜制热加湿、过渡季免费供冷等多种工况要求，且通过三通阀调节制冷剂和溶液的局部流量，配合补水管的使用，控制用户侧溶液循环单元与室外侧溶液循环单元内的喷淋溶液浓度、温度，可大范围适应室内热湿负荷需求的变化；利用溶液的吸湿、加湿性能，以及利用溶液具有流动性的优势，可完成连续稳定的除湿、再生循环；且喷淋溶液的对流换热效果好于固体吸附材料的热传导效果。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，包括制冷剂回路和溶液循环单元，所述制冷剂回路上设有压缩机(3)、四通换向阀(4)、第一换热器(12)、节流装置(5)和第三换热器(22)，在所述第一换热器(12)上并联有第二换热器(14)，在所述第三换热器(22)上并联有第四换热器(24)；

所述第二换热器(14)和所述第四换热器(24)还分别设于所述溶液循环单元中；

所述溶液循环单元包括通过溶液管路连接的用户侧溶液循环单元(A)和室外侧溶液循环单元(B)，所述溶液管路上设有第五换热器(6)；

所述用户侧溶液循环单元(A)包括通过所述溶液管路顺序连接的第一盛装容器(13)、第一溶液泵(16)、所述第二换热器(14)和设置在所述第一换热器(12)上部的第一喷淋装置(11)，所述第一盛装容器(13)设于所述第一换热器(12)下部；所述室外侧溶液循环单元(B)包括通过所述溶液管路顺序连接的第二盛装容器(23)、第二溶液泵(26)、所述第四换热器(24)和设置在所述第三换热器(22)上部的第二喷淋装置(21)，所述第二盛装容器(23)设于所述第三换热器(22)下部；

在所述第一盛装容器(13)底部设置有第一溶液连接管(15)，所述第一溶液连接管(15)经过所述第五换热器(6)的一侧换热通道与所述第二溶液泵(26)的进口相连；

在所述第二盛装容器(23)底部设置有第二溶液连接管(25)，所述第二溶液连接管(25)经过所述第五换热器(6)的另一侧换热通道与所述第一溶液泵(16)的进口相连；

其特征在于，所述第一换热器(12)、所述第二换热器(14)与所述制冷剂回路的连接处设有至少一个第二调节阀，所述第三换热器(22)、所述第四换热器(24)与所述制冷剂回路的连接处设有至少一个第四调节阀，所述第一盛装容器(13)通过第三溶液连接管(39)连接至所述第一溶液泵(16)，所述第三溶液连接管(39)与所述第二溶液连接管(25)的连接处设有至少一个第一调节阀，所述第二盛装容器(23)通过第四溶液连接管(40)连接至所述第二溶液泵(26)，所述第四溶液连接管(40)与所述第一溶液连接管(15)的连接处设有至少一个第三调节阀；

在所述用户侧溶液循环单元(A)中，第一新风(33)与空调房间(31)内的回风(32)的一者或二者的混合，经过所述第一换热器(12)的空气通道处理后成为送风(35)送入所述空调房间(31)；在所述室外侧溶液循环单元(B)中，第二新风(34)经过第三换热器(22)的空气通道处理后排至室外；

所述第一溶液泵(16)与所述第一调节阀之间的所述第二溶液连接管(25)还与带有第三二通阀(9)的补水管连通；

所述第二溶液泵(26)与所述第三调节阀之间的所述第一溶液连接管(15)还与带有第七二通阀(30)的补水管连通；

所述第五换热器(6)与所述第二盛装容器(23)之间的所述第二溶液连接管(25)上或所述第五换热器(6)与所述第一盛装容器(13)之间的所述第一溶液连接管(15)上设置有第一二通阀(7)，并在所述第五换热器(6)与所述第一二通阀(7)的管段上并联有一条带有第二二通阀(8)的旁通管段，所述旁通管段与所述第五换热器(6)的其中一条换热通道择一导通。

2.根据权利要求1所述的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，其特征在于，所述第三二通阀(9)和所述第七二通阀(30)为电动二通阀；所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述第三调节阀和所述第四调节阀为电动阀。

3.根据权利要求1所述的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，其特征在于，所述用户侧溶液循环单元(A)中处理的送风(35)与经过所述第一喷淋装置(11)喷淋出的溶液之间为逆流换热或者叉流换热；所述室外侧溶液循环单元(B)中处理的第二新风(34)与经过所述第二喷淋装置(21)喷淋出的溶液之间为逆流换热或者叉流换热。

4.根据权利要求1所述的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，其特征在于，所述溶液循环单元还设置有再生装置(36)，所述再生装置(36)的进口通过包括有第四二通阀(10)和第三溶液泵(19)的溶液管路和所述第一调节阀与所述第五换热器(6)之间的所述第二溶液连接管(25)连接；所述再生装置(36)的出口通过包括有第五二通阀(20)和第四溶液泵(29)的溶液管路和所述第一盛装容器(13)与所述第五换热器(6)之间的所述第一溶液连接管(15)连接。

5.根据权利要求1所述的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，其特征在于，所述用户侧溶液循环单元(A)的数量为多个，多个所述用户侧溶液循环单元(A)通过制冷剂管路及溶液管路并联连接，用于处理一一对应的多个所述空调房间(31)的回风(32)。

6.根据权利要求5所述的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，其特征在于，每个所述用户侧溶液循环单元(A)在连通所述室外侧溶液循环单元(B)的制冷剂管路上均设置一个所述节流装置(5)；每个所述用户侧溶液循环单元(A)在连通所述室外侧溶液循环单元(B)的溶液管路上，额外设置第六二通阀(37)。

7.根据权利要求1所述的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，其特征在于，所述第二换热器(14)内设有制冷剂管路和溶液换热管路，所述第二换热器(14)的制冷剂管路与所述第一换热器(12)的制冷剂管路连接形成第一制冷剂闭环回路，所述第二调节阀设于所述第一制冷剂闭环回路与所述制冷剂回路的连接处，所述第二换热器(14)的溶液换热管路串联至所述用户侧溶液循环单元(A)的溶液管路；

所述第四换热器(24)内设有制冷剂管路和溶液换热管路，所述第四换热器(24)的制冷剂管路与所述第三换热器(22)的制冷剂管路连接形成第二制冷剂闭环回路，所述第四调节阀设于所述第二制冷剂闭环回路与所述制冷剂回路的连接处，所述第四换热器(24)的溶液换热管路串联至所述室外侧溶液循环单元(B)的溶液管路。

8.根据权利要求1所述的热湿比可调的溶液辅助式热泵系统，其特征在于，所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述第三调节阀和所述第四调节阀为一个三通阀或两个二通阀。

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