CN213747059U - 节能等温加湿热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种节能等温加湿热泵系统，包括压缩机和设于室内换热器下方的加湿器，其中，所述加湿器的前端设有一预热器，所述压缩机的排气通过该预热器对进入加湿器的水进行预热。本实用新型不仅大大降低等温加湿器的能耗，减小等温加湿器的加湿波动，提高控湿的精度；而且提高了制冷系统的过冷度，提高了热泵系统的性能及能效。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及一种节能等温加湿热泵系统。
背景技术
为了达到控温的目的，恒温恒湿类空调产品一般都会配置加湿器。目前加湿装置主要分两类，一类是等焓加湿装置，如超声波加湿，湿膜加湿，高压喷雾加湿等；另一类是等温加湿装置，如电极加湿、电热加湿、红外加湿等。等温加湿的基本原理是将电能转化为热能将水加热变成水蒸汽，等温加湿需要消耗大量电能，导致恒温恒湿机运行成本高，因此，降低加湿器能耗对节能减排有重要意义。
实用新型内容
本实用新型提出一种节能等温加湿热泵系统，以解决现有技术中存在的加湿器能耗大，恒温恒湿机运行成本高的技术问题。
本实用新型提出一种节能等温加湿热泵系统，包括压缩机和设于室内换热器下方的加湿器，所述加湿器的前端设有一预热器，所述压缩机的排气通过该预热器对进入加湿器的水进行预热。
优选地，所述预热器采用套管换热器，或板式换热器。
优选地，所述压缩机设置在室内机侧。
所述加湿器包括水槽、与所述预热器出水管连通的进水管、设于水槽下方的排水管，以及加热装置。
在一实施例中，所述加热装置为设于水槽上方的红外卤素灯管。
在另一实施例中，所述加热装置为设于水槽中的电加热管。
优选地，所述加湿器还包括与所述排水管连通的水满溢流孔。
优选地，所述水槽与室内换热器下方的接水盘一体设计。
优选地，所述水槽中还设有排水故障保护装置。
本实用新型在系统排气管上增设预热器，对使用等温加湿原理的加湿器，在其前段进水部分使用热泵排气预热后再进入加湿器，具有以下有益效果：
1. 大大降低等温加湿器的能耗；
2. 减小等温加湿器的加湿波动，提高控湿的精度；
3. 在排气侧利用水-制冷剂换热，提高制冷系统的过冷度，可以提高热泵
系统的性能及能效。
附图说明
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明，其中：
图1为本实用新型提出的节能等温加湿热泵系统图；
图2为本实用新型加湿器水路示意图；
图3为未引入热泵预热的加湿器的工作状态图；
图4为引入热泵预热后的加湿器的工作状态图；
图5为未引入预热器和引入预热器的制冷量对比压焓图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本实用新型，并不对本实用新型构成限制。
为解决现有技术中存在的等温加湿器消耗大量电能的问题，本实用新型在
热泵系统的排气侧增设一预热器，该预热器用于水和制冷剂之间的换热，通过压缩机排气的高温过热蒸气对进入加湿器的水进行预热。
图1是本实用新型的一个实施例。热泵系统包括通过管道连接的室内机1和室外机2。室内机包括压缩机11、第一四通阀12、第二四通阀13、室内换热器14和第三电子膨胀阀15。室外机包括第一冷凝器21、第一电子膨胀阀22、第二冷凝器23和第二电子膨胀阀24。
本实用新型在压缩机排气侧增设了一预热器3，该预热器的换热介质为水，利用热泵系统排气的过热蒸气对进入加湿器前的水进行预热。该实施例中预热器采用套管换热器，预热器也可以采用其他结构的换热器，例如，板式换热器。
加湿器主要由加热装置、水槽及相关控制阀组成。图2是本实用新型的一个实施例。该实施例中，加热装置采用红外线卤素灯管作热源，形成辐射热，使水表面蒸发产生水蒸气。作为一替代实施例，也可以采用放置在水槽中的电加热管作为热源。
如图2所示，加湿器包括红外卤素灯管41、灯罩42、水槽43、与预热器出水管32连通的进水管、排水管44、与排水管连通的水满溢流孔45、排水故障保护装置46、防干烧保护装置47、低风量保护装置48。预热器3的进水管道31上依次设有球阀5、过滤器6、减压阀7和进水电磁阀8。
加湿器4放置于室内换热器14下方，预热器3设置在压缩机排气管上。球阀5与水源连接，通过浮子控制进水量；减压阀7的作用是降低水压，避免水压过高损坏其他部件。
在进入加湿器4的前端设置“制冷剂-水”换热的预热器3，经过热泵排气预热后的水可以加快红外加湿器的加湿速度，同时降低红外加湿器的能耗。
作为一种优选方式，水槽可以与室内换热器下方的接水盘一体设计。
本实用新型的节能效果评估如下：
现有的等温加湿器水升温分两部份，第一部份由进水温度（设冬季进水温度为5℃）加热至100℃；第二部份由100℃液态水加热成100℃的水蒸气。
单位质量水（1kg）由5℃加热至100℃时需要吸收的热量
为：
上式中C为水的比热容，m为水的质量。
100℃水气化潜热约为2257kJ/kg，那么单位质量水（1kg）完全气化需要吸收的热量为
。
所以加湿过程单位质量水（1kg）需要吸收的热量
为：
根据工程实践证实，红外加湿器加湿效率约为65%，则红外加湿器单位质量加湿需消耗的电能
为：
使用热泵系统的排气对进入加湿器的水进行预热，水在换热器中静止加热，热泵系统排气一般在70℃～90℃，设水温最终被加热至80℃后进入加湿器，则加热过程分为三部份：
第一部分热泵升温阶段（5℃→80℃），需要吸收热量
为：
第二部分为红外升温阶段（80℃→100℃），需要吸收热量
为：
设热泵典型效率为300%，则使用热泵排气预热的加湿系统单位质量加湿需消耗的电能
为：
综上，引入热泵预热后，理论单位质量加湿量所消耗功率可减小：
引入热泵预热前，加湿器的工作状态如图3所示。引入热泵预热后，加湿器的工作状态如图4所示。从图中可以明显地看出，引入热泵预热后可以减小加湿器水温的波动，提高加湿量，提高控湿的精度。
经过预热器后，制冷剂温度降低并进入冷凝器继续换热，在冷凝器大小不变的情况下，可降低冷凝器出管温度，即提高整机过冷。从图5所示的压焓图可以看出，4→1等压蒸发过程，1→2绝热压缩过程，2→3等压冷凝过程，3→4绝热节流过程，冷凝器出管温度降低，制冷剂焓值降低，由h3降至h3´，制冷剂过冷，区域1234扩大为区域123´4´，制冷量增加q，提高机组性能。
本实用新型提出的节能等温加湿热泵系统通过在系统排气管上增设预热器，对进入加湿器的水进行预热不仅大大降低等温加湿器的能耗，减小等温加湿器的加湿波动，提高控湿的精度；而且提高了制冷系统的过冷度，提高了热泵系统的性能及能效。
以上所述仅为本实用新型的具体实施方式。应当指出的是，凡在本实用新型构思的精神和框架内所做出的任何修改、等同替换和变化，都应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种节能等温加湿热泵系统，包括压缩机和设于室内换热器下方的加湿器，其特征在于，所述加湿器的前端设有一预热器，所述压缩机的排气通过该预热器对进入加湿器的水进行预热。
2.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述预热器采用套管换热器。
3.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述预热器采用板式换热器。
4.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述压缩机设置在室内机侧。
5.如权利要求1所述的热泵系统，其特征在于，所述加湿器包括水槽、与所述预热器出水管连通的进水管、设于水槽下方的排水管，以及加热装置。
6.如权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述加热装置为设于水槽上方的红外卤素灯管。
7.如权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述加热装置为设于水槽中的电加热管。
8.如权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述加湿器还包括与所述排水管连通的水满溢流孔。
9.如权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述水槽与室内换热器下方的接水盘一体设计。
10.如权利要求5所述的热泵系统，其特征在于，所述水槽中还设有排水故障保护装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022674764.2U CN213747059U (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 节能等温加湿热泵系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN213747059U true CN213747059U (zh) | 2021-07-20 |
Family
ID=76825941
Family Applications (1)
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| CN202022674764.2U Active CN213747059U (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 节能等温加湿热泵系统 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-11-18 CN CN202022674764.2U patent/CN213747059U/zh active Active
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