本發(fā)明涉及熱泵運行防結(jié)霜，結(jié)合熱泵制取冷熱水的地板輻射空調(diào)系統(tǒng)，溶液除濕，溫濕度獨立控制空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國夏熱冬冷地區(qū)，氣候特征比較特殊，夏季高溫高濕，冬季陰冷潮濕。而夏熱冬冷地區(qū)經(jīng)濟活躍，空調(diào)需求量高，氣候的特殊性造成該地區(qū)的空調(diào)能耗較高。

夏季空調(diào)制冷過程中，除濕成了能耗的大塊。傳統(tǒng)的冷凝除濕，是通過將空氣溫度冷卻到露點溫度以下，以除去空氣當(dāng)中的水蒸氣。此種方法所需制冷劑溫度較低，造成壓縮機耗能較高。溶液除濕通過直接與空氣接觸以除去空氣中的水蒸氣，因此大大的節(jié)約了能源，但除濕過程當(dāng)中伴隨著汽化潛熱的釋放，造成溶液的除濕性能降低，所以往往在除濕過程中配合其他冷卻裝置以維持除濕液的溫度，另外溶液除濕需要專門的裝置進行溶液再生，以滿足除濕過程溶液濃度，由此造成了系統(tǒng)的復(fù)雜度增大。冬季制熱過程中，傳統(tǒng)空調(diào)由于蒸發(fā)器側(cè)空氣溫度較低，蒸發(fā)器表面容易結(jié)霜，空調(diào)的制熱性能大大降低，因此不得不進行除霜處理，由此造成了能源的浪費。

采用外表面蒸發(fā)式溶液除濕，除濕過程無需另外配備冷卻裝置，其將蒸發(fā)冷卻與除濕相結(jié)合，在除濕過程維持除濕劑的除濕性能。將外表面蒸發(fā)式溶液除濕與熱泵相結(jié)合，夏季熱泵冷凝器對溶液進行再生，冬季溶液防止熱泵蒸發(fā)器結(jié)霜。系統(tǒng)在夏/冬季為室內(nèi)提供高溫冷水/低溫?zé)崴M行地板輻射制冷/采暖。不僅為室內(nèi)空間提供舒適的溫濕度環(huán)境，還大大得降低了空調(diào)的能耗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式空調(diào)通過冷凝除濕的方式控制空氣濕度，極大的浪費了能源，在制冷過程當(dāng)中往往不能同時精確控制濕度，導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境舒適度大大降低?？諝庠礋岜枚局茻徇^程中，在室外空氣溫度較低時容易結(jié)霜，導(dǎo)致系統(tǒng)制熱性能大大降低，從而必須對蒸發(fā)器進行除霜處理，進一步加大了能耗。溶液除濕過程中伴隨著汽化潛熱的釋放，導(dǎo)致溶液溫度升高，這將大大的降低了溶液的除濕性能。傳統(tǒng)的溶液除濕裝置大多為絕熱型，少數(shù)內(nèi)冷型除濕裝置雖然除濕效果優(yōu)于絕熱型裝置，但需另外配備一套冷卻裝置，加大了除濕系統(tǒng)的復(fù)雜度。本專利將外表面蒸發(fā)式溶液除濕裝置和熱泵相結(jié)合，為室內(nèi)地板輻射系統(tǒng)提供冷熱水的同時，對室內(nèi)空氣進行濕度控制，將溫濕度獨立處理，降低空調(diào)能耗，提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種結(jié)合熱泵與溶液除濕的溫濕度獨立控制系統(tǒng)包括冷熱水回路、空氣回路、制冷劑回路、溶液回路及蒸發(fā)冷卻回路。

冷熱水回路分第一水回路和第二水回路。第一水回路主要由熱交換器、地板輻射u型管和第二水泵等設(shè)備組成。從熱交換器中流出的冷/熱水在地板輻射u型管中吸收/放出熱量，后經(jīng)第二水泵作用重新回到熱交換器中與銅管內(nèi)的制冷劑交換熱量。第二水回路主要由第三水泵及溶液-水換熱器組成，第二水回路的作用是在系統(tǒng)冬季運行時給溶液預(yù)熱，從熱交換器中流出的熱水經(jīng)過溶液-水換熱器之后返回到熱交換器中。

空氣回路主要由外表面蒸發(fā)式溶液除濕器、第三風(fēng)機、第一風(fēng)閥、第二風(fēng)閥等組成，夏季部分新風(fēng)及由室內(nèi)流出的回風(fēng)混合后送入外表面蒸發(fā)式溶液除濕器中，在除濕器中，空氣在豎直的溶液管中由下向上流動，期間與管內(nèi)壁的除濕劑進行傳熱傳質(zhì)作用，除濕過程釋放的潛熱通過外表面蒸發(fā)冷卻的作用散出。除濕后的空氣通過第三風(fēng)機的作用送回到室內(nèi)。冬季同樣部分新風(fēng)及有室內(nèi)流出的回風(fēng)混合后送入除濕器中，此時除濕器外部封閉，整個裝置相當(dāng)于絕熱，除濕劑在除濕器中濃縮再生，釋放水蒸氣到空氣中，為空氣加濕，加濕后的空氣經(jīng)第三風(fēng)機送入室內(nèi)。

制冷劑回路主要由溶液式熱質(zhì)交換器、四通換向閥、壓縮機及熱交換器組成。夏季工況下，熱交換器為蒸發(fā)器，熱交換器出來的制冷劑經(jīng)過四通換向閥流向壓縮機，之后流進冷凝器溶液式熱質(zhì)交換器中，制冷劑與銅管外的除濕劑進行顯熱換熱，后經(jīng)過膨脹閥降壓后流向熱質(zhì)交換器中。冬季工況下，熱交換器為冷凝器，在熱交換器中，制冷劑給管外水進行加熱，后流出熱交換器，通過膨脹閥后，進入蒸發(fā)器溶液式熱質(zhì)交換器中，制冷劑吸收銅管外除濕劑的熱量后汽化，之后通過四通換向閥流向壓縮機，經(jīng)壓縮機加壓作用后再回到熱交換器當(dāng)中。

溶液回路主要由第一溶液泵、溶液熱回收器、溶液-水換熱器、外表面蒸發(fā)式溶液除濕器及第二溶液泵等組成。夏季工況下，濃溶液在外表面蒸發(fā)器中除濕后變成稀溶液，經(jīng)過第二溶液泵及溶液熱回收器后流入溶液式熱質(zhì)交換器中進行濃縮再生，在溶液式熱質(zhì)交換器中，稀溶液被熱泵冷凝器加熱，除濕劑表面水蒸氣分壓力升高，水蒸氣進入空氣中由風(fēng)機排出，以此完成溶液再生過程。冬季工況下，稀溶液經(jīng)第一溶液泵及溶液熱回收器，在溶液-水換熱器中被熱水加熱，之后進入外表面蒸發(fā)式溶液除濕器中，向流入的空氣中釋放水蒸氣，完成溶液再生過程。再生后的濃溶液經(jīng)過第二溶液泵及溶液熱回收器進入溶液式熱質(zhì)交換器中，除濕劑吸收空氣當(dāng)中的水蒸氣釋放汽化潛熱被熱泵蒸發(fā)器中的制冷劑吸收，另外由于溶液凝固點較低，即使環(huán)境空氣溫度較低時，熱泵都能持續(xù)運行，有效的解決了傳統(tǒng)熱泵冬季蒸發(fā)器結(jié)霜的問題。

蒸發(fā)冷卻回路主要由水噴淋裝置、第二風(fēng)機、第一水泵等組成，在外表面蒸發(fā)式溶液除濕器外部水盤中的水經(jīng)過第一水泵流向水噴淋裝置后噴出到除濕管及肋片表面，環(huán)境空氣經(jīng)過第二風(fēng)機的作用流經(jīng)除濕管及肋片外表面進行蒸發(fā)冷卻，外表面的水蒸發(fā)吸收除濕管內(nèi)的熱量，之后排到環(huán)境中。

有益效果：本發(fā)明的有益效果是：

1、通過熱泵制取冷熱水，采用地板輻射空調(diào)形式控制室內(nèi)溫度，通過溶液除濕控制室內(nèi)濕度，實現(xiàn)溫濕度獨立控制，降低空調(diào)能耗，節(jié)約能源。

2、通過與除濕液相結(jié)合，不僅有效避免空氣源熱泵冬季蒸發(fā)器結(jié)霜的問題，熱泵在冬季能夠持續(xù)運行，而且冬季運行狀態(tài)下，除濕劑吸收空氣當(dāng)中的水蒸氣，釋放汽化潛熱，提高了熱泵的制熱量。另外夏季熱泵還能對除濕劑進行再生，維持溶液除濕過程持續(xù)進行。

3、與外表面蒸發(fā)式溶液除濕器相結(jié)合，除濕器不需配置額外冷卻裝置，降低了裝置的復(fù)雜度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)合熱泵與溶液除濕的溫濕度獨立控制系統(tǒng)示意圖

其中：溶液式熱質(zhì)交換器1、四通換向閥2、壓縮機3、熱交換器4、膨脹閥5、溶液噴淋裝置6、第一風(fēng)機7、第一溶液泵8、溶液熱回收器9、溶液-水換熱器10、外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11、第二溶液泵12、第一水泵13、第二風(fēng)機14、水噴淋裝置15、第二水泵16、地板輻射u型管17、第三水泵18、水閥19、第三風(fēng)機20、第一風(fēng)閥21、第二風(fēng)閥22、第一溶液出口a、第一溶液入口b、第二溶液出口c、第二溶液入口d、排風(fēng)口e、進風(fēng)口f、第三溶液出口g、第一溶液管h、第二溶液管i、第三溶液入口j、第四溶液出口k、第三溶液管l、第四溶液管m、第一補水管n、第一水管o、出風(fēng)口p、第一風(fēng)管q、送風(fēng)口r、新風(fēng)口s、第二風(fēng)管t、回風(fēng)口u、第二補水管v、回水口w、出水口x、第二水管y、第三水管z、第四水管a1、第五水管b1、第六水管c1。

具體實施方式

結(jié)合附圖一對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，本發(fā)明的一種結(jié)合熱泵與溶液除濕的溫濕度獨立控制系統(tǒng)包括冷熱水回路、空氣回路、制冷劑回路、溶液回路及蒸發(fā)冷卻回路。

冷熱水回路包括第一水回路和第二水回路。第一水回路由熱交換器4、第二水泵16、地板輻射u型管17、出水口x、第二水管y、第三水管z、回水口w組成。具體實施方式：交換器（4）的出水口x連接第二水管y，第二水管y連接地板輻射u型管17，地板輻射u型管17連接第三水管，第三水管z連接第二水泵16的入口，第二水泵16的出口連接熱交換器4回水口。第二水回路由溶液-水換熱器10、第三水泵18、水閥19、熱交換器4、第四水管a1、第五水管b1及第六水管c1組成。具體實施方式：熱交換器4出口連接水閥19，水閥19連接第四水管a1，第四水管a1連接第三水泵18的入口端，第三水泵18的出口端連接第五水管b1，第五水管b1連接溶液-水換熱器10，溶液-水換熱器10連接第六水管c1，第六水管c1連接熱交換器4，以此完成整個環(huán)路。

空氣回路由外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11、第三風(fēng)機20、第一風(fēng)閥21、第二風(fēng)閥22、出風(fēng)口p、第一風(fēng)管q、送風(fēng)口r、新風(fēng)口s、第二風(fēng)管t、回風(fēng)口u組成。具體實施方式：回風(fēng)口連接第二風(fēng)管t，第二風(fēng)管t連接第二風(fēng)閥22，新風(fēng)口s連接第一風(fēng)閥21，第一風(fēng)閥21及第二風(fēng)閥22連接外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11，外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11連接出風(fēng)口p，出風(fēng)口p連接第三風(fēng)機20，第三風(fēng)機20連接第一風(fēng)管q，第一風(fēng)管q連接送風(fēng)口r。

制冷劑回路由溶液式熱質(zhì)交換器1、四通換向閥2、壓縮機3、熱交換器4、膨脹閥5、第一溶液出口a、第一溶液入口b、第二溶液出口c、第二溶液入口d組成。具體實施方式：溶液式熱質(zhì)交換器1連接第一溶液出口a，第一溶液出口a連接四通換向閥2的一端，四通換向閥2的另一端連接壓縮機3的入口，壓縮機3的出口連接第一溶液入口a，第一溶液入口a連接熱交換器4，熱質(zhì)交換器4連接第二溶液出口c，第二溶液出口c連接膨脹閥5的一端，膨脹閥5的另一端連接第二溶液入口d，第二溶液入口d連接溶液式熱質(zhì)交換器1。

溶液回路由溶液式熱質(zhì)交換器1、溶液噴淋裝置6、第一溶液泵8、溶液熱回收器9、溶液-水換熱器10、外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11、第二溶液泵12、第三溶液出口g、第一溶液管h、第三溶液入口j、第四溶液出口k、第三溶液管l、第三溶液管l、溶液入口m組成。具體實施方式：溶液式熱質(zhì)交換器1連接第三溶液出口g，第三溶液出口g連接第一溶液泵8的入口，第一溶液泵8的出口連接第一溶液管h，第一溶液管h連接溶液熱回收器9，溶液熱回收器9連接第二溶液管i，第二溶液管i連接溶液-水換熱器10，溶液-水換熱器10連接第三溶液入口j，第三溶液入口j連接外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11，外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11連接第四溶液出口k，第四溶液出口k連接第二溶液泵12的入口，第二溶液泵12的出口連接第三溶液管l，第三溶液管l連接溶液熱回收器9，溶液熱回收器9連接第四溶液管m，第四溶液管m連接溶液噴淋裝置6，溶液噴淋裝置6噴出除濕液到溶液式熱質(zhì)交換器1中。

蒸發(fā)冷卻回路由外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11、第一水泵13、第二風(fēng)機14、水噴淋裝置15、第一補水管n、第一水管o組成，具體實施方式：外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11的水槽連接第一水管o，第一水管o連接第一水泵13的入口，第一水泵13的出口連接水噴淋裝置15的入口，水噴淋裝置15噴出的冷卻水附在外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11的除濕管及肋片表面上，第二風(fēng)機14驅(qū)動環(huán)境空氣流經(jīng)外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11的除濕管外表面，使噴淋水蒸發(fā)，另外第一補水管n連接外表面蒸發(fā)式溶液除濕器11的水槽。