[发明专利]一种冷冻再生的溶液除霜型热泵机组

说明书

技术领域

本发明属于热泵空调技术领域，特别是一种冷冻再生的溶液除霜型热泵机组。

背景技术

研究发现，只有同时满足翅片管表面温度低于凝结水的凝固温度和翅片表面温度低于室外空气所对应的露点温度这两个条件时，空气源热泵室外换热器翅片表面才可能结霜。

基于以上结霜机理，闫凌提出了一种无霜空气源热泵新系统(闫凌，无霜空气源热泵系统喷淋溶液特性变化规律研究，哈尔滨工业大学，2011)，该系统在传统空气源热泵的室外机部分外加一个溶液喷淋系统。当室外换热器结霜到达一定程度时，开启溶液喷淋系统，在室外机翅片管前和后，迎风喷洒除湿溶液，室外空气先与液滴大面积接触换热除湿，从而降低空气露点温度；喷淋的除湿溶液对结霜的室外换热器表面进行冲刷融霜作用；接着除湿后空气与喷液蒸发器盘管(室外换热器)表面的防冻液之间进行热湿交换，防冻液膜可以降低冰点，从而破坏了结霜的必要条件，达到无霜的目的。但该文中并未就除湿溶液的再生问题做过多探讨。

付慧影在2012年哈尔滨工业大学硕士学位论文中提出了两种无霜空气源热泵系统除湿溶液的再生方式(付慧影，无霜空气源热泵系统除湿溶液再生方式及特性研究，哈尔滨工业大学，2012)，分别为季节性再生方式和实时性再生方式。其季节性再生方式为：在冬季喷淋系统运行时不对除湿溶液采取任何再生措施，用溶液罐集中后利用夏季制冷运行时的冷凝热对溶液进行再生；该方式虽然可以较好地实现溶液的再生，但溶液罐储存了整个冬季运行除霜后形成的稀溶液，需要较大的除湿溶液储备和存储空间；其实时性再生方式为：在室外换热器部分添加了用于溶液再生的再生器，再生所需热量由热泵制冷剂过冷区的过冷热量来提供。该方式虽可以大大减小系统体积，但是由于热泵系统的冷凝温度相对较低，较难达到溶液的再生温度，并且通过制冷剂过冷而得到的热量较少，难以满足溶液再生所需的热量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷冻再生的溶液除霜型热泵机组，以解决现有技术中溶液难以再生和溶液罐过大等问题，在保证冬季除霜的条件下，实现机组全年连续高效运行，提高空气源热泵机组的经济性和可靠性。

实现本发明目的的技术方案为：一种冷冻再生的溶液除霜型热泵机组，包括压缩机、四通阀、室内换热器、室外换热器、气液分离器、位于室外换热器下部的溶液收集盘、溶液泵、换热器喷淋器和风机，室外空气在风机的作用下经过室外换热器，所述冷冻再生的溶液除霜型热泵机组还包括溶液再生换热器、第一节流组件和第二节流组件；

所述压缩机的排气口经四通阀和室内换热器的入口相连，室内换热器的出口与第一节流组件的入口相连，第一节流组件的出口和溶液再生换热器的入口相连，溶液再生换热器的出口经第二节流组件与室外换热器的入口相连，室外换热器的出口依次经四通阀和气液分离器后与压缩机的吸气口相连，所述压缩机的排气口、四通阀、室内换热器、第一节流组件、溶液再生换热器、第二节流组件、室外换热器、四通阀、气液分离器和压缩机的吸气口构成蒸气压缩式热泵循环回路；所述溶液再生换热器设置在溶液收集盘内部，用于冷冻再生室外换热器流出的溶液；溶液收集盘内的溶液被溶液再生器冷冻再生后，经溶液泵抽吸，由换热器喷淋器喷淋在室外换热器上。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：(1)本发明增设了溶液喷淋系统，并且在溶液收集盘中放置了溶液再生换热器，冬季室外换热器结霜时，喷淋系统开启，喷洒的浓溶液有效去除室外换热器表面霜层，保证机组高效运行；(2)本发明利用节流后的低温制冷剂对溶液收集器中的稀溶液冷冻再生，有效解决了除霜溶液再生难的问题，避免了常规热泵机组除霜的能量损失和四通换向阀频繁换向对压缩机的损害，提高机组制热性能并可实现机组在除霜时连续高效运行；(3)本发明还利用冷凝侧制冷剂的过冷热进行脱冰，大幅降低了除冰难度，提高了溶液冷冻再生的实用性；(4)本发明不仅可以实现机组冬季的连续高效运行，还可在夏季充分利用溶液再生换热器散热，从而扩大冷凝器的换热面积，提高机组夏季的运行效率。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的冷冻再生的溶液除霜型热泵机组的第一实施例的原理图。

图2为本发明的冷冻再生的溶液除霜型热泵机组的第二实施例的原理图。

具体实施方式