[发明专利]一种带有转轮除湿的无霜空气源热泵系统

说明书

本发明公开了一种带有转轮除湿的新型无霜空气源热泵系统，包括制冷剂环路、室内侧空气环路、室外侧空气环路以及连接室内侧与室外侧的除湿转轮；通过除湿转轮将室外空气的水蒸气送入室内，一方面减小了室外换热器表面空气的湿度，实现无霜空气源热泵；另一方面，对室内空气进行加湿，在抑制结霜的同时，提高了供暖房间的含湿量，一举两得。在夏季时，除湿转轮可将室内的湿度带出，实现室内除湿，利用室外换热器排出的高温空气来对吸湿剂进行再生。新型循环式除霜系统，主要是在除霜的过程中减少表面对流散热的损失，提高除霜效率，缩短除霜时间，减低除霜能耗。同时除湿转轮可以将除霜过程中产生的水蒸气送入室内，提高室内空气品质。

技术领域

本发明涉及无霜空气源热泵技术领域，具体是一种带有转轮除湿的无霜空气源热泵装置。

背景技术

空气源热泵具有兼顾供冷供热、占用空间小、节能环保、方便安装等优点，近年来受到越来越多的青睐。但空气源热泵室外侧换热器在冬季运行时存在结霜问题，导致其运行效果并不理想。并且伴随着室外换热器壁面霜层厚度的增加，导致室外换热器蒸发温度下降、机组制热量降低、风机性能衰减、供热性能系数降低等问题，严重时会出现压缩机停机，从而导致机组不能正常工作。因此，结霜问题成为了影响热泵机组正常制热的首要因素。

国内学者研究表明，空气源热泵在-5℃～5℃之间，相对湿度在70％以上的气象条件下运行时其室外换热器表面是最易结霜的；日本学者研究也表明，室外干球温度在-12.8℃～5.8℃之间，相对湿度在65％以上的范围内，室外换热器可能出现结霜，又称结霜区。在空气相对湿度低于65％时，结霜很难发生。因此在温度一定的情况下，湿度对于结霜的影响最大，降低湿度可以有效的避免结霜，若除湿后室外空气露点温度低于制冷剂蒸发温度，则不会发生结露和结霜现象。基于此，本发明提出一种新型带有转轮除湿的无霜空气源热泵系统。

但是，在室外空气除湿后其露点温度仍高于制冷剂蒸发温度的情况下，空气源热泵可能还是会存在结霜问题。为了保证空气源热泵机组的正常运行，结霜后需要进行除霜，目前逆循环除霜是应用最广泛的除霜方法之一。应用逆循环除霜时，室外换热器变为冷凝器，室内换热器变为蒸发器。机组从室内环境取热融化霜层，造成了室内环境的恶化；另一方面，除霜能耗大，除霜能耗占整个供暖季总能耗的10.2％，且除霜效率普遍偏低，一般低于50％。除霜能量损失主要包括散失到环境中的热量和节流损失，为了提高除霜效率，减少除霜时间，降低除霜能耗，本发明提出一种新型带有转轮除湿循环式除霜系统。

专利CN102384539A提出一种空气源热泵与转轮除湿组合的复合空调系统，该复合空调系统与室内辐射供暖和供冷相结合，除湿转轮用于对夏季室内新风除湿，并未考虑冬季结霜工况，需要对制冷剂环路进行修改，还需要加入热交换转轮，系统形式较为复杂。专利CN103017332A提出一种蓄热除湿耦合型无霜空气源热泵热水器，该系统可以实现无霜空气源热泵，但需要添加固体吸湿和相变蓄热模块，并且需要对制冷剂环路进行修改，系统形式较为复杂，且存在两种运行模式，对于控制精度要求较高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种带有转轮除湿的新型无霜空气源热泵系统，克服现有技术中先结霜后除霜的思路，原有需对制冷剂管路进行改造、系统运行及控制复杂的问题。

本发明采用的技术方案是：一种带有转轮除湿的新型无霜空气源热泵系统，包括制冷剂环路、室内侧空气环路、室外侧空气环路以及连接室内侧与室外侧的除湿转轮；

所述制冷剂环路包括压缩机、四通换向阀、蒸发器、电子膨胀阀、冷凝器组成的环路；

所述室外侧空气环路包括室外侧风机、除湿转轮、室外引风管、室外送风管、室外机可控风口部分；供热工况时，室外中温高湿空气经室外引风管进入除湿转轮除湿区，经过除湿后变为高温低湿空气，通过室外送风管由室外侧风机送入蒸发器，在其中冷却后，变为低温高湿空气，最后由室外机可控风口送至室外大气；制冷工况时，室外空气环路反向运行，即利用室外换热器加热后的空气对除湿转轮进行再生；