[发明专利]防冻剂多流程大温升取热排风水汽源梯级热泵

说明书

防冻剂多流程大温升取热排风水汽源梯级热泵：梯级热泵冷凝器串联运行，梯级加热大温升循环水并在多流程新风盘管中加热大温升新风，以降低相对湿度、吸收室内水份、形成排风水汽热源；其蒸发器串联运行，梯级冷却大温降防冻剂并在多流程回热盘管中三级回收排风降温显热、凝露潜热、结霜潜热。热泵两侧小流量循环与大温升换热，降低热泵机组、各种功能末端、循环泵、管路与阀门的投资和电耗。以最小加热量实现滚动融霜。

(一)技术领域

本发明涉及利用梯级热泵循环的制冷量三级回收公共建筑、洗浴中心、干燥车间、各种矿井中排风/乏风的降温显热、凝露潜热、结霜潜热，并利用其制热量并联切换、梯级加热新风、回风、热水等多用途的一种防冻剂多流程大温升取热排风水汽源梯级热泵。

(二)背景技术

(1)建筑消耗全球一半电能，空调与采暖消耗建筑一半电能，美国、日本的空调与采暖消耗其总电能的1/3，瑞典甚至消耗其总电能的45％；

(2)产生剧毒物质和病菌，以及散发放射性的建筑，由于存在严重污染而无法利用回风，只得采用直流式空调，因此随巨大排风量而损失巨大热量；

(3)机房、剧场、医院、超市等公共建筑的回风式空调中，由于新风量巨大；同时排风温、湿度最接近室内设计工况，是新风处理并混合后的目标值，因此排风中蕴藏大量可用热量；

(4)普通回风式空调中由于排风量较小，导致新风回收排风热量有限，因此可在回风处理室后段与新风风道间布置全热回热器，利用夏季37-40℃新风全热来加热12-14℃露点回风，既减少再热电耗又冷却处理新风；

(5)新风吸入环境空气，排风呼出室内空气，形成建筑的呼吸，通过换风维持室内空气品质；现有新风机组夏季通过电制冷除湿、冷却新风，冬季通过电热泵等含湿量加热新风；其新风负荷占空调负荷可达20-30％，因此利用新风回收排风热量以满足新风负荷，是空调系统有效节能措施。节约70-80％的新风处理电耗，折合节省10-20％的空调运行电费，是降低空调电耗的重要途径。

而现有利用热泵实现新风回收排风热量的各种技术，其主要问题是：

(1)普通单级热泵循环的蒸发器，只能提供大流量小温差防冻剂循环，因此难以实现排风回热箱中回热盘管的高效、低成本优化设计，难以实现其冬季三级回收排风的降温显热、凝露潜热、结霜潜热。

(2)普通单级热泵循环的冷凝器，只能提供大流量小温差水循环，因此难以实现新风机组中新风盘管的高效、低成本优化设计，难以实现其冬季大温升、等含湿量加热新风。

(3)普通单级热泵循环的回热盘管和新风盘管设计，所形成大流量小温升/降换热，不仅增加排风回热箱、新风机组、循环水泵、防冻剂泵、循环管道及其各种控制阀门的投资，而且增加循环水泵和防冻剂泵的运行电耗。

(4)普通单级热泵循环难以实现冬季回热盘管的融霜。

(5)普通单级热泵循环难以大幅降低新风的相对含湿量，从而难以实现在室内充分吸收水蒸汽，以为排风回热免费提供水汽潜热能。

(6)普通单级热泵循环没有考虑，如何有效利用太阳能。

(三)发明内容

本发明目的：梯级热泵冷凝器串联运行，梯级加热大温升循环水并在多流程新风盘管中加热大温升新风，以降低相对湿度、吸收室内水份、形成排风水汽热源；其蒸发器串联运行，梯级冷却大温降防冻剂并在多流程回热盘管中三级回收排风降温显热、凝露潜热、结霜潜热。热泵两侧小流量循环与大温升换热，降低热泵机组、各种功能末端、循环泵、管路与阀门的投资和电耗。以最小加热量实现滚动融霜。