[发明专利]流态化空气源热泵全新风空调加湿一体化方法与装置

说明书

一种流态化空气源热泵全新风空调加湿一体化机组，其特征在于将热泵机电冷却置于热泵工质有效热力循环圈内，以空调自身换气为热源或冷源并使其以气固流态化方式强化与板翅式/管翅式换热器翅片对流传热和颗粒表面相变传热、构建不结霜不结垢空调换热系统，梯度使用而不消耗低位热能实现多效闪蒸制蒸馏水满足空调加湿，采用以上技术发明实现‑40℃~45℃严寒酷暑地区/季节高效、连续、稳定18~26℃舒适性全新风调温调湿空调供风，制热性能系数不低于2.5、制冷性能系数不低于3.0，并且无需其它辅助热源或冷源、方便就近放置于空调用户室外空间，不仅适用于各种规模的制热/制冷调温调湿单体空调机用户，也有助于避免大型空间多联式空调机组布风管路的困难。

技术领域

本发明涉及流态化技术、低位能利用与建筑节能，特别是采用绿色制冷剂的高能效、全新风、不结霜空调加湿一体机技术领域。

背景技术

“空调”是居住空间空气调温调湿的简称。干燥的冬季升温加湿空调工况下，现有技术标准对空气升温与加湿各有其能耗指标，名义工况下空调升温能耗的国标允许值为制热性能系数（制热量与总输入电功率之比，COPh）不低于2.30（《GB/T 25127.1-2010》、《GB25127.2-2010》低温环境空气源热泵工/商业/户用机组），加湿（电热式、电极式及红外线气化水增加空气湿度）能耗国标允许值为0.75 (kW•h•kg^-1加湿量)（《GB/T 29736-2013 空调设备用加湿器》）。空调降温除湿名义工况下能耗国标允许值为制冷性能系数（制冷量与总输入电功率之比，COPc）不低于2.60。上述指标所指的名义工况，比如加湿器蒸发表面不出现固体沉积、换热器表面沉积物热阻小于允许值、环境温度不超出-7~43℃（热泵型空调）等，而实际运行工况往往比名义工况严苛，比如：加湿器若不附带净水装置则受热蒸发面上很快会积白垢，严寒地区冬季气温经常低于-20℃、空气源热泵换热表面结霜结冰热阻大为增加等。这些不利影响都使空调能耗上升、严重时影响机组运行，已有的应对措施可能进一步增加能耗、降低空调性能，比如空调应对结霜普遍加装辅热融霜装置、不但额外增加能耗且占用机组运行时间多达20%（《GB/T 17758-2010 单元式空气调节机》）。因此有必要开发既不增加能耗又不占用机组运行时间的空调加湿一体化、连续运行免除霜（垢）空气源热泵空调，以提高能效为前提，一揽子解决空调领域面临的极端天气（-40℃严寒和45℃酷暑）和结霜、结垢问题，特别是为改善严寒酷暑地区居住条件和确保人群聚集密闭空间的卫生安全通风提供连续、稳定、高效全新风调温调湿空调。为此，本发明公开的流态化空气源热泵全新风空调加湿一体化方法和装置，利用气固流态化（以下简称流态化）对传热表面的冲刷更新作用与良好的传热特性，构建不结霜、不结垢空气源热泵换热系统，在靠近用户空间的室外环境从空气和空调用户空间换气（以下简称换气）提取或回收热量/冷量，通过压缩/膨胀等热力转换和传热/传质等调温/调湿过程，就近向用户提供连续稳定的舒适性全新风空调供风而不需要其它辅助热源或冷源，即使在-40℃/45℃的严寒/酷暑环境条件下制热性能系数COPh也不低于2.5、制冷性能系数COPc不低于3.0。

发明内容