熱泵調溫除濕機原理結構及特點

熱泵調溫除濕機原理結構及特點

　　冷凍除濕機用蒸發(fā)器來給空氣降溫除濕，并回收系統(tǒng)的冷凝熱，彌補空氣中因為冷卻除濕時散失的熱量，是一種高效節(jié)能的除濕方式，已經廣泛應用于糧食、木材等的除濕干燥和高濕空間的除濕與溫度控制。目前的除濕調溫方案中只能適用于比較特定的環(huán)境要求，調節(jié)能力差，適用范圍小，而我國氣候類型多樣，大部分地區(qū)冬夏溫差大，熱/冷/濕負荷隨時間變化明顯，傳統(tǒng)的系統(tǒng)不能很好的滿足實際的需要，全年使用時間短，也造成了設備的閑置和浪費。熱泵調溫除濕機是提供一種可以在不同室內、外溫度下對室內進行供熱、制冷和除濕以滿足室內溫濕度要求的熱泵型調溫調濕方法及其設備，以提高除濕調溫系統(tǒng)的性能，擴大除濕調溫系統(tǒng)的適用范圍。

　　系統(tǒng)原理與結構

　　所示為一種熱泵調溫調濕機組，由壓縮機、四通閥、室外換熱器、室內第二換熱器、室內第一換熱器、膨脹閥等過制冷劑管路連接成一個制冷循環(huán)，其中室外換熱器與室內第二換熱器兩個支路并聯，并在室內第二換熱器的支路上安裝用來控制支路通斷的電磁閥。通過四通閥進行制冷和制熱模式轉換(制冷時，制冷劑流向如圖中實線箭頭所示；制熱時，制冷劑流量如圖中虛線箭頭所示)，能夠滿足全年運行冷熱負荷大范圍變化的要求，并通過兩個并聯換熱器支路的通斷和室外換熱器風量或水量的調節(jié)進行微量調節(jié)，能夠滿足不同濕/冷/熱負荷的需要，使得對室內溫度和濕度都能較好的控制在設定范圍內。采用四通閥換向除霜的方法，實現不停機快速除霜。本系統(tǒng)適用范圍廣，調節(jié)能力強，可以在我國大多數地區(qū)全年運行進行溫濕度調節(jié)，提高了設備的利用率。

　　1、降溫除濕模式

　　當室內溫濕度都比較高，而且室內冷負荷比較大時，系統(tǒng)運行于降溫除濕模式。此時四通閥不帶電，系統(tǒng)按制冷方式運行，室內第二換熱器支路為電磁閥關斷，室外換熱器為冷凝器，室內第一換熱器為蒸發(fā)器。室內空氣只被室內第一換熱器降溫除濕，成為低溫低濕的空氣返回室內。在這種模式下，還可以調節(jié)室外換熱器的風量或水量進一步調節(jié)制冷量和除濕量，制冷量和除濕量都隨著室外換熱器風量或水量的增加而上升。

　　2、調溫除濕模式

　　當室內濕度和濕負荷都比較高，而且室內冷負荷比較小時，系統(tǒng)運行于調溫除濕模式。此時四通閥不帶電，系統(tǒng)仍按制冷方式運行，室外換熱器和室內第二換熱器為兩個并聯的冷凝器，室內第一換熱器為蒸發(fā)器。室內空氣被室內第一換熱器降溫除濕后，經過室內第二換熱器時被部分冷凝熱進行再熱后，空氣返回室內。在這種模式下，還可以調節(jié)室外換熱器的風量和水量來調節(jié)兩個冷凝器換熱量的分配，進一步控制室內再熱量，從而達到控制室內空氣溫度的目的。

　　3、升溫除濕模式

　　當室內濕度和濕負荷都比較高，但是室內溫度低且熱負荷比較小時，系統(tǒng)運行于升溫除濕模式。此時四通閥不帶電，系統(tǒng)按制冷方式運行，室外換熱器支路被電磁閥關斷，室內第二換熱器為冷凝器，室內第一換熱器為蒸發(fā)器。由于室內第二換熱器2中也有高溫制冷劑流過，室內空氣被室內第一換熱器降溫除濕后，經過室內第二換熱器全部冷凝熱都被用來再熱空氣。在這種模式下，由于室外換熱器的制冷劑流路關斷，全部冷凝熱都由室內第二換熱器承擔，系統(tǒng)冷凝熱要大于蒸發(fā)熱，所以被處理的空氣濕度下降溫度上升。

　　4、制熱模式

　　當室內溫度很低，而且熱負荷比較大時，盡管相對濕度比較高，但是含濕量比較低，出去空氣中的水分比較困難，但是將空氣加熱后，含濕量不變的情況下，空氣的相對濕度就迅速下降，因此可以通過系統(tǒng)制熱運行，來實現對室內溫濕度的控制。此時四通閥帶電，系統(tǒng)按制熱方式運行，室內第二換熱器被電磁閥關斷，室外換熱器為蒸發(fā)器，室內第一換熱器為冷凝器。在這種模式下，室內空氣被室內第一換熱器加熱后，經過室內第二換熱器不進行換熱后返回室內。這樣空氣的溫度上升、濕度下降，從而實現對室內溫濕度的控制。

　　5、自動除霜

　　本發(fā)明采用四通閥換向除霜的方法，實現不停機快速除霜。

　　當系統(tǒng)運行于模式1－3時，室內第一換熱器為蒸發(fā)器，當蒸發(fā)器表面溫度低于0oC，進入蒸發(fā)器的空氣相對濕度大時，空氣中的水分可能在蒸發(fā)器外表面結霜，當霜達到一定厚度后，使得空氣側壓力損失上升，空氣流量降低，換熱效果差，需要進行除霜。此時，使得機組運行于制熱調濕模式4，室內第一換熱器作為冷凝器，高溫制冷劑的進入使得霜迅速融化后，恢復原來的運行模式。

　　當系統(tǒng)運行于制熱模式4時，室外換熱器為蒸發(fā)器，當室外空氣溫度低濕度高而且蒸發(fā)器表面溫度低于0℃時，室外換熱器外表面也可能結霜，當霜達到一定厚度后，使得機組運行于調溫除濕模式2，室外換熱器作為冷凝器，高溫制冷劑的進入使得霜迅速融化，室內第二換熱器也作為冷凝器，防止被室內第一換熱器降溫的空氣直接進入室內，當霜完全除掉后，恢復制熱調溫模式。

　　熱泵調溫除濕機的特點

　　熱泵調溫除濕機是提供一種可以在不同室內、外溫度下對室內進行供熱、制冷和除濕以滿足室內溫濕度要求的熱泵型調溫調濕方法及其設備，具有如下優(yōu)點：以提高除濕調溫系統(tǒng)的性能，擴大除濕調溫系統(tǒng)的適用范圍。

　　1、運行模式多：

　　熱泵調溫除濕機具有降溫除濕、調溫除濕、升溫除濕、制熱、自動除霜等運行模式。而且室外換熱器還可以采用風冷和水冷等不同形式。

　　2、調節(jié)范圍大：

　　由于熱泵調溫除濕機具有多種不同的運行模式，從降溫除濕到制熱運行，提高了系統(tǒng)的制冷、制熱、除濕的調節(jié)范圍，能夠滿足不同冷/熱/濕負荷的需求。

　　3、調節(jié)精度高：

　　熱泵調溫除濕機在通過運行模式轉換來調節(jié)制冷量、制熱量和除濕量，在每種運行模式下，還可以調室外換熱器的風機轉速（風冷型換熱器）和水泵轉速（水冷型換熱器）來調整室外換熱器和室內換熱器之間的熱量分配，對系統(tǒng)的制冷量或制熱量進行微調，以提高溫濕度的調節(jié)精度。

　　4、適用范圍廣：

　　由于熱泵調溫除濕機具有多種運行模式，能夠實現較大范圍的制冷/制熱/除濕的調節(jié)范圍，室外換熱器可以采用風冷或者水冷等形式，能夠在不同地區(qū)使用，以滿足全年運行冷/熱/濕負荷的要求，以實現對空氣溫濕度的控制。

　　5、自動控制：

　　根據室內溫濕度的設計要求，實時檢測室內的溫濕度、室外溫度和系統(tǒng)的運行狀態(tài)，根據室內溫濕度的變化和室外溫度條件，自動轉換系統(tǒng)的運行模式，以保證室內的溫濕度要求和系統(tǒng)安全運行。