本发明涉及燃气热泵领域，尤其涉及一种燃气热泵除霜系统。
背景技术：
近年来，随着人们生活水平的提高和国家对环境保护、节能减排的重视，空气源热泵机组作为一种节能设备被广泛使用。作为空气源热泵机组的一种——燃气热泵机组，利用燃气燃烧的热量驱动热泵机组工作，产生热水或热风用于冬季采暖。空气源热泵机组在冬季制热运行时遇到的最大问题是蒸发器表面结霜。当蒸发器长期运行在较低的环境温度时，蒸发器的表面温度比其所处环境中湿空气露点温度低，环境中的热湿空气从不饱和状态转变至饱和状态，最后变为过饱和状态。此时，环境中的一部分水气在蒸发器的表面(包括蒸发器的翅片外表面、盘管)凝结成液珠，出现结露。之后，随着蒸发器的持续运行，在蒸发器冷表面凝结的水珠转变为霜层，其附着于蒸发器的表面，此即为蒸发器结霜。由于霜层的形成与增长,加大了蒸发器表面与空气间的传热热阻,增加了气流通过蒸发器时的流动阻力,使得通过蒸发器的空气流量下降,换热效率明显降低,导致由空气和蒸发器之间换热量下降,热泵机组的工作状况恶化,甚至不能够正常工作。因此,空气源热泵在结霜条件下运行时必须适时除霜或采用其他方式防止结霜。
目前，空气源热泵机组常用的的除霜方法主要有以下三种：电加热除霜法，逆循环除霜法，热气旁通除霜法。电加热除霜是在蒸发器上设置具有一定合适功率的电加热装置，当需要对蒸发器进行除霜时，对电加热装置通电发热除霜。该方法耗电量大，故仅适用于小型的家用热泵空调装置。逆循环除霜法是目前主要用于空气源热泵机组中的除霜方法，这种方法是采用四通换向阀将空气源热泵机组的制热运行状态切换为制冷运行状态，此时热泵机组将室内吸收的热量排放至室外换热器，从而融化霜层，达到除霜目的。但是，该方法除霜时要从房间吸热,且恢复制热后,较长一段时间吹不出热风,影响室内的舒适性；另外还有系统压力波动剧烈,产生的机械冲击比较大等缺点。热气旁通除霜法将进入冷凝器之前的高温工质通入蒸发器，提高蒸发器的温度进行融霜。但是这种方法会使空气源热泵机组无法稳定运行，影响性能。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种燃气热泵除霜系统，使燃气热泵机组稳定运行，蒸发器不结霜。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是蒸发器结霜的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种燃气热泵除霜系统，包括燃气热泵机组、风道、风管、除霜换热器、防冻液回路、加热防冻液的水回路、储热水箱或热水管网、热泵加热水回路、烟气加热水回路、烟气热回收器和烟气通路；燃气热泵机组包括轴流风机、蒸发器、发生器、吸收器和冷凝器；风道上依次设有除霜换热器、蒸发器和轴流风机；防冻液回路上依次设有除霜换热器、防冻液换热器、防冻液阀和防冻液泵；加热防冻液的水回路上依次设有储热水箱或热水管网、阀a、水泵a和防冻液换热器；热泵加热水回路上依次设有储热水箱或热水管网、阀b、水泵b、吸收器和冷凝器；烟气加热水回路上依次设有储热水箱或热水管网、阀c、水泵c和烟气热回收器；烟气通路依次设有烟气热回收器和废气出口；所述除霜换热器上设置固体除湿材料。
进一步地，储热水箱或热水管网相连的水回路有烟气加热水回路、热泵加热水回路和加热防冻液的水回路。
进一步地，烟气加热水回路是通过烟气与所述烟气热回收器进行热交换使回路水升温的。
进一步地，热泵加热水回路是通过与冷凝器进行热交换使回路的水升温的。
进一步地，加热防冻液的水回路通过热交换器与防冻液进行热交换，使防冻液升温的。
进一步地，防冻液换热器为套管式换热器。
进一步地，除霜换热器为管翅式换热器。
进一步地，烟气热回收器为板式换热器。
进一步地，轴流风机开动后，空气进入风道经过除霜换热器时，在除湿模式时被设置在除霜换热器的除湿材料吸湿成干燥空气进到蒸发器，在再生模式时，空气被加热，相对湿度降低，进入蒸发器。
进一步地，除霜换热器与蒸发器之间的风道四周包覆风管。
进一步地，所述水泵a、所述水泵b和所述水泵c均为热水泵。
进一步地，风道中的空气可通过所述除霜换热器、所述蒸发器、所述轴流风机后离开所述燃气热泵机组。
进一步地，防冻液循环回路中的防冻液可流经所述防冻液换热器、所述防冻液阀、所述防冻液循环泵、所述除霜换热器，再流回防冻液换热器。
进一步地，加热防冻液的水回路中的水可流经储热水箱或热水管网、阀a、水泵a、防冻液换热器，再流回储热水箱或热水管网。
进一步地，热泵加热水回路中的水可以流经储热水箱或热水管网、阀b、水泵b、吸收器、冷凝器，再流回储热水箱或热水管网。
进一步地，烟气加热的水回路中的水可流经储热水箱或热水管网、阀c、水泵c、烟气热回收器，再流回储热水箱或热水管网。
进一步地，烟气通路中的烟气可以流经烟气热回收器、废气出口，后离开系统。
与现有技术相比本发明有以下优点：
在本发明中，在除湿模式运行下，通过设置在除霜换热器表面的固体除湿材料吸附空气中的水分，降低进入蒸发器的空气的相对湿度，以防止蒸发器由于空气相对湿度过大而导致的结霜现象。不是采用结霜之后化霜，而是降低空气的相对湿度，从根本上防止蒸发器结霜。比起传统的结霜之后再化霜的方法，本发明具有保证燃气热泵机组稳定运行的优势。
在本发明中，在再生模式运行下，通过在除霜换热器的管内通入被加热过的防冻液，使除霜换热器表面的固体除湿材料再生，同时提高进入蒸发器的空气的温度，以降低相对湿度。同样地，在再生模式运行下，降低空气的相对湿度，从根本上防止蒸发器结霜，具有保证燃气热泵机组稳定运行的优势。
在本发明中，设置了烟气热回收器，将燃气热泵机组排出的高温烟气的热量进行回收，加热的循环水通入储热水箱或热水管网，整个采暖季的烟气热回收量足以用来进行除霜换热器的再生。同时，加热防冻液的能量来自于储热水箱或热水管网，保证了除霜换热器再生所需热量的稳定来源。本发明既达到了节能减排的目的，也保证了除霜换热器的稳定再生。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的一种燃气热泵除霜系统的除湿模式工作的流程示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例的一种燃气热泵除霜系统的再生模式工作的流程示意图；
其中，1-燃气热泵机组，2-轴流风机、3-蒸发器、4-发生器、5-吸收器、6-冷凝器、7-其他部分，8-风管，9-除霜换热器，10-风道，11-防冻液回路，12-防冻液泵，13-防冻液阀，14-防冻液换热器，15-水泵a，16-阀a，17-加热防冻液的水回路，18-储热水箱或热水管网，19-热泵加热水回路，20-水泵b，21-阀b，22-阀c，23-烟气加热水回路，24-水泵c，25-烟气热回收器，26-烟气通路，27-废气出口，28-燃气入口。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
以下结合附图，详细说明本发明。
如图1和图2，本发明的一个较佳实施例提供了一种燃气热泵除霜系统，包括燃气热泵机组1、风道10、风管8、设置固体除湿材料的除霜换热器9、防冻液回路11、加热防冻液的水回路17、储热水箱或热水管网18、热泵加热水回路19、烟气加热水回路23、烟气热回收器25和烟气通路26。其中，燃气热泵机组1包括轴流风机2、蒸发器3、发生器4、吸收器5、冷凝器6、燃气入口28和其他部分7；风道10上依次设有除霜换热器9、蒸发器3、轴流风机2；除霜换热器9到蒸发器3之间的风道10四周包覆风管8；防冻液回路11上依次设有除霜换热器9、防冻液换热器14、防冻液阀13、防冻液泵12；加热防冻液的水回路17上依次设有储热水箱或热水管网18、阀a16、水泵a15、防冻液换热器14；热泵加热水回路19上依次设有储热水箱或热水管网18、阀b21、水泵b20、吸收器5、冷凝器6；烟气加热水回路23上依次设有储热水箱或热水管网18、阀c22、水泵c24、烟气热回收器25；烟气通路26上依次设有烟气热回收器25和废气出口27。除霜换热器9表面设置有固体除湿材料。
如图1，为本发明的除湿模式工作流程示意图。工作过程为：
烟气加热水的流程：燃气通过燃气入口28进入燃气热泵机组1的发生器4燃烧，提供热能给热泵机组，产生的烟气离开发生器4通过烟气通路26依次经过烟气热回收器25、废气出口27，进而排出燃气热泵机组1，形成一个开环回路。这个过程，高温烟气加热烟气热回收器25，使其管内的水被加热。烟气加热水回路23中，来自储热水箱或热水管网18的循环水依次通过阀c22、水泵c24、烟气热回收器25后回到储热水箱或热水管网18，形成一个封闭回路。其中，水在烟气热回收器25处被加热升温。
热泵加热水的流程：热泵加热水回路19中，来自储热水箱或热水管网18的水依次通过阀b21、水泵b20、吸收器5、冷凝器6后，回到储热水箱或热水管网18，形成一个封闭回路。水在吸收器5和冷凝器6处吸热。冷凝器管采用套管，冷凝器要散热，水管里的水吸热。形成水被加热的过程。
防冻液被加热的流程：加热防冻液的水回路17中，阀a16和水泵a15均关闭，因此防冻液加热回路17中的水不运行。同样地，防冻液循环回路11上的防冻液阀13和防冻液泵12均关闭，防冻液也不运行。此时防冻液热交换器也没有加热，但是因为之前的加热仍有一定的温度。
除霜流程：除霜换热器处于除湿模式运行，空气从风道10进入依次流经除霜换热器9、蒸发器3、轴流风机2。工作过程为：由于轴流风机2的吸风作用，环境空气经过除霜换热器9的翅片表面，被其上设置的固体除湿材料吸收水分，降低空气的相对湿度，然后经过被风管8包围的风道后进入燃气热泵机组1的蒸发器3被吸收热量，之后经过轴流风机2后离开燃气热泵机组1，形成一个开环回路。这个过程保证流经蒸发器的空气是干燥空气。从而防止蒸发器结霜。
如图2，为本发明的再生模式工作流程示意图。工作过程为：
烟气加热水的流程：燃气通过燃气入口28进入燃气热泵机组1的发生器4燃烧，提供热能给热泵机组，产生的烟气离开发生器4通过烟气通路26依次经过烟气热回收器25、废气出口27，进而排出燃气热泵机组1，形成一个开环回路。这个过程，高温烟气加热烟气热回收器25，使其管内的水被加热。烟气加热水回路23中，来自储热水箱或热水管网18的循环水依次通过阀c22、水泵c24、烟气热回收器25后回到储热水箱或热水管网18，形成一个封闭回路。其中，水在烟气热回收器25处被加热升温。
热泵加热水的流程：热泵加热的水回路19中，来自储热水箱或热水管网18的循环水依次通过阀b21、水泵b20、吸收器5、冷凝器6后，回到储热水箱或热水管网18，形成一个封闭回路。水在吸收器5和冷凝器6处吸热。冷凝器管采用套管，冷凝器要散热，水管里的水吸热。形成水被加热的过程。
防冻液被加热的流程：加热防冻液的水回路17中，来自储热水箱或热水管网18的水依次通过阀a16、水泵a15、防冻液换热器14后回到储热水箱或热水管网18。加热防冻液的水回路17中，来自储热水箱或热水管网18的热水进入防冻液换热器14时与通过该处的防冻液进行热交换，热水释放热量，温度降低，流回储热水箱或热水管网18。防冻液循环回路11中的防冻液经过防冻液换热器14，吸收热水释放的热量后温度升高，然后流经防冻液阀13、防冻液泵12后，进入除霜换热器9，释放热量加热设置在除霜换热器9翅片表面的固体除湿材料，使固体除湿材料再生，恢复除湿能力，同时加热进入蒸发器的空气，降低了空气的相对湿度，从而防止蒸发器结霜。之后防冻液流回防冻液换热器14。形成闭式循环回路。
通过上述的除湿模式和再生模式相互自动切换可以持续达到降低空气相对湿度，防止燃气热泵机组1的蒸发器3表面结霜的目的。
在本发明中，在除湿模式运行下，通过设置在除霜换热器9表面的固体除湿材料吸附空气中的水分，降低进入蒸发器3的空气的相对湿度，以防止出现蒸发器3由于空气相对湿度过大而导致的结霜现象。在再生模式运行下，通过在除霜换热器9的管内通入被加热过的防冻液，使除霜换热器9表面的固体除湿材料再生，同时提高进入蒸发器3的空气的温度，以降低相对湿度。两种模式下均可以达到降低空气相对湿度的效果。与其他除霜方式相比，本发明不是采用结霜之后再化霜的方法，而是降低空气的相对湿度，从根本上防止蒸发器3结霜。比起传统的结霜之后再化霜的方法，本发明具有保证燃气热泵机组1稳定运行的优势。
在本发明中，设置了烟气热回收器25，将燃气热泵机组1排出的高温烟气的热量进行回收，加热的循环水通入储热水箱或热水管网18，整个采暖季的烟气热回收量足以用来进行除湿材料的再生。同时，加热防冻液的能量来自于储热水箱或热水管网18，保证了除湿材料再生所需热量的稳定来源。本发明既达到了节能减排的目的，也保证了除湿材料的稳定再生。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。