一种空气源热泵无霜化装置及运行方法与流程

本发明涉及空气源热泵无霜化技术领域，特别是指一种空气源热泵无霜化装置及运行方法。

背景技术：

空气源热泵是一种能够从空气中吸收低温热量并将其升温后用于供暖或加热的节能装置。

空气源热泵在冬季运行时，当其室外机表面温度低于周围空气的露点温度且低于0℃时，室外机就会结霜。霜的形成使得室外机的传热效果恶化，并且增加了空气流动的阻力，使得空气源热泵的供热能力降低，严重时甚至会导致空气源热泵停止运行。

室外机的结霜问题严重阻碍了空气源热泵的推广应用，因此，空气源热泵的除霜和无霜化技术是节能领域的重要研究方向。

室外空气相对湿度偏高是空气源热泵室外机结霜的主要原因之一。为此，本发明提出一种基于吸附除湿的空气源热泵无霜化技术，本发明方案采用吸附床分批除湿和吸附床组合再生的方法，可实现空气源热泵的无霜化运行，并将除湿过程的空气流动阻力和再生过程的电耗降到最低水平，同时还可利用较廉价的低谷电和光伏电，因而具有显著的经济效益和环保效益。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种空气源热泵无霜化装置及运行方法。

该装置包括干燥腔、再生腔、隔板、吸附床和室外机，干燥腔和再生腔通过隔板分开，隔板中间开有多个通道，每个通道内设置一个吸附床，吸附床通过驱动装置能够穿过相应的通道在干燥腔和再生腔之间移动，室外机置于干燥腔内，干燥腔左侧设置进风口一，右侧设置出风口一，再生腔左侧设置出风口二，右侧设置进风口二，再生腔的进风口二和出风口二处分别设置门一和门二，进风口一处设置风机一，出风口二处设置风机二，风机二之后设置发热元件。

其中，通道数量不少于两个。

该装置处于非除湿状态时，所有的吸附床均位于再生腔；该装置处于除湿状态时，至少有一个吸附床位于干燥腔。

吸附床内填充干燥剂，干燥剂包括活性炭、活性氧化铝、硅胶、碳分子筛和沸石分子筛中的一种或几种，所述发热元件为电热丝。

当干燥剂为活性炭和碳分子筛中的一种或两种时，吸附床内还设有与干燥剂接触的电极，干燥剂在电极通电时充当发热元件。

该装置还包括光伏发电板，用于为发热元件供电。

该装置的运行方法，具体为：干燥腔包括除湿和非除湿两种运行状态；当干燥腔处于除湿状态时，风机一运转；当干燥腔处于非除湿状态时，风机一停止；

再生腔包括再生和非再生两种运行状态，所述再生状态包括加热状态和冷却状态；当再生腔处于再生状态时，风机二运转，门一和门二开放，其中，当再生腔处于加热状态时，发热元件对外加热，当再生腔处于冷却状态时，发热元件停止加热；当再生腔处于非再生状态时，风机二停止，门一和门二闭合。

上述加热状态处于低谷电期间。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，采用吸附床分批除湿和吸附床组合再生的方法，可实现空气源热泵的无霜化运行，并将除湿过程的空气流动阻力和再生过程的电耗降到最低水平，同时还可利用较廉价的低谷电和光伏电，因而无霜化装置的运行成本较低，具有显著的经济效益和环保效益。

附图说明

图1为本发明的空气源热泵无霜化装置结构示意图。

其中：1-干燥腔；2-再生腔；3-隔板；5-室外机；10-进风口一；11-风机一；12-出风口一；20-进风口二；21-风机二；22-发热元件；23-出风口二；31-通道一；32-通道二；33-通道三；41-吸附床一；42-吸附床二；43-吸附床三；61-驱动装置一；62-驱动装置二；63-驱动装置三；201-门一；231-门二。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种空气源热泵无霜化装置及运行方法。

该装置包括干燥腔1、再生腔2、隔板3、吸附床和室外机5，干燥腔1和再生腔2通过隔板3分开，隔板3中间开有多个通道，每个通道内设置一个吸附床，吸附床通过驱动装置能够穿过相应的通道在干燥腔1和再生腔2之间移动，室外机5置于干燥腔1内，干燥腔1左侧设置进风口一10，右侧设置出风口一12，再生腔2左侧设置出风口二23，右侧设置进风口二20，再生腔2的进风口二20和出风口二23处分别设置门一201和门二231，进风口一10处设置风机一11，出风口二20处设置风机二21，风机二21之后设置发热元件22。

下面结合具体实施例予以说明。

如图1所示，通道数量为三个，分别为通道一31、通道二32和通道三33，相应的，对应各个通道设置吸附床一41、吸附床二42和吸附床三43，每一个吸附床由一个驱动装置控制，即吸附床一41连接驱动装置一61，吸附床二42连接驱动装置二62，吸附床三43连接驱动装置三63。

当该装置处于非除湿状态时，为降低干燥腔1内空气流动阻力，吸附床一41、吸附床二42、吸附床三43均位于再生腔2内。

吸附床一41、吸附床二42、吸附床三43内填充有干燥剂，干燥剂包括活性炭、活性氧化铝、硅胶、碳分子筛和沸石分子筛中的一种或几种，一般采用电热丝作为发热元件22。当干燥剂为活性炭和碳分子筛中的一种或两种时，吸附床一41、吸附床二42、吸附床三43内还设有与干燥剂接触的电极，由于干燥剂是导电的，因此在电极通电时，干燥剂本身可充当发热元件22。

该装置中还可设置光伏发电板为发热元件22供电，以降低用电成本。

该装置的运行方法主要为：

干燥腔1具有除湿和非除湿两种运行状态。当空气源热泵的室外机5正在运行且室外空气湿度超标时，干燥腔1进入除湿状态，此时风机一11运转，至少有一个吸附床位于干燥腔1内，空气从进风口一10进入干燥腔1，经吸附除湿后与空气源热泵的室外机5进行换热，然后经出风口一12排出；当空气源热泵的室外机5正在运行且室外空气湿度未超标时，干燥腔1进入非除湿状态时，风机一11停止运转，由于没有吸附床均位于干燥腔1内，空气从进风口一10进入干燥腔1，不经吸附除湿便与空气源热泵的室外机5进行换热，然后经出风口一12排出。当空气源热泵的室外机5停止运行时，干燥腔1进入非除湿状态时，风机一11停止运转。

再生腔2具有再生和非再生两种运行状态，再生状态又包括加热状态和冷却状态。当吸附床需要再生时，再生腔2进入再生状态，此时风机二21运转，门一201和门二231开放，其中，当再生腔2处于加热状态时，发热元件22对外加热，空气从进气口二20进入再生腔2，经发热元件22加热后流经吸附床，对吸附床进行加热再生，然后经出风口23排出；当所述装置处于冷却状态时，发热元件22停止加热，空气从进气口二20进入再生腔2，直接流经吸附床以对其进行冷却。当吸附床不需要再生时，所述装置处于非再生状态，风机二21停止，门一201和门二231闭合。

通过合理安排，在低谷电期间使再生腔2进入加热状态，可以降低发热元件22的用电成本。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。