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专利号: 2020105878959
申请人: 西安建筑科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 制冷或冷却;加热和制冷的联合系统;热泵系统;冰的制造或储存;气体的液化或固化
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种预热型空气源热泵抑霜系统,其特征在于,包括显热交换器(1)、预热混合箱(2)、风管(3)、空气源热泵室外机(9)和空气源热泵室内机(10),显热交换器(1)与预热混合箱(2)通过风管(3)连通;空气源热泵室外机(9)与空气源热泵室内机(10)通过制冷剂管道(11)连通,组成空气源热泵机组;

室内空气从室内风进口(4)进入显热交换器(1),进行热交换后从室内风出口(5)被送回到室内;室外空气从室外风进口(6)通过风管(3)进入显热交换器(1)进行热交换后成为预热空气,通过风管(3)从室外风出口(7)进入预热混合箱(2),与另一部分从预热混合箱进口(8)进入的室外空气混合,然后进入空气源热泵室外机(9)进行换热;

控制系统根据温湿度传感器(12)获取室内外环境参数,对显热交换器(1)进行预热风量比调节,让室外空气与室内空气在显热交换器(1)中进行间壁式显热交换,实现抑霜系统的抑霜。

2.根据权利要求1所述的一种预热型空气源热泵抑霜系统,其特征在于,所述预热风量比为显热交换器的风量与空气源热泵室外机进风量的比值。

3.根据权利要求1所述的一种预热型空气源热泵抑霜系统,其特征在于,所述显热交换器(1)中设置有换热芯体和连接至控制系统的小型风机,换热芯体采用铝箔制成。

4.根据权利要求1所述的一种预热型空气源热泵抑霜系统,其特征在于,所述预热混合箱(2)外设保温层,将空气源热泵室外机(9)进风口全部罩住,在显热交换器(1)中换热后的室外空气与另一部分从预热混合箱进口(8)进入其中的室外空气混合。

5.根据权利要求1所述的一种预热型空气源热泵抑霜系统,其特征在于,所述空气源热泵机组为空气源热泵热风机,或是空气源热泵热水机。

6.一种基于权利要求1-5任一项系统所述的预热型空气源热泵抑霜方法,其特征在于,根据室外参数条件进行预热风量比的调节,包括以下步骤:

1)温湿度传感器监测室内空气温度tn和相对湿度 室外空气温度ta和相对湿度

2)控制系统根据温湿度传感器监测值判定室外空气参数是否处于结霜区:若ta<6℃且则进入步骤3),否则继续监测,间隔时间T后重复本步骤的判断;

3)控制系统启动显热交换器进行预热,并根据下式(1)、(2)计算空气源热泵室外机入口混合后空气温度tx和相对湿度其中,tx为空气源热泵室外机入口混合后空气温度; 为空气源热泵室外机入口混合后空气相对湿度;θi为可调节的预热风量比,ρr为预热空气密度;hr为预热空气焓值;ρa为室外空气密度;ha为室外空气焓值;ωa为室外空气含湿量;ωbx为tx温度下饱和湿空气含湿量;

4)根据下式(3)计算当前室外参数条件下空气源热泵室外机的结霜速率:其中,vi为当前室外参数条件下预热风量比为θi时室外空气的结霜速率,k1~k5为拟合得到的系数;

5)若室外空气的结霜速率vi≤0.05mm/h,则输出此时的可调节的预热风量比θi为显热交换器风量调节值;

若vi>0.05mm/h,则i=i+1,代入θ'i=i+1重复进行步骤3)-5);

若已计算得到θi=6=30%时室外空气的结霜速率vi=6,且vi=6>0.05mm/h,则输出θi=6=

30%为此时显热交换器预热风量比调节值;

6)间隔时间T后,重复步骤1)-6)。

7.根据权利要求6所述的一种预热型空气源热泵抑霜方法,其特征在于,所述步骤3)中,所述室外空气含湿量ωa计算如下:其中, 为室外空气相对湿度,ωba为ta温度下饱和湿空气含湿量;

由室外空气含湿量ωa得到预热空气含湿量ωr,由室外空气温度ta和室内空气温度tn计算得到预热空气温度tr如下:ωr=ωa;tr=η·(tn-ta)+ta

其中,η为显热交换器的温度交换效率。

8.根据权利要求6所述的一种预热型空气源热泵抑霜方法,其特征在于,所述步骤3)中,所述预热空气密度ρr计算如下:其中,tr是预热空气温度;ωr是预热空气含湿量;

所述室外空气密度ρa计算如下:

9.根据权利要求6所述的一种预热型空气源热泵抑霜方法,其特征在于,所述步骤3)中,所述预热空气焓值hr计算如下:hr=1.01tr+ωr·(2500+1.84tr)

其中,tr是预热空气温度;ωr是预热空气含湿量;

所述室外空气焓值ha计算如下:

ha=1.01ta+ωa·(2500+1.84ta)。

10.根据权利要求6所述的一种预热型空气源热泵抑霜方法,其特征在于,所述步骤6)中,间隔时间T为30-60min。