热泵调温除湿机原理结构及特点

热泵调温除湿机原理结构及特点

　　冷冻除湿机用蒸发器来给空气降温除湿，并回收系统的冷凝热，弥补空气中因为冷却除湿时散失的热量，是一种高效节能的除湿方式，已经广泛应用于粮食、木材等的除湿干燥和高湿空间的除湿与温度控制。目前的除湿调温方案中只能适用于比较特定的环境要求，调节能力差，适用范围小，而我国气候类型多样，大部分地区冬夏温差大，热/冷/湿负荷随时间变化明显，传统的系统不能很好的满足实际的需要，全年使用时间短，也造成了设备的闲置和浪费。热泵调温除湿机是提供一种可以在不同室内、外温度下对室内进行供热、制冷和除湿以满足室内温湿度要求的热泵型调温调湿方法及其设备，以提高除湿调温系统的性能，扩大除湿调温系统的适用范围。

　　系统原理与结构

　　所示为一种热泵调温调湿机组，由压缩机、四通阀、室外换热器、室内第二换热器、室内第一换热器、膨胀阀等过制冷剂管路连接成一个制冷循环，其中室外换热器与室内第二换热器两个支路并联，并在室内第二换热器的支路上安装用来控制支路通断的电磁阀。通过四通阀进行制冷和制热模式转换(制冷时，制冷剂流向如图中实线箭头所示；制热时，制冷剂流量如图中虚线箭头所示)，能够满足全年运行冷热负荷大范围变化的要求，并通过两个并联换热器支路的通断和室外换热器风量或水量的调节进行微量调节，能够满足不同湿/冷/热负荷的需要，使得对室内温度和湿度都能较好的控制在设定范围内。采用四通阀换向除霜的方法，实现不停机快速除霜。本系统适用范围广，调节能力强，可以在我国大多数地区全年运行进行温湿度调节，提高了设备的利用率。

　　1、降温除湿模式

　　当室内温湿度都比较高，而且室内冷负荷比较大时，系统运行于降温除湿模式。此时四通阀不带电，系统按制冷方式运行，室内第二换热器支路为电磁阀关断，室外换热器为冷凝器，室内第一换热器为蒸发器。室内空气只被室内第一换热器降温除湿，成为低温低湿的空气返回室内。在这种模式下，还可以调节室外换热器的风量或水量进一步调节制冷量和除湿量，制冷量和除湿量都随着室外换热器风量或水量的增加而上升。

　　2、调温除湿模式

　　当室内湿度和湿负荷都比较高，而且室内冷负荷比较小时，系统运行于调温除湿模式。此时四通阀不带电，系统仍按制冷方式运行，室外换热器和室内第二换热器为两个并联的冷凝器，室内第一换热器为蒸发器。室内空气被室内第一换热器降温除湿后，经过室内第二换热器时被部分冷凝热进行再热后，空气返回室内。在这种模式下，还可以调节室外换热器的风量和水量来调节两个冷凝器换热量的分配，进一步控制室内再热量，从而达到控制室内空气温度的目的。

　　3、升温除湿模式

　　当室内湿度和湿负荷都比较高，但是室内温度低且热负荷比较小时，系统运行于升温除湿模式。此时四通阀不带电，系统按制冷方式运行，室外换热器支路被电磁阀关断，室内第二换热器为冷凝器，室内第一换热器为蒸发器。由于室内第二换热器2中也有高温制冷剂流过，室内空气被室内第一换热器降温除湿后，经过室内第二换热器全部冷凝热都被用来再热空气。在这种模式下，由于室外换热器的制冷剂流路关断，全部冷凝热都由室内第二换热器承担，系统冷凝热要大于蒸发热，所以被处理的空气湿度下降温度上升。

　　4、制热模式

　　当室内温度很低，而且热负荷比较大时，尽管相对湿度比较高，但是含湿量比较低，出去空气中的水分比较困难，但是将空气加热后，含湿量不变的情况下，空气的相对湿度就迅速下降，因此可以通过系统制热运行，来实现对室内温湿度的控制。此时四通阀带电，系统按制热方式运行，室内第二换热器被电磁阀关断，室外换热器为蒸发器，室内第一换热器为冷凝器。在这种模式下，室内空气被室内第一换热器加热后，经过室内第二换热器不进行换热后返回室内。这样空气的温度上升、湿度下降，从而实现对室内温湿度的控制。

　　5、自动除霜

　　本发明采用四通阀换向除霜的方法，实现不停机快速除霜。

　　当系统运行于模式1－3时，室内第一换热器为蒸发器，当蒸发器表面温度低于0oC，进入蒸发器的空气相对湿度大时，空气中的水分可能在蒸发器外表面结霜，当霜达到一定厚度后，使得空气侧压力损失上升，空气流量降低，换热效果差，需要进行除霜。此时，使得机组运行于制热调湿模式4，室内第一换热器作为冷凝器，高温制冷剂的进入使得霜迅速融化后，恢复原来的运行模式。

　　当系统运行于制热模式4时，室外换热器为蒸发器，当室外空气温度低湿度高而且蒸发器表面温度低于0℃时，室外换热器外表面也可能结霜，当霜达到一定厚度后，使得机组运行于调温除湿模式2，室外换热器作为冷凝器，高温制冷剂的进入使得霜迅速融化，室内第二换热器也作为冷凝器，防止被室内第一换热器降温的空气直接进入室内，当霜完全除掉后，恢复制热调温模式。

　　热泵调温除湿机的特点

　　热泵调温除湿机是提供一种可以在不同室内、外温度下对室内进行供热、制冷和除湿以满足室内温湿度要求的热泵型调温调湿方法及其设备，具有如下优点：以提高除湿调温系统的性能，扩大除湿调温系统的适用范围。

　　1、运行模式多：

　　热泵调温除湿机具有降温除湿、调温除湿、升温除湿、制热、自动除霜等运行模式。而且室外换热器还可以采用风冷和水冷等不同形式。

　　2、调节范围大：

　　由于热泵调温除湿机具有多种不同的运行模式，从降温除湿到制热运行，提高了系统的制冷、制热、除湿的调节范围，能够满足不同冷/热/湿负荷的需求。

　　3、调节精度高：

　　热泵调温除湿机在通过运行模式转换来调节制冷量、制热量和除湿量，在每种运行模式下，还可以调室外换热器的风机转速（风冷型换热器）和水泵转速（水冷型换热器）来调整室外换热器和室内换热器之间的热量分配，对系统的制冷量或制热量进行微调，以提高温湿度的调节精度。

　　4、适用范围广：

　　由于热泵调温除湿机具有多种运行模式，能够实现较大范围的制冷/制热/除湿的调节范围，室外换热器可以采用风冷或者水冷等形式，能够在不同地区使用，以满足全年运行冷/热/湿负荷的要求，以实现对空气温湿度的控制。

　　5、自动控制：

　　根据室内温湿度的设计要求，实时检测室内的温湿度、室外温度和系统的运行状态，根据室内温湿度的变化和室外温度条件，自动转换系统的运行模式，以保证室内的温湿度要求和系统安全运行。