一种闭式热源塔接水分水集液循环系统的制作方法
【专利摘要】一种闭式热源塔接水分水集液循环系统，其包括接水系统、分水系统、集液循环系统。本发明结构紧凑，安装方便，冷凝水排放率高，喷淋液（即循环液）回收方便，冷凝水与喷淋液完全隔绝、冷凝水排放工况与喷淋液循环工况切换简单，用于热源塔停机时的雨水排放、热源塔湿式运行工况下与除霜工况下的冷凝水排放、夏季喷淋水循环及冬季防霜液循环，可广泛使用在各种闭式热源塔上。
【专利说明】一种闭式热源塔接水分水集液循环系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种闭式热源塔接水分水集液循环系统，能够同时接纳由热源塔上部落下的各种液体，包括下雨时通过热源塔出风口落入塔体的雨水、夏季进行喷淋降温时的喷淋水、冬季湿工况运行情况下由换热器表面落下的冷凝水、冬季防霜工况下喷淋的防冻液，并将雨水与冷凝水自动排放、将喷淋水与防冻液等循环液自动收集进行循环使用。
【背景技术】
[0002]目前，闭式热源塔热泵空调系统作为一种新型的空调系统得到了广泛的应用，其利用闭式热源塔在夏季进行蒸发式冷却提供热泵冷源、冬季进行对流换热提供热泵热源，从而有利于节约用地、节省初投资、减少能耗、减少环境污染。由于闭式热源塔必须工作在自然环境中，受外部气候环境的影响较大。同时闭式热源塔要承担夏季散热、冬季取热两种不同的功能，在工作过程中会出现夏季的喷淋工况、冬季的干工况、湿工况、防霜工况、结霜工况、除霜工况等多工况工作情况。
[0003]闭式热源塔在夏季工作中，换热器盘管内流动冷却水，风机将外部空气从导风口吸入，通过换热器进行换热；喷淋水通过喷淋系统喷洒在换热器盘管及肋片表面，进行强化换热，喷淋水经过换热器后落入热源塔下部接水盘中由喷淋水泵再次送入喷淋系统进行循环喷淋。换热器盘管内的冷却水将热量传递给空气与喷淋水，温度降低，从而提供给热泵主机作为冷源。
[0004]在冬季工作中，换热器盘管内流动冰点较低的循环溶液，风机将外部空气从导风口吸入与换热器进行换热，循环溶液吸收外部空气的热量，温度升高，从而为热泵主机提供热源。如果此时内循环溶液温度较高，换热器盘管及肋片表面温度低于环境干球温度而高于环境湿球温度，则换热器表面不会结露，热源塔在干工况下运行；如果此时内循环溶液温度较低，换热器表面温度低于露点温度而高于0°c，此时换热器表面会出现结露现象，此种运行工况称为湿工况，在湿工况下换热器表面冷凝水会沿肋片落至积水盘中，需要连续排放。如果此时内循环溶液温度低、换热器表面温度低于o°c，换热器表面会出现结霜现象，为防止其结霜，需要从喷淋系统中喷冰点较低的喷淋溶液在换热器表面以降低换热器表面冰点，喷淋溶液经过换热器后落入接水盘中由喷淋水泵再次送入喷淋系统进行循环喷淋，此为防霜工况。如果不进行喷淋防霜，而是在结霜情况下连续运行，霜层逐渐生成、加厚，此为结霜工况。由于霜层的热阻较大，热源塔工作性能逐渐降低，需要对换热器表面进行除霜处理(可通过加热换热器表面等方式进行)，换热器表面霜层融化后变为凝水落入到接水盘中，此为除霜工况。
从以上情况可以看出，目前的热源塔在夏季与冬季运行期间，由于热源塔提供的功能不同，热源塔需要在不同的工况下转换。尤其是在冬季，热源塔在不同的工况下运行时，热源塔将出现有喷淋液、冷凝水相互交替产生的现象。当热源塔从干工况转为湿工况时，有冷凝水产生需要排放到外部环境，当由湿工况转为防霜工况时，防冻液需要添加至热源塔内进行循环喷淋，不能够排放到环境中去。当结霜工况结束需要进行除霜时，除霜工况下融化的冷凝水也需要排放到环境中。这样一来，闭式热源塔接水盘中，会出现有时是冷凝水、有时是喷淋防冻液、有时是霜融化后的冷凝水的情况。冷凝水需要排放，防冻液需要回收进行循环，而冷凝水的产生和排放以及防冻液的循环利用都是受到天气情况影响，没有一个具体的参照可言，从而为热源塔的运行带来了一定影响。
[0005]在目前使用的闭式热源塔中，采用的都是同一个接水盘，下部接一个储水箱。在夏季工况中，喷淋水盛放在储水箱中，喷淋循环泵直接抽取储水箱中的水进行喷淋。由于接水盘与大气相通，在下雨时雨水直接通过风机出口落入接水盘从而进入储水箱，造成对储水箱水质的污染进而加速换热器表面的结垢与腐蚀。在冬季，雨雪也同样能够进入到接水盘中造成同样的影响。在冬季的运行中，目前往往采用“一次排放、一次充注、再次排放、再次充注”的方式进行凝水的排放与防冻液的使用。即外界温度不太低时，统一一次性排放冷凝水，当需要进行防霜处理时，将储水箱充满防冻液，循环水泵开启进行防霜处理，当不需要防霜处理时，将防冻液取出后进行冷凝水的排放(如果防冻液不取出，则冷凝水会进入到防冻液中导致防冻液冰点升高)，下次再需要防冻液循环时再次进行防冻液的充注。同时，由于防冻液储存在储水箱中时，由于与大气相通，会出现水分蒸发的现象，造成粘度过大，导致水泵运行不稳定。
[0006]从以上可以看出，在闭式热源塔的使用中，由于塔内出现雨水、冷凝水、喷淋液这几种不同性质的流体，需要选择性排放与收集循环。而目前雨水的排放都没有进行而是直接掺混在了储水箱中，凝水的排放与防冻液的填充都是依据工人的经验进行，在某些情况下甚至不对凝水进行排放。如此一来造成了热源塔的换热器结构严重、换热效率低下、防冻液冰点上升迅速等较严重的后果，进一步影响了热源塔热泵主机的工作效率。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是，克服现有闭式热源塔自身排水、集液缺陷，实现雨水排放、不同工况下冷凝水的排放、循环液的回收与循环利用相互隔绝，互不干涉，循环液一次性充注、反复利用，使得热源塔运行平稳且运行费用低的闭式热源塔接水分水集液循环系统。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种闭式热源塔接水分水集液循环系统，其包括接水系统、分水系统、集液循环系统；所述接水系统包括接水盘和导流管，接水盘设于闭式热源塔的换热器的下方，接水盘下部开有孔口，导流管上部与接水盘下部的孔口相接，导流管中心开有通孔；
所述分水系统包括液水分离器、排水管和电动二通阀，液水分离器安装在接水盘下方，导流管置于液水分离器内，液水分离器上部周围开有孔口，导流管的下端管口位置低于液水分离器上部周围的孔口位置，液水分离器内腔通过液水分离器上部周围的孔口与集液箱的内腔相通，液水分离器下部接排水管一端，排水管另一端伸至闭式热源塔的塔体外，所述电动二通阀安装于排水管上；
所述集液循环系统包括集液箱、喷淋循环泵、循环管，集液箱安装在接水盘的下方，液水分离器置于集液箱内，集液箱下部开孔，循环管通过集液箱下部的开孔与集液箱相连，所述喷淋循环泵安装在循环管上。
[0009]进一步，所述接水盘的表面积与塔体内净面积相同，塔体内净面积即指塔体内部空间的水平横截面积，以便能够收集从热源塔上部落下的液体。
[0010]进一步，所述接水系统还包括过滤器，所述过滤器安装在导流管的中心通孔上方。
[0011]进一步，所述集液箱外接补水管。
[0012]所述闭式热源塔包括塔体，塔体顶部设有风筒，风筒内装有风机，换热器上方设有喷嘴，换热器下方还设有导流板。
[0013]排水管上的电动二通阀平时为常开状态，落入到塔体内的雨水、湿工况下生成的冷凝水、除霜过程中生成的冷凝水都通过接水盘、过滤器、导流管进入到液水分离器中，此时由于电动二通阀打开，雨水与冷凝水直接排放。当喷淋循环泵开启时，电动二通阀受喷淋循环泵工作状态控制，电动二通阀关闭。循环液通过接水盘、过滤器、导流管进入液水分离器中，由于排水管上的电动二通阀关闭，循环液在液水分离器中聚集一部分后通过液水分离器上部周围的孔口流入到集液箱中。集液箱可容纳由液水分离器上部周围的孔口流出的循环液，喷淋循环泵可将集液箱中容纳的循环液送至喷嘴。
[0014]本发明通过采用导流管、液水分离器，将雨雪水、冷凝水与循环液自动分离，与现有的闭式热源塔集水储水箱相比，本发明能够避免雨水进入循环液，冷凝水排放与循环液的收集完全隔绝，冷凝水的排放对循环液的收集不产生影响，循环液的收集不受冷凝水排放的影响，不需要在湿工况、防霜工况、除霜工况之间切换时进行其他的操作，从而有利于保证热源塔工作状态稳定，降低运行费用和减少操作误差。
[0015]本发明结构紧凑，安装方便，冷凝水排放率高，喷淋液(即循环液)回收方便，冷凝水与喷淋液完全隔绝、冷凝水排放工况与喷淋液循环工况切换简单，用于热源塔停机时的雨水排放、热源塔湿式运行工况下与除霜工况下的冷凝水排放、夏季喷淋水循环及冬季防霜液循环，可广泛使用在各种闭式热源塔上。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明闭式热源塔接水分水集液循环系统的整体结构示意图；
图2本发明导流管的结构示意图；
图3为本发明液水分离器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0018]参照附图，本实施例之闭式热源塔集液循环分水排水系统包括接水系统、分水系统、集液循环系统；
所述接水系统包括接水盘1、过滤器2和导流管3，接水盘I设于闭式热源塔的换热器13的下方，接水盘I的表面积与塔体内净面积相同，塔体内净面积是指塔体内部空间的水平横截面积，接水盘I下部开有孔口，导流管3上部与接水盘I下部的孔口相接，导流管3能将接水盘I内的液体导流至液水分离器4中，导流管3中心开有通孔15，过滤器2安装在导流管3的中心通孔15上方。
[0019]所述分水系统包括液水分离器4、排水管6、电动二通阀7，液水分离器4安装在接水盘I下方，导流管3置于液水分离器4内，液水分离器4上部周围开有孔口 16，导流管3的下端管口位置低于液水分离器4上部周围的孔口 16位置，液水分离器4内腔通过液水分离器4上部周围的孔口 16与集液箱5的内腔相通，液水分离器4下部接排水管6 —端，排水管6另一端伸至闭式热源塔的塔体外，排水管6上安装有电动二通阀7 ；
所述集液循环系统包括集液箱5、喷淋循环泵8、循环管9，集液箱5安装在接水盘I的下方，液水分离器4置于集液箱5内，集液箱5下部开孔，循环管9通过集液箱5下部的开孔与集液箱5相连，喷淋循环泵8安装在循环管9上。
[0020]所述集液箱5外接补水管17。
[0021]所述闭式热源塔包括塔体，塔体顶部设有风筒10，风筒10内装有风机11，换热器13上方设有喷嘴12，换热器13下方还设有导流板14。
[0022]当闭式热源塔不工作或停止运行时，在下雨或下雪阶段，将电动二通阀7打开，雨水经过风筒10落入塔体内，再经接水盘1、过滤器2、导流管3进入液水分离器4中，由于此时二通阀7打开，雨水经过排水管6直接排放出塔体。
[0023]当闭式热源塔运行时，风机11开动，将外部空气从导流板14吸入，通过换热器13，再经过风筒10送出塔体。
[0024]当闭式热源塔在夏季运行时，通过补水管17，先将一定量的喷淋水充至集液箱5，液位低于液水分离器4上部周围的孔口 16的位置，然后将喷淋循环泵8打开、电动二通阀7关闭，循环液(即集液箱中的喷淋水)从喷嘴12中喷出，洒落在换热器13上，再依次通过接水盘1-过滤器2—导流管3进入液水分离器4中，由于电动二通阀7关闭，故循环液在液水分离器4中聚集一部分后通过液水分离器4上部周围的孔口 16流入到集液箱5中。由于集液箱5安装在接水盘I下方、液水分离器4的外部，故集液箱5可容纳从液水分离器4上部周围的孔口 16流出的循环液。集液箱5下部开口与循环管9相接，循环管9上装有循环泵8，集液箱5中容纳的循环液通过喷淋循环泵8送至喷嘴12进行循环喷淋。若闭式热源塔停止运行时，将电动二通阀7关闭，由于导流管3的下端管口位置低于液水分离器4上部周围的孔口 16位置，故在液水分离器4内所容纳的循环液的液位高于导流管3的下端管口，集液箱5内的循环液不能通过液水分离器4、导流管3与大气相通，从而液水分离器4与导流管3组合起到了水封的作用，循环液与外部大气相隔绝。
[0025]当闭式热源塔在冬季运行时，通过外部补水管17，先将一定量的防冻液充至集液箱5，液位低于液水分离器4上部周围的孔口 16的位置:
在热源塔换热器13表面温度高于外界环境露点温度时，换热器13表面无冷凝水产生，热源塔工作在干工况下，不需要进行喷淋与排水；
若外界温度降低，当换热器13表面温度低于外界环境露点温度时，外界空气与换热器表面接触，空气中的水蒸气将冷凝成冷凝水析出，换热器13表面持续生成冷凝水，热源塔工作在湿工况下，此时，喷淋循环泵8不工作，将电动二通阀7打开，冷凝水通过接水盘1-过滤器2—导流管3进入到液水分离器4中，通过排水管6将冷凝水直接排放；
若外界温度继续降低，当换热器表面温度低于0°C，外界空气中的水蒸气与换热器表面接触后，会在热源塔换热器13表面开始结霜。为了使热源塔正常从空气中取热，有两种方式进行:一种是喷洒防冻液进行连续工作，换热器表面不会结霜；另一种是不喷洒防冻液而让换热器表面结霜后再进行化霜。
[0026]当换热器表面温度低于0°C，为了防止换热器13表面结霜，可在换热器13表面喷洒防冻液进行防霜，此时，热源塔工作在防霜工况下。此时，将喷淋循环泵8打开、电动二通阀7关闭，集液箱5中的防冻液在喷淋循环泵8的作用下，经循环管9到达喷嘴12，从喷嘴12中喷出，洒落在换热器13上，最后通过接水盘1-过滤器2—导流管3进入液水分离器4中，由于排水管上的电动二通阀7处于关闭状态，防冻液在液水分离器4中聚集一部分后，通过液水分离器4上部周围的孔口 16流入到集液箱5中，完成整个循环喷淋。
[0027]当换热器表面温度低于0°C，热源塔换热器13表面开始结霜的情况下，若不打开喷淋循环泵8进行防冻液的喷淋循环，热源塔换热器13表面会逐渐开始结霜，此时，热源塔工作在结霜工况下。在此工况下，不需要开启喷淋循环泵，也没有冷凝水产生。
[0028]待结霜工况完成后，换热器表面的霜层厚度增加，此时，需要对换热器表面的霜层进行清除，热源塔进入除霜工况。在除霜工况中，通过对换热器表面的加热(可采用通过热流体、电加热等多种方式)，换热器13表面的霜层被融化变为冷凝水，此时，喷淋循环泵8不启动，将电动二通阀7打开，冷凝水直接从换热器13表面落入接水盘1，再经过滤器2、导流管3、气液分离器4、排水管6、电动二通阀7排出塔体。
【权利要求】
1.一种闭式热源塔接水分水集液循环系统，其特征在于，包括接水系统、分水系统、集液循环系统； 所述接水系统包括接水盘和导流管，接水盘设于闭式热源塔的换热器的下方，接水盘下部开有孔口，导流管上部与接水盘下部的孔口相接，导流管中心开有通孔； 所述分水系统包括液水分离器、排水管和电动二通阀，液水分离器安装在接水盘下方，导流管置于液水分离器内，液水分离器上部周围开有孔口，导流管的下端管口位置低于液水分离器上部周围的孔口位置，液水分离器内腔通过液水分离器上部周围的孔口与集液箱的内腔相通，液水分离器下部接排水管一端，排水管另一端伸至闭式热源塔的塔体外，所述电动二通阀安装于排水管上； 所述集液循环系统包括集液箱、喷淋循环泵、循环管，集液箱安装在接水盘的下方，液水分离器置于集液箱内，集液箱下部开孔，循环管通过集液箱下部的开孔与集液箱相连，所述喷淋循环泵安装在循环管上。
2.根据权利要求1所述的闭式热源塔接水分水集液循环系统，其特征在于，所述接水盘的表面积与塔体内净面积相同，塔体内净面积即指塔体内部空间的水平横截面积。
3.根据权利要求1或2所述的闭式热源塔接水分水集液循环系统，其特征在于，所述接水系统还包括过滤器，所述过滤器安装在导流管的中心通孔上方。
【文档编号】F24F5/00GK103697554SQ201310734823
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】李念平, 成剑林, 申小杭, 杨亮亮, 陈琦, 贺志明, 张鼎 申请人:湖南大学