本实用新型涉及一种实现溶液再生的热源塔热泵装置。
背景技术：
热源塔热泵是一种新型冷热源方案，在夏季制冷时，热源塔做常规冷却塔使用，保持水冷冷水机组较高的制冷效率；在冬季制热时，溶液在热源塔中与空气换热，提取空气中的低品位热能，通过热泵机组向室内供热。与空气源热泵相比，热源塔热泵冬季运行避免了结霜问题，在夏季具有较高运行效率。与水/地源热泵相比，热源塔热泵具有使用灵活，不受地理条件限制等优点，具有较好的应用前景。但是热源塔热泵在冬季制热工况运行，当空气中水蒸汽分压力大于溶液表面水蒸汽分压力时，空气中的水蒸汽将进入到溶液中，使溶液的浓度变稀，溶液冰点上升，溶液存在冻结的危险。为保证热源塔热泵安全可靠运行，需要对变稀的溶液进行浓缩再生。
本实用新型针对上述问题提出了一种实现溶液再生的热源塔热泵装置，采用热泵冷凝热作为再生热源，在不同环境下满足热用户需求同时实现热源塔溶液自我再生，保证热源塔热泵安全可靠运行。
技术实现要素：
为解决以上技术上的不足，本实用新型提供了一种实现溶液再生的热源塔热泵装置。
本实用新型是通过以下措施实现的：
本实用新型的实现溶液再生的热源塔热泵装置，包括蒸发器、压缩机、冷凝器、溶液换热器、热源塔和热源塔/再生塔；热源塔和热源塔/再生塔的溶液输出端连接蒸发器的溶液输入端，蒸发器的溶液输出端连接溶液换热器的溶液输入端和热源塔的溶液输入端，溶液换热器的溶液输出端连接热源塔/再生塔的溶液输入端；
蒸发器的制冷剂输出端和制冷剂输入端分别连接冷凝器的制冷剂输入端和冷剂输出端，冷凝器的热水输出端和热水输入端分别连接有热水供水管和热水回水管，热水供水管和热水回水管分别与溶液换热器的热水输出端和热水输入端相连接；蒸发器的制冷剂输出端与冷凝器的制冷剂输入端之间的连接管路上设置有压缩机，蒸发器的制冷剂输入端与冷凝器的制冷剂输出端之间的连接管路上设置有节流装置，用热户的热水输出端与溶液换热器的热水输入端之间的连接管路上设置有电子调节阀，溶液换热器的溶液输入端设置有溶液密度传感器，热源塔/再生塔的空气流入口和空气流出口均设置有空气温湿度传感器，所述空气温湿度传感器、溶液密度传感器和电子调节阀连接有控制器。
上述蒸发器的溶液输入端与热源塔溶液输出端之间以及蒸发器的溶液输入端与热源塔/再生塔溶液输出端之间的连接管路上设置有溶液泵，所述热水供水管上设置有热水泵。
本实用新型的有益效果是：1.可实现溶液再生的热源塔热泵装置采用热泵冷凝热作为再生热源，避免采用电加热浪费高品位能源。
2.采用热源塔/再生塔本身实现溶液再生，避免设置额外的溶液再生装置，在满足热用户热量需求同时实现溶液在热源塔/再生塔中自我再生，无需设置溶液再生的专用装置。
3.采用热泵冷凝热作为再生热源，通过测量溶液密度、热源塔/再生塔进出口空气的温度和湿度，将数据传至控制器用于判断电子调节阀的开启度，以保证溶液再生量，维持溶液冰点稳定，使热源塔热泵连续可靠运行。
附图说明
图1为本实用新型的结构连接示意图。
其中：1、压缩机；2、冷凝器；2a、冷凝器的制冷剂输入端；2b、冷凝器的制冷剂输出端；2c、冷凝器的热水输入端；2d、冷凝器的热水输出端；3、节流装置；4、蒸发器；4a、蒸发器的制冷剂输入端；4b、蒸发器的制冷剂输出端；4c、蒸发器的溶液输入端；4d、蒸发器的溶液输出端；5、热水泵；6、溶液泵；7热源塔、8热源塔/再生塔；9、溶液换热器；9a、溶液换热器的溶液输入端；9b、溶液换热器的溶液输出端；9c、溶液换热器的热水输入端；9d、溶液换热器的热水输出端；10、溶液密度传感器；11热源塔/再生塔入口空气温度传感器、12热源塔/再生塔出口空气温度传感器；13、控制器；14、电子调节阀。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的描述：
如图1所示，本实用新型的一种实现溶液再生的热源塔热泵装置，包括热泵循环回路、溶液循环回路、热水循环回路、溶液浓度控制装置：
热泵循环回路包括压缩机1、冷凝器2、节流装置3、蒸发器4、及其相关连接管道：压缩机1的输出端连接冷凝器2的制冷剂输入端2a，冷凝器2的制冷剂输出端2b连接节流装置3的输入端，节流装置3的输出端连接蒸发器4的制冷剂输入端4a，蒸发器4的制冷剂输出端4b连接压缩机1的输入端，冷凝器2也是热水循环回路的构成部件，蒸发器4也是溶液循环回路的构成部件；
溶液循环回路包括溶液泵6、溶液密度传感器10、溶液换热器9、热源塔7、热源塔/再生塔8、冷凝器2及其相关连接管道：溶液泵6的输出端连接至蒸发器4的溶液输入端4c，蒸发器4的输出端4d连接溶液密度传感器10的输入端，溶液密度传感器10的输出端分两路，一路连接溶液换热器9的溶液输入端9a，溶液换热器9的溶液输出端9b连接热源塔7的输入端；另一路连接热源塔/再生塔8的输入端，热源塔7的输出端与的热源塔/再生塔8的输出端汇合连接至溶液泵6的输入端，蒸发器4也是热泵循环回路的构成部件，溶液密度传感器10也是溶液浓度控制装置的构成部件；
热水循环回路包括热水泵5、电动调节阀14、溶液换热器9、冷凝器2及其相关连接管道：热水泵5的输出端连接热水供水管，在距离热源塔距离较近位置处引出热水供回水支管，热水供水支管输出端连接电动调节阀14输入端，电动调节阀14输出端连接溶液换热器9的热水输入端9c，溶液换热器9的热水输出端9d连接热水回水支管的输入端，热水回水支管连接热水回水管，热水回水管输出端连接冷凝器2的热水输入端2c，冷凝器2的热水输出端2d连接热水泵5的输入端，所述冷凝器2也是构成热泵循环回路的构成部件，溶液换热器9也是构成溶液循环回路的构成部件，电动调节阀14也是构成溶液浓度控制装置的构成部件；
溶液浓度控制装置包括溶液密度传感器10、热源塔/再生塔入口空气温度传感器11、热源塔/再生塔出口空气温度传感器12、控制器13、电动调节阀14及其相关链接线路：溶液密度传感器10的信号输出端、热源塔/再生塔入口空气温度传感器11和热源塔/再生塔出口空气温度传感器12的信号输出端连接至控制器13的信号输入端、控制器13的信号输出端连接至电动调节阀14的信号输入端，溶液密度传感器10也是构成溶液循环回路的构成部件，电动调节阀14也是构成热水循环回路的构成部件。
本实用新型一种实现溶液再生的热源塔热泵装置的工作原理：
空气温湿度传感器11、12实时检测出热源塔/再生塔的进出口空气温度和相对湿度并发送给控制器13，溶液密度传感器10实时检测出溶液的密度并发送给控制器13，控制器13根据溶液的密度以及空气的温度和相对湿度进行计算，判断热源塔/再生塔8中溶液是否处于吸湿状态，如果是，判断测量溶液密度值低于设定值，若测量溶液密度值低于设定值，则开启电子调节阀14，并根据溶液密度低于设定值的大小调节电子调节阀14的开启度，热源塔/再生塔8中溶液处于再生状态，溶液密度升高，冰点降低；当溶液密度高于设定值一定范围时，则关闭电子调节阀14；如果否，热源塔/再生塔8中空气中的水分未进入到溶液中，不开启电子调节阀14。
本实用新型冬季运行时在不同的室外环境条件下运行时分为两种模式。
制热运行模式一：当空气相对湿度较小，空气中的水蒸气分压力小于或等于溶液表面水蒸气分压力时，溶液中的水分进入到空气中。通过采集热源塔/再生塔入塔空气和出塔空气的温度和相对湿度，溶液浓度控制装置的控制器13计算可得出入塔空气含湿量小于或等于出塔空气温度含湿量。此时，热源塔7和热源塔/再生塔8中空气中的水分未进入到溶液中，因此无需开启电子调节阀14。压缩机1出口制冷剂进入冷凝器2制冷剂输入端，冷凝器2中制冷剂被冷凝为液体并释放冷凝热量。制冷剂液体经节流阀3进入蒸发器4制冷剂输入端，蒸发器4中制冷剂与低温溶液换热沸腾蒸发变为气体，之后进入压缩机1，进入下一个制冷剂循环。热水在冷凝器2中被制冷剂加热升温后，经冷凝器2热水输出端进入热水泵5，热水经热水泵5进入热水供水管。此时电子调节阀14处于关闭状态，全部热水提供热用户所需热量。然后，热水由热水回水管进入冷凝器2热水输入端，进入冷凝器2与制冷剂换热，进入下一个热水循环。溶液经溶液泵6进入蒸发器4 溶液输入端，在蒸发器4中溶液放出热量，作为热泵的低位热源。之后，溶液经蒸发器4溶液输出端流出，进入溶液密度传感器10。溶液密度与溶液冰点有一一对应的函数关系，溶液浓度控制装置通过监测溶液浓度来保证溶液冰点在安全范围内，保证热源塔热泵的安全运行。溶液流出溶液密度传感器10分成两路，一路溶液直接进入热源塔7与空气换热；另一路进入溶液换热器的溶液输入端9a，此时电子调节阀14关闭，溶液在溶液换热器9未被加热，之后进入热源塔/再生塔8与空气换热。两路溶液在热源塔7和热源塔/再生塔8出口混合，进入溶液泵6，进入下一个溶液循环。
制热运行模式二；当空气相对湿度较大，空气中的水蒸气分压力大于溶液表面水蒸气分压力时，空气中的水蒸汽进入到溶液中。通过采集热源塔/再生塔入塔空气和出塔空气的温度和相对湿度，可计算得到热源塔/再生塔8进口空气含湿量大于出口空气温度含湿量。热源塔7和热源塔/再生塔8中溶液浓度降低，冰点升高，存在冻结的危险。当溶液浓度低于设定值时，溶液浓度控制装置开启电子调节阀14，以提供溶液再生所需热量。此时，溶液浓度控制装置的控制器13通过计算测量的溶液浓度与设定正常值偏离的大小以调节电子调节阀14的开启度。电子调节阀14控制热水的流量保证溶液再生时所需的再生热量，调节溶液的再生速率。当溶液密度高于设定溶液密度正常值一定范围时，即可关闭电子调节阀14。通过上述控制方法使溶液浓度处于设定的范围中，维持溶液冰点的稳定，保证热源塔热泵连续可靠运行。压缩机1出口制冷剂进入冷凝器2制冷剂输入端，冷凝器2中制冷剂被冷凝为液体并释放冷凝热量。制冷剂液体经节流阀3进入蒸发器4制冷剂输入端，蒸发器4中制冷剂与低温溶液换热沸腾蒸发变为气体，之后进入压缩机1，进入下一个制冷剂循环。热水在冷凝器2中被制冷剂加热升温后，经冷凝器2热水输出端进入热水泵5，热水经热水泵5进入热水供水管。此时电子调节阀14处于开启状态，少部分热水进入热水供水支管，经电子调节阀14进入溶液换热器9热水输入端。在溶液换热器9中，热水与溶液换热以提供溶液再生所需热量。之后，热水在溶液换热器9热水输出端流出，进入热水回水支管。然后，热水回水管与热水回水支管中热水混合进入冷凝器2热水输入端，进入冷凝器2与制冷剂换热，进入下一个热水循环。溶液经溶液泵6进入蒸发器4溶液输入端，在蒸发器4中溶液放出热量，作为热泵的低位热源。之后，溶液经蒸发器4溶液输出端流出，进入溶液密度传感器10。溶液流出溶液密度传感器10分成两路，一路溶液直接进入热源塔7与空气换热，空气相对湿度较大，空气中的水蒸气分压力大于溶液表面水蒸气分压力时，空气中的水蒸汽进入到溶液中，热源塔7中的溶液处于吸湿状态；另一路进入溶液换热器的溶液输入端9a，此时电子调节阀14开启，在溶液换热器9中溶液被热水加热升温。溶液离开溶液换热器9后进入热源塔/再生塔9。此时，溶液经溶液换热器升温，溶液表面水蒸气分压力大于空气中的水蒸气分压力，溶液中的水分进入到空气中，热源塔/再生塔8中的溶液处于再生状态。溶液浓度控制装置通过控制电子调节阀14的开启度来调节溶液的再生速率，保证热源塔/再生塔8中水分离开溶液的速率大于或等于热源塔7中水分进入溶液的速率，以维持溶液浓度处于安全范围。之后，两路溶液在热源塔7和热源塔/再生塔8出口混合，进入溶液泵6，进入下一个溶液循环。在满足热用户需求同时实现热源塔溶液自我再生，保证热源塔热泵安全可靠运行。
以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。