具有溶液再生功能的双机热源塔热泵系统及溶液再生方法与流程

文档序号:11651065阅读:452来源:国知局

本发明属于制冷空调系统设计领域,涉及一种具有溶液再生功能的双机热源塔热泵系统及溶液再生方法。



背景技术:

随着人们生活水平的提高,对居住环境的舒适性要求也越来越高,导致建筑空调系统能耗越来越大,因此,开展建筑空调系统的节能已刻不容缓。

常见的空调冷热源方案主要有空气源热泵、地源热泵、冷水机组+锅炉等。这些方案在实际运行过程中存在一些问题:空气源热泵在冬季容易结霜;地源热泵受地理位置的限制较大;冷水机组+锅炉方案,在冬季时,冷水机组处于闲置状态,且锅炉的燃烧也会带来环境污染问题。

为解决冷水机组闲置问题和空气源热泵结霜问题,一些学者提出了热源塔热泵系统,在冬季工况下,利用冷却塔从空气吸收热量,然后向热泵放热。热源塔热泵系统在长江中下游地区得到一定程度的应用。

在冬季运行工况下,热源塔内的循环溶液因吸收空气中的水蒸气而浓度降低,使溶液的凝固点降低,在热源塔表面产生结霜和结冰现象,危害系统的运行。为了维持系统的稳定运行,需要对溶液进行再生。



技术实现要素:

针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种具有溶液再生功能的双机热源塔热泵系统,能对溶液进行再生,维持热源塔热泵系统的稳定运行。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:

一种具有溶液再生功能的双机热源塔热泵系统,包括热源塔供热系统和溶液再生系统;热源塔供热系统包括第一热泵机组、热源塔以及第九电磁阀;溶液再生系统包括第二热泵机组、套筒换热器、溶液浓缩桶、过滤器、第四电磁阀以及第二溶液泵;

所述第一热泵机组第三溶液泵以及第十电磁阀相连,第十电磁阀和第六电磁阀相连,第三溶液泵和第八电磁阀连接,第八电磁阀和热源塔连接,热源塔和第九电磁阀和第十一电磁阀相连,第九电磁阀和第一热泵机组相连,第十一电磁阀和第二热泵机组相连;

所述第二热泵机组和第一溶液泵连接,第一溶液泵和第一电磁阀以及第二电磁阀连接,第一电磁阀和热源塔连接,第二电磁阀和套筒换热器连接,套筒换热器和第二溶液泵以及第二热泵机组连接,第二溶液泵和第三电磁阀,第三电磁阀和溶液浓缩桶连接,溶液浓缩桶经过滤器和第四电磁阀连接,第四电磁阀和第五电磁阀以及第七电磁阀连接,第七电磁阀和第三溶液泵连接,第五电磁阀和第六电磁阀连接,第六电磁阀和套筒换热器连接。

进一步的,为了方便溶液快速混匀,在溶液浓缩桶内设有搅拌器。

进一步的,在溶液浓缩桶内设有滤网。

进一步的,所述第一热泵机组采用大容量机组,第二热泵机组采用小容量机组,大小容量机组和小容量机组的制热量比在5:1左右,例如大容量机组制热量500kw,小容量机组制热量100kw。

进一步的,热源塔供热系统所采用的工质为氯化钠溶液、氯化钙溶液或溴化锂溶液。

溶液再生流程为:首先由第二热泵机组制备低温浓溶液,同时第二热泵机组还可以为建筑物提供热量,制备的低温浓溶液经第一溶液泵和第二电磁阀进入套筒换热器,与来自第一热泵机组蒸发器出口的部分稀溶液进行换热;换热后,浓溶液的温度升高,返回第二热泵机组重新降温;稀溶液温度降低至凝固点温度之下,之后经第二溶液泵和第三电磁阀,稀溶液进入溶液浓缩桶,解除过冷,稀溶液开始析冰,浓缩后的浓溶液经过滤器和第四电磁阀和第七电磁阀,与第一热泵机组的蒸发器出口的溶液混合,经由第三溶液泵和第八电磁阀,送到热源塔进行吸热;若溶液浓缩桶出口的溶液浓度达不到要求,浓溶液则经过过滤器和第四电磁阀、第五电磁阀以及第六电磁阀返回进入套筒换热器降温,然后再进入溶液浓缩桶析冰,溶液浓度进一步浓缩,直至满足需求。

本发明的有益效果是:

1、本发明选择了2台双工况热泵机组,具有供热和溶液浓缩两个功能,第一热泵机组选择大容量机组,负责供热;第二热泵机组选择小容量机组,主要负责溶液浓缩,兼具供热功能。

2、本发明采用冷冻法浓缩溶液,先用第二热泵机组制备低温浓溶液,同时供热,然后浓溶液与稀溶液换热,将稀溶液温度降至凝固点温度之下,使之具有一定的过冷度,然后解除过冷,稀溶液结冰,稀溶液变成浓溶液,完成浓缩过程,溶液浓缩过程只有溶液泵耗功,额外能耗低。

3、本发明中溶液再生系统只需要添加一个套筒换热器、溶液浓缩桶和溶液泵等装置,设备初投资低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具有溶液再生功能的双机热源塔热泵系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示,一种具有溶液再生功能的双机(双机是指采用两台热泵机组作为主机)热源塔热泵系统,包括热源塔供热系统和溶液再生系统;热源塔供热系统包括第一热泵机组、热源塔以及第九电磁阀d9;溶液再生系统包括第二热泵机组、套筒换热器、溶液浓缩桶、过滤器、第四电磁阀d4以及第二溶液泵r2;

所述第一热泵机组第三溶液泵r3以及第十电磁阀d10相连,第十电磁阀d10和第六电磁阀d6相连,第三溶液泵r3和第八电磁阀d8连接,第八电磁阀d8和热源塔连接,热源塔和第九电磁阀d9和第十一电磁阀d11相连,第九电磁阀d9和第一热泵机组相连,第十一电磁阀d11和第二热泵机组相连;

所述第二热泵机组和第一溶液泵r1连接,第一溶液泵r1和第一电磁阀d1以及第二电磁阀d2连接,第一电磁阀d1和热源塔连接,第二电磁阀d2和套筒换热器连接,套筒换热器和第二溶液泵r2以及第二热泵机组连接,第二溶液泵r2和第三电磁阀d3,第三电磁阀d3和溶液浓缩桶1连接,在溶液浓缩桶1内设有滤网4和搅拌器2,溶液浓缩桶1经过滤器3和第四电磁阀d4连接,第四电磁阀d4和第五电磁阀d5以及第七电磁阀d7连接,第七电磁阀d7和第三溶液泵r3连接,第五电磁阀d5和第六电磁阀d6连接,第六电磁阀d6和套筒换热器连接。

本发明中热源塔供热系统的供热流程为:第一热泵机组蒸发器出口的溶液经第三溶液泵r3和第八电磁阀d8后进入热源塔与空气换热,吸热后溶液温度升高,再经第九电磁阀d9进入第一热泵机组。

本发明中的溶液再生系统的溶液再生流程为:首先由第二热泵机组制备低温浓溶液,同时第二热泵机组还可以为建筑物提供热量,制备的低温浓溶液经第一溶液泵r1和第二电磁阀d2进入套筒换热器,与来自第一热泵机组蒸发器出口的部分稀溶液进行换热。换热后,浓溶液的温度升高,返回第二热泵机组重新降温;稀溶液温度降低至凝固点温度之下,即具有一定的过冷度,之后经第二溶液泵r2和第三电磁阀d3,稀溶液进入溶液浓缩桶1,解除过冷,稀溶液开始析冰,析冰之后由稀溶液变成浓溶液,利用过滤网4把冰滤出完成溶液浓缩过程。在溶液浓缩桶的一侧装有过滤器3,浓缩后的浓溶液经过滤器和第四电磁阀d4和第七电磁阀d7,与第一热泵机组的蒸发器出口的溶液混合,经由第三溶液泵r3和第八电磁阀d8,送到热源塔进行吸热,若溶液浓缩桶1出口的溶液浓度达不到要求,浓溶液则经过过滤器3和第四电磁阀d4、第五电磁阀d5以及第六电磁阀d6返回进入套筒换热器降温,然后再进入溶液浓缩桶1析冰,溶液浓度进一步浓缩,直至满足需求。

所述第一热泵机组采用大容量机组,第二热泵机组采用小容量机组。

当建筑物热负荷较小,溶液浓度较高时,可以利用第二热泵机组单独工作,其流程为溶液先经第二热泵机组,放完热量后经第一溶液泵r1和第一电磁阀d1进入热源塔,在热源塔内吸收空气的热量,之后经第十一电磁阀d11再回到热泵机组2继续放热,循环进行,其它阀门关闭。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

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