专利名称：一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调用的热泵空调机组技术领域，特别涉及一种带防冻液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组。
背景技术：
采用冷却塔向室外空气中取热并为冬季的水冷式热泵空调机组提供热能，是实现高效、稳定供热的重要途径，与空气源热泵相比，其换热效率高，节省换热器材料，可实现连续供热，具有显著的节能减排前景。但是，目前常用的水冷式热泵空调机组中，当冷却塔中的载冷剂(冷却水)温度低于o°c时，载冷剂就会冻结成冰，使冷却塔及其连接的部件可能存在膨胀裂损的危险，这时若能得到合适浓度的防冻溶液，则可以保证各部件在低温下正常 工作。此外，在热泵工况时，冷却塔向空气取热后，空气的温度降低，会使空气中的水分冷凝，此部分冷凝水进入防冻溶液中，又将导致防冻溶液稀释，随着防冻溶液浓度降低，防冻溶液的冰点会提高，如不及时提高防冻溶液的浓度(或称溶液再生)，冷却塔的溶液池、水泵等部件仍有膨胀裂损风险。为解决这个问题，目前多将被稀释的溶液添加高浓度的防冻剂，将溢流出来的被稀释的防冻溶液存放在室内或地下的溶液储存罐内，待室外温度升高后，再将稀溶液泵入冷却塔内，利用空气中的能量实现溶液再生，但该方法需要很高浓度的防冻剂、大容量的浓溶液与稀溶液储存罐，导致防冻剂使用量大、溶液储存空间庞大、初投资极高、并增加防冻剂的运行费用，极大地限制了冷却塔作为热泵取热装置的热泵空调机组在低温地区的适用范围。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全可靠、可稳定提高防冻溶液浓度，并且能实现热量回收的带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，该机组的使用有效降低制冷空调系统的初投资和运行成本。本实用新型的技术方案为一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，包括压缩机、水冷式冷凝器、冷却塔、节流装置、蒸发器和防冻溶液再生热回收装置，压缩机一端的接口分别连接水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管，压缩机另一端的接口也分别连接水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管，节流装置两端分别连接水冷式冷凝器的液体管和蒸发器的液体管，水冷式冷凝器、冷却塔和防冻溶液再生热回收装置依次连接形成冷却水系统；防冻溶液再生热回收装置包括再生容器和水蒸汽冷凝热回收器，再生容器与水蒸汽冷凝热回收器之间通过水蒸汽通道连接；再生容器内设有加热器，再生容器通过低浓度防冻溶液通道与冷却塔的防冻溶液出口端连接，再生容器通过高浓度防冻溶液通道与水冷式冷凝器的防冻溶液进口端连接，水冷式冷凝器的防冻溶液进口端还与冷却塔的防冻溶液出口端连接，水冷式冷凝器的防冻溶液出口端与冷却塔的防冻溶液进口端连接；水蒸汽冷凝热回收器内设有热交换器，热交换器上分别设有热交换介质进口和热交换介质出口，热交换介质进口通过第一热泵阀与水冷式冷凝器连接，热交换介质出口通过第二热泵阀与压缩机连接，水蒸汽冷凝热回收器上还设有冷凝水出口。所述热交换器内的热交换介质为机组制冷剂。所述高浓度防冻溶液通道上设有溶液泵。所述压缩机一端的接口同时为制冷进口和制热进口，压缩机另一端的接口同时为制冷出口和制热出口 ；其中，制冷出口与水冷式冷凝器气体管连接的管路上设有第一制冷阀，制冷进口与蒸发器气体管连接的管路上设有第二制冷阀，制热出口与蒸发器气体管连接的管路上设有第三热泵阀，制热进口与水冷式冷凝器气体管连接的管路上设有第四热泵阀。所述压缩机一端的接口同时为制冷进口和制热进口，压缩机另一端的接口同时为制冷出口和制热出口 ；压缩机一端的接口处设有第一二位三通换向阀，压缩机另一端的接口设有第二二位三通换向阀，第一二位三通换向阀的两个进口分别通过管道与水冷式冷凝 器的气体管和蒸发器的气体管连接，第二二位三通换向阀的两个出口也分别通过管道与水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管连接。所述压缩机一端的接口同时为制冷进口和制热进口，压缩机另一端的接口同时为制冷出口和制热出口 ；压缩机上同时作为制冷出口和制热出口的接口处设有四通换向阀，四通换向阀的另外三个接口分别通过管道与水冷式冷凝器的气体管、蒸发器的气体管和压缩机上同时作为制冷进口和制热进口的接口连接。上述装置结构中，所述加热器采用电阻式、电磁式、蒸汽式、燃气式、燃油式或油热式的加热器，加热器的热源为电、燃气、燃油、烟气余热、压缩机排气或热泵机组制取的热水。所述热交换器采用翅片管式、管壳式、套管式或板式的换热器。所述第一制冷阀、第二制冷阀、第一热泵阀、第二热泵阀、第三热泵阀和第四热泵阀均可采用电动阀或手动阀。所述第一二位三通换向阀和第二二位三通换向阀均可采用电动或气动的二位三通换向阀。本带防冻溶液再生热回收装置的水冷式冷热水机组使用时，其原理是压缩机、水冷式冷凝器、节流装置和蒸发器同时形成制冷循环模式和制热循环模式；当作为制冷循环模式时，溶液由压缩机的制冷出口送出，依次经过水冷式冷凝器、节流装置和蒸发器，最后由压缩机的制冷进口进入压缩机，从而形成制冷循环模式；当作为制热循环模式时，溶液由压缩机的制热出口送出，依次经过蒸发器、节流装置和水冷式冷凝器，最后由压缩机的制热进口进入压缩机，从而形成制热循环模式。其中，防冻溶液再生热回收装置的原理是冷却塔内的低浓度防冻溶液从低浓度防冻溶液通道进入再生容器，通过加热器对低浓度防冻溶液进行加热蒸发，产生的高温水蒸汽从水蒸汽通道送至水蒸汽冷凝热回收器，加热蒸发后得到的高浓度防冻溶液从高浓度防冻溶液通道送出；水蒸汽在水蒸汽冷凝热回收器内通过热交换器与热交换介质(机组制冷剂)进行热交换，水蒸汽被冷却后从冷凝水出口送出。本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果I、实现了溶液再生，避免了防冻溶液被冻结从冷却塔到再生容器中的低浓度防冻溶液经过加热器的加热作用，蒸发出高温水蒸汽，使稀溶液转变成浓溶液后返回冷却塔，保证了冷却塔中的防冻溶液浓度保持在合适水平，持续满足系统运行的防冻需求。2、实现了溶液再生能源的回收利用加热再生容器中的低浓度防冻溶液而产生的高温水蒸汽通过水蒸汽通道进入水蒸汽冷凝热回收器，与热交换器中的制冷剂进行热交换，不仅将高温的水蒸汽冷凝成低温的冷凝水，而且将低温的制冷剂的温度升高，加热防冻溶液所消耗的能量通过水蒸汽冷凝放热方式得到回收利用，同时提高热泵工况时的蒸发温度、机组性能和运行稳定性。3、实现了热泵无霜运行冷却塔中的低浓度防冻溶液经过防冻溶液再生热回收装置，提高了溶液浓度，可避免热泵工况时冷却塔及其部件发生结霜或结冰现象，使热泵工况实现连续运行，避免了风冷热泵长期间断性融霜，影响热泵效果。4、由冷凝水出口排出的淡水可作为生活用水以及室内加湿等设备的水源，实现了水资源循环利用。5、本防冻溶液再生热回收装置为水冷式热泵空调机组通过冷却塔从室外空气中取热实现高效、连续、稳定供热提供了技术保障，并且有效拓展了采用冷却塔的空气源热泵在低温地区的适用范围。
图I为本水冷式空调热泵机组实施例I的原理示意图。图2为本水冷式空调热泵机组实施例2的原理示意图。图3为本水冷式空调热泵机组实施例3的原理示意图。图4为本水冷式空调热泵机组实施例4的原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例I本实施例一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，如图I所示，包括压缩机I、水冷式冷凝器2、冷却塔3、节流装置4、蒸发器5和防冻溶液再生热回收装置，压缩机I 一端的接口 23分别连接水冷式冷凝器2的气体管和蒸发器5的气体管，压缩机I另一端的接口 22也分别连接水冷式冷凝器2的气体管和蒸发器5的气体管，节流装置4两端分别连接水冷式冷凝器2的液体管和蒸发器5的液体管，水冷式冷凝器2、冷却塔3和防冻溶液再生热回收装置依次连接形成冷却水系统；防冻溶液再生热回收装置包括再生容器6和水蒸汽冷凝热回收器9，再生容器6与水蒸汽冷凝热回收器9之间通过水蒸汽通道8连接；再生容器6内设有加热器7，再生容器6通过低浓度防冻溶液通道13与冷却塔3的防冻溶液出口端连接，再生容器6通过高浓度防冻溶液通道14与水冷式冷凝器2的防冻溶液进口端连接，水冷式冷凝器2的防冻溶液进口端还与冷却塔3的防冻溶液出口端连接，水冷式冷凝器2的防冻溶液出口端与冷却塔3的防冻溶液进口端连接；水蒸汽冷凝热回收器9内设有热交换器10，热交换器10上分别设有热交换介质进口 11和热交换介质出口 12,热交换介质进口 11通过第一热泵阀16与水冷式冷凝器2连接，热交换介质出口 12通过第二热泵阀17与压缩机I连接，水蒸汽冷凝热回收器10上还设有冷凝水出口 15。热交换器10内的热交换介质为机组制冷剂。压缩机I 一端的接口 23同时为制冷进口和制热进口，压缩机I另一端的接口 22同时为制冷出口和制热出口 ；其中，制冷出口与水冷式冷凝器气体管连接的管路上设有第一制冷阀18，制冷进口与蒸发器气体管连接的管路上设有第二制冷阀19，制热出口与蒸发器气体管连接的管路上设有第三热泵阀20，制热进口与水冷式冷凝器气体管连接的管路上设有第四热泵阀21。上述装置结构中，加热器7可采用电阻式、电磁式、蒸汽式、燃气式、燃油式或油热式的加热器，加热器的热源可为电、燃气、燃油、烟气余热、压缩机排气或热泵机组制取的热水。热交换器10可米用翅片管式、管壳式、套管式或板式的换热器。第一制冷阀、第二制冷阀、第一热泵阀、第二热泵阀、第三热泵阀和第四热泵阀均可采用电动阀或手动阀。本带防冻溶液再生热回收装置的水冷式冷热水机组使用时，其原理是压缩机、水冷式冷凝器、节流装置和蒸发器同时形成制冷循环模式和制热循环模式；当作为制冷循环模式时，溶液由压缩机的制冷出口送出，依次经过水冷式冷凝器、节流装置和蒸发器，最后 由压缩机的制冷进口进入压缩机，从而形成制冷循环模式；当作为制热循环模式时，溶液由压缩机的制热出口送出，依次经过蒸发器、节流装置和水冷式冷凝器，最后由压缩机的制热进口进入压缩机，从而形成制热循环模式。其中，防冻溶液再生热回收装置的原理是冷却塔内的低浓度防冻溶液从低浓度防冻溶液通道进入再生容器，通过加热器对低浓度防冻溶液进行加热蒸发，产生的高温水蒸汽从水蒸汽通道送至水蒸汽冷凝热回收器，加热蒸发后得到的高浓度防冻溶液从高浓度防冻溶液通道送出；水蒸汽在水蒸汽冷凝热回收器内通过热交换器与热交换介质(机组制冷剂)进行热交换，水蒸汽被冷却后从冷凝水出口送出。实施例2本实施例一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，如图2所示，与实施例I相比较，其不同之处在于，高浓度防冻溶液通道14上设有溶液泵24。实施例3本实施例一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，如图3所示，与实施例I相比较，其不同之处在于，压缩机一端的接口 23同时为制冷进口和制热进口，压缩机另一端的接口 22同时为制冷出口和制热出口 ；压缩机一端的接口 23设有第一二位三通换向阀26，压缩机另一端的接口 22设有第二二位三通换向阀25，第一二位三通换向阀的两个进口分别通过管道与水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管连接，第二二位三通换向阀的两个出口也分别通过管道与水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管连接。其中，第一二位三通换向阀和第二二位三通换向阀均可采用电动或气动的二位三通换向阀。实施例4本实施例一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，如图4所示，与实施例I相比较，其不同之处在于，压缩机一端的接口 23同时为制冷进口和制热进口，压缩机另一端的接口 22同时为制冷出口和制热出口 ；压缩机上同时作为制冷出口和制热出口的接口处设有四通换向阀27，四通换向阀的另外三个接口分别通过管道与水冷式冷凝器的气体管、蒸发器的气体管和压缩机上同时作为制冷进口和制热进口的接口连接。如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求1.一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，其特征在于，包括压缩机、水冷式冷凝器、冷却塔、节流装置、蒸发器和防冻溶液再生热回收装置，压缩机一端的接口分别连接水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管，压缩机另一端的接口也分别连接水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管，节流装置两端分别连接水冷式冷凝器的液体管和蒸发器的液体管，水冷式冷凝器、冷却塔和防冻溶液再生热回收装置依次连接形成冷却水系统； 防冻溶液再生热回收装置包括再生容器和水蒸汽冷凝热回收器，再生容器与水蒸汽冷凝热回收器之间通过水蒸汽通道连接；再生容器内设有加热器，再生容器通过低浓度防冻溶液通道与冷却塔的防冻溶液出口端连接，再生容器通过高浓度防冻溶液通道与水冷式冷凝器的防冻溶液进口端连接，水冷式冷凝器的防冻溶液进口端还与冷却塔的防冻溶液出口端连接，水冷式冷凝器的防冻溶液出口端与冷却塔的防冻溶液进口端连接；水蒸汽冷凝热回收器内设有热交换器，热交换器上分别设有热交换介质进口和热交换介质出口，热交换介质进口通过第一热泵阀与水冷式冷凝器连接，热交换介质出口通过第二热泵阀与压缩机连接，水蒸汽冷凝热回收器上还设有冷凝水出口。
2.根据权利要求I所述一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，其特征在于，所述热交换器内的热交换介质为机组制冷剂。
3.根据权利要求I所述一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，其特征在于，所述高浓度防冻溶液通道上设有溶液泵。
4.根据权利要求I所述一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，其特征在于，所述压缩机一端的接口同时为制冷进口和制热进口，压缩机另一端的接口同时为制冷出口和制热出口 ；其中，制冷出口与水冷式冷凝器气体管连接的管路上设有第一制冷阀，制冷进口与蒸发器气体管连接的管路上设有第二制冷阀，制热出口与蒸发器气体管连接的管路上设有第三热泵阀，制热进口与水冷式冷凝器气体管连接的管路上设有第四热泵阀。
5.根据权利要求I所述一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，其特征在于，所述压缩机一端的接口同时为制冷进口和制热进口，压缩机另一端的接口同时为制冷出口和制热出口 ；压缩机一端的接口处设有第一二位三通换向阀，压缩机另一端的接口设有第二二位三通换向阀，第一二位三通换向阀的两个进口分别通过管道与水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管连接，第二二位三通换向阀的两个出口也分别通过管道与水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管连接。
6.根据权利要求I所述一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，其特征在于，所述压缩机一端的接口同时为制冷进口和制热进口，压缩机另一端的接口同时为制冷出口和制热出口 ；压缩机上同时作为制冷出口和制热出口的接口处设有四通换向阀，四通换向阀的另外三个接口分别通过管道与水冷式冷凝器的气体管、蒸发器的气体管和压缩机上同时作为制冷进口和制热进口的接口连接。
专利摘要本实用新型公开一种带防冻溶液再生热回收装置的水冷式热泵空调机组，包括压缩机、水冷式冷凝器、冷却塔、节流装置、蒸发器和防冻溶液再生热回收装置，压缩机一端的接口分别连接水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管，压缩机另一端的接口也分别连接水冷式冷凝器的气体管和蒸发器的气体管，节流装置两端分别连接水冷式冷凝器的液体管和蒸发器的液体管，水冷式冷凝器、冷却塔和防冻溶液再生热回收装置依次连接形成冷却水系统；本实用新型实现了溶液再生和溶液再生能源的回收利用，避免了防冻溶液被冻结，为水冷式热泵空调机组通过冷却塔器从室外空气中取热实现高效、连续、稳定供热提供了技术保障。
文档编号F24F5/00GK202675509SQ201220332420
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者李志明, 张勇, 谭栋, 何卫国 申请人:广州市华德工业有限公司