一種再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)，包括制冷劑回路、溶液回路、空氣回路和冷熱水回路。本實用新型充分利用過熱制冷劑冷卻放出的熱量，基于空氣閉式循環(huán)，在實現(xiàn)溶液再生的同時制取供熱熱水，實現(xiàn)了熱源塔熱泵系統(tǒng)溶液的高效再生，徹底解決了熱源塔熱泵系統(tǒng)的溶液再生問題，提高了熱源塔熱泵系統(tǒng)在各種運行工況下的安全可靠性，并實現(xiàn)了系統(tǒng)的綜合高效。
【專利說明】一種再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于制冷空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和制造領(lǐng)域，涉及一種實現(xiàn)溶液再生熱量綜合高效利用的熱源塔熱泵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]熱源塔熱泵具有兼顧制冷和制熱的功能，在夏季制冷時，具有水冷冷水機組的高效率，冬季制熱時，利用溶液在熱源塔內(nèi)與空氣換熱，溶液吸收空氣中熱量作為熱泵機組的低位熱源。熱源塔熱泵采用電驅(qū)動，可避免直接使用一次能源，系統(tǒng)具有更高的一次能源利用效率，同時不存在空氣源熱泵的結(jié)霜問題，具有使用靈活，不受地理地質(zhì)條件限制等優(yōu)點，是一種很有前景的新型空調(diào)系統(tǒng)。
[0003]熱源塔熱泵系統(tǒng)在冬季制熱運行時，利用溶液在熱源塔中與空氣換熱，在這過程中，由于空氣中水蒸汽與溶液表面的水蒸汽存在分壓力差，空氣中的水分將進入溶液，使溶液的濃度變稀，溶液的冰點將上升，為了保證系統(tǒng)運行的安全可靠，需要將溶液從空氣中吸入的水分從溶液中排出，提高溶液的濃度，即實現(xiàn)溶液的再生。溶液的再生過程是一個需要吸收熱量的過程，如何獲得溶液的再生熱源，及其實現(xiàn)溶液再生熱量的高效利用，對提高熱源塔熱泵系統(tǒng)性能，保證系統(tǒng)安全可靠運行具有重要意義。
[0004]因此，如何解決熱源塔熱泵系統(tǒng)的溶液再生熱源和溶液再生熱量的高效利用，實現(xiàn)熱源塔熱泵系統(tǒng)的綜合高效等問題，設(shè)計出一種新型高效的熱源塔熱泵系統(tǒng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)難題。
實用新型內(nèi)容
[0005]技術(shù)問題:本實用新型的目的是提供一種高效解決熱源塔熱泵系統(tǒng)溶液再生問題，提高熱源塔熱泵系統(tǒng)在各種運行工況下運行效率的再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)。
[0006]技術(shù)方案:本實用新型再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)，包括制冷劑回路、溶液回路、空氣回路和冷熱水回路。制冷劑回路包括壓縮機、第一電磁閥、第二電磁閥、第一換熱器、四通閥、第二換熱器、第一單向閥、第二單向閥、儲液器、過濾器、電子膨脹閥、第三單向閥、第四單向閥、第三換熱器、氣液分離器及其相關(guān)連接管道，第一換熱器和第二換熱器同時也是溶液回路的構(gòu)成部件，第三換熱器同時也是冷熱水回路的構(gòu)成部件。
[0007]制冷劑回路中，壓縮機的輸出端分兩路，一路通過第二電磁閥與第一換熱器第一輸入端連接，另一路通過第一電磁閥與四通閥第一輸入端連接，四通閥第一輸入端同時還與第一換熱器第一輸出端連接，四通閥第一輸出端與第二換熱器第一輸入端連接，第二換熱器第一輸出端與第一單向閥的入口連接，第一單向閥的出口分成兩路，一路與儲液器的輸入端連接，另外一路與第二單向閥的出口連接，第二單向閥的入口與第三換熱器第一輸出端連接，儲液器的輸出端通過過濾器與電子膨脹閥的輸入端連接，電子膨脹閥的輸出端分成兩路，一路連接第三單向閥的入口，另外一路連接第四單向閥的入口，第三單向閥的出口與第三換熱器第一輸出端連接，第四單向閥的出口同時與第二換熱器第一輸出端和第一單向閥的入口連接，第三換熱器第一輸入端與四通閥第二輸入端連接，四通閥第二輸出端與氣液分離器的輸入端連接，氣液分離器的輸出端與壓縮機的輸入端連接。
[0008]溶液回路包括第二換熱器、填料換熱器、第一溶液泵、第一電動三通調(diào)節(jié)閥、第二電動三通調(diào)節(jié)閥、第四換熱器、第四電磁閥、第五電磁閥、溶液儲液器、第六電磁閥、熱源塔、第二溶液泵、第一換熱器及其相關(guān)連接管道，填料換熱器同時是空氣回路的構(gòu)成部件；
[0009]溶液回路中，熱源塔溶液輸出端與第二溶液泵的入口連接，第二溶液泵的出口接第二電動三通調(diào)節(jié)閥輸入端，第二電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端與第二換熱器第二輸入端連接，第二換熱器第二輸出端與熱源塔第一輸入端連接，第二電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端與第四換熱器第一輸入端連接，第四換熱器第一輸出端與第一換熱器第二輸入端連接，第一換熱器第二輸出端與填料換熱器溶液輸入端連接，填料換熱器溶液輸出端與第一溶液泵的入口連接，第一溶液泵的出口接第一電動三通調(diào)節(jié)閥輸入端，第一電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端也與第一換熱器第二輸入端連接，第一電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端接第四換熱器第二輸入端，第四換熱器第二輸出端的出口分成兩路，一路通過第四電磁閥與熱源塔第一輸入端連接，另外一路通過第五電磁閥與溶液儲液器的進口連接，溶液儲液器的出口通過第六電磁閥接熱源塔第二輸入端連接。
[0010]空氣回路包括依次相接的填料換熱器、翅片管換熱器、風機，以及連通填料換熱器、翅片管換熱器、風機的連接風道，構(gòu)成一個循環(huán)回路。翅片管換熱器底端接有放水閥，翅片管換熱器同時也是冷熱水回路的構(gòu)成部件。
[0011]冷熱水回路包括水泵、第三電磁閥、翅片管換熱器、第三換熱器及其相關(guān)連接管道。冷熱水回路中，水泵的入口與熱源塔熱泵裝置的回水端連接，水泵的出口分成兩路，一路與第三換熱器第二輸入端連接，另外一路通過第三電磁閥與翅片管換熱器溶液輸入端連接，第三換熱器第二輸出端與熱源塔熱泵裝置的供水端連接，翅片管換熱器溶液輸出端也與熱源塔熱泵裝置的供水端連接。
[0012]本實用新型中，通過控制第一電動三通調(diào)節(jié)閥和第二電動三通調(diào)節(jié)閥，來調(diào)節(jié)進入第一換熱器、第二換熱器和第四換熱器的溶液流量，實現(xiàn)對進入填料換熱器的溶液流量、溫度和濃度進行控制，進而實現(xiàn)密閉空氣回路中各部分運行溫度的調(diào)節(jié)，使得熱源塔熱泵裝置獲得最佳的再生效率的同時，保持運行溶液濃度的穩(wěn)定。
[0013]本實用新型中，利用第一換熱器中過熱制冷劑冷卻放出的熱量，實現(xiàn)溶液再生。
[0014]本實用新型中，空氣回路中的翅片管換熱器中，利用空氣中水分凝結(jié)放出的熱量加熱冷熱水回路中熱水。
[0015]本實用新型中，熱源塔的出風口具有自開閉功能，工作時出風口自動打開，不工作時自動關(guān)閉，防止雨水進入塔內(nèi)。
[0016]熱源塔熱泵夏季制冷運行時，低溫低壓的制冷劑氣體從氣液分離器中被壓縮機吸入、壓縮后變成高溫高壓過熱蒸氣排出，經(jīng)過第一電磁閥(此時第二電磁閥關(guān)閉)和四通閥進入第二換熱器中，制冷劑放出熱量，進行冷凝變成液體，再依次經(jīng)過第一單向閥、儲液器、過濾器、電子膨脹閥后變成低溫低壓的氣液兩相，再經(jīng)過第三單向閥后進入第三換熱器，制冷劑在第三換熱器中吸熱蒸發(fā)，制取冷水，制冷劑完全蒸發(fā)后變成過熱氣體從第三換熱器出來經(jīng)過四通閥進入氣液分離器，然后再次被吸入壓縮機，從而完成制冷循環(huán)，制取冷凍水。此時溶液回路中除熱源塔、第二溶液泵、第二電動三通調(diào)節(jié)閥、第二換熱器工作外，其余部分都停止工作。在溶液回路中冷卻水從熱源塔出來后被第二溶液泵吸入，經(jīng)過第二溶液泵加壓后，冷卻水進入第二電動三通調(diào)節(jié)閥，冷卻水全部從第二電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端流出，進入第二換熱器，在第二換熱器中吸收熱量將制冷劑冷凝成液體，自身溫度升高后進入熱源塔與空氣進行熱濕交換，冷卻水溫度降低后再次從熱源塔流出?？諝饣芈凡还ぷ?。冷熱水回路中冷凍水從熱源塔熱泵裝置的回水端進入熱源塔熱泵裝置后經(jīng)過水泵，進入第三換熱器中(此時第三電磁閥關(guān)閉)，冷凍水在其中與制冷劑換熱，溫度降低后，從第三換熱器出來后從熱源塔熱泵裝置的供水端流出。
[0017]熱源塔熱泵冬季制熱分三種模式，制熱運行模式一:熱源塔熱泵冬季制熱運行，當空氣中濕度較小或在熱源塔中由空氣進入溶液中的水分較少，即溶液無需再生時，低溫低壓的制冷劑氣體從氣液分離器中被壓縮機吸入、壓縮后變成高溫高壓過熱蒸氣排出，經(jīng)過第一電磁閥(此時第二電磁閥關(guān)閉)和四通閥進入第三換熱器中，制冷劑放出熱量，制取熱水，同時自身冷凝成液體，再依次經(jīng)過第二單向閥、儲液器、過濾器、電子膨脹閥后變成低溫低壓的氣液兩相，再經(jīng)過第四單向閥后進入第二換熱器，制冷劑在第二換熱器中吸熱蒸發(fā)，制冷劑完全蒸發(fā)后變成過熱氣體從第二換熱器出來經(jīng)過四通閥進入氣液分離器，然后再次被吸入壓縮機，從而完成制熱循環(huán)，制取熱水。此時溶液回路中充灌著溶液，溶液回路中除熱源塔、第二溶液泵、第二電動三通調(diào)節(jié)閥、第二換熱器工作外，其余部分都停止工作。在溶液回路中溶液從熱源塔出來后被第二溶液泵吸入，經(jīng)過第二溶液泵加壓后，溶液進入第二電動三通調(diào)節(jié)閥，溶液全部從第二電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端流出，然后進入第二換熱器，在第二換熱器中吸收熱量并將熱量傳給制冷劑，自身溫度降低后進入熱源塔與空氣進行熱濕交換，溶液溫度升高后再次從熱源塔流出?？諝饣芈凡还ぷ鳌＠錈崴芈分袩崴畯臒嵩此岜醚b置的回水端進入熱源塔熱泵裝置后經(jīng)過水泵，進入第三換熱器中(此時第三電磁閥關(guān)閉)，熱水在其中與制冷劑換熱，溫度升高，從第三換熱器出來后從熱源塔熱泵裝置的供水端流出。
[0018]制熱運行模式二:當空氣中濕度較大或在熱源塔中由空氣進入溶液中的水分較多時，溶液需要進行再生。制冷劑回路為氣液分離器中低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機吸入、壓縮后排出經(jīng)過第二電磁閥(此時第一電磁閥關(guān)閉)進入第一換熱器，制冷劑在其中與溶液換熱，溫度降低后流出第一換熱器，然后通過四通閥進入第三換熱器，制冷劑在第三換熱器中放出熱量，制取熱水，同時自身冷凝成液體，然后依次通過第二單向閥、儲液器、過濾器、電子膨脹閥，被節(jié)流降壓后以氣液兩相經(jīng)過第四單向閥進入第二換熱器中，在第二換熱器中與溶液換熱，進行蒸發(fā)吸熱，制冷劑完全蒸發(fā)后從第二換熱器出來流經(jīng)四通閥進入氣液分離器，最后再次被壓縮機吸入，重新被壓縮參與循環(huán)。此時溶液回路中充灌著溶液，溶液從熱源塔出來后進入第二溶液泵，經(jīng)過第二溶液泵加壓后進入第二電動三通調(diào)節(jié)閥，溶液在第二電動三通調(diào)節(jié)閥中被分成兩路，一路從第二電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端流出后與進入第二換熱器，與制冷劑換熱，放出熱量，溫度降低，溶液從第二換熱器出來后回到熱源塔，另外一路從第二電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端流出后與進入第四換熱器，在第四換熱器中與從填料換熱器中流進第四換熱器的溶液進行換熱，溶液溫度升高溶液從第四換熱器中出來后溶液進入第一換熱器，在第一換熱器中溶液與制冷劑換熱，溶液溫度升高，溶液從第一換熱器出來后進入填料換熱器，溶液在填料換熱器中與空氣進行傳熱傳質(zhì)，溶液溫度降低，溶液中水分蒸發(fā)，溶液濃度提高，溶液從填料換熱器中出來經(jīng)過第一溶液泵后進入第一電動三通調(diào)節(jié)閥，溶液在其中被分成兩路，一路從第一電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端流出后與從第四換熱器第一輸出端流出的溶液混合后進入第一換熱器，另外一路從第一電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端出來后進入第四換熱器進行換熱，溫度降低后從第四換熱器流出，經(jīng)過第四電磁閥(此時第五電磁閥、第六電磁閥關(guān)閉)后與從第二換熱器第二輸出端流出的溶液混合后進入熱源塔，溶液在熱源塔中與空氣進行傳熱傳質(zhì)，溶液溫度升高。空氣回路中，空氣被風機吸入加壓排出后，進入填料換熱器，在填料換熱器中與溶液進行熱質(zhì)交換，空氣溫度升高，含濕量增大，從填料換熱器中出來的空氣進入翅片管換熱器，在翅片管換熱器中與供熱熱水進行換熱，用于制取45°C供/40°C回的供熱熱水，空氣溫度降低至其露點溫度以下，空氣中水分凝出，含濕量下降，空氣從翅片管換熱器流出后再次被風機吸入，如此循環(huán)，此時放水閥打開，空氣在翅片管換熱器中凝結(jié)的水將流出。冷熱水回路中熱水從熱源塔熱泵裝置的回水端進入熱源塔熱泵裝置后經(jīng)過水泵，熱水被分成兩路，一路進入第三換熱器中，熱水在其中與制冷劑換熱，溫度升高，從第三換熱器出來后從熱源塔熱泵裝置的供水端流出，另外一路經(jīng)過第三電磁閥進入翅片管換熱器，熱水在其中與空氣進行換熱，溫度升高，從翅片管換熱器出來后與從第三換熱器出來的熱水混合，最終從熱源塔熱泵裝置的供水端流出。
[0019]當熱源塔熱泵冬季供熱即將結(jié)束，系統(tǒng)制熱運行模式三——溶液高度濃縮模式時:其他回路運行情況與模式二一致，只有在溶液回路中，第五電磁閥打開(第四電磁閥、第六電磁閥關(guān)閉)，從第四換熱器第二輸出端流出的溶液將經(jīng)過第五電磁閥流入溶液儲液器儲存，而不在流入熱源塔。
[0020]在系統(tǒng)制熱運行模式一過程中，溶液無需再生，在不啟用溶液再生的同時，保證系統(tǒng)的聞效運行。
[0021]在系統(tǒng)制熱運行模式二過程中，溶液再生利用的是過熱制冷劑冷卻放出的熱量，通過控制第一電動三通調(diào)節(jié)閥和第二電動三通調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)對分別進入第一換熱器、第二換熱器和第四換熱器的溶液流量調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)進行再生的溶液量，實現(xiàn)對進入填料換熱器的溶液流量、溫度和濃度進行控制，進而實現(xiàn)密閉空氣回路中各部分運行溫度的調(diào)節(jié)，使得系統(tǒng)獲得最佳的再生效率的同時，保持運行溶液濃度的穩(wěn)定，同時利用空氣回路中，空氣中水分在翅片管換熱器中凝結(jié)放出的熱量，加熱供熱熱水，實現(xiàn)再生熱量的高效利用。
[0022]有益效果:本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
[0023]本實用新型提出的再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)，充分利用過熱制冷劑冷卻放出的熱量，基于空氣閉式循環(huán)，在實現(xiàn)溶液再生的同時制取供熱熱水，實現(xiàn)了熱源塔熱泵系統(tǒng)溶液的高效再生，徹底解決了熱源塔熱泵系統(tǒng)的溶液再生問題，提高了熱源塔熱泵系統(tǒng)在各種運行工況下的安全可靠性，并實現(xiàn)了系統(tǒng)的綜合高效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)的示意圖。
[0025]圖中有:壓縮機I ;第一電磁閥2 ;第二電磁閥3 ;第一換熱器4 ;第一換熱器第一輸入端4a ;第一換熱器第一輸出端4b ;第一換熱器第二輸入端4c ;第一換熱器第二輸出端4d ;四通閥5 ;四通閥第一輸入端5a ;四通閥第一輸出端5b ;四通閥第二輸入端5c ;四通閥第二輸出端5d ;第二換熱器6 ;第二換熱器第一輸入端6a ;第二換熱器第一輸出端6b ;第二換熱器第二輸入端6c ;第二換熱器第二輸出端6d ;第一單向閥7 ;第二單向閥8 ;儲液器9 ；過濾器10 ;電子膨脹閥11 ;第三單向閥12 ;第四單向閥13 ;第三換熱器14 ;第三換熱器第一輸入端14a ;第三換熱器第一輸出端14b ;第三換熱器第二輸入端14c ;第三換熱器第二輸出端14d ;氣液分離器15 ;水泵16 ;第三電磁閥17 ;填料換熱器18 ;填料換熱器溶液輸入端18a ;填料換熱器溶液輸出端18b ;翅片管換熱器19 ;翅片管換熱器溶液輸入端19a ;翅片管換熱器溶液輸出端19b ;風機20 ;第一溶液泵21 ;第一電動三通調(diào)節(jié)閥22 ;第一電動三通調(diào)節(jié)閥輸入端22a ;第一電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端22b ;第一電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端22c ;第四換熱器23 ;第四換熱器第一輸入端23a ;第四換熱器第一輸出端23b ;第四換熱器第二輸入端23c ;第四換熱器第二輸出端23d ;第二電動三通調(diào)節(jié)閥24 ;第二電動三通調(diào)節(jié)閥輸入端24a ;第二電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端24b ;第二電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端24c ；第四電磁閥25 ;第五電磁閥26 ;溶液儲液器27 ;第六電磁閥28 ;熱源塔29 ;熱源塔第一輸入端29a ;熱源塔溶液輸出端29b ;熱源塔第二輸入端29c ;第二溶液泵30 ;放水閥31。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合圖1和具體實施例來進一步說明本實用新型。
[0027]本實用新型的再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)，包括制冷劑回路、溶液回路、空氣回路和冷熱水回路，具體的連接方法壓縮機I的輸出端分兩路，一路通過第二電磁閥3接第一換熱器第一輸入端4a，另一路通過第一電磁閥2接四通閥第一輸入端5a，四通閥第一輸入端5a同時還接第一換熱器第一輸出端4b,四通閥第一輸出端5b接第二換熱器第一輸入端6a，第二換熱器第一輸出端6b接第一單向閥7的入口，第一單向閥7的出口分成兩路，一路接儲液器9的輸入端，另外一路接第二單向閥8的出口，第二單向閥8的入口接第三換熱器第一輸出端14b，儲液器9的輸出端通過過濾器10接電子膨脹閥11的輸入端，電子膨脹閥11的輸出端分成兩路，一路接第三單向閥12的入口，另外一路連接第四單向閥13的入口，第三單向閥12的出口與第三換熱器第一輸出端14b連接，第四單向閥13的出口同時與第二換熱器第一輸出端6b和第一單向閥7的入口連接,另外，第三換熱器第一輸入端14a接四通閥第二輸入端5c，四通閥第二輸出端5d接氣液分離器15的輸入端，氣液分離器15的輸出端接壓縮機I的輸入端；
[0028]熱源塔溶液輸出端29b接第二溶液泵30的入口，第二溶液泵30的出口接第二電動三通調(diào)節(jié)閥輸入端24a，第二電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端24b與第二換熱器第二輸入端6c連接，第二換熱器第二輸出端6d與熱源塔第一輸入端29a連接，第二電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端24c與第四換熱器第一輸入端23a連接,第四換熱器第一輸出端23b與第一換熱器第二輸入端4c連接，第一換熱器第二輸出端4d與填料換熱器溶液輸入端18a連接，填料換熱器溶液輸出端18b與第一溶液泵21的入口連接，第一溶液泵21的出口接第一電動三通調(diào)節(jié)閥輸入端22a，第一電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端22b與第一換熱器第二輸入端4c連接，第一電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端22c接第四換熱器第二輸入端23c，第四換熱器第二輸出端23d的出口分成兩路，一路通過第四電磁閥25與熱源塔第一輸入端29a連接，另外一路通過第五電磁閥26與溶液儲液器27的進口連接，溶液儲液器27的出口通過第六電磁閥28接熱源塔第二輸入端29c連接。[0029]在空氣流通回路中，依次相接的填料換熱器18、翅片管換熱器19、風機20，以及連通填料換熱器18、翅片管換熱器19、風機20的連接風道，構(gòu)成一個循環(huán)回路。在翅片管換熱器底端接有放水閥30。
[0030]在冷熱水回路中，水泵16的入口與熱源塔熱泵裝置的回水端與連接，水泵16的出口分成兩路，一路與第三換熱器第二輸入端14c連接，另外一路通過第三電磁閥17與翅片管換熱器溶液輸入端19a連接，第三換熱器第二輸出端14d接熱源塔熱泵裝置的供水端，翅片管換熱器溶液輸出端1%也與熱源塔熱泵裝置的供水端連接。
[0031]熱源塔熱泵夏季制冷運行時，低溫低壓的制冷劑氣體從氣液分離器15中被壓縮機I吸入、壓縮后變成高溫高壓過熱蒸氣排出，經(jīng)過第一電磁閥2 (此時第二電磁閥3關(guān)閉)和四通閥5進入第二換熱器6中，制冷劑放出熱量，進行冷凝變成液體，再依次經(jīng)過第一單向閥7、儲液器9、過濾器10、電子膨脹閥11后變成低溫低壓的氣液兩相，再經(jīng)過第三單向閥12后進入第三換熱器14，制冷劑在第三換熱器14中吸熱蒸發(fā)，制取冷凍水，制冷劑完全蒸發(fā)后變成過熱氣體從第三換熱器14出來經(jīng)過四通閥5進入氣液分離器15，然后再次被吸入壓縮機1，從而完成制冷循環(huán)，制取冷凍水。此時溶液回路中除熱源塔29、第二溶液泵30、第二電動三通調(diào)節(jié)閥24、第二換熱器6工作外，其余部分都停止工作。在溶液回路中冷卻水從熱源塔28出來后被第二溶液泵29吸入，經(jīng)過第二溶液泵29加壓后，冷卻水進入第二電動三通調(diào)節(jié)閥24，冷卻水全部從第二電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端24b流出，進入第二換熱器6，在第二換熱器6中吸收熱量將制冷劑冷凝成液體，自身溫度升高后進入熱源塔29與空氣進行熱濕交換，冷卻水溫度降低后再次從熱源塔29流出?？諝饣芈凡还ぷ?。冷熱水回路中冷凍水從熱源塔熱泵裝置的回水端進入熱源塔熱泵裝置后經(jīng)過水泵16，進入第三換熱器14中(此時第三電磁閥17關(guān)閉)，冷凍水在其中與制冷劑換熱，溫度降低后，從第三換熱器14出來后從熱源塔熱泵裝置的供水端流出。
[0032]熱源塔熱泵冬季制熱分三種模式，制熱運行模式一:熱源塔熱泵冬季制熱運行，當空氣中濕度較小或在熱源塔中由空氣進入溶液中的水分較少時，即溶液無需再生時，低溫低壓的制冷劑氣體從氣液分離器15中被壓縮機I吸入、壓縮后變成高溫高壓過熱蒸氣排出，經(jīng)過第一電磁閥2 (此時第二電磁閥3關(guān)閉)和四通閥5進入第三換熱器14中，制冷劑放出熱量，制取熱水，同時自身冷凝成液體，再依次經(jīng)過第二單向閥8、儲液器9、過濾器10、電子膨脹閥11后變成低溫低壓的氣液兩相，再經(jīng)過第四單向閥13后進入第二換熱器6，制冷劑在第二換熱器6中吸熱蒸發(fā),制冷劑完全蒸發(fā)后變成過熱氣體從第二換熱器6出來經(jīng)過四通閥5進入氣液分離器15，然后再次被吸入壓縮機1，從而完成制熱循環(huán)，制取熱水。此時溶液回路中充灌著溶液，溶液回路中除熱源塔29、第二溶液泵30、第二電動三通調(diào)節(jié)閥
24、第二換熱器6工作外，其余部分都停止工作。在溶液回路中溶液從熱源塔29出來后被第二溶液泵30吸入，經(jīng)過第二溶液泵30加壓后，溶液進入第二電動三通調(diào)節(jié)閥24，溶液全部從第二電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端24b流出，然后進入第二換熱器6，在第二換熱器6中吸收熱量并將熱量傳給制冷劑，自身溫度降低后進入熱源塔29與空氣進行熱濕交換，溶液溫度升高后再次從熱源塔29流出。空氣回路不工作。冷熱水回路中熱水從熱源塔熱泵裝置的回水端進入熱源塔熱泵裝置后經(jīng)過水泵16，進入第三換熱器14中(此時第三電磁閥17關(guān)閉)，熱水在其中與制冷劑換熱，溫度升高，從第三換熱器14出來后從熱源塔熱泵裝置的供水端流出。[0033]制熱運行模式二:當空氣中濕度較大或在熱源塔29中由空氣進入溶液中的水分較多時，溶液需要進行再生。制冷劑回路為氣液分離器15中低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機I吸入、壓縮后排出經(jīng)過第二電磁閥3 (此時第一電磁閥2關(guān)閉)進入第一換熱器4，制冷劑在其中與溶液換熱，溫度降低后流出第一換熱器4，然后通過四通閥5進入第三換熱器14，制冷劑在第三換熱器14中放出熱量，制取熱水，同時自身冷凝成液體，然后依次通過第二單向閥8、儲液器9、過濾器10、電子膨脹閥11，被節(jié)流降壓后以氣液兩相經(jīng)過第四單向閥13進入第二換熱器6中，在第二換熱器6中與溶液換熱，進行蒸發(fā)吸熱，制冷劑完全蒸發(fā)后從第二換熱器6出來流經(jīng)四通閥5進入氣液分離器15，最后再次被壓縮機I吸入，重新被壓縮參與循環(huán)。此時溶液回路中充灌著溶液，溶液從熱源塔29出來后進入第二溶液泵30，經(jīng)過第二溶液泵30加壓后進入第二電動三通調(diào)節(jié)閥24，溶液在第二電動三通調(diào)節(jié)閥24中被分成兩路，一路從第二電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端24b流出后與進入第二換熱器6，與制冷劑換熱，放出熱量，溫度降低，溶液從第二換熱器6出來后回到熱源塔29，另外一路從第二電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端24c流出后與進入第四換熱器23，在第四換熱器23中與從填料換熱器18中流進第四換熱器23的溶液進行換熱，溶液溫度升高溶液從第四換熱器23中出來后溶液進入第一換熱器4，在第一換熱器4中溶液與制冷劑換熱，溶液溫度升高，溶液從第一換熱器4出來后進入填料換熱器18，溶液在填料換熱器18中與空氣進行傳熱傳質(zhì)，溶液溫度降低，溶液中水分蒸發(fā)，溶液濃度提高，溶液從填料換熱器18中出來經(jīng)過第一溶液泵21后進入第一電動三通調(diào)節(jié)閥22，溶液在其中被分成兩路，一路從第一電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端22b流出后與從第四換熱器第一輸出端23b流出的溶液混合后進入第一換熱器4，另外一路從第一電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端22c出來后進入第四換熱器23進行換熱，溫度降低后從第四換熱器23流出，經(jīng)過第四電磁閥25 (此時第五電磁閥26、第六電磁閥27關(guān)閉)后與從第二換熱器第二輸出端6d流出的溶液混合后進入熱源塔29，溶液在熱源塔29中與空氣進行傳熱傳質(zhì)，溶液溫度升高。空氣回路中，空氣被風機20吸入加壓排出后，進入填料換熱器18，在填料換熱器18中與溶液進行熱質(zhì)交換，空氣溫度升高，含濕量增大，從填料換熱器18中出來的空氣進入翅片管換熱器19，在翅片管換熱器19中與供熱熱水進行換熱，用于制取45°C供/40°C回的供熱熱水，空氣溫度降低至其露點溫度以下，空氣中水分凝出，含濕量下降，空氣從翅片管換熱器19流出后再次被風機20吸入，如此循環(huán)，此時放水閥31打開，空氣在翅片管換熱器19中凝結(jié)的水將流出。冷熱水回路中熱水從熱源塔熱泵裝置的回水端進入熱源塔熱泵裝置后經(jīng)過水泵16，熱水被分成兩路，一路進入第三換熱器14中，熱水在其中與制冷劑換熱，溫度升高，從第三換熱器14出來后從熱源塔熱泵裝置的供水端流出，另外一路經(jīng)過第三電磁閥17進入翅片管換熱器19，熱水在其中與空氣進行換熱，溫度升高，從翅片管換熱器19出來后與從第三換熱器14出來的熱水混合，最終從熱源塔熱泵裝置的供水端流出。
[0034]當熱源塔熱泵冬季供熱即將結(jié)束，系統(tǒng)制熱運行模式三——溶液高度濃縮模式時:其他回路運行情況與模式二一致，只有在溶液回路中，第五電磁閥26打開(第四電磁閥
25、第六電磁閥27關(guān)閉)，從第四換熱器第二輸出端23d流出的溶液將經(jīng)過第五電磁閥26流入溶液儲液器27儲存，而不在流入熱源塔29。
[0035]在系統(tǒng)制熱運行模式一過程中，溶液無需再生，在不啟用溶液再生的同時，保證系統(tǒng)的高效運行。[0036]在系統(tǒng)制熱運行模式二過程中，溶液再生利用的是過熱制冷劑冷卻放出的熱量，通過控制第一電動三通調(diào)節(jié)閥22和第二電動三通調(diào)節(jié)閥24，實現(xiàn)對分別進入第一換熱器
4、第二換熱器6和第四換熱器23的溶液流量調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)進行再生的溶液量，實現(xiàn)對進入填料換熱器18的溶液流量、溫度和濃度進行控制，進而實現(xiàn)密閉空氣回路中各部分運行溫度的調(diào)節(jié)，使得系統(tǒng)獲得最佳的再生效率的同時，保持運行溶液濃度的穩(wěn)定，同時利用空氣回路中，空氣中水分在翅片管換熱器19中凝結(jié)放出的熱量，加熱供熱熱水，實現(xiàn)再生熱量的高效利用。
【權(quán)利要求】
1.一種再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)，其特征在于，該裝置包括制冷劑回路，溶液回路，空氣回路和冷熱水回路: 所述制冷劑回路包括壓縮機(I)、第一電磁閥(2)、第二電磁閥(3)、第一換熱器(4)、四通閥(5)、第二換熱器(6)、第一單向閥(7)、第二單向閥(8)、儲液器(9)、過濾器(10)、電子膨脹閥(11)、第三單向閥(12)、第四單向閥(13)、第三換熱器(14)、氣液分離器(15)及其相關(guān)連接管道，所述第一換熱器(4)和第二換熱器(6)同時也是溶液回路的構(gòu)成部件，第三換熱器(14)同時也是冷熱水回路的構(gòu)成部件； 所述制冷劑回路中，壓縮機(I)的輸出端分兩路，一路通過第二電磁閥(3)與第一換熱器第一輸入端(4a)連接，另一路通過第一電磁閥(2)與四通閥第一輸入端(5a)連接，四通閥第一輸入端(5a)同時還與第一換熱器第一輸出端(4b)連接，四通閥第一輸出端(5b)與第二換熱器第一輸入端(6a)連接,第二換熱器第一輸出端(6b)與第一單向閥(7)的入口連接，第一單向閥(7)的出口分成兩路，一路與儲液器(9)的輸入端連接，另外一路與第二單向閥(8 )的出口連接，第二單向閥(8 )的入口與第三換熱器第一輸出端(14b )連接，儲液器(9)的輸出端通過過濾器(10)與電子膨脹閥(11)的輸入端連接，電子膨脹閥(11)的輸出端分成兩路，一路連接第三單向閥(12)的入口，另外一路連接第四單向閥(13)的入口，第三單向閥(12)的出口與第三換熱器第一輸出端(14b)連接，第四單向閥(13)的出口同時與第二換熱器第一輸出端(6b)和第一單向閥(7)的入口連接,第三換熱器第一輸入端(14a)與四通閥第二輸入端(5c)連接，四通閥第二輸出端(5d)與氣液分離器(15)的輸入端連接，氣液分離器(15)的輸出端與壓縮機(I)的輸入端連接； 所述溶液回路包括第二換熱器(6)、第一溶液泵(21)、第一電動三通調(diào)節(jié)閥(22)、第二電動三通調(diào)節(jié)閥(24)第二溶液泵(30)、填料換熱器(18)、第四換熱器(23)、第四電磁閥(25)、第五電磁閥(26)、溶液儲液器(27)、第六電磁閥(28)、熱源塔(29)、第一換熱器(4)及其相關(guān)連接管道，所述填料換熱器(18)同時是空氣回路的構(gòu)成部件； 所述溶液回路中，熱源塔溶液輸出端(29b)與第二溶液泵(30)的入口連接，第二溶液泵(30)的出口接第二電動三通調(diào)節(jié)閥輸入端(24a)，第二電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端(24b )與第二換熱器第二輸入端(6c )連接,第二換熱器第二輸出端(6d)與熱源塔第一輸入端(29a)連接，第二電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端(24c)與第四換熱器第一輸入端(23a)連接，第四換熱器第一輸出端(23b )與第一換熱器第二輸入端(4c )連接,第一換熱器第二輸出端(4d)與填料換熱器溶液輸入端(18a)連接，填料換熱器溶液輸出端(18b)與第一溶液泵(21)的入口連接，第一溶液泵(21)的出口接第一電動三通調(diào)節(jié)閥輸入端(22a)，第一電動三通調(diào)節(jié)閥第一輸出端(22b)也與第一換熱器第二輸入端(4c)連接，第一電動三通調(diào)節(jié)閥第二輸出端(22c)與第四換熱器第二輸入端(23c)連接，第四換熱器第二輸出端(23d)的出口分成兩路，一路通過第四電磁閥(25)與熱源塔第一輸入端(29a)連接，另外一路通過第五電磁閥(26)與溶液儲液器(27)的進口連接，溶液儲液器(27)的出口通過第六電磁閥(28)接熱源塔第二輸入端(29c)連接； 所述空氣回路包括依次相接的填料換熱器(18)、翅片管換熱器(19)、風機(20)，以及連通所述填料換熱器(18)、翅片管換熱器(19)、風機(20)的連接風道，構(gòu)成一個循環(huán)回路，所述翅片管換熱器(19)的底端接有放水閥，翅片管換熱器(19)同時也是冷熱水回路的構(gòu)成部件；所述冷熱水回路包括水泵(16)、第三電磁閥(17)、翅片管換熱器(19)、第三換熱器(14)及其相關(guān)連接管道； 所述冷熱水回路中，水泵(16)的入口與熱源塔熱泵裝置的回水端連接，水泵(16)的出口分成兩路，一路與第三換熱器第二輸入端(14c)連接，另外一路通過第三電磁閥(17)與翅片管換熱器輸入端(19a)連接，第三換熱器第二輸出端(14d)與熱源塔熱泵裝置的供水端連接，翅片管換熱器溶液輸出端(19b)也與熱源塔熱泵裝置的供水端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)，其特征在于，通過控制第一電動三通調(diào)節(jié)閥(22)和第二電動三通調(diào)節(jié)閥(24)，來調(diào)節(jié)進入第一換熱器(4)、第二換熱器(6)和第四換熱器(23)的溶液流量，實現(xiàn)對進入填料換熱器(18)的溶液流量、溫度和濃度進行控制，使得熱源塔熱泵裝置在獲得最佳的再生效率的同時，保持運行溶液濃度的穩(wěn)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)，其特征在于，利用所述第一換熱器(4)中過熱制冷劑冷卻放出的熱量，實現(xiàn)溶液再生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣回路中的翅片管換熱器(19)中，利用空氣中水分凝結(jié)放出的熱量加熱冷熱水回路中的熱水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源塔(29)的出風口具有自開閉功能，工作時出風口自動打開，不工作時自動關(guān)閉，防止雨水進入塔內(nèi)。`
【文檔編號】F25B13/00GK203478477SQ201320455800
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】梁彩華, 郜驊, 張小松 申請人:東南大學