[發明專利]基于真空沸騰實現溶液再生及其熱量再利用的熱源塔熱泵

有效

• 申請號: 201310359554.6
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103411351A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 梁彩華;郜驊;蔣冬梅;張小松
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B25/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

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技術領域

本發明屬于制冷空調系統設計和制造領域，涉及一種利用在真空下溶液沸點較低的特性進行溶液再生并實現再生熱量綜合高效利用的熱源塔熱泵裝置。

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背景技術

隨著經濟的發展，人們生活水平不斷提高，對工作和生活環境的舒適性要求也越來越高，由于歷史的原因，根據我國熱工氣候分區，在夏熱冬冷地區不采取集中供暖模式，而該地區的人口眾多，經濟發達，由此產生了極其旺盛的建筑供冷供暖需求，近年來對冬季供暖的呼聲不斷提高，然而，面對剛性需求，該地區能否照搬北方的集中采暖模式，從能源的消耗上來看，這將使我國本已經緊張的能源局勢更加嚴峻甚至難以承受。因此發展適合夏熱冬冷地區氣候特征的建筑冷熱源方案顯得尤為必要。

熱源塔熱泵系統在夏季可實現水冷冷水機組高效，在冬季利用溶液在熱源塔中從空氣中吸熱作為熱泵的低位熱源，從而實現制熱，可避免現有空氣源熱泵方案夏季制冷效率低，冬季制冷存在結霜問題，冷水機組+鍋爐方案存在機組閑置問題，而地源熱泵對地理地質條件有特殊要求等的不足。但熱源塔熱泵系統在冬季制熱運行時，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，即實現溶液的再生。溶液的再生過程是一個需要吸收熱量的過程，同時溶液再生時，水分從溶液中蒸發，而通常的再生方法利用水分的蒸發，溶液再生速率較慢。而溶液的再生的速度制約著熱源塔熱泵系統的應用規模，否則在冬季低溫高濕環境下運行時，容易發生系統安全問題，同時溶液再生熱量的來源和利用方式也影響著系統的整體性能。可見，如何獲得溶液的再生熱源，實現溶液再生熱量的高效利用，以及在系統運行時，確保溶液的高速再生，對提高熱源塔熱泵系統性能，保證系統安全可靠運行具有重要意義。

因此，如何解決熱源塔熱泵系統的溶液再生熱源和溶液再生熱量的高效利用，如何實現高速的再生過程和實現熱源塔熱泵系統的綜合高效等問題，設計出一種新型高效的熱源塔熱泵系統成為本領域技術人員迫切需要解決的技術難題。

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發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種高效解決熱源塔熱泵系統溶液再生問題，提高熱源塔熱泵系統在各種運行工況下運行效率的基于真空沸騰實現溶液再生及其熱量再利用的熱源塔熱泵。???????

技術方案：本發明基于真空沸騰實現溶液再生及其熱量再利用的熱源塔熱泵，包括制冷劑回路，溶液回路，真空維持回路，空氣回路，再生溶液加熱回路和冷熱水回路。

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連接管道，所述第一換熱器同時也是再生溶液加熱回路的構成部件，第二換熱器同時也是溶液回路的構成部件，第三換熱器同時也是冷熱水回路的構成部件；

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，第二單向閥的入口也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；

溶液回路包括第二換熱器、溶液沸騰再生器、第一溶液泵、熱回收器、第五電磁閥、第六電磁閥、溶液儲液器、第七電磁閥、熱源塔、第二溶液泵、電動調節閥及其相關連接管道，所述溶液沸騰再生器同時是空氣回路和真空維持回路的構成部件；