[發(fā)明專利]一種多級閃蒸再生的熱源塔熱泵系統(tǒng)及多級再生方法

有效

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• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104266406A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設計）人: 王厲;駱菁菁
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B41/04
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發(fā)明涉及空調制冷領域，具體是一種多級閃蒸再生的熱源塔熱泵系統(tǒng)及多級再生方法。

背景技術

空氣源熱泵在冬季使用的時候，很容易產生結霜的問題；而熱源塔熱泵就可以有效的解決空氣源熱泵在冬季容易產生的結霜問題，適合在冬、夏兩季使用，具有較好的技術經(jīng)濟價值，所以近年來，針對熱源塔熱泵系統(tǒng)的研究和應用越來越多。

目前，熱源塔熱泵中存在的一個主要問題是防凍溶液的再生。當熱源塔在冬季使用時，防凍溶液會吸收空氣中的水蒸汽，水蒸汽凝結所傳遞的潛熱通常小于防凍溶液在熱源塔中吸熱量的30％。吸收空氣中的水分后，防凍溶液濃度變稀，冰點升高，因此需要重新對防凍溶液進行再生以維持溶液的冰點始終處于要求水平。

熱源塔防凍溶液再生的方式主要采用熱力再生，它又包括非沸騰式再生和沸騰式再生兩種類型。前者在常壓下操作，再生器體積龐大，耗熱量大，后者在真空下操作，再生器體積小，耗熱量小，且不受外界環(huán)境影響，運行更穩(wěn)定。沸騰式再生所需熱源可由熱泵機組的再冷器或自產熱水提供(40℃以上)，前者實現(xiàn)起來比較麻煩，改動及不方便之處較多，后者雖較簡單，但熱力再生過程為單效運行，系統(tǒng)綜合效率不高，容易產生較大的能量浪費，另外，已有的熱源塔沸騰式再生系統(tǒng)未考慮不凝性氣體的脫氣問題，使得冷凝器的換熱性能大大降低。

綜上所述，需要對現(xiàn)有的熱源塔沸騰式再生系統(tǒng)加以改進，以提高高溫熱源的利用率，同時對防凍溶液進行脫氣預處理以保證冷凝換熱效果。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種多級閃蒸再生的熱源塔熱泵系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有沸騰式再生系統(tǒng)中存在的不凝氣脫氣問題和高溫熱源驅動時的熱量再利用問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種多級閃蒸再生的熱源塔熱泵系統(tǒng)，包括外部換熱系統(tǒng)、內置有機溶液的工作子系統(tǒng)和內置循環(huán)溶液的再生子系統(tǒng)；所述工作子系統(tǒng)包括閉式熱源塔、熱源塔循環(huán)泵、旁通調節(jié)閥、熱泵機組、有機溶液循環(huán)泵、進口調節(jié)閥、冷凝器旁通調節(jié)閥、回水調節(jié)閥以及供水調節(jié)閥；所述再生子系統(tǒng)包括第四效換熱室、第三效換熱室、第二效換熱室、第一效換熱室、凝水換熱器、冷凝器、溶液換熱器、第一換熱器、冷凝脫氣室、第二換熱器、脫氣室、出口溶液增壓泵、冷凝水泵、第一效換熱室供液泵、真空泵、濃溶液調節(jié)閥、稀溶液調節(jié)閥、第四效疏水調節(jié)閥、冷凝器調節(jié)閥、第三效溶液出口調節(jié)閥、第三效疏水調節(jié)閥、第二效溶液出口調節(jié)閥、第二效疏水調節(jié)閥、第一效溶液出口調節(jié)閥、冷凝脫氣室疏水調節(jié)閥、第一效供水調節(jié)閥、第一效疏水調節(jié)閥、第一效熱水調節(jié)閥、脫氣室調節(jié)閥、脫氣室熱水調節(jié)閥、第四效換熱室壓力開關、第三效換熱室壓力開關、第二效換熱室壓力開關、第一效換熱室壓力開關、冷凝脫氣室壓力開關、脫氣室壓力開關和第四效換熱室循環(huán)泵；所述閉式熱源塔的循環(huán)溶液出口連接熱源塔循環(huán)泵后分為兩路，第一路為連接旁通調節(jié)閥，旁通調節(jié)閥再分別與濃溶液調節(jié)閥出口以及閉式熱源塔循環(huán)溶液進口相連；第二路為分別與稀溶液調節(jié)閥、凝水換熱器的低溫液體管道、溶液換熱器的低溫液體管道、第一換熱器的低溫液體管道、冷凝脫氣室的低溫液體管道、第二換熱器的低溫液體管道、脫氣室調節(jié)閥以及脫氣室依次連接；脫氣室頂部的水蒸汽出口連接冷凝脫氣室的水蒸汽進口，冷凝脫氣室的冷凝水出口連接冷凝脫氣室疏水調節(jié)閥，冷凝脫氣室疏水調節(jié)閥與第四效疏水調節(jié)閥的出口相連；脫氣室的溶液出口、第一效換熱室供液泵、第一效供水調節(jié)閥以及第一效換熱室的頂部溶液進口依次相互連接；第一效換熱室的底部溶液出口通過第一效溶液出口調節(jié)閥連接第二效換熱室的底部溶液進口，第一效換熱室的蒸汽管路出口、第二換熱器的冷凝管道和第一效疏水調節(jié)閥依次連接，第一效疏水調節(jié)閥與第四效疏水調節(jié)閥的出口相連；第二效換熱室的底部溶液出口通過第二效溶液出口調節(jié)閥連接第三效換熱室的底部溶液進口，第二效換熱室的蒸汽管路出口、第一換熱器的冷凝管道和第二效疏水調節(jié)閥依次連接，第二效疏水調節(jié)閥與第四效疏水調節(jié)閥的出口相連；第三效換熱室的底部溶液出口通過第三效溶液出口調節(jié)閥連接第四效換熱室的底部溶液進口，第三效換熱室的蒸汽管路出口、第四效換熱室的冷凝管道和第三效疏水調節(jié)閥依次連接，第三效疏水調節(jié)閥與第四效疏水調節(jié)閥的出口相連；第四效換熱室的底部溶液出口Ⅰ、出口溶液增壓泵、溶液換熱器的高溫液體管道、濃溶液調節(jié)閥依次連接，濃溶液調節(jié)閥與旁通調節(jié)閥的出口相連，第四效換熱室的蒸汽管路出口、冷凝器的冷凝管道和第四效疏水調節(jié)閥依次連接，第四效疏水調節(jié)閥與其它疏水調節(jié)閥出口相連后，與冷凝水泵和凝水換熱器的高溫液體管道依次連接；第四效換熱室的底部溶液出口Ⅱ、第四效換熱室循環(huán)泵以及第四效換熱室的頂部溶液進口依次連接；冷凝脫氣室的氣體出口連接冷凝脫氣室壓力開關，脫氣室的氣體出口連接脫氣室壓力開關，第四效換熱室的氣體出口連接第四效換熱室壓力開關，第三效換熱室的氣體出口連接第三效換熱室壓力開關，第二效換熱室的氣體出口連接第二效換熱室壓力開關，第一效換熱室的氣體出口連接第一效換熱室壓力開關，各壓力開關并聯(lián)后連接至真空泵的進氣口；熱泵機組的出水口分為三路，一路通過供水調節(jié)閥連接至外部換熱系統(tǒng)供水管路，第二路通過第一效熱水調節(jié)閥連接第一效換熱室的加熱管道，第三路通過脫氣室熱水調節(jié)閥連接脫氣室的加熱管道進口。脫氣室的加熱管道出口與外部換熱系統(tǒng)回水管路并聯(lián)后連接回水調節(jié)閥，回水調節(jié)閥的出口與第一效換熱室的加熱管道出口連接后再接至熱泵機組的進水口；熱泵機組的有機溶液出口、溶液循環(huán)泵、進口調節(jié)閥和閉式熱源塔的有機溶液進口依次連接，閉式熱源塔的有機溶液出口分為兩路，一路連接冷凝器旁通閥，第二路與冷凝器的低溫液體管道和冷凝器調節(jié)閥依次連接，冷凝器調節(jié)閥再與冷凝器旁通閥的出口連接。