一種再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統，包括制冷劑回路、溶液回路、空氣回路和冷熱水回路。本實用新型專利技術充分利用過熱制冷劑冷卻放出的熱量，基于空氣閉式循環，在實現溶液再生的同時制取供熱熱水，實現了熱源塔熱泵系統溶液的高效再生，徹底解決了熱源塔熱泵系統的溶液再生問題，提高了熱源塔熱泵系統在各種運行工況下的安全可靠性，并實現了系統的綜合高效。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統
本技術屬于制冷空調系統設計和制造領域，涉及一種實現溶液再生熱量綜合高效利用的熱源塔熱泵裝置。
技術介紹
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動，可避免直接使用一次能源，系統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霜問題，具有使用靈活，不受地理地質條件限制等優點，是一種很有前景的新型空調系統。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，如何獲得溶液的再生熱源，及其實現溶液再生熱量的高效利用，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，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。
技術實現思路
技術問題:本技術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再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統。技術方案:本技術再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統，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、填料換熱器、第一溶液泵、第一電動三通調節閥、第二電動三通調節閥、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連接管道，填料換熱器同時是空氣回路的構成部件；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節閥輸入端，第二電動三通調節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，第二電動三通調節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節閥輸入端，第一電動三通調節閥第一輸出端也與第一換熱器第二輸入端連接，第一電動三通調節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。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，構成一個循環回路。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成部件。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。本技術中，通過控制第一電動三通調節閥和第二電動三通調節閥，來調節進入第一換熱器、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，進而實現密閉空氣回路中各部分運行溫度的調節，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定。本技術中，利用第一換熱器中過熱制冷劑冷卻放出的熱量，實現溶液再生。本技術中，空氣回路中的翅片管換熱器中，利用空氣中水分凝結放出的熱量加熱冷熱水回路中熱水。本技術中，熱源塔的出風口具有自開閉功能，工作時出風口自動打開，不工作時自動關閉，防止雨水進入塔內。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，經過第一電磁閥(此時第二電磁閥關閉)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，制取冷水，制冷劑完全蒸發后變成過熱氣體從第三換熱器出來經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，制取冷凍水。此時溶液回路中除熱源塔、第二溶液泵、第二電動三通調節閥、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，經過第二溶液泵加壓后，冷卻水進入第二電動三通調節閥，冷卻水全部從第二電動三通調節閥第一輸出端流出，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。空氣回路不工作。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過水泵，進入第三換熱器中(此時第三電磁閥關閉)，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。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，經過第一電磁閥(此時第二電磁閥關閉)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，制冷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統，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（1）、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成部件，第三換熱器（14）同時也是冷熱水回路的構成部件；所述制冷劑回路中，壓縮機（1）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（1）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）、第一電動三通調節閥（22）、第二電動三通調節閥（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）及其相關連接管道，所述填料換熱器（18）同時是空氣回路的構成部件；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節閥輸入端（24a），第二電動三通調節閥第一輸出端（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，第二電動三通調節閥第二輸出端（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節閥輸入端（22a），第一電動三通調節閥第一輸出端（22b）也與第一換熱器第二輸入端（4c）連接，第一電動三通調節閥第二輸出端（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，構成一個循環回路，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。...

【技術特征摘要】
1.一種再生熱量高效回收的熱源塔熱泵系統，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成部件，第三換熱器(14)同時也是冷熱水回路的構成部件； 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)、第一電動三通調節閥(22)、第二電動三通調節閥(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)及其相關連接管道，所述填料換熱器(18)同時是空氣回路的構成部件； 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節閥輸入端(24a)，第二電動三通調節閥第一輸出端(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，第二電動三通調節閥第二輸出端(24c)與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁彩華，郜驊，張小松，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：實用新型
國別省市：