[发明专利]基于低压下沸腾冷凝一体化的溶液再生装置

说明书

 

技术领域

本发明属于制冷空调系统设计和制造领域，涉及一种实现再生能量自平衡的溶液再生装置。

 

背景技术

热源塔热泵系统作为夏热冬冷地区建筑的新型的冷热源方案之一，具有夏季可实现与水冷冷水机组类似的高效制冷和冬季实现与空气源热泵类似的制热，同时热源塔热泵可避免常规空气源热泵冬季制热运行时存在的室外换热器结霜的问题。

热源塔热泵冬季制热运行时，与空气源热泵相比，同样也是从空气中吸取热量作为热泵的低位的热源，但与空气源热泵不同的是，热源塔热泵是利用溶液在热源塔中与空气换热，通过溶液与空气的传热传质，实现从空气中吸热，因此不存在常规空气源热泵的结霜问题。但在热源塔中溶液与空气的换热过程中，因溶液表面与空气中存在水蒸汽分压力差，而大多时候都是空气中的水蒸汽分压力大于溶液表面的分压力，由此导致空气中的水分进入溶液，使得溶液的浓度降低，而为了保证溶液不出现结冰，溶液的冰点必须低于系统可能的最低蒸发温度，溶液的冰点由溶液的浓度决定，而溶液浓度的降低将会导致溶液冰点上升，从而影响系统的运行可靠性，因此热源塔热泵系统中溶液需要进行再生。常规的溶液再生过程都需要外界提供热源，由此导致热源塔热泵系统复杂，使用不灵活，同时影响系统的效率。

因此，如何解决热源塔热泵系统的溶液再生热源，提高溶液的再生效率和再生速率，实现热源塔热泵系统紧凑，提高热源塔热泵系统的使用灵活性等是本领域技术人员需要迫切解决的问题。

 

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种解决热源塔热泵系统溶液再生热源，具有较高溶液再生效率和再生速率，同时使用灵活方便的基于低压下沸腾冷凝一体化的溶液再生装置。  

技术方案：本发明的基于低压下沸腾冷凝一体化的溶液再生装置，包括溶液回路、水蒸汽冷凝回路和低压维持回路。

溶液回路包括溶液再生室、第三电磁阀、热回收器、调节阀、溶液泵、第二单向阀、第四电磁阀及其相关连接管道，溶液再生室同时还是水蒸汽冷凝回路和低压维持回路的组成部件。溶液回路中，第三电磁阀的一端与溶液再生装置的再生溶液进口端连接，另一端与热回收器第一输入端连接，热回收器第一输出端通过调节阀与溶液再生室第一输入端连接，溶液再生室第一输出端与溶液泵的输入端连接，溶液泵的输出端通过第二单向阀与热回收器第二输入端连接，热回收器第二输出端通过第四电磁阀与溶液再生装置的再生溶液出口端连接，溶液再生室上设置有第一液位传感器、溶液密度传感器和溶液温度传感器。

水蒸汽冷凝回路包括溶液再生室、除液器、压缩机、沸腾冷凝盘管、启动加热器、储液罐、水泵、第一单向阀和第一电磁阀及其相关连接管道，储液罐同时还是低压维持回路的组成部件。水蒸汽冷凝回路中，溶液再生室水蒸汽出口与压缩机的进口端连接，压缩机的出口端与沸腾冷凝盘管输入端连接，沸腾冷凝盘管输出端连接储液罐输入端，储液罐第一输出端连接水泵的输入端，水泵的输出端依次通过第一单向阀和第一电磁阀与溶液再生装置的凝结水出口端连接，储液罐上设置有测量其液位的第二液位传感器，除液器设置于溶液再生室内部上方靠近溶液再生室水蒸汽出口的地方，沸腾冷凝盘管设置于溶液再生室内部下方，启动加热器设置于溶液再生室内部下方同时低于沸腾冷凝盘管的地方。

低压维持回路包括溶液再生室、第二调压阀、调压罐、第一调压阀、储液罐、第二电磁阀、真空泵及其相关连接管道。低压维持回路中，调压罐第一输入端通过第二调压阀与溶液再生室调压端连接，调压罐第二输入端通过第一调压阀与储液罐第二输出端连接，调压罐输出端通过第二电磁阀与真空泵的输入端连接，真空泵的输出端接外部大气环境，溶液再生室上设置有用以测量其中压力的第一压力传感器，储液罐上设置有用以测量其中压力的第二压力传感器，调压罐上设置有用以测量其中压力的第三压力传感器。

本发明装置中，压缩机排出的水蒸汽在沸腾冷凝盘管中冷凝，放出的热量用于加热溶液再生室中的溶液，溶液再生室中的溶液被加热沸腾，部分水蒸发汽化，溶液浓度得到提高，实现了溶液再生时的沸腾冷凝一体化和再生能量自平衡。

本发明装置中，压缩机为可压缩水蒸汽的容量可调压缩机，通过控制压缩机转速实现溶液再生速度调节。

本发明装置中，通过控制溶液再生室内工作压力和沸腾冷凝盘管中工作压力，以及同步控制溶液泵转速和调节阀开度，实现溶液再生装置流出的再生溶液浓度调节。