[发明专利]一种热泵型多效再生的热源塔热泵系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及空调制冷领域，具体是一种热泵型多效再生的热源塔热泵系统及方法。

背景技术

热源塔热泵可有效解决空气源热泵在冬季容易产生的结霜问题，可在冬、夏两季使用，具有较好的技术经济价值，近年来，针对热源塔热泵系统的研究和应用越来越多。

目前，热源塔热泵中存在的一个主要问题是防冻溶液的再生。当热源塔在冬季使用时，防冻溶液会吸收空气中的水蒸汽，水蒸汽凝结所传递的潜热通常小于防冻溶液在热源塔中吸热量的30％。吸收空气中的水分后，防冻溶液浓度变稀，冰点升高，因此需要重新对防冻溶液进行再生以维持溶液的冰点始终处于要求水平。

热源塔热泵防冻溶液的再生方式主要采用热力再生，它又包括沸腾式再生和非沸腾式再生两种类型。其中沸腾式再生具有传热效果好，耗热小的特点，是一种具有前景的再生方式。目前沸腾式再生的热源常利用空调热泵机组的再冷量进行再生，其缺点是：1、增加了热源塔的热负荷，造成热源塔偏大；2、热泵机组的再冷器需要有接口连接防冻溶液，实际使用上很不方便，尤其是对于闭式热源塔系统。有的则利用专门的热泵供给再生热量，但热量为单效利用，系统COP不高。

为了利用专门的热泵作为防冻溶液沸腾式再生的解决方案，目前最亟待解决的问题是高温热量的再利用以及解决由此产生的不凝气问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种热泵型多效再生的热源塔热泵系统，采用专门热泵驱动，保证高温热量的再利用，同时解决由此产生的不凝气问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种热泵型多效再生的热源塔热泵系统，包括内置有机溶液的工作子系统和内置制冷剂以及水或者防冻溶液的再生子系统；工作子系统包括闭式热源塔、热源塔循环泵、旁通调节阀、热泵机组、有机溶液循环泵、进口调节阀以及出口调节阀；再生子系统包括蒸发冷凝器、第四效换热室、第三效换热室、第二效换热室、第一效换热室、凝水换热器、溶液换热器、冷凝脱气室、脱气室、第一换热器、第二换热器、冷凝器、冷凝水泵、浓溶液增压泵、稀溶液增压泵、真空泵、第四效换热室压力开关、第三效换热室压力开关、第二效换热室压力开关、第一效换热室压力开关、冷凝脱气室压力开关、脱气室压力开关、冷凝器调节阀、浓溶液调节阀、节流阀、冷凝脱气室疏水调节阀、第四效疏水调节阀、第四效溶液出口调节阀、稀溶液调节阀、第三效溶液出口调节阀、第三效疏水调节阀、第四效供水调节阀、第二效溶液出口调节阀、第二效疏水调节阀、第三效旁路疏水调节阀、第二效旁路疏水调节阀、第一效溶液出口调节阀、第一效疏水调节阀、第三效供水调节阀、第一效旁路疏水调节阀、第二效供水调节阀、第一效供水调节阀以及压缩机；闭式热源塔的循环溶液出口连接热源塔循环泵后分为两路，第一路连接旁通调节阀后与浓溶液调节阀出口相连，再接入闭式热源塔的循环溶液进口；第二路依次连接凝水换热器的低温液体管道、溶液换热器的低温液体管道和稀溶液调节阀后接入脱气室；脱气室顶部的水蒸汽出口连接冷凝脱气室的水蒸汽进口，冷凝脱气室的冷凝水出口连接冷凝脱气室疏水调节阀后与第四效疏水调节阀的出口相连；脱气室的溶液出口连接稀溶液增压泵后分为两路，第一路通过第四效供水调节阀后连接至第四效换热室的顶部溶液进口，第二路连接第一换热器的低温液体管道后分为两路，其中一路通过第三效供水调节阀后连接至第三效换热室的顶部溶液进口，第二路连接第二换热器的低温液体管道后分为两路，其中一路通过第二效供水调节阀后连接至第四效换热室的顶部溶液进口，第二路通过第一效供水调节阀后连接至第一效换热室的顶部溶液进口；第一效换热室的底部溶液出口通过第一效溶液出口调节阀连接第二效换热室的底部溶液进口，第一效换热室的蒸汽主管路出口、第二效换热室的冷凝管道以及第一效疏水调节阀依次连接后，第一效疏水调节阀与第四效疏水调节阀的出口相连，第一效换热室的蒸汽旁路出口、第二溶液换热器的冷凝管道以及第一效旁路疏水调节阀依次连接；第二效换热室的底部溶液出口通过第二效溶液出口调节阀连接第三效换热室的底部溶液进口，第二效换热室的蒸汽主管路出口、第三效换热室的冷凝管道以及第二效疏水调节阀依次连接，第二效疏水调节阀与第四效疏水调节阀的出口相连，第二效换热室的蒸汽旁路出口、第一溶液换热器的冷凝管道以及第二效旁路疏水调节阀依次连接；第三效换热室的底部溶液出口通过第三效溶液出口调节阀连接第四效换热室的底部溶液进口，第三效换热室4的蒸汽主管路出口、第四效换热室的冷凝管道以及第三效疏水调节阀依次连接，第三效疏水调节阀与第四效疏水调节阀的出口相连，第三效换热室的蒸汽旁路出口、脱气室的冷凝管道以及第三效旁路疏水调节阀依次连接；第四效换热室的底部溶液出口第四效溶液出口调节阀、浓溶液增压泵、溶液换热器的高温液体管道以及浓溶液调节阀依次连接后，浓溶液调节阀与旁通调节阀的出口相连，第四效换热室的蒸汽主管路出口、蒸发冷凝器的冷凝管道、冷凝器的冷凝管道以及第四效疏水调节阀依次连接，第四效疏水调节阀与其它疏水调节阀出口相连后，分别和冷凝水泵和凝水换热器的高温液体管道依次连接后排出；冷凝脱气室的气体出口连接冷凝脱气室压力开关，脱气室的气体出口连接脱气室压力开关，第四效换热室的气体出口连接第四效换热室压力开关，第三效换热室的气体出口连接第三效换热室压力开关，第二效换热室的气体出口连接第二效换热室压力开关，第一效换热室的气体出口连接第一效换热室压力开关，各压力开关并联后连接至真空泵的进气口；热泵机组的有机溶液出口、溶液循环泵、进口调节阀以及闭式热源塔的热源塔有机溶液进口依次连接，闭式热源塔的热源塔有机溶液出口分为两路：一路连接出口调节阀；另外一路与冷凝器调节阀和冷凝器的低温液体管道依次连接后，其冷凝器的低温液体管道出口与调节阀的出口相连，并连接到热泵机组的有机溶液进口；压缩机的出口依次连接第一效换热室内的冷凝管道、节流阀、冷凝脱气室的冷凝管道、蒸发冷凝器的冷凝管道，最后接至压缩机的进口。