一種實現開閉式循環的熱源塔熱泵溶液再生與供冷裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于制冷空調系統設計和制造領域，涉及一種實現冬夏兩用冬季實現溶液高效再生和夏季實現高效吸收式制冷的熱源塔熱泵溶液再生裝置。
【背景技術】
[0002]熱源塔熱泵是一種冬夏兩用的新型建筑冷熱源系統，在夏季制冷時，熱源塔做常規冷卻塔使用，使冷水機組具有較高的COP。在冬季制熱時，借助溶液在熱源塔中與空氣進行熱質交換，從空氣中吸收熱量作為熱源塔熱泵機組的低位熱源。相對與空氣源熱泵，熱源塔熱泵不僅在夏季具有較高的運行效率，而且在冬季運行避免了結霜問題。相對于地源熱泵，熱源塔熱泵具有使用靈活，不受地理條件限制等優點，具有廣闊的應用前景。
[0003]熱源塔熱泵在冬季制熱運行時，溶液與空氣在熱源塔中進行傳熱傳質，當空氣中水蒸氣分壓力大于溶液表面水蒸氣分壓力時，空氣中的水蒸氣將進入到溶液中，使溶液的濃度變稀，溶液的冰點上升，為了保證系統的安全可靠運行，需要對變稀的溶液進行濃縮再生。如何對熱源塔熱泵的溶液高效再生，以及實現再生熱源的高效利用，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。同時熱源塔熱泵在夏季制冷運行時，因熱源塔中工作的介質是水，沒有再生需求，導致熱源塔熱泵的再生裝置在夏季時出現閑置，存在設備利用率不高的問題。
[0004]因此，如何解決溶液再生過程的高效率和再生熱量的高效利用，并同時解決在夏季溶液再生裝置閑置的問題，設計出一種可在冬季保證熱源塔熱泵系統穩定可靠運行，并實現溶液高效再生，同時在夏季可避免裝置閑置而造成資源浪費的新型裝置，成為本領域技術人員迫切需要解決的技術難題。
【發明內容】
[0005]技術問題:本發明的目的是提供一種能夠保證熱源塔熱泵系統的高效可靠運行，冬季實現熱源塔熱泵溶液高效再生，保證熱源塔熱泵在冬季的穩定可靠運行，夏季作為吸收式制冷機組運行，提高系統的效率，實現一機兩用的實現開閉式循環的熱源塔熱泵溶液再生與供冷裝置。
[0006]技術方案:本發明的實現開閉式循環的熱源塔熱泵溶液再生與供冷裝置，包括再生/制冷回路、熱源回路、冷卻回路、真空回路:再生/制冷回路包括蒸發器、冷凝器、凝結水換熱器、濃溶液吸收器、回熱器、溶液池、第一電磁閥、第一電子膨脹閥、第二電磁閥、第一溶液泵、單向閥、第二電子膨脹閥、第七電磁閥、第二溶液泵、排液閥及其相關連接管道，所述蒸發器同時也是熱源回路的構成部件，冷凝器同時也是冷卻回路的構成部件，凝結水換熱器、濃溶液吸收器、第二電子膨脹閥同時也是真空回路的構成部件；
[0007]所述再生/制冷回路中，蒸發器第一輸入端與回熱器第一輸出端連接，蒸發器第一輸出端與冷凝器第一輸入端連接，冷凝器第一輸出端與第二電子膨脹閥的入口連接，第二電子膨脹閥的出口與凝結水換熱器第一輸入端連接，凝結水換熱器第一輸出端通過排液閥與大氣連接，凝結水換熱器第二輸入端用以外接冷凍水源，為本裝置冷凍水入口，凝結水換熱器第二輸出端為本裝置冷凍水出口，凝結水換熱器第三輸出端與濃溶液吸收器第二輸入端連接；蒸發器第三輸出端與回熱器第二輸入端連接，回熱器第二輸出端通過第一電子膨脹閥與濃溶液吸收器第一輸入端連接，濃溶液吸收器第一輸出端通過第二電磁閥與溶液池第一輸入端連接；溶液池第一輸出端與第一溶液泵的入口連接，第一溶液泵的出口與單向閥的入口連接；濃溶液吸收器第二輸出端與第二溶液泵入口連接，第二溶液泵的出口通過第七電磁閥與回熱器第一輸入端連接，冷凝器第二輸出端分為兩路，一路通過第一電磁閥與所述回熱器第一輸入端連接，另一路與單向閥的出口匯合后作為本裝置稀溶液/冷卻水出口 ；
[0008]所述熱源回路包括蒸發器、太陽能集熱器、過熱段換熱器、熱水泵、第五電磁閥、第六電磁閥及其相關連接管道；所述熱源回路中，蒸發器第二輸出端與熱水泵的入口連接，熱水泵的出口分兩路，一路與過熱段換熱器第一輸入端連接，另一路與太陽能集熱器輸入端連接，過熱段換熱器第一輸出端通過第五電磁閥與蒸發器第二輸入端連接，太陽能集熱器輸出端通過第六電磁閥也與蒸發器第二輸入端連接，過熱段換熱器第二輸入端用以與本裝置外部的壓縮機出口連接，過熱段換熱器第二輸出端用以與本裝置外部的冷凝器的入口連接;
[0009]所述冷卻回路包括冷凝器、第四電磁閥及其相關連接管道；所述冷卻回路中，冷凝器第二輸入端通過第四電磁閥與本裝置外部的稀溶液源/冷卻水源連接，冷凝第二輸出端分兩路，一路與再生/制冷回路中的第一電磁閥的入口連接，一路與單向閥的出口匯合后作為本裝置的稀溶液/冷卻水出口；
[0010]所述真空回路包括凝結水換熱器、第二電子膨脹閥、第三電磁閥、真空泵、濃溶液吸收器及其相關連接管道；所述真空回路中，凝結水換熱器第一輸入端與第二電子膨脹閥的輸出端連接，凝結水換熱器第三輸出端分為兩路，一路與濃溶液吸收罐第二輸入端連接，另一路通過第三電磁閥與大氣連接，同時還與真空泵的入口連接，所述真空泵的出口與大氣連接。
[0011]本發明中，該裝置基于低壓真空運行，冬季可利用較低溫度的熱源實現熱源塔熱泵溶液再生并獲得高的溶液再生效率，在夏季運行可實現吸收式制冷，供應冷量，實現一機冬夏兩用，實現了裝置的多功能和提高了裝置使用效率。
[0012]本發明中，該裝置在太陽能可利用時，第五電磁閥處于關閉狀態，第六電磁閥處于開啟狀態，采用太陽能集熱器采集的太陽能作為溶液再生或吸收式制冷的驅動熱源；在太陽能不可利用時，第五電磁閥處于開啟狀態，第六電磁閥處于關閉狀態，利用過熱段換熱器中過熱制冷劑冷卻放出的熱量，作為裝置運行的驅動熱源，從而實現了冬夏季太陽能的高效利用，同時利用過熱段制冷劑冷卻放出的熱量解決了太陽能的不連續問題。
[0013]本發明中，再生/制冷回路中的冷凝器第二輸出端流出的稀溶液部分經第一電磁閥和回熱器進入蒸發器，利用稀溶液經過冷凝器吸熱后溫度升高再進入蒸發器，減少了進入蒸發器中再生的稀溶液所需的加熱量，從而提高系統效率。
[0014]熱源塔熱泵在冬季制熱運行，當空氣中水蒸氣分壓力大于熱源塔內溶液表面的水蒸氣分壓力時，空氣中的水蒸氣將進入到溶液中，使溶液濃度變稀，冰點上升，為了保證熱源塔熱泵裝置的穩定可靠運行，需要對溶液進行再生，可運行本發明裝置。
[0015]從本裝置接外部的稀溶液/冷卻水入口進入的低溫稀溶液經過第四電磁閥進入冷凝器中，稀溶液與冷凝器中的水蒸氣換熱，稀溶液吸收熱量溫度升高后，從冷凝器第二輸出端流出，從冷凝器流出的稀溶液分成兩部分，一部分直接從裝置稀溶液/冷卻水出口流出裝置，另外一部分通過第一電磁閥進入回熱器(此時第七電磁閥關閉)，在其中與從蒸發器中再生后流出進入回熱器的高溫濃溶液換熱，稀溶液溫度升高后從回熱器流出進入蒸發器，稀溶液在蒸發器中被熱水進一步加熱，溫度升高至溶液沸點溫度(此時蒸發器中的壓力為真空低壓，溶液的沸點較低)后，溶液沸騰，所產生的水蒸氣進入冷凝器