專利名稱：沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制冷與空調(diào)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水冷冷水機(jī)組是空調(diào)系統(tǒng)中一種非常普遍的配置，但是在冬季卻不能發(fā)揮作用，為了滿足熱負(fù)荷需要，還需要添置專門的加熱系統(tǒng)，如配備鍋爐房或換熱站，在一定程度上增加了系統(tǒng)的初投資，而且并不節(jié)能。如果采用空氣源熱泵系統(tǒng)，則不需要再配置專門的加熱系統(tǒng)，而且冬季工況下系統(tǒng)也具有較高C0P，但它容易受到冬季結(jié)霜問題困擾。近年來，有學(xué)者提出利用熱源塔在冬季制熱工況下從空氣中吸熱的熱源塔熱泵系統(tǒng)，并通過在實(shí)際工程中的應(yīng)用驗(yàn)證了其實(shí)用價值。熱源塔熱泵系統(tǒng)具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢，第一，它可通過改變循環(huán)溶液的濃度來使其凝固點(diǎn)低于0°c從而有效解決空氣源熱泵中存在的結(jié)霜問題；第二，熱源塔熱泵夏季供冷、冬季供熱，使得水冷冷水機(jī)組一機(jī)兩用，代替了專門的加熱系統(tǒng)，在初投資和運(yùn)行費(fèi)用上都有較大節(jié)??；第三，熱源塔熱泵系統(tǒng)易于實(shí)施，無論在新建還是改建空調(diào)系統(tǒng)中采用都具有較強(qiáng)的可行性。但熱源塔熱泵在冬季工況下運(yùn)行時由于循環(huán)溶液吸濕會使其濃度降低，因此為了維持系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)就需要對溶液進(jìn)行再生。東南大學(xué)文先太博士提出了一種溶液再生方式(申請?zhí)?01010567051.4)，即采用閉式循環(huán)的再生空氣與溶液進(jìn)行熱質(zhì)交換，用蒸發(fā)器對再生空氣進(jìn)行降溫和除濕，用冷凝器排放的冷凝熱加熱溶液，最后溶液中的多余水分以冷凝水形式排出。浙江大學(xué)陳光明教授提出了另外一種再生方式(申請?zhí)?00910098008.5)，即利用熱泵系統(tǒng)的過冷器加熱溶液并與開式循環(huán)的再生空氣相接觸，最后由再生空氣將溶液中的多余水分?jǐn)y帶出系統(tǒng)。這兩種再生方式都采用了非沸騰式再生方式，具有非沸騰式再生方式的固有缺點(diǎn)，即溶液和再生空氣接觸時具有較大勢差，而且加熱再生空氣需要耗費(fèi)較多的熱量，另外，對于前者，蒸發(fā)器除了要除濕還要對再生空氣進(jìn)行降溫，能耗較大；對于后者，利用過冷器加熱溶液會降低熱泵系統(tǒng)C0P，而且蒸發(fā)潛熱隨再生空氣排出系統(tǒng)，對于在制熱工況下正需要熱源的蒸發(fā)器而言，在一定程度上造成浪費(fèi)。為此，有必要開發(fā)一種能克服非沸騰式再生方式的固有缺點(diǎn)，以降低能耗，擴(kuò)大低品位熱源利用范圍，同時對能源進(jìn)行梯級利用的熱源塔熱泵系統(tǒng)，本實(shí)用新型就是為解決上述問題而提出的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)，使其具有能耗低、低品位熱源利用范圍廣的特點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)，其具體實(shí)現(xiàn)方式如圖1，包括熱泵子系統(tǒng)、熱源塔子系統(tǒng)和溶液再生子系統(tǒng)；溶液再生子系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)閥1、溶液換熱器、節(jié)流閥1、沸騰式再生器、溶液泵、冷凝器、冷凝水箱和冷凝水泵；熱泵子系統(tǒng)包括室外換熱器、四通換向閥、壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器、節(jié)流閥I1、冷凝器、單向閥1、單向閥II和旁通閥；熱源塔子系統(tǒng)包括熱源塔、調(diào)節(jié)閥I1、冷卻水泵、室外換熱器和室外轉(zhuǎn)換閥組；所述熱源塔內(nèi)從上至下依次設(shè)置有噴淋器、新風(fēng)通道和溶液存儲腔，所述溶液存儲腔內(nèi)設(shè)置有溶液出口 ；所述溶液換熱器內(nèi)設(shè)置有濃溶液通道和稀溶液通道，所述濃溶液通道的兩端分別設(shè)置有濃溶液進(jìn)口和濃溶液出口，所述稀溶液通道的兩端分別設(shè)置有稀溶液進(jìn)口和稀溶液出口 ；所述溶液存儲腔的溶液出口分為兩路，一路與調(diào)節(jié)閥I相連接，一路與調(diào)節(jié)閥II相連接；所述調(diào)節(jié)閥I還與溶液換熱器的稀溶液進(jìn)口相連接，溶液換熱器的稀溶液出口與節(jié)流閥I相連接，節(jié)流閥I與沸騰式再生器的稀溶液進(jìn)口相連接，沸騰式再生器的濃溶液出口與溶液泵相連接，溶液泵與溶液換熱器的濃溶液進(jìn)口相連接；所述沸騰式再生器與外部低品位熱源相連接；所述調(diào)節(jié)閥II還連接有冷卻水泵；冷卻水泵分別與室外轉(zhuǎn)換閥組和溶液換熱器的濃溶液出口相連接；所述室外轉(zhuǎn)換閥組分別與溶液換熱器的濃溶液出口、噴淋器以及室外換熱器相連接；所述室外換熱器與四通換向閥相連接；所述四通換向閥分別與壓縮機(jī)和室內(nèi)換熱器端口相連接；所述室內(nèi)換熱器端口與節(jié)流閥II相連接；所述室內(nèi)換熱器端口還連接有室內(nèi)轉(zhuǎn)換閥組；所述節(jié)流閥II分別與單向閥I的出液口和單向閥II的進(jìn)液口相連接；所述單向閥II的出液口與冷凝器的溶液進(jìn)口相連接；所述冷凝器的溶液出口分別與單向閥I的進(jìn)液口以及室外換熱器相連接；所述旁通閥分別與單向閥II的進(jìn)液口和冷凝器的溶液出口連接；以上所述的熱泵子系統(tǒng)通過室外換熱器與熱源塔子系統(tǒng)耦合，通過冷凝器與溶液再生子系統(tǒng)耦合。作為對本實(shí)用新型的沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)的改進(jìn):所述室外轉(zhuǎn)換閥組內(nèi)設(shè)置有截止閥1、截止閥I1、截止閥II1、截止閥IV ;所述截止閥1、截止閥I1、截止閥III和截止閥IV依次相連接后形成串聯(lián)回路，在截止閥II和截止閥III之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口IV，在截止閥I和截止閥IV之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口 I，在截止閥I和截止閥II之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口 II，在截止閥III和截止閥IV之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口III ;所述室內(nèi)轉(zhuǎn)換閥組內(nèi)設(shè)置有截止閥1、截止閥I1、截止閥III和截止閥IV ;所述截止閥1、截止閥I1、截止閥III和截止閥IV依次相連接后形成串聯(lián)回路，在截止閥II和截止閥III之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口III，在截止閥I和截止閥IV之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口 II，在截止閥I和截止閥II之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口 I，在截止閥III和截止閥IV之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口IV ;所述室外換熱器上設(shè)置有室外換熱器端口 1、室外換熱器端口 I1、室外換熱器端口III和室外換熱器端口IV ;所述室內(nèi)換熱器上設(shè)置有室內(nèi)換熱器端口 1、室內(nèi)換熱器端口 I1、室內(nèi)換熱器端口III和室內(nèi)換熱器端口IV ;所述四通換向閥上設(shè)置有四通換向閥端口 1、四通換向閥端口 I1、四通換向閥端口III和四通換向閥端口IV ;所述室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口 I與噴淋器相連接，所述室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口 II與室外換熱器端口III相連接，室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口III與室外換熱器端口IV相連接，所述室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口IV分別與冷卻水泵和溶液換熱器的濃溶液出口相連接，室外換熱器端口 I與四通換向閥端口 I相連接，所述壓縮機(jī)的排氣口與四通換向閥端口 IV相連接，壓縮機(jī)的吸氣口與四通換向閥端口
II相連接，四通換向閥端口III與室內(nèi)換熱器端口 I相連接，室內(nèi)換熱器端口 II與節(jié)流閥II相連接，單向閥I的進(jìn)液口分別和冷凝器的溶液出口以及室外換熱器端口 II相連接，室內(nèi)換熱器端口III與室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口 II相連接，室內(nèi)換熱器端口 IV與室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口III相連接，室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口 I和室外轉(zhuǎn)換閥組的溶液進(jìn)出口IV分別與低品位熱源的出水口和進(jìn)水口相連接。作為對本實(shí)用新型的沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述的低品位熱源來自地表水、地下水、地埋管換熱系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)或其它余熱源。作為對本實(shí)用新型的沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):熱源塔子系統(tǒng)中的工質(zhì)可采用氯化鈣溶液或溴化鋰溶液。該系統(tǒng)采用沸騰式再生方式，利用低品位熱源對循環(huán)溶液進(jìn)行再生，并將冷凝器與蒸發(fā)器耦合，具有熱源溫度要求不高、低品位熱源利用范圍廣、調(diào)節(jié)靈活、可行性強(qiáng)的特點(diǎn)，易于推廣應(yīng)用。本實(shí)用新型與現(xiàn)有熱源塔熱泵系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):I)熱泵子系統(tǒng)與溶液再生子系統(tǒng)通過冷凝器耦合，回收了再生時所析出水蒸汽的潛熱，通過能量梯級利用減少了對熱源塔的供熱需求，使溶液吸濕量減少，降低了再生負(fù)荷。2)溶液中的水分在沸騰式再生器中通過內(nèi)部蒸發(fā)方式析出，比非沸騰式再生器中的表面蒸發(fā)方式具有更強(qiáng)的傳質(zhì)效果且不必依靠提高溶液溫度來保持溶液及再生空氣間的勢差，因此可降低對低品位熱源溫度的要求，在一定程度上擴(kuò)大了低品位熱源的利用范圍。3)由于采用了沸騰式再生方式，避免了非沸騰式再生中對再生空氣加熱所消耗的熱量，因此在相同再生量下，所消耗的低品位熱源的熱量更少，系統(tǒng)的再生效率更高。

圖1是本實(shí)用新型的沸騰再生型熱源塔熱泵的系統(tǒng)流程圖；圖2是圖1中室外轉(zhuǎn)換閥組19的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中室內(nèi)轉(zhuǎn)換閥組20的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施實(shí)例1、圖1給出了一種沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)；包括熱泵子系統(tǒng)、熱源塔子系統(tǒng)和溶液再生子系統(tǒng)；溶液再生子系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)閥I 2、溶液換熱器3、節(jié)流閥I 4、沸騰式再生器5、溶液增加泵6、冷凝器10、冷凝水箱11和冷凝水泵12 ;熱泵子系統(tǒng)包括室外換熱器7、四通換向閥14、壓縮機(jī)15、室內(nèi)換熱器16、節(jié)流閥II 13、冷凝器10、單向閥
I18、單向閥II 17和旁通閥21 ;熱源塔子系統(tǒng)包括熱源塔1、調(diào)節(jié)閥II 8、循環(huán)泵9、室外換熱器7和室外轉(zhuǎn)換閥組19。以上所述的三個子系統(tǒng)存在耦合關(guān)系，即熱泵子系統(tǒng)通過室外換熱器7與熱源塔子系統(tǒng)耦合，并通過冷凝器10與溶液再生子系統(tǒng)耦合。熱源塔I內(nèi)從上至下依次設(shè)置有噴淋器、新風(fēng)通道和溶液存儲腔，所述溶液存儲腔內(nèi)設(shè)置有溶液出口 ；溶液換熱器3內(nèi)設(shè)置有濃溶液通道和稀溶液通道，所述濃溶液通道的兩端分別設(shè)置有濃溶液進(jìn)口和濃溶液出口，所述稀溶液通道的兩端分別設(shè)置有稀溶液進(jìn)口和稀溶液出口 ；室外轉(zhuǎn)換閥組19包括截止閥I 191、截止閥II 192、截止閥III 193和截止閥IV 194，截止閥I 191、截止閥II 192、截止閥III 193和截止閥IV 194依次相連接后形成串聯(lián)回路，在截止閥II 192和截止閥III 193之間的通道上設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組19的溶液進(jìn)出口IV，在截止閥I 191和截止閥IV 194之間的通道上設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組19的溶液進(jìn)出口 I，在截止閥I 191和截止閥II 192之間的通道上設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組19的溶液進(jìn)出口 II，在截止閥III193和截止閥IV 194之間的通道上設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組19的溶液進(jìn)出口
III。室內(nèi)轉(zhuǎn)換閥組20包括截止閥I 201、截止閥II 202、截止閥III 203和截止閥IV 204，截止閥I 201、截止閥II 202、截止閥III 203和截止閥IV 204依次相連接后形成串聯(lián)回路，在截止閥II 202和截止閥III 203之間的通道上設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組20的溶液進(jìn)出口III，在截止閥I 201和截止閥IV 204之間設(shè)置的通道上有室外轉(zhuǎn)換閥組20的溶液進(jìn)出口 II，在截止閥I 201和截止閥II 202之間的通道上設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組20的溶液進(jìn)出口 I，在截止閥
III203和截止閥IV 204之間的通道上設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組20的溶液進(jìn)出口IV。室外換熱器7上設(shè)置有室外換熱器端口 I 71、室外換熱器端口 II 72、室外換熱器端口III 73和室外換熱器端口IV 74;室內(nèi)換熱器16上設(shè)置有室內(nèi)換熱器端口 I 161、室內(nèi)換熱器端口 II 162、室內(nèi)換熱器端口III163和室內(nèi)換熱器端口 IV 164 ;四通換向閥14上設(shè)置有四通換向閥端口
I141、四通換向閥端口 II 142、四通換向閥端口III143和四通換向閥端口IV 144 ;溶液存儲腔的溶液出口分為兩路，一路與調(diào)節(jié)閥I 2相連接，一路與調(diào)節(jié)閥II 8相連接；具體的連接如下:其中一路:調(diào)節(jié)閥I 2與溶液換熱器3的稀溶液進(jìn)口相連接，溶液換熱器3的稀溶液出口與節(jié)流閥I 4相連接，節(jié)流閥I 4與沸騰式再生器5的稀溶液進(jìn)口相連接，沸騰式再生器5的濃溶液出口與溶液增加泵6相連接，溶液增加泵6與溶液換熱器3的濃溶液進(jìn)口相連接；另外一路:調(diào)節(jié)閥II 8連接有循環(huán)泵9 ;循環(huán)泵9分別與溶液換熱器3的濃溶液出口和室外轉(zhuǎn)換閥組19的溶液進(jìn)出口IV相連接，室外轉(zhuǎn)換閥組19的溶液進(jìn)出口IV與溶液換熱器3的濃溶液出口相連接。室外轉(zhuǎn)換閥組19的溶液進(jìn)出口 I與噴淋器相連接。室外轉(zhuǎn)換閥組19的溶液進(jìn)出口 II與室外換熱器端口III 73相連接，室外轉(zhuǎn)換閥組19的溶液進(jìn)出口III與室外換熱器端口IV 74相連接，室外換熱器端口 I 71與四通換向閥端口 I 141相連接，四通換向閥端口
II142通過壓縮機(jī)15與四通換向閥端口IV 144形成回路(壓縮機(jī)15的排氣口與四通換向閥端口 IV 144相連接，壓縮機(jī)15的吸氣口與四通換向閥端口 II 142相連接)，四通換向閥端口III 143與室內(nèi)換熱器端口 I 161相連接，室內(nèi)換熱器端口 II 162與節(jié)流閥II 13相連接，節(jié)流閥II 13分別與單向閥I 18的出液口和單向閥II 17的進(jìn)液口相連接，單向閥II 17的出液口與冷凝器10的溶液進(jìn)口相連接，單向閥I 18的進(jìn)液口分別和冷凝器10的溶液出口以及室外換熱器端口 II 72相連接，在單向閥II 17和冷凝器10的溶液出口通過旁通閥21相連。沸騰式再生器5上設(shè)置有端口 I 51和端口 II 52，通過沸騰式再生器5的端口 I 51和沸騰式再生器5的端口 II 52，可以與外部低品位熱源供應(yīng)系統(tǒng)的進(jìn)出口相連。室內(nèi)換熱器端口III163與室外轉(zhuǎn)換閥組20的溶液進(jìn)出口 II相連接，室內(nèi)換熱器端口 IV 164和室外轉(zhuǎn)換閥組20的溶液進(jìn)出口III相連接。室內(nèi)轉(zhuǎn)換閥組20的溶液進(jìn)出口IV和室外轉(zhuǎn)換閥組20的溶液進(jìn)出口 I分別與外部供冷(熱)系統(tǒng)的進(jìn)水口和出水口相連。以上所述外部低品位熱源可來自地表水、地下水、地埋管換熱系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)或其它余熱源。以上所述熱泵子系統(tǒng)在制熱模式下工作時，截止閥V 201和截止閥VII 203關(guān)閉，截止閥VI202和截止閥VDI204打開，從外部供熱系統(tǒng)出來的熱水回水從室內(nèi)換熱器端口 IV 164進(jìn)入室內(nèi)換熱器16內(nèi)，再從室內(nèi)換熱器端口III163流出，熱水在室內(nèi)換熱器16內(nèi)和冷劑進(jìn)行逆流換熱。熱泵子系統(tǒng)在制冷工況下工作時，截止閥V 201和截止閥VII 203打開，截止閥VI 202和截止閥VDI 204關(guān)閉，從外部供冷系統(tǒng)出來的冷水回水從室內(nèi)換熱器端口III 163進(jìn)入，從室內(nèi)換熱器端口IV 164流出，在室內(nèi)換熱器16內(nèi)和冷劑進(jìn)行逆流換熱。所述熱源塔子系統(tǒng)在制熱模式下工作時，又分為兩種工作模式，即一般模式和再生模式并在兩種模式下切換。一般模式下，調(diào)節(jié)閥II 8和循環(huán)泵9打開，同時溶液再生子系統(tǒng)保持關(guān)閉，隨著溶液在熱源塔中不斷吸收空氣中的水蒸汽而濃度降低到一定程度時，則進(jìn)入再生模式，此時，調(diào)節(jié)閥II 8和循環(huán)泵9關(guān)閉，同時溶液再生子系統(tǒng)打開進(jìn)行溶液再生，當(dāng)溶液濃度升高到一定程度時，則重新切換到一般模式。在制熱模式下，截止閥I 191和截止閥III193保持關(guān)閉，截止閥II 192和截止閥IV 194保持打開，從熱源塔I出來的溶液從室外換熱器端口III 73進(jìn)入室外換熱器7內(nèi)，再從室外換熱器端口 IV 74流出，溶液在室外換熱器7內(nèi)和冷劑進(jìn)行逆流換熱。所述熱源塔子系統(tǒng)在制冷模式下工作時，調(diào)節(jié)閥II 8和循環(huán)泵9打開，溶液再生子系統(tǒng)保持關(guān)閉，熱源塔I的功能即相當(dāng)于通常的冷卻塔。截止閥I 191和截止閥III 193打開，截止閥II 192和截止閥IV 194關(guān)閉，從熱源塔I (按冷卻塔模式運(yùn)行)出來的冷卻水從室外換熱器端口 IV 74進(jìn)入室外換熱器7內(nèi)，再從室外換熱器端口III 73流出，冷卻水在室外換熱器7內(nèi)和冷劑進(jìn)行逆流換熱。溶液再生子系統(tǒng)工作時，沸騰式再生器5、冷凝器10、冷凝水箱11為負(fù)壓運(yùn)行。熱源塔子系統(tǒng)和溶液再生子系統(tǒng)在制熱模式下的工質(zhì)為氯化鈣溶液或溴化鋰溶液，其凝固點(diǎn)應(yīng)比冬季室外設(shè)計(jì)環(huán)境溫度低10°c。熱源塔子系統(tǒng)在制冷模式下的工質(zhì)為水。本實(shí)用新型的沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)在實(shí)際使用時的具體工作步驟如下:a、在制熱模式下，分為兩種工作模式，即一般模式和再生模式并在兩種模式下切換。一般模式下，調(diào)節(jié)閥II 8和循環(huán)泵9打開，同時溶液再生子系統(tǒng)保持關(guān)閉，隨著溶液在熱源塔中不斷吸收空氣中的水蒸汽而濃度降低到一定程度時，則進(jìn)入再生模式，此時，調(diào)節(jié)閥
II8和循環(huán)泵9關(guān)閉，同時溶液再生子系統(tǒng)打開進(jìn)行溶液再生，當(dāng)溶液濃度升高到一定程度時，則重新切換到一般模式。制熱模式下熱泵子系統(tǒng)和熱源塔子系統(tǒng)始終保持運(yùn)行。熱泵子系統(tǒng)按制熱循環(huán)方式運(yùn)行，熱源塔子系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)為氯化鈣溶液或溴化鋰溶液，截止閥I 191和截止閥III193關(guān)閉，截止閥II 192和截止閥IV 194打開，截止閥V 201和截止閥VII 203關(guān)閉，截止閥VI 202和截止閥VDI 204打開。具體步驟如下:1、溶液再生子系統(tǒng)循環(huán)過程:1.1、在再生模式下，溶液再生子系統(tǒng)保持工作，稀溶液從溶液存儲腔的溶液出口流出，經(jīng)調(diào)節(jié)閥I 2、溶液換熱器3 (溶液換熱器3內(nèi)的稀溶液通道)和節(jié)流閥I 4后流入沸騰式再生器5內(nèi)(當(dāng)稀溶液經(jīng)過調(diào)節(jié)閥I 2時，通過調(diào)節(jié)閥I 2將壓力降低為負(fù)壓)；1.2、通過沸騰式再生器5的端口 I 51引入外部低品位熱源供應(yīng)系統(tǒng)導(dǎo)出的低品位熱源；1.3、稀溶液吸收低品位熱源的熱量后，稀溶液內(nèi)的部分水分蒸發(fā)，稀溶液濃縮成濃溶液；再通過沸騰式再生器5的端口 II 52，將被稀溶液吸收了熱量后的低品位熱源導(dǎo)回到外部低品位熱源供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)；[0033]1.4、濃溶液從沸騰式再生器5中流出，并經(jīng)溶液增壓泵I 6加壓至常壓以上，并進(jìn)入溶液換熱器3 (溶液換熱器3內(nèi)的濃溶液通道)內(nèi)；此時，濃溶液通道和稀溶液通道內(nèi)的液體換熱，即將濃溶液通道內(nèi)濃溶液的熱量傳導(dǎo)到稀溶液通道內(nèi)的稀溶液上；1.5、從沸騰式再生器5中蒸發(fā)的水蒸汽流向冷凝器10，在冷凝器10中放出冷凝潛熱后變成冷凝水進(jìn)入冷凝水箱11中儲存，冷凝水泵12通過冷凝水箱10的液位控制，當(dāng)冷凝水箱10中存儲的冷凝水過多的時候，就開啟冷凝水泵12將冷凝水加壓后排出外界。2、熱源塔子系統(tǒng)循環(huán)過程:2.1 濃溶液從熱源塔I的噴淋器噴灑出來，室外空氣通過新風(fēng)通道時，與濃溶液進(jìn)行熱質(zhì)交換，使?jié)馊芤簻囟壬?，濃度變?即變成了稀溶液)后，落入了溶液存儲腔內(nèi)；2.2稀溶液從溶液存儲腔的溶液出口流出，若此時為一般模式運(yùn)行，則稀溶液經(jīng)過調(diào)節(jié)閥II 8和循環(huán)泵9，再通過截止閥II 192后經(jīng)室外換熱器端口III 73流入室外換熱器7內(nèi)；若此時為再生運(yùn)行模式，則稀溶液通過再生子系統(tǒng)濃縮再生，濃溶液從溶液換熱器3(溶液換熱器3內(nèi)的濃溶液的通道)內(nèi)流出，通過截止閥II 192后經(jīng)室外換熱器端口III 73流入室外換熱器7內(nèi)；2.3、濃溶液在室外換熱器7內(nèi)，向低溫低壓冷劑蒸汽放熱后，溫度降低，再通過室外換熱器端口IV 74經(jīng)截止閥IV 194流到噴淋器內(nèi)，重新進(jìn)行步驟I到步驟2的循環(huán)。3、熱泵子系統(tǒng)的循環(huán)過程:3.1、高溫高壓冷劑蒸汽從壓縮機(jī)15的排氣口依次經(jīng)過四通換向閥端口IV 144和四通換向閥端口III 143后，再通過室內(nèi)換熱器端口 I 161流入室內(nèi)換熱器16內(nèi)；3.2、高溫高壓冷劑蒸汽在室內(nèi)換熱器16中放出冷凝熱并加熱外部供熱系統(tǒng)回水，變成高溫高壓液體；3.3、高溫高壓液體經(jīng)過室內(nèi)換熱器端口 II 162通過節(jié)流閥II 13后變成低溫低壓液體；(根據(jù)冷劑的性質(zhì)，高溫高壓液體在室內(nèi)換熱器端口 II 162流向節(jié)流閥II 13的過程中自然冷卻成低溫低壓液體，制冷劑節(jié)流之后就會出現(xiàn)這樣的效應(yīng)，相當(dāng)于降壓使得少量制冷劑液體蒸發(fā)，蒸發(fā)的熱只能由制冷劑降溫來提供，所以就使制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w了)；3.4、若在一般運(yùn)行模式下，旁通閥21開啟，此時絕大部分低溫低壓液體通過旁通閥21流至冷凝器10的溶液出口，只有少量低溫低壓液體流經(jīng)冷凝器10，兩股低溫低壓液體在冷凝器10的溶液出口匯合，經(jīng)室外換熱器端口 II 72進(jìn)入室外換熱器7內(nèi)吸收來自熱源塔I的濃溶液顯熱后汽化，成為低溫低壓氣體；若在再生運(yùn)行模式下，旁通閥21關(guān)閉，則全部低溫低壓液體經(jīng)單向閥II 17進(jìn)入冷凝器10，吸收水蒸汽放出的潛熱，部分冷劑蒸發(fā)后經(jīng)室外換熱器端口 II 72進(jìn)入室外換熱器7內(nèi)吸收來自熱源塔I的濃溶液顯熱后進(jìn)一步汽化，成為低溫低壓氣體(低溫低壓氣體經(jīng)過壓縮機(jī)后變成高溫高壓氣體)。低溫低壓氣體從室外換熱器端口 I 71流出，然后依次通過四通換向閥端口 I 141和四通換向閥端口 II 142進(jìn)入壓縮機(jī)15的吸氣口。b、在制冷模式下，熱泵子系統(tǒng)、熱源塔子系統(tǒng)都保持運(yùn)行，溶液再生子系統(tǒng)關(guān)閉，熱泵子系統(tǒng)按制冷循環(huán)方式運(yùn)行，熱源塔I按冷卻塔模式運(yùn)行，系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)為水。調(diào)節(jié)閥
II8和循環(huán)泵9開啟，調(diào)節(jié)閥I 2關(guān)閉，截止閥I 191和截止閥III 193打開，截止閥II 192和截止閥IV 194關(guān)閉，截止閥V 201和截止閥VII 203打開，截止閥VI 202和截止閥VDI 204關(guān)閉。具體步驟如下:1、制冷模式下熱源塔子系統(tǒng)循環(huán)過程:1.1、水從熱源塔I的噴淋器噴灑出來，室外空氣通過新風(fēng)通道時，與水進(jìn)行熱質(zhì)交換，使水的溫度降低；1.2、水從溶液存儲腔的溶液出口流出，經(jīng)過調(diào)節(jié)閥II 8和循環(huán)泵9，再通過截止閥
III193后，經(jīng)室外換熱器端口 IV 74流入室外換熱器7 ；1.3、水在室外換熱器7內(nèi)吸收高溫高壓冷劑蒸汽放出的熱量后，水的溫度升高，再重新回到熱源塔I中與空氣進(jìn)行熱質(zhì)交換。2、制冷模式下熱泵子系統(tǒng)的循環(huán)過程:2.1、高溫高壓冷劑蒸汽從壓縮機(jī)15排氣口依次經(jīng)過四通換向閥端口IV 144和四通換向閥端口 I 141后經(jīng)室外換熱器端口 I 71流入室外換熱器7內(nèi)；2.2、高溫高壓冷劑蒸汽在室外換熱器7中放出冷凝熱后變成高溫高壓液體，再依次通過單向閥II 18、節(jié)流閥II 13后變成低溫低壓液體，再通過室內(nèi)換熱器端口 II 162進(jìn)入室內(nèi)換熱器16 ；2.3、低溫低壓液體吸收外部供冷系統(tǒng)冷水回水的顯熱后汽化，成為低溫低壓氣體(這里的氣體是低溫低壓液體吸熱后變成的低溫低壓氣體，就是一相變過程，溫度基本不變的)，然后經(jīng)室內(nèi)換熱器端口 I 161依次通過四通換向閥端口III 143和四通換向閥端口
II142后，從壓縮機(jī)15的吸氣口進(jìn)入壓縮機(jī)15內(nèi)。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的若干個具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)；其特征是:包括熱泵子系統(tǒng)、熱源塔子系統(tǒng)和溶液再生子系統(tǒng)； 溶液再生子系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)閥I (2)、溶液換熱器(3)、節(jié)流閥I (4)、沸騰式再生器(5)、溶液泵(6 )、冷凝器(10)、冷凝水箱(11)和冷凝水泵(12); 熱泵子系統(tǒng)包括室外換熱器(7)、四通換向閥(14)、壓縮機(jī)(15)、室內(nèi)換熱器(16)、節(jié)流閥II (13)、冷凝器(10)、單向閥I (18)、單向閥II (17)和旁通閥(21)； 熱源塔子系統(tǒng)包括熱源塔(I)、調(diào)節(jié)閥II (8)、冷卻水泵(9)、室外換熱器(7)和室外轉(zhuǎn)換閥組(19)； 所述熱源塔(I)內(nèi)從上至下依次設(shè)置有噴淋器、新風(fēng)通道和溶液存儲腔，所述溶液存儲腔內(nèi)設(shè)置有溶液出口； 所述溶液換熱器(3)內(nèi)設(shè)置有濃溶液通道和稀溶液通道，所述濃溶液通道的兩端分別設(shè)置有濃溶液進(jìn)口和濃溶液出口，所述稀溶液通道的兩端分別設(shè)置有稀溶液進(jìn)口和稀溶液出口 ； 所述溶液存儲腔的溶液出口分為兩路，一路與調(diào)節(jié)閥I (2)相連接，一路與調(diào)節(jié)閥II(8)相連接； 所述調(diào)節(jié)閥I (2)還與溶液換熱器(3)的稀溶液進(jìn)口相連接，溶液換熱器(3)的稀溶液出口與節(jié)流閥I (4)相連接，節(jié)流閥I (4)與沸騰式再生器(5)的稀溶液進(jìn)口相連接，沸騰式再生器(5 )的濃溶液出口與溶液泵(6 )相連接，溶液泵(6 )與溶液換熱器(3 )的濃溶液進(jìn)口相連接；所述沸騰式再生器(5)與外部低品位熱源相連接； 所述調(diào)節(jié)閥II (8)還連接有冷卻水泵(9);冷卻水泵(9)分別與室外轉(zhuǎn)換閥組(19)和溶液換熱器(3)的濃溶液出口相連接； 所述室外轉(zhuǎn)換閥組(19)分別與溶液換熱器(3)的濃溶液出口、噴淋器以及室外換熱器(7)相連接； 所述室外換熱器(7 )與四通換向閥(14 )相連接； 所述四通換向閥(14)分別與壓縮機(jī)(15)和室內(nèi)換熱器端口(16)相連接； 所述室內(nèi)換熱器端口(16)與節(jié)流閥II (13)相連接；所述室內(nèi)換熱器端口(16)還連接有室內(nèi)轉(zhuǎn)換閥組(20)； 所述節(jié)流閥II (13 )分別與單向閥I (18 )的出液口和單向閥II (17 )的進(jìn)液口相連接； 所述單向閥II (17)的出液口與冷凝器(10)的溶液進(jìn)口相連接； 所述冷凝器(10)的溶液出口分別與單向閥I (18)的進(jìn)液口以及室外換熱器(7)相連接； 所述旁通閥(21)分別與單向閥II (17)的進(jìn)液口和冷凝器(10)的溶液出口連接；所述的熱泵子系統(tǒng)通過室外換熱器(7)與熱源塔子系統(tǒng)耦合，所述的熱泵子系統(tǒng)再通過冷凝器(10)與溶液再生子系統(tǒng)耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)；其特征是:所述室外轉(zhuǎn)換閥組(19)內(nèi)設(shè)置有截止閥I (191)、截止閥II (192)、截止閥IIK193)、截止閥IV (194)； 所述截止閥I (191)、截止閥II (192)、截止閥IIK193)和截止閥IV (194)依次相連接后形成串聯(lián)回路，在截止閥II (192)和截止閥111(193)之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組(19)的溶液進(jìn)出口IV，在截止閥I (191)和截止閥IV (194)之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組(19)的溶液進(jìn)出口 I，在截止閥I (191)和截止閥II (192)之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組(19)的溶液進(jìn)出口 II，在截止閥IIK193)和截止閥IV (194)之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組(19)的溶液進(jìn)出口III ； 所述室內(nèi)轉(zhuǎn)換閥組(20)內(nèi)設(shè)置有截止閥I (201)、截止閥II (202)、截止閥111(203)和截止閥IV (204)； 所述截止閥I (201)、截止閥II (202)、截止閥III (203)和截止閥IV (204)依次相連接后形成串聯(lián)回路，在截止閥II (202)和截止閥111(203)之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組(20)的溶液進(jìn)出口III，在截止閥I (201)和截止閥IV(204)之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組(20)的溶液進(jìn)出口 II，在截止閥I (201)和截止閥II (202)之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組(20)的溶液進(jìn)出口 I，在截止閥III (203)和截止閥IV (204)之間設(shè)置有室外轉(zhuǎn)換閥組(20)的溶液進(jìn)出口 IV ； 所述室外換熱器(7)上設(shè)置有室外換熱器端口 I (71)、室外換熱器端口 II (72)、室外換熱器端口 111(73)和室外換熱器端口IV(74)； 所述室內(nèi)換熱器(16)上設(shè)置有室內(nèi)換熱器端口 I (161)、室內(nèi)換熱器端口 II (162)、室內(nèi)換熱器端口III (163)和室內(nèi)換熱器端口 IV (164); 所述四通換向閥(14)上設(shè)置有四通換向閥端口 I (141)、四通換向閥端口 II (142)、四通換向閥端口 III (143 )和四通換向閥端口 IV (144 ); 所述室外轉(zhuǎn)換閥組(19)的溶液進(jìn)出口 I與噴淋器相連接，所述室外轉(zhuǎn)換閥組(19)的溶液進(jìn)出口 II與室外換熱器端口 111(73)相連接，室外轉(zhuǎn)換閥組(19)的溶液進(jìn)出口III與室外換熱器端口IV(74)相連接，所述室外轉(zhuǎn)換閥組(19)的溶液進(jìn)出口IV分別與冷卻水泵(9)和溶液換熱器(3)的濃溶液出口相連接，室外換熱器端口 I (71)與四通換向閥端口 I(141)相連接，所述壓縮機(jī) (15)的排氣口與四通換向閥端口IV (144)相連接，壓縮機(jī)(15)的吸氣口與四通換向閥端口 II (142)相連接，四通換向閥端口 111(143)與室內(nèi)換熱器端口 I(161)相連接，室內(nèi)換熱器端口 II (162)與節(jié)流閥II (13)相連接，單向閥I (18)的進(jìn)液口分別和冷凝器(10)的溶液出口以及室外換熱器端口 II (72)相連接，室內(nèi)換熱器端口IIK163)與室外轉(zhuǎn)換閥組(20)的溶液進(jìn)出口 II相連接，室內(nèi)換熱器端口IV(164)與室外轉(zhuǎn)換閥組(20)的溶液進(jìn)出口III相連接，室外轉(zhuǎn)換閥組(20)的溶液進(jìn)出口 I和室外轉(zhuǎn)換閥組(20)的溶液進(jìn)出口 IV分別與低品位熱源的出水口和進(jìn)水口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)；其特征是:所述的低品位熱源可來自地表水、地下水、地埋管換熱系統(tǒng)或太陽能熱水系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)；其特征是:熱源塔子系統(tǒng)中的工質(zhì)可采用氯化鈣溶液或溴化鋰溶液。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種沸騰再生型熱源塔熱泵系統(tǒng)；熱源塔分別與調(diào)節(jié)閥Ⅰ和調(diào)節(jié)閥Ⅱ連接；調(diào)節(jié)閥Ⅰ、溶液換熱器、節(jié)流閥Ⅰ、沸騰式再生器和溶液泵依次相連接，溶液泵還與溶液換熱器相連接；調(diào)節(jié)閥Ⅱ與冷卻水泵連接，冷卻水泵分別與室外轉(zhuǎn)換閥組和溶液換熱器相連接；沸騰式再生器與外部低品位熱源相連接；室外轉(zhuǎn)換閥組分別與溶液換熱器、熱源塔以及室外換熱器連接，室外換熱器與四通換向閥連接；四通換向閥分別與壓縮機(jī)和室內(nèi)換熱器端口相連接；室內(nèi)換熱器端口分別與節(jié)流閥Ⅱ和室內(nèi)轉(zhuǎn)換閥組連接；節(jié)流閥Ⅱ分別與單向閥Ⅰ和單向閥Ⅱ連接；單向閥Ⅱ與冷凝器連接；冷凝器與單向閥Ⅰ以及室外換熱器連接；旁通閥分別與單向閥Ⅱ和冷凝器連接。
文檔編號F25B15/06GK203068863SQ201220511218
公開日2013年7月17日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者王厲, 駱菁菁 申請人:浙江理工大學(xué)