基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，包括溶液回路，水蒸汽冷凝回路，低壓維持回路。本發(fā)明裝置充分利用了在低壓下溶液節(jié)流閃蒸，產(chǎn)生水蒸汽，使得剩余溶液濃度升高，從而實(shí)現(xiàn)溶液再生，并可對(duì)溶液再生速率和溶液再生濃度進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，同時(shí)通過(guò)壓縮閃蒸產(chǎn)生的水蒸汽進(jìn)行冷凝放出熱量來(lái)加熱低濃度的溶液，實(shí)現(xiàn)水蒸氣冷凝熱的有效利用，使得整個(gè)裝置不需要溶液再生熱源，實(shí)現(xiàn)了溶液再生能量的自平衡，從而在使得該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，使用靈活方便的同時(shí)，具有更高的溶液再生效率和系統(tǒng)能效。
【專利說(shuō)明】基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于制冷空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域，涉及一種實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置 。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]在夏熱冬冷地區(qū)，熱源塔熱泵可實(shí)現(xiàn)類似夏季水冷冷水機(jī)組的高效供冷，和冬季類似空氣源熱泵的供熱，同時(shí)避免了現(xiàn)有的冷水機(jī)組+鍋爐、空氣源熱泵和水/地源熱泵等常規(guī)建筑冷熱源方案的不足，是一種新型的建筑冷熱源方案。
[0005]熱源塔熱泵系統(tǒng)夏季制冷運(yùn)行時(shí)，熱源塔中的工作流體是水，此時(shí)熱源塔熱泵系統(tǒng)就相當(dāng)于水冷冷水機(jī)組在運(yùn)行，即該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)水冷冷水機(jī)組的高效率。熱源塔熱泵冬季制熱運(yùn)行時(shí)，熱源塔中的工作流體是溶液，其原理是利用溶液在熱源塔中與空氣進(jìn)行換熱，溶液吸收空氣中的熱量作為熱泵的低位熱源，在這過(guò)程中，由于常規(guī)空氣中的水蒸汽分壓力大于溶液表面的水蒸汽分壓力，水分將從空氣將進(jìn)入溶液，使溶液濃度降低，冰點(diǎn)上升，為確保系統(tǒng)安全可靠的連續(xù)運(yùn)行，需要對(duì)溶液進(jìn)行再生，即提高溶液的濃度。
[0006]溶液的再生過(guò)程是一個(gè)將溶液中水分從溶液中排出的過(guò)程，常規(guī)的溶液再生需要外界提供熱量，通過(guò)消耗外界提供的熱量實(shí)現(xiàn)溶液濃度的提高，或者是利用熱源塔熱泵系統(tǒng)自身的熱量實(shí)現(xiàn)溶液濃度再生，這將導(dǎo)致溶液的再生受到外界條件的制約，或者將影響熱源塔熱泵系統(tǒng)的供熱和系統(tǒng)效率，同時(shí)使得熱源塔熱泵系統(tǒng)變得復(fù)雜。
[0007]因此，如何解決熱源塔熱泵系統(tǒng)的溶液再生易受外界條件制約和影響熱源塔熱泵系統(tǒng)效率、使系統(tǒng)變得復(fù)雜的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一種新型高效的溶液再生裝置成為本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)難題。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是提供一種溶液再生熱量不需要外界或熱源塔熱泵系統(tǒng)提供，不受外界條件影響和制約，且不影響熱源塔熱泵系統(tǒng)效率，同時(shí)具有緊湊、靈活、高效等特征的基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的新型溶液再生裝置。
[0010]技術(shù)方案:本發(fā)明的基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，包括溶液回路、水蒸汽冷凝回路和低壓維持回路。
[0011]溶液回路包括閃蒸室、第三電磁閥、第一溶液泵、第二換熱器、第一換熱器、啟動(dòng)加熱器、節(jié)流閥、第二溶液泵、第二單向閥、第四電磁閥及其相關(guān)連接管道，閃蒸室同時(shí)還是水蒸汽冷凝回路和低壓維持回路的組成部件，第一換熱器同時(shí)還是水蒸汽冷凝回路的組成部件。溶液回路中，第三電磁閥的一端與裝置的再生溶液進(jìn)口端連接，另一端與第一溶液泵輸入端連接，第一溶液泵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接第
一換熱器第二輸入端，第一換熱器第二輸出端接啟動(dòng)加熱器輸入端，啟動(dòng)加熱器輸出端通過(guò)調(diào)節(jié)閥與閃蒸室第一輸入端連接，閃蒸室第一輸出端與第二溶液泵輸入端連接，第二溶液泵輸出端通過(guò)第二單向閥與第二換熱器第二輸入端連接，第二換熱器第二輸出端經(jīng)過(guò)第四電磁閥與裝置的再生溶液出口端連接；閃蒸室上設(shè)置有溶液密度傳感器、溶液溫度傳感器和液位傳感器，節(jié)流閥與啟動(dòng)加熱器輸出端之間的管路上設(shè)置有測(cè)量溶液壓力的第四壓力傳感器。
[0012]水蒸汽冷凝回路包括閃蒸室、除液器、壓縮機(jī)、第一換熱器、積液器、水泵、第一單向閥、第一電磁閥及其相關(guān)連接管道，積液器同時(shí)還是低壓維持回路的組成部件。水蒸汽冷凝回路中，閃蒸室水蒸汽出口連接壓縮機(jī)進(jìn)口端，壓縮機(jī)出口端與第一換熱器第一輸入端連接，第一換熱器第一輸出端連接積液器輸入端，積液器第一輸出端連接水泵輸入端，水泵輸出端依次通過(guò)第一單向閥和第一電磁閥與凝結(jié)水出口端連接，除液器設(shè)置于閃蒸室內(nèi)部上方靠近閃蒸室水蒸汽出口的地方。
[0013]低壓維持回路包括閃蒸室、第一調(diào)壓閥、第二調(diào)壓閥、穩(wěn)壓罐、第二電磁閥、真空泵、積液器及其相關(guān)連接管道。低壓維持回路中，穩(wěn)壓罐第一輸入端通過(guò)第一調(diào)壓閥與閃蒸室調(diào)壓端連接，穩(wěn)壓罐第二輸入端通過(guò)第二調(diào)壓閥與積液器第二輸出端連接，穩(wěn)壓罐輸出端通過(guò)第二電磁閥與真空泵輸入端連接，真空泵的輸出端接大氣環(huán)境，閃蒸室上設(shè)置有用以測(cè)量其中壓力的第一壓力傳感器，積液器上設(shè)置有用以測(cè)量其中壓力的第二壓力傳感器，穩(wěn)壓罐上設(shè)置有用以測(cè)量其中壓力的第三壓力傳感器。
[0014]本發(fā)明裝置的溶液回路中，通過(guò)節(jié)流閥的節(jié)流使溶液中的水閃蒸，實(shí)現(xiàn)剩余溶液的濃度提高，從而實(shí)現(xiàn)溶液再生。
[0015]本發(fā)明裝置中，壓縮機(jī)排出的水蒸汽在第一換熱器中冷凝，放出的熱量用于加熱第一換熱器中的溶液，溶液溫度升高后在節(jié)流閥中被節(jié)流閃蒸時(shí)，通過(guò)自身溫度的降低，使得部分水閃蒸汽化。
[0016]本發(fā)明裝置中，第一溶液泵為變頻泵，通過(guò)第四壓力傳感器測(cè)量節(jié)流閥與啟動(dòng)加熱器輸出端之間管路上的溶液壓力，調(diào)節(jié)第一溶液泵頻率，實(shí)現(xiàn)節(jié)流閥前溶液壓力的控制。
[0017]本發(fā)明裝置中，第二溶液泵為變頻泵，利用液位傳感器測(cè)量閃蒸室中溶液液位，調(diào)節(jié)第二溶液泵頻率，實(shí)現(xiàn)閃蒸室中溶液液位的控制。
[0018]本發(fā)明裝置中，通過(guò)控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)流閥開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)溶液再生速度調(diào)節(jié)；通過(guò)控制閃蒸室內(nèi)的工作壓力、第一換熱器中的工作壓力和節(jié)流閥前的溶液溫度，實(shí)現(xiàn)裝置流出的再生溶液濃度調(diào)節(jié)。
[0019]本發(fā)明裝置的一個(gè)優(yōu)選方案中，壓縮機(jī)為容量可調(diào)的壓縮機(jī)。
[0020]熱源塔熱泵在冬季制熱運(yùn)行時(shí)，當(dāng)由空氣進(jìn)入溶液的水分較多，導(dǎo)致溶液濃度降低需要再生時(shí)，則運(yùn)行該溶液再生裝置。該裝置正常運(yùn)行時(shí)，熱源塔熱泵系統(tǒng)中需要進(jìn)行再生的溶液，從再生溶液進(jìn)口端進(jìn)入裝置后，依次通過(guò)第三電磁閥、第一溶液泵后從第二換熱器第一輸入端進(jìn)入第二換熱器，在第二換熱器中，與從閃蒸室中出來(lái)的溫度較高的溶液進(jìn)行換熱，溶液溫度升高后，從第二換熱器第一輸出端流出進(jìn)入第一換熱器，溶液在第一換熱器中與水蒸汽換熱，溶液溫度升高后從第一換熱器第二輸出端流出進(jìn)入啟動(dòng)加熱器，此時(shí)啟動(dòng)加熱器不工作(正常運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)加熱器不需要工作)，溶液從啟動(dòng)加熱器流出后進(jìn)入節(jié)流閥(此時(shí)閃蒸室中的壓力低于節(jié)流閥前的溶液壓力及其溶液溫度所對(duì)應(yīng)的飽和壓力)，溶液在節(jié)流閥中被節(jié)流降壓，溶液中的水發(fā)生閃蒸，以氣液兩相進(jìn)入閃蒸室，此時(shí)因溶液中水部分被閃蒸成氣體，剩余溶液的濃度將增大，較高濃度的溶液在重力作用下落入閃蒸室下部，溶液再?gòu)拈W蒸室第一輸出端流出，被第二溶液泵吸入、加壓后經(jīng)過(guò)第二單向閥進(jìn)入第二換熱器，在其中與從裝置的再生溶液進(jìn)口端進(jìn)來(lái)的低濃度溶液換熱后，溫度降低，溶液從第二換熱器第二輸出端流出后，經(jīng)過(guò)第四電磁閥從再生溶液出口端流出溶液再生裝置，溶液濃度升高后重新回到熱源塔熱泵系統(tǒng)中。
[0021]水蒸汽冷凝回路中，閃蒸室中溶液節(jié)流閃蒸所產(chǎn)生的水蒸汽在閃蒸室內(nèi)經(jīng)過(guò)除液器被除去其中液滴后，從閃蒸室水蒸汽出口流出，水蒸汽被壓縮機(jī)吸入、壓縮后，水蒸汽的壓力和溫度升高，從壓縮機(jī)出來(lái)的水蒸汽進(jìn)入第一換熱器中與溶液進(jìn)行換熱，水蒸汽凝結(jié)放出熱量(因水蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后溫度、壓力升高，使得此時(shí)水蒸汽的壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度比第一換熱器中溶液的溫度更高，從而水蒸汽在其中將被冷凝，放出熱量)凝結(jié)成液態(tài)水，流出第一換熱器進(jìn)入積液器，當(dāng)積液器中水位達(dá)到一定高度時(shí)，打開(kāi)水泵和第一電磁閥，將液態(tài)水加壓到略高于大氣壓后經(jīng)過(guò)第一單向閥和第一電磁閥排出溶液再生裝置，當(dāng)積液器中水排空后，水泵停止工作，關(guān)閉第一電磁閥。
[0022]低壓維持回路中，正常工作時(shí)，穩(wěn)壓罐中的壓力低于閃蒸室中壓力和積液器中壓力，當(dāng)閃蒸室中壓力升高，超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制第一調(diào)壓閥，連通閃蒸室和穩(wěn)壓罐，調(diào)節(jié)閃蒸室中壓力；當(dāng)積液器中的壓力升高，超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制第二調(diào)壓閥，調(diào)節(jié)積液器中壓力；當(dāng)穩(wěn)壓罐中的壓力高于設(shè)定值時(shí)，打開(kāi)第二電磁閥，啟動(dòng)真空泵，將穩(wěn)壓罐中壓力抽到穩(wěn)壓罐的壓力設(shè)定值以下，關(guān)閉第二電磁閥，停止真空泵工作。
[0023]在系統(tǒng)剛開(kāi)始運(yùn)行的過(guò)程中，溶液回路中，因第一換熱器中尚未建立換熱平衡，則啟動(dòng)加熱器工作，加熱所流經(jīng)的溶液，直到第一換熱器中水蒸汽凝結(jié)，實(shí)現(xiàn)換熱平衡，則啟動(dòng)加熱器停止工作，溶液回路中其余部分與正常運(yùn)行時(shí)一樣。水蒸汽冷凝回路與低壓維持回路工作與正常運(yùn)行時(shí)一樣。
[0024]本發(fā)明裝置可通過(guò)調(diào)節(jié)閃蒸室中的工作壓力、第一換熱器中工作壓力、壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、節(jié)流閥開(kāi)度和節(jié)流閥前溶液溫度實(shí)現(xiàn)裝置中溶液再生速率和再生溶液濃度的控制，當(dāng)需要提高溶液再生速度時(shí)可增大壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、加大節(jié)流閥開(kāi)度，當(dāng)需要提高裝置流出的再生溶液濃度時(shí)，可降低閃蒸室內(nèi)工作壓力、提高第一換熱器中工作壓力和提高節(jié)流閥前溶液溫度，反之相反。
[0025]該裝置不僅可用于熱源塔熱泵系統(tǒng)的溶液再生，對(duì)熱源塔熱泵系統(tǒng)中的溶液濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，同時(shí)還可用于溶液除濕等需要對(duì)溶液濃度進(jìn)行再生和控制的場(chǎng)合，本發(fā)明裝置都適用。
[0026]溶液回路中，通過(guò)溶液溫度傳感器測(cè)量出溶液的溫度，通過(guò)溶液密度傳感器測(cè)量出溶液的密度，通過(guò)所測(cè)得的溫度和密度確定出溶液的濃度。
[0027]裝置通過(guò)液位傳感器測(cè)量閃蒸室中液位，運(yùn)行時(shí)根據(jù)閃蒸器中的液位，調(diào)節(jié)第二溶液泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而保證閃蒸室中液位處于設(shè)定值。
[0028]裝置通過(guò)第四壓力傳感器測(cè)量節(jié)流閥前壓力，運(yùn)行時(shí)根據(jù)該壓力，調(diào)節(jié)第一溶液泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而確保節(jié)流閥前的溶液壓力并實(shí)現(xiàn)可調(diào)。
[0029]系統(tǒng)啟動(dòng)后正常運(yùn)行時(shí)，因在第一換熱器中利用水蒸汽凝結(jié)發(fā)出的熱量加熱進(jìn)入節(jié)流閥前的溶液，并通過(guò)節(jié)流閥節(jié)流閃蒸，實(shí)現(xiàn)溶液濃度的提高，整個(gè)裝置不需要額外提供溶液的再生熱源，從而實(shí)現(xiàn)了溶液再生過(guò)程中的能量自平衡。使得整個(gè)溶液再生裝置具有高效率。
[0030]本發(fā)明基于溶液在節(jié)流時(shí)出現(xiàn)閃蒸，并利用閃蒸所產(chǎn)生的水蒸汽凝結(jié)所放出的熱量加熱節(jié)流前溶液，實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡。
[0031]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明提出的基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，充分利用了在低壓下溶液節(jié)流閃蒸，產(chǎn)生水蒸汽，使得剩余溶液濃度升高，從而實(shí)現(xiàn)溶液再生，并可對(duì)溶液再生速率和溶液再生濃度進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，同時(shí)通過(guò)壓縮閃蒸產(chǎn)生的水蒸汽進(jìn)行冷凝放出熱量來(lái)加熱低濃度的溶液，實(shí)現(xiàn)水蒸氣冷凝熱的有效利用，使得整個(gè)裝置不需要溶液再生熱源，實(shí)現(xiàn)了溶液再生能量的自平衡，從而在使得該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，使用靈活方便的同時(shí)，具有更高的溶液再生效率和系統(tǒng)能效。
[0032]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是本發(fā)明基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置的示意圖。
[0034]圖中有:閃蒸室I ;閃蒸室第一輸出端Ia ;閃蒸室第一輸入端Ib ;閃蒸室水蒸汽出口 Ic ;閃蒸室調(diào)壓端Id ;壓縮機(jī)2 ;第一換熱器3 ;第一換熱器第一輸入端3a ;第一換熱器第一輸出端3b ;第一換熱器第二輸入端3c ;第一換熱器第二輸出端3d ;積液器4 ;積液器第一輸入端4a ;積液器第一輸出端4b ;積液器第二輸出端4c ;水泵5 ;第一單向閥6 ;第一電磁閥7 ;啟動(dòng)加熱器8 ;節(jié)流閥9 ;第一調(diào)壓閥10 ;第二調(diào)壓閥11 ;穩(wěn)壓罐12 ;穩(wěn)壓罐第一輸入端12a ;穩(wěn)壓罐第二輸入端12b ;穩(wěn)壓罐輸出端12c ;第二電磁閥13 ;真空泵14 ;第三電磁閥15 ;第一溶液泵16 ;第二換熱器17 二換熱器第一輸入端17a ;第二換熱器第一輸出端17b ;第二換熱器第二輸入端17c ;第二換熱器第二輸出端17d ;第二溶液泵18 ;第二單向閥19 ;第四電磁閥20 ;除液器21 ;溶液溫度傳感器22 ;溶液密度傳感器23 ;液位傳感器24 ;第一壓力傳感器25 ;第二壓力傳感器26 ;第三壓力傳感器27，第四壓力傳感器28。
[0035]
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合圖1和具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案。
[0037]本發(fā)明是一種基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，包括溶液回路、水蒸汽冷凝回路和低壓維持回路。具體連接方法是溶液回路中，第三電磁閥15的一端與裝置的再生溶液進(jìn)口端連接，另一端與第一溶液泵16輸入端連接，第一溶液泵16輸出端與第二換熱器第一輸入端17a連接,第二換熱器第一輸出端17b接第一換熱器第二輸入端3c,第一換熱器第二輸出端3d接啟動(dòng)加熱器8輸入端，啟動(dòng)加熱器8輸出端通過(guò)調(diào)節(jié)閥9與閃蒸室第一輸入端Ia連接，閃蒸室第一輸出端Ib與第二溶液泵18輸入端連接,第二溶液泵18輸出端通過(guò)第二單向閥19與第二換熱器第二輸入端17c連接，第二換熱器第二輸出端17d經(jīng)過(guò)第四電磁閥20與裝置的再生溶液出口端連接；閃蒸室I上設(shè)置有溶液密度傳感器23、溶液溫度傳感器22和液位傳感器24，節(jié)流閥9與啟動(dòng)加熱器8輸出端之間的管路上設(shè)置有測(cè)量溶液壓力的第四壓力傳感器28。
[0038]水蒸汽冷凝回路中，閃蒸室水蒸汽出口 Ic連接壓縮機(jī)2進(jìn)口端，壓縮機(jī)2出口端與第一換熱器第一輸入端3a連接,第一換熱器第一輸出端3b連接積液器輸入端4a,積液器第一輸出端4b連接水泵5輸入端，水泵5輸出端依次通過(guò)第一單向閥6和第一電磁閥7與凝結(jié)水出口端連接，除液器21設(shè)置于閃蒸室I內(nèi)部上方，靠近閃蒸室水蒸汽出口 Ic的地方。
[0039]低壓維持回路中，穩(wěn)壓罐第一輸入端12a通過(guò)第一調(diào)壓閥10與閃蒸室調(diào)壓端Id連接，穩(wěn)壓罐第二輸入端12b通過(guò)第二調(diào)壓閥11與積液器第二輸出端4c連接，穩(wěn)壓罐輸出端12c通過(guò)第二電磁閥13與真空泵14輸入端連接，真空泵14的輸出端接大氣環(huán)境，閃蒸室I上設(shè)置有用以測(cè)量其中壓力的第一壓力傳感器25，積液器4上設(shè)置有用以測(cè)量其中壓力的第二壓力傳感器26 ;穩(wěn)壓罐12上設(shè)置有用以測(cè)量其中壓力的第三壓力傳感器27。
[0040]熱源塔熱泵在冬季制熱運(yùn)行時(shí)，當(dāng)由空氣進(jìn)入溶液的水分較多，導(dǎo)致溶液濃度降低需要再生時(shí)，則運(yùn)行該溶液再生裝置。該裝置正常運(yùn)行時(shí)，熱源塔熱泵系統(tǒng)中需要進(jìn)行再生的溶液，從再生溶液進(jìn)口端進(jìn)入裝置后，依次通過(guò)第三電磁閥15、第一溶液泵16后從第二換熱器第一輸入端17a進(jìn)入第二換熱器17,在第二換熱器17中，與從閃蒸室I中出來(lái)的溫度較高的溶液進(jìn)行換熱，溶液溫度升高后，從第二換熱器第一輸出端17b流出進(jìn)入第一換熱器3，溶液在第一換熱器3中與水蒸汽換熱，溶液溫度升高后從第一換熱器第二輸出端3d流出進(jìn)入啟動(dòng)加熱器8，此時(shí)啟動(dòng)加熱器8不工作(正常運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)加熱器8不需要工作)，溶液從啟動(dòng)加熱器8流出后進(jìn)入節(jié)流閥9 (此時(shí)閃蒸室I中的壓力低于節(jié)流閥9前的溶液壓力及其溶液溫度所對(duì)應(yīng)的飽和壓力)，溶液在節(jié)流閥9中被節(jié)流降壓，溶液中的水發(fā)生閃蒸，以氣液兩相進(jìn)入閃蒸室1，此時(shí)因溶液中水部分被閃蒸成氣體，剩余溶液的濃度將增大，較高濃度的溶液在重力作用下落入閃蒸室I下部，溶液再?gòu)拈W蒸室第一輸出端Ib流出，被第二溶液泵18吸入、加壓后經(jīng)過(guò)第二單向閥19進(jìn)入第二換熱器17，在其中與從裝置的再生溶液進(jìn)口端進(jìn)來(lái)的低濃度溶液換熱后，溫度降低，溶液從第二換熱器第二輸出端17d流出后，經(jīng)過(guò)第四電磁閥20從再生溶液出口端流出溶液再生裝置，溶液濃度升高后重新回到熱源塔熱泵系統(tǒng)中。
[0041]水蒸汽冷凝回路中，閃蒸室I中溶液節(jié)流閃蒸所產(chǎn)生的水蒸汽在閃蒸室I內(nèi)經(jīng)過(guò)除液器21被除去其中液滴后，從閃蒸室水蒸汽出口 Ic流出，水蒸汽被壓縮機(jī)2吸入、壓縮后，水蒸汽的壓力和溫度升高，從壓縮機(jī)2出來(lái)的水蒸汽進(jìn)入第一換熱器3中與溶液進(jìn)行換熱，水蒸汽凝結(jié)放出熱量(因水蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)2壓縮后溫度、壓力升高，使得此時(shí)水蒸汽的壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度比第一換熱器3中溶液的溫度更高，從而水蒸汽在其中將被冷凝，放出熱量)凝結(jié)成液態(tài)水，流出第一換熱器3進(jìn)入積液器4，當(dāng)積液器4中水位達(dá)到一定高度時(shí)，打開(kāi)水泵5和第一電磁閥7，將液態(tài)水加壓到略高于大氣壓后經(jīng)過(guò)第一單向閥6和第一電磁閥7排出溶液再生裝置，當(dāng)積液器中水排空后，水泵5停止工作，關(guān)閉第一電磁閥7。
[0042]低壓維持回路中，正常工作時(shí)，穩(wěn)壓罐12中的壓力低于閃蒸室I中壓力和積液器4中壓力，當(dāng)閃蒸室I中壓力升高，超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制第一調(diào)壓閥10，連通閃蒸室I和穩(wěn)壓罐12，調(diào)節(jié)閃蒸室I中壓力；當(dāng)積液器4中的壓力升高，超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制第二調(diào)壓閥11，調(diào)節(jié)積液器4中壓力；當(dāng)穩(wěn)壓罐12中的壓力高于設(shè)定值時(shí)，打開(kāi)第二電磁閥13，啟動(dòng)真空泵14，將穩(wěn)壓罐12中壓力抽到穩(wěn)壓罐12的壓力設(shè)定值以下，關(guān)閉第二電磁閥13，停止真空泵14工作。
[0043]在系統(tǒng)剛開(kāi)始運(yùn)行的過(guò)程中，溶液回路中，因第一換熱器3中尚未建立換熱平衡，則啟動(dòng)加熱器8工作，加熱所流經(jīng)的溶液，直到第一換熱器3中水蒸汽凝結(jié)，實(shí)現(xiàn)換熱平衡，則啟動(dòng)加熱器8停止工作，溶液回路中其余部分與正常運(yùn)行時(shí)一樣。水蒸汽冷凝回路與低壓維持回路工作與正常運(yùn)行時(shí)一樣。
[0044]本裝置可通過(guò)調(diào)節(jié)閃蒸室I中的工作壓力、第一換熱器3中工作壓力、壓縮機(jī)2的轉(zhuǎn)速、節(jié)流閥9開(kāi)度和節(jié)流閥9前溶液溫度實(shí)現(xiàn)裝置中溶液再生速率和再生溶液濃度的控制，當(dāng)需要提高溶液再生速度時(shí)可增大壓縮機(jī)2轉(zhuǎn)速、加大節(jié)流閥9開(kāi)度，當(dāng)需要提高裝置流出的再生溶液濃度時(shí)，可降低閃蒸室I內(nèi)工作壓力、提高第一換熱器3中工作壓力和提高節(jié)流閥9前溶液溫度，反之相反。
[0045]該裝置不僅可用于熱源塔熱泵系統(tǒng)的溶液再生，對(duì)熱源塔熱泵系統(tǒng)中的溶液濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，同時(shí)還可用于溶液除濕等需要對(duì)溶液濃度進(jìn)行再生和控制的場(chǎng)合，本發(fā)明裝置都適用。
[0046]溶液回路中，通過(guò)溶液溫度傳感器22測(cè)量出溶液的溫度，通過(guò)溶液密度傳感器23測(cè)量出溶液的密度，通過(guò)所測(cè)得的溫度和密度確定出溶液的濃度。
[0047]裝置通過(guò)液位傳感器24測(cè)量閃蒸室I中液位，運(yùn)行時(shí)根據(jù)閃蒸器I中的液位，調(diào)節(jié)第二溶液泵18的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而保證閃蒸室I中液位處于設(shè)定值。
[0048]裝置通過(guò)第四壓力傳感器28測(cè)量節(jié)流閥9前壓力，運(yùn)行時(shí)根據(jù)該壓力，調(diào)節(jié)第一溶液泵16的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而確保節(jié)流閥9前的溶液壓力并實(shí)現(xiàn)可調(diào)。
[0049]系統(tǒng)啟動(dòng)后正常運(yùn)行時(shí)，因在第一換熱器3中利用水蒸汽凝結(jié)發(fā)出的熱量加熱進(jìn)入節(jié)流閥9前的溶液，并通過(guò)節(jié)流閥9節(jié)流閃蒸，實(shí)現(xiàn)溶液濃度的提高，整個(gè)裝置不需要額外提供溶液的再生熱源，從而實(shí)現(xiàn)了溶液再生過(guò)程中的能量自平衡。使得整個(gè)溶液再生裝置具有高效率。
【權(quán)利要求】
1.一種基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，其特征在于，該裝置包括溶液回路，水蒸汽冷凝回路和低壓維持回路； 所述溶液回路包括閃蒸室(I)、第三電磁閥(15)、第一溶液泵(16)、第二換熱器(17)、第一換熱器(3)、啟動(dòng)加熱器(8)、節(jié)流閥(9)、第二溶液泵(18)、第二單向閥(19)、第四電磁閥(20)及其相關(guān)連接管道，所述閃蒸室(I)同時(shí)還是水蒸汽冷凝回路和低壓維持回路的組成部件，所述第一換熱器(3)同時(shí)還是水蒸汽冷凝回路的組成部件；溶液回路中，所述第三電磁閥(15)的一端與裝置的再生溶液進(jìn)口端連接，另一端與第一溶液泵(16)輸入端連接，第一溶液泵(16)輸出端與第二換熱器第一輸入端(17a)連接,第二換熱器第一輸出端(17b)接第一換熱器第二輸入端(3c),第一換熱器第二輸出端(3d)接啟動(dòng)加熱器(8)輸入端，啟動(dòng)加熱器(8)輸出端通過(guò)調(diào)節(jié)閥(9)與閃蒸室第一輸入端(Ia)連接，閃蒸室第一輸出端(Ib)與第二溶液泵(18)輸入端連接，第二溶液泵(18)輸出端通過(guò)第二單向閥(19)與第二換熱器第二輸入端(17c)連接，第二換熱器第二輸出端(17d)經(jīng)過(guò)第四電磁閥(20)與裝置的再生溶液出口端連接；閃蒸室(I)上設(shè)置有溶液密度傳感器(23)、溶液溫度傳感器(22)和液位傳感器(24)，節(jié)流閥(9)與啟動(dòng)加熱器(8)輸出端之間的管路上設(shè)置有測(cè)量溶液壓力的第四壓力傳感器(28)； 所述水蒸汽冷凝回路包括閃蒸室(I)、除液器(21)、壓縮機(jī)(2)、第一換熱器(3)、積液器(4)、水泵(5)、第一單向閥(6)、第一電磁閥(7)及其相關(guān)連接管道，所述積液器(4)同時(shí)還是低壓維持回路的組成部件；水蒸汽冷凝回路中，閃蒸室水蒸汽出口(Ic)連接壓縮機(jī)(2)進(jìn)口端,壓縮機(jī)(2)出口端與第一換熱器第一輸入端(3a)連接,第一換熱器第一輸出端(3b)連接積液器輸入端(4a)，積液器第一輸出端(4b)連接水泵(5)輸入端，水泵(5)輸出端依次通過(guò)第一單向閥(6)和第一電磁閥(7)與凝結(jié)水出口端連接，所述除液器(21)設(shè)置于閃蒸室(I)內(nèi)部上 方靠近閃蒸室水蒸汽出口(Ic)的地方； 所述低壓維持回路包括閃蒸室(I)、第一調(diào)壓閥(10)、第二調(diào)壓閥(11)、穩(wěn)壓罐(12)、第二電磁閥(13)、真空泵(14)、積液器(4)及其相關(guān)連接管道，所述低壓維持回路中，穩(wěn)壓罐第一輸入端(12a)通過(guò)第一調(diào)壓閥(10)與閃蒸室調(diào)壓端(Id)連接，穩(wěn)壓罐第二輸入端(12b)通過(guò)第二調(diào)壓閥(11)與積液器第二輸出端(4c)連接，穩(wěn)壓罐輸出端(12c)通過(guò)第二電磁閥(13)與真空泵(14)輸入端連接，真空泵(14)的輸出端接大氣環(huán)境，閃蒸室(I)上設(shè)置有用以測(cè)量其中壓力的第一壓力傳感器(25)，積液器(4)上設(shè)置有用以測(cè)量其中壓力的第二壓力傳感器(26)，穩(wěn)壓罐(12)上設(shè)置有用以測(cè)量其中壓力的第三壓力傳感器(27)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，其特征在于，所述溶液回路中，通過(guò)節(jié)流閥(9)的節(jié)流使溶液中的水閃蒸，實(shí)現(xiàn)剩余溶液的濃度提高，從而實(shí)現(xiàn)溶液再生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，其特征在于，所述壓縮機(jī)(2)排出的水蒸汽在第一換熱器(3)中冷凝，放出的熱量用于加熱第一換熱器(3)中的溶液，溶液溫度升高后在節(jié)流閥(9)中被節(jié)流閃蒸時(shí)，通過(guò)自身溫度的降低，使得部分水閃蒸汽化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，其特征在于，所述第一溶液泵(16)為變頻泵，通過(guò)第四壓力傳感器(28)測(cè)量節(jié)流閥(9)與啟動(dòng)加熱器(8)輸出端之間管路上的溶液壓力，調(diào)節(jié)第一溶液泵(16)頻率，實(shí)現(xiàn)節(jié)流閥(9)前溶液壓力的控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，其特征在于，所述第二溶液泵(18)為變頻泵，利用液位傳感器(24)測(cè)量閃蒸室(I)中溶液液位，調(diào)節(jié)第二溶液泵(18)頻率，實(shí)現(xiàn)閃蒸室(I)中溶液液位的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，其特征在于，通過(guò)控制壓縮機(jī)(2)轉(zhuǎn)速和節(jié)流閥(9)開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)溶液再生速度調(diào)節(jié)；通過(guò)控制閃蒸室(I)內(nèi)的工作壓力、第一換熱器(3)中的工作壓力和節(jié)流閥(9)前的溶液溫度，實(shí)現(xiàn)裝置流出的再生溶液濃度調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于節(jié)流閃蒸并實(shí)現(xiàn)再生能量自平衡的溶液再生裝置，其特征在于，所述壓縮機(jī)(2)為容量可調(diào)的壓縮機(jī)。
【文檔編號(hào)】F25B49/04GK103644677SQ201310645186
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】梁彩華, 蔣冬梅, 楊明濤, 張小松 申請(qǐng)人:東南大學(xué)