專利名稱：一種基于凍結(jié)的溶液再生方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于凍結(jié)的溶液再生方法及裝置，屬于制冷空調(diào)設(shè)備領(lǐng)域。適當(dāng)濃度的稀溶液進(jìn)入含有制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器的保溫外殼中，利用制冷系統(tǒng)提供的冷量使稀溶液中的水在低溫的溶液再生單元內(nèi)凍結(jié)成冰后分離析出，從而使稀溶液變成濃溶液后再送出。
背景技術(shù)：
能源已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，空調(diào)已經(jīng)成為人們生活中的必需品、成為建筑能耗的大戶，并且在能源消耗總量中占 有很大的份額。目前，溶液制冷空調(diào)設(shè)備已經(jīng)成為一種新型的制冷空調(diào)方式，為了利用溶液來保證從空氣中取熱且低溫不結(jié)霜，溶液噴淋型制冷空調(diào)設(shè)備已經(jīng)廣泛地被應(yīng)用到溶液噴淋型熱泵機(jī)組、熱源塔等系統(tǒng)中，以保證系統(tǒng)的功能和高效。但是這些機(jī)組在使用的過程中，溶液隨著運(yùn)行時間的增加，濃度逐漸變稀，為了不影響系統(tǒng)的運(yùn)行，需要對溶液進(jìn)行再生。需溶液再生的機(jī)組中，除了少許溶液除濕機(jī)組存在自身的溶液再生裝置外，目前大多數(shù)機(jī)組將使用后的稀溶液儲存在溶液罐中，等到夏季或其它時間再單獨(dú)進(jìn)行再生。如此，機(jī)組需要配用的溶液量巨大、溶液罐體積龐大，造成資源和投資的浪費(fèi)。因此，為了解決溶液再生的難題，本專利提供了一種可附用于各類需溶液再生機(jī)組的獨(dú)立溶液再生方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種基于凍結(jié)的溶液再生處理方法及裝置，使用制冷循環(huán)冷量將適當(dāng)濃度的稀溶液中的水分凍結(jié)成冰后析出而得到濃溶液，保證了溶液空調(diào)設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行，勿需大容量溶液儲罐，溶液使用量減少。本發(fā)明提出如下技術(shù)方案一種基于凍結(jié)的溶液再生方法，其特征在于該方法利用制冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷量使欲再生的稀溶液中的部分水結(jié)冰析出后而得到濃溶液，所述制冷循環(huán)系統(tǒng)是由含蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流裝置連接而成，并將所述的蒸發(fā)器設(shè)置在保溫外殼內(nèi)；該方法的具體步驟如下I)將欲再生的稀溶液送入保溫外殼內(nèi)與蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，使稀溶液中的部分水分結(jié)冰，形成含有冰的溶液；2)將含有冰的溶液引入冰-溶液分離裝置中進(jìn)行分離，得到再生后的濃溶液。本發(fā)明提供的一種基于凍結(jié)的溶液再生裝置，其特征在于該溶液再生裝置包含冰-溶液分離裝置，溶液泵，溫水箱以及由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流裝置組成的制冷循環(huán)系統(tǒng)；所述的蒸發(fā)器設(shè)置在保溫外殼內(nèi)；所述的冰-溶液分離裝置設(shè)置在保溫外殼的外部；溶液泵的入口與冰-溶液分離裝置的下方相連，溶液泵出口與濃溶液出液管相連；稀溶液進(jìn)液管通入保溫外殼內(nèi)；所述冷凝器設(shè)置在溫水箱中，冰-溶液分離裝置的冰出口與溫水箱相連，在溫水箱上設(shè)有溢水管。本發(fā)明提供的另一種基于凍結(jié)的溶液再生裝置，其特征在于該溶液再生裝置包含冰-溶液分離裝置，溶液泵以及由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流裝置組成的制冷循環(huán)系統(tǒng)；所述的蒸發(fā)器設(shè)置在保溫外殼內(nèi)；所述的冰-溶液分離裝置設(shè)置在保溫外殼的外部；溶液泵的入口與冰-溶液分離裝置的下部相連，溶液泵出口經(jīng)過冷凝器后與濃溶液出液管相連；稀溶液進(jìn)液管通入保溫外殼內(nèi)。上述兩種技術(shù)方案中，所述的保溫外殼為立式或臥式結(jié)構(gòu)；保溫外殼內(nèi)可設(shè)置刮冰器或攪拌器；所述的保溫外殼和冰-溶液分離裝置為整體設(shè)置或分開獨(dú)立設(shè)置。所述的冰-溶液分離裝置采用重力分離裝置或?yàn)V網(wǎng)。采用上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果
①由于使用了溶液再生處理裝置，不僅保證了各機(jī)組的連續(xù)使用，而且減小了使用溶液機(jī)組的溶液配量和溶液罐的大小，減少了機(jī)組的投資和占地。②本發(fā)明是一個獨(dú)立的溶液再生裝置，可以附加運(yùn)用在各種需要進(jìn)行溶液再生的機(jī)組中，方便使用和安裝。③不同于加熱溶液的再生方案，理論上只需要提供熔化熱的數(shù)量變可以再生，所需的能耗小，熱泵運(yùn)行工況適宜，再生效率高。④根據(jù)權(quán)利要求2提出的一種溶液再生裝置適用于氣溫較低的地區(qū)，該地區(qū)空氣中的含濕量低，凝水量較小，制出的冰融化成水后容易排放，對整個熱泵的效率影響較小。⑤根據(jù)權(quán)利要求3提出的一種溶液再生裝置適用于氣溫較高的地區(qū)，該地區(qū)空氣中的含濕量高，凝水量大，制出的冰融放在室外，不容易凍結(jié)為冰山，在氣溫較高時還能自動融化為水，故在氣溫較高的地區(qū)采用該方案后的熱泵效率高。


圖I是本發(fā)明提供一種基于凍結(jié)的溶液再生方法的原理流程圖。圖2是本發(fā)明提供的一種基于凍結(jié)的溶液再生裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。圖3是本發(fā)明提供的一種基于凍結(jié)的溶液再生裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。其中1_蒸發(fā)器；2_壓縮機(jī)；3_冷凝器；4_節(jié)流裝置；5_保溫外殼；6_冰-溶液分離裝置；7_稀溶液進(jìn)液管；8_濃溶液出液管；9_溶液泵；10_溫水箱；11_溢水管；12_冰。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式做進(jìn)一步說明。本發(fā)明提供的基于凍結(jié)的溶液再生方法，該方法是利用制冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷量使欲再生的稀溶液中的部分水結(jié)冰析出后而得到濃溶液，所述的稀溶液是指低于共晶點(diǎn)濃度的溶液。所述制冷循環(huán)系統(tǒng)是由含蒸發(fā)器I、壓縮機(jī)2、冷凝器3和節(jié)流裝置4連接而成，并將所述的蒸發(fā)器設(shè)置在保溫外殼5內(nèi)；該方法的具體步驟如下將欲再生的稀溶液送入保溫外殼5內(nèi)與蒸發(fā)器I進(jìn)行熱交換，使稀溶液中的部分水分結(jié)冰，形成含有冰的溶液；然后再將含有冰的溶液引入冰-溶液分離裝置6中進(jìn)行分離，得到再生后的濃溶液。所述的保溫外殼可采用立式或臥式結(jié)構(gòu)；保溫外殼內(nèi)可設(shè)置刮冰器或攪拌器；所述的保溫外殼和冰-溶液分離裝置為整體設(shè)置或分開獨(dú)立設(shè)置。所述的冰-溶液分離裝置采用重力分離裝置或?yàn)V網(wǎng)。實(shí)施例一圖2是本發(fā)明提供的一種基于凍結(jié)的溶液再生裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。該溶液再生裝置包含冰-溶液分離裝置6，溶液泵9，溫水箱10以及由蒸發(fā)器I、壓縮機(jī)2、冷凝器3和節(jié)流裝置4組成的制冷循環(huán)系統(tǒng)；所述的蒸發(fā)器I設(shè)置在保溫外殼5內(nèi)；所述的冰-溶液分離裝置6設(shè)置在保溫外殼5的外部；溶液泵9的入口與冰-溶液分離裝置6的下方相連，溶液泵出口與濃溶液出液管8相連；稀溶液進(jìn)液管7通入保溫外殼5內(nèi)；所述冷凝器3設(shè)置在溫水箱10中，冰-溶液分離裝置6的冰出口與溫水箱10相連，在溫水箱上設(shè)有溢水管11。當(dāng)溶液需要再生時，開啟壓縮機(jī)2和溶液泵9，稀溶液經(jīng)由稀溶液進(jìn)液管7進(jìn)入再生裝置，稀溶液中部分水在蒸發(fā)器I的作用下凍結(jié)后，溶液和冰引入到冰-溶液分離裝置6 中，經(jīng)過分離后的冰送至溫水箱10，冷凝器3加熱溫水箱10，冰融化，多余的水經(jīng)由溢水管11排出；分離冰后的溶液成為濃溶液，經(jīng)由溶液泵9至濃溶液出液管8。實(shí)施例二圖3是本發(fā)明提供的一種基于凍結(jié)的溶液再生裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。該溶液再生裝置包含冰-溶液分離裝置6，溶液泵9以及由蒸發(fā)器I、壓縮機(jī)2、冷凝器3和節(jié)流裝置4組成的制冷循環(huán)系統(tǒng)；所述的蒸發(fā)器I設(shè)置在保溫外殼5內(nèi)；所述的冰-溶液分離裝置6設(shè)置在保溫外殼5的外部；溶液泵9的入口與冰-溶液分離裝置6的下部相連，溶液泵出口經(jīng)過冷凝器3后與濃溶液出液管8相連；稀溶液進(jìn)液管7通入保溫外殼5內(nèi)。其區(qū)別于實(shí)施例一的特征在于溶液泵9經(jīng)過冷凝器3后與濃溶液出液管8相連，利用了熱泵的冷凝熱，冰與溶液分離后直接排出裝置，沒有實(shí)施例一中的溫水箱。當(dāng)溶液需要再生時，開啟壓縮機(jī)2和溶液泵9，稀溶液經(jīng)由稀溶液進(jìn)液管7進(jìn)入再生裝置，稀溶液中部分水在蒸發(fā)器I的作用下凍結(jié)后，溶液和冰引入冰-溶液分離裝置6中，經(jīng)過分離后的冰直接排出；分離冰后的溶液成為濃溶液，經(jīng)由溶液泵9至冷凝器3后，再經(jīng)濃溶液出液管8送出。
權(quán)利要求
1.一種基于凍結(jié)的溶液再生方法，其特征在于該方法利用制冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷量使欲再生的稀溶液中的部分水結(jié)冰析出后而得到濃溶液，所述制冷循環(huán)系統(tǒng)是由含蒸發(fā)器(1)、壓縮機(jī)(2)、冷凝器(3)和節(jié)流裝置(4)連接而成，并將所述的蒸發(fā)器設(shè)置在保溫外殼(5)內(nèi)；該方法的具體步驟如下 1)將欲再生的稀溶液送入保溫外殼(5)內(nèi)與蒸發(fā)器(I)進(jìn)行熱交換，使稀溶液中的部分水分結(jié)冰，形成含有冰的溶液； 2)將含有冰的溶液引入冰-溶液分離裝置(6)中進(jìn)行分離，得到再生后的濃溶液。
2.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求I所述方法的基于凍結(jié)的溶液再生裝置，其特征在于該溶液再生裝置包含冰-溶液分離裝置(6)，溶液泵(9)，溫水箱(10)以及由蒸發(fā)器(I)、壓縮機(jī)(2)、冷凝器(3)和節(jié)流裝置(4)組成的制冷循環(huán)系統(tǒng)；所述的蒸發(fā)器(I)設(shè)置在保溫外殼(5)內(nèi)；所述的冰-溶液分離裝置(6)設(shè)置在保溫外殼(5)的外部；溶液泵(9)的入口與冰-溶液分離裝置(6)的下方相連，溶液泵出口與濃溶液出液管(8)相連；稀溶液進(jìn)液管(7 )通入保溫外殼(5 )內(nèi)；所述冷凝器(3 )設(shè)置在溫水箱(10 )中，冰-溶液分離裝置(6 )的冰出口與溫水箱(10)相連，在溫水箱上設(shè)有溢水管(11)。
3.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求I所述方法的基于凍結(jié)的溶液再生裝置，其特征在于該溶液再生裝置包含冰-溶液分離裝置(6)，溶液泵(9)以及由蒸發(fā)器(I)、壓縮機(jī)(2)、冷凝器(3)和節(jié)流裝置(4)組成的制冷循環(huán)系統(tǒng)；所述的蒸發(fā)器(I)設(shè)置在保溫外殼(5)內(nèi)；所述的冰-溶液分離裝置(6)設(shè)置在保溫外殼(5)的外部；溶液泵(9)的入口與冰-溶液分離裝置(6)的下部相連，溶液泵出口經(jīng)過冷凝器(3)后與濃溶液出液管(8)相連；稀溶液進(jìn)液管(7)通入保溫外殼(5)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于凍結(jié)的溶液再生裝置，其特征在于所述的保溫外殼(5)為立式或臥式結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于凍結(jié)的溶液再生裝置，其特征在于所述的保溫外殼(5)內(nèi)設(shè)置有刮冰器或攪拌器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于凍結(jié)的溶液再生裝置，其特征在于所述的冰-溶液分離裝置(6)采用重力分離裝置或?yàn)V網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于凍結(jié)的溶液再生裝置，其特征在于所述的保溫外殼(5)和冰-溶液分離裝置(6)為整體設(shè)置或分開獨(dú)立設(shè)置。
全文摘要
一種基于凍結(jié)的溶液再生方法及裝置，屬于制冷空調(diào)設(shè)備領(lǐng)域。該方案是利用制冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷量使適當(dāng)濃度的稀溶液中的部分水結(jié)冰析出后而得到濃溶液，將適當(dāng)濃度的稀溶液送入保溫外殼內(nèi)與蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，使稀溶液中的部分水分結(jié)冰，含有冰的溶液引入至冰-溶液分離裝置中進(jìn)行分離，得到再生后的濃溶液被送出。該裝置可用于溶液噴淋式熱泵、熱源塔等需要使用溶液且無溶液再生功能的設(shè)備中，使溶液噴淋式熱泵、熱源塔等設(shè)備能夠連續(xù)運(yùn)行且無需配置大容量的稀溶液儲存罐。
文檔編號B01D9/04GK102755760SQ20121024662
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者李先庭, 李寧, 李筱, 王寶龍, 石文星 申請人:清華大學(xué)