[发明专利]热源塔防冻溶液的精馏再生装置

说明书

技术领域

本发明涉及空调制冷领域，具体是一种热源塔防冻溶液的精馏再生装置。

背景技术

为了应对冬季空气源热泵结霜的问题，目前有两类解决途径，一是针对其结霜问题采取各种化霜措施；另一类途径则是利用近年来开始逐渐受到重视的热源塔热泵系统来代替空气源热泵系统，在避免了结霜问题的同时又保留了热泵系统冬夏两用、效率较高的特点。热源塔热泵系统通过防冻溶液与空气进行热质交换，吸收空气中的显热和潜热为蒸发器提供热源，使系统在0℃以下的工况仍可高效、稳定运行。热源塔热泵系统在节能市场上具有很大的应用潜力，目前国内外对热源塔热泵系统开展的应用和研究还很少，从运行情况看，亟待解决的一个主要问题是如何对吸湿后的防冻溶液进行再生，可以采用的再生方式分为两类，即热力再生和功驱动再生。热力再生包括非沸腾式再生和沸腾式再生，前者具有低品位能源利用的优点，但存在传质势差大、热效率低和运行复杂的缺点，在实际推广过程中存在一定困难（如申请号为201010567051.4和200910098008.5的专利）；后者在真空环境中使溶液中的水分沸腾蒸发分离，热质传递性能好，对低品位热源的温度水平要求更低，具有较大的节能潜力，系统简单，但防冻溶液在开式循环中所带有的不凝气较多，极大地影响真空沸腾效果，因此需要真空泵不断抽空以保持一定的真空度，从而产生较大的电能需求，使得沸腾式再生的系统效率大大降低而失去可行性。功驱动再生利用反渗透装置通过加外压改变浓溶液中水分的化学势，并使之向稀溶液渗透而实现水分分离，申请号为200910307940.4的专利首先提出了一种单级再生系统，但未有效解决防冻液加热问题，操作压力较大，且未考虑压力能回收，申请号为201320019403.1的专利采用双级渗透降低操作压力，并引入压力能回收器和热泵机组再冷器优化系统结构，进一步提高了系统的效率，但能量回收器的加入增加了系统初投资，技术经济性降低。

综上所述，在诸多热源塔防冻液再生的技术措施中，沸腾式再生是比较简单且高效的一种再生方式，它可有效利用低品位热源，无需加高压，也不需要能量回收器，但通常沸腾式再生都是将水分作为低沸点组分，利用吸热蒸发从溶液中分离出来，由此带来两方面问题：一是防冻溶液浓度较低而使所需热源温度较小，温差传热损失比重较大；二是水的汽化潜热较大，分离过程中需要消耗较多热量。针对上述问题，一种解决方案是进行多效再生，但这会造成系统的复杂化，技术经济性能降低，为此需要发明一种既能解决上述问题又保持单效再生简单性的防冻溶液再生装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的热源塔防冻溶液的精馏再生装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种热源塔防冻溶液的精馏再生装置，包括工作子系统和再生子系统；所述工作子系统包括热源塔热泵系统和第二调节阀构成的循环回路；所述再生子系统包括防冻液循环系统和汲取液循环系统；所述防冻液循环系统和汲取液循环系统之间通过正渗透装置相互耦合。

作为本发明所述的热源塔防冻溶液的精馏再生装置的改进：所述防冻液循环系统包括第一调节阀、防冻液增压泵、过滤器、第一溶液换热器、第二溶液换热器以及加热器；所述热源塔热泵系统的溶液出口、第一调节阀、防冻液增压泵、过滤器、第一溶液换热器的低温液体管道、第二溶液换热器的低温液体管道以及加热器的加热管道依次相互连接；所述加热器的加热管道还与正渗透装置防冻液入口相互连接；所述正渗透装置的防冻液出口通过第一溶液换热器的高温液体管道后与热源塔热泵系统和第二调节阀构成的循环回路相连接；所述汲取液循环系统包括第三调节阀、第三溶液换热器、精馏器、冷凝器、塔顶增压泵、汲取溶液增压泵以及冷凝水泵；所述正渗透装置的汲取液出口一方面通过第三调节阀和第三溶液换热器的低温液体管道后与精馏器的汲取液入口相互连接；精馏器的塔顶蒸汽出口依次通过冷凝器的冷凝管道、塔顶增压泵和汲取溶液增压泵后与正渗透装置的汲取液进口相连接；精馏器的塔底出水口依次与冷凝水泵、第三溶液换热器的高温液体管道和第二溶液换热器的高温液体管道相连接；所述正渗透装置的汲取液出口另外一方面通过汲取溶液增压泵后与正渗透装置的汲取液进口相连接。