[发明专利]一种多级闪蒸再生的热源塔热泵系统及多级再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及空调制冷领域，具体是一种多级闪蒸再生的热源塔热泵系统及多级再生方法。

背景技术

空气源热泵在冬季使用的时候，很容易产生结霜的问题；而热源塔热泵就可以有效的解决空气源热泵在冬季容易产生的结霜问题，适合在冬、夏两季使用，具有较好的技术经济价值，所以近年来，针对热源塔热泵系统的研究和应用越来越多。

目前，热源塔热泵中存在的一个主要问题是防冻溶液的再生。当热源塔在冬季使用时，防冻溶液会吸收空气中的水蒸汽，水蒸汽凝结所传递的潜热通常小于防冻溶液在热源塔中吸热量的30％。吸收空气中的水分后，防冻溶液浓度变稀，冰点升高，因此需要重新对防冻溶液进行再生以维持溶液的冰点始终处于要求水平。

热源塔防冻溶液再生的方式主要采用热力再生，它又包括非沸腾式再生和沸腾式再生两种类型。前者在常压下操作，再生器体积庞大，耗热量大，后者在真空下操作，再生器体积小，耗热量小，且不受外界环境影响，运行更稳定。沸腾式再生所需热源可由热泵机组的再冷器或自产热水提供(40℃以上)，前者实现起来比较麻烦，改动及不方便之处较多，后者虽较简单，但热力再生过程为单效运行，系统综合效率不高，容易产生较大的能量浪费，另外，已有的热源塔沸腾式再生系统未考虑不凝性气体的脱气问题，使得冷凝器的换热性能大大降低。

综上所述，需要对现有的热源塔沸腾式再生系统加以改进，以提高高温热源的利用率，同时对防冻溶液进行脱气预处理以保证冷凝换热效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多级闪蒸再生的热源塔热泵系统，以解决现有沸腾式再生系统中存在的不凝气脱气问题和高温热源驱动时的热量再利用问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多级闪蒸再生的热源塔热泵系统，包括外部换热系统、内置有机溶液的工作子系统和内置循环溶液的再生子系统；所述工作子系统包括闭式热源塔、热源塔循环泵、旁通调节阀、热泵机组、有机溶液循环泵、进口调节阀、冷凝器旁通调节阀、回水调节阀以及供水调节阀；所述再生子系统包括第四效换热室、第三效换热室、第二效换热室、第一效换热室、凝水换热器、冷凝器、溶液换热器、第一换热器、冷凝脱气室、第二换热器、脱气室、出口溶液增压泵、冷凝水泵、第一效换热室供液泵、真空泵、浓溶液调节阀、稀溶液调节阀、第四效疏水调节阀、冷凝器调节阀、第三效溶液出口调节阀、第三效疏水调节阀、第二效溶液出口调节阀、第二效疏水调节阀、第一效溶液出口调节阀、冷凝脱气室疏水调节阀、第一效供水调节阀、第一效疏水调节阀、第一效热水调节阀、脱气室调节阀、脱气室热水调节阀、第四效换热室压力开关、第三效换热室压力开关、第二效换热室压力开关、第一效换热室压力开关、冷凝脱气室压力开关、脱气室压力开关和第四效换热室循环泵；所述闭式热源塔的循环溶液出口连接热源塔循环泵后分为两路，第一路为连接旁通调节阀，旁通调节阀再分别与浓溶液调节阀出口以及闭式热源塔循环溶液进口相连；第二路为分别与稀溶液调节阀、凝水换热器的低温液体管道、溶液换热器的低温液体管道、第一换热器的低温液体管道、冷凝脱气室的低温液体管道、第二换热器的低温液体管道、脱气室调节阀以及脱气室依次连接；脱气室顶部的水蒸汽出口连接冷凝脱气室的水蒸汽进口，冷凝脱气室的冷凝水出口连接冷凝脱气室疏水调节阀，冷凝脱气室疏水调节阀与第四效疏水调节阀的出口相连；脱气室的溶液出口、第一效换热室供液泵、第一效供水调节阀以及第一效换热室的顶部溶液进口依次相互连接；第一效换热室的底部溶液出口通过第一效溶液出口调节阀连接第二效换热室的底部溶液进口，第一效换热室的蒸汽管路出口、第二换热器的冷凝管道和第一效疏水调节阀依次连接，第一效疏水调节阀与第四效疏水调节阀的出口相连；第二效换热室的底部溶液出口通过第二效溶液出口调节阀连接第三效换热室的底部溶液进口，第二效换热室的蒸汽管路出口、第一换热器的冷凝管道和第二效疏水调节阀依次连接，第二效疏水调节阀与第四效疏水调节阀的出口相连；第三效换热室的底部溶液出口通过第三效溶液出口调节阀连接第四效换热室的底部溶液进口，第三效换热室的蒸汽管路出口、第四效换热室的冷凝管道和第三效疏水调节阀依次连接，第三效疏水调节阀与第四效疏水调节阀的出口相连；第四效换热室的底部溶液出口Ⅰ、出口溶液增压泵、溶液换热器的高温液体管道、浓溶液调节阀依次连接，浓溶液调节阀与旁通调节阀的出口相连，第四效换热室的蒸汽管路出口、冷凝器的冷凝管道和第四效疏水调节阀依次连接，第四效疏水调节阀与其它疏水调节阀出口相连后，与冷凝水泵和凝水换热器的高温液体管道依次连接；第四效换热室的底部溶液出口Ⅱ、第四效换热室循环泵以及第四效换热室的顶部溶液进口依次连接；冷凝脱气室的气体出口连接冷凝脱气室压力开关，脱气室的气体出口连接脱气室压力开关，第四效换热室的气体出口连接第四效换热室压力开关，第三效换热室的气体出口连接第三效换热室压力开关，第二效换热室的气体出口连接第二效换热室压力开关，第一效换热室的气体出口连接第一效换热室压力开关，各压力开关并联后连接至真空泵的进气口；热泵机组的出水口分为三路，一路通过供水调节阀连接至外部换热系统供水管路，第二路通过第一效热水调节阀连接第一效换热室的加热管道，第三路通过脱气室热水调节阀连接脱气室的加热管道进口。脱气室的加热管道出口与外部换热系统回水管路并联后连接回水调节阀，回水调节阀的出口与第一效换热室的加热管道出口连接后再接至热泵机组的进水口；热泵机组的有机溶液出口、溶液循环泵、进口调节阀和闭式热源塔的有机溶液进口依次连接，闭式热源塔的有机溶液出口分为两路，一路连接冷凝器旁通阀，第二路与冷凝器的低温液体管道和冷凝器调节阀依次连接，冷凝器调节阀再与冷凝器旁通阀的出口连接。