[发明专利]一种制冷制热机组及其防冻液浓缩装置和控制方法

说明书

本发明涉及一种制冷制热机组及其防冻液浓缩装置和控制方法，所述制冷制热机组包括：压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、组合式阀门、功能切换阀、中转循环泵、冷热两用塔，此外，所述机组还包括冬季作为热泵运行时的防冻液浓缩装置，所述防冻液浓缩装置包括有：溢流阀、浓溶液泵、负压蒸发室、喷射冷凝器、循环水箱等，通过功能切换阀实现夏季制冷冬季采热的的作用，其高效低成本运行优势突出，可代替传统的锅炉和风冷式热泵机组，运行效率高，成本较低，对于节能减排的意义重大。

技术领域

本发明涉及制冷空调及热泵机组领域，具体来说是一种制冷制热机组及其防冻液浓缩装置和控制方法。

背景技术

当前温室负面效应显现令人类担忧：冰川融化，海平面上升，岛国焦虑有增无减，极端天气频发，担心某天温室气体排放量突破了某个阈值将变成难以逆转的人类毁灭性灾难。如今气候问题已然变成全人类最大问题，全球都在呼吁节能减排，在人们生活水平日益提高情况下，节能减排任重道远，必须采用先进的节能技术来实现减排任务。尤其是占到GDP能耗35%以上的建筑能耗，其中份量最多的当属采暖能耗,这是绝对不可忽视的减排对象。

传统的采暖一般采用锅炉采暖，这种采暖消耗的是矿物化石能源，而温室气体排放绝大部分就是来自矿物化石能源，寻找低排放洁净能源采暖已是迫在眉睫，当前采用地源热泵和水源热泵不失为一个低排放的采暖方式，但它也存在局限性，难以普及推广，因为水源和土地资源是非常有限的，难以大面积推广，而且一次性投资费用高，维修困难，难免不被水垢所困扰。而当今采用风冷式空气能热泵，其能效比不高，更重要的是因为其在较冷天气里会花较多的时间用于化霜，使制热时间相对变少了，而且化霜时需要从房间吸热来化霜，严重影响到用户的体验。当今兴起不久的热源塔技术是采用防冻液在热源塔内喷淋与逆流而上的空气进行换热，防冻液不仅吸收空气中的显然，而且也吸收了空气中水汽的潜热，使得防冻液浓度变稀，溶液量增多，由此而导致溶液冰点温度上移，最终会造成结冰胀坏蒸发器的铜管，这是热源塔技术目前最致命的弱点，它虽然不像现行的风冷式空气能热泵化霜时会影响到用户的体验，但冰点温度上移所带来的问题而毁坏蒸发器是用户绝对不可容忍的，为此许多科技工作者采取多种方式来加以弥补，起初有采用电加热蒸发浓缩防冻液方式，结果发现此方法耗能较多，用户无法接受，于是乎采用添加浓防冻液来抑制溶液冰点温度上移，这没有从根本上解决冰点温度上移问题，人为疏忽一样会造成结冰胀坏蒸发器的铜管，而且稀防冻液流失不仅污染水土，而且增加运行成本，因此浓缩防冻液方法是非常重要的问题，相继出现了多种防冻液浓缩技术方案，其中包括：一种基于湿蒸发的冷浓缩系统（专利号：）；一种水汽能潜热回馈溶液浓缩系统（专利号：201810863778.3），尽管后面这个防冻液浓缩发明专利能够使水汽能得而复失变成了水汽能失而复得，最终可以使空气中水汽能得到充分利用了，但它依然没有掌控防冻液浓缩程度的方式，也没有提供什么时候进行浓缩，什么时候可以停止浓缩，因此浓缩控制方式显得尤为重要，它是杜绝防冻液结冰并胀坏铜管的关键。

在热源塔技术完善过程中衍生出来的闭式热源塔也逐渐进入商业运行阶段，到底谁更具有竞争优势，我们客观务实地探讨一下：首先闭式成本会高于开式热源塔，因为闭式热源塔是采用管式翅片管换热器作为热源塔核心部件，而开式热源塔在塔内采用的是各式填料，显然闭式热源塔成本比开式热源塔高许多，而且开式热源塔出水温度可达到47℃以上，而闭式热源塔一般是45℃左右，这是由于开式热源塔采用了纯逆流方式换热，并且是防冻液与空气直接接触，而闭式热源塔是采用错流方式与空气进行热量交换，并且存在换热间壁的热阻力，若夏季制冷时开式热源塔变成了水冷式空调机组，而闭式热源塔相当现行的风冷空调机组，其能效比一般很难超过2.8倍，若是采用换热器翅片上喷淋水方式实现蒸发式冷凝，那么其能效比可以提高到3.8倍左右，但是依然不及水冷式5.8倍能效比呀。