一種采用無鹽式外輔熱防融霜裝置的熱源塔熱泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用無鹽式外輔熱防融霜裝置的熱源塔熱泵。本發(fā)明的目的在于提供一種采用無鹽式外輔熱防融霜裝置的熱源塔熱泵。本發(fā)明包括熱源塔和熱泵機組，該熱源塔和熱泵機組通過載冷劑傳輸管道和載冷劑回液管道連通，其特征在于：A.所述熱源塔內(nèi)設有換熱器，該換熱器的上部有噴淋器，該噴淋器的上部有排氣扇，熱源塔的下部通過接液盤與溶液池連通，該溶液池通過噴淋液循環(huán)泵與噴淋器連通；B.所述熱泵機組包括壓縮機、蒸發(fā)器、膨脹閥和冷凝器，蒸發(fā)器和冷凝器通過管道分別與加熱裝置及載冷劑循環(huán)泵連通，蒸發(fā)器分別與壓縮機及冷凝器連通，該冷凝器還與壓縮機直接連通。本發(fā)明主要用于熱源塔熱泵無鹽式外輔熱防融霜。
【專利說明】
一種采用無鹽式外輔熱防融霜裝置的熱源塔熱泵
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及一種熱源塔熱栗，尤其涉及一種采用無鹽式外輔熱防融霜裝置的熱源塔熱栗。
【背景技術(shù)】
[0002]長江中下游地區(qū)屬于熱工氣候分區(qū)中的夏熱冬冷地區(qū)，冬季平均溫度低，相對濕度大，因此濕空氣的潛熱量大。熱源塔熱栗正是利用該種潛熱效率很高的供暖裝置。它利用較低溫度的載冷劑，在熱源塔中從室外大氣吸收熱量，再利用熱栗機組將熱量轉(zhuǎn)移到用戶端。除了冬季供暖，在夏季熱源塔可以轉(zhuǎn)換成冷卻塔用于供冷。熱源塔分為開式熱源塔和閉式熱源塔，相對于開式熱源塔，閉式熱源塔可減少載冷劑防凍溶液的飄散損失，也能減少對載冷劑的污染，以及熱栗系統(tǒng)的污染，有利于長期運行，是將來熱源塔研究和發(fā)展的主要方向。然而閉式熱源塔的換熱器采用金屬材料，當室外溫度低于2°C時，室外空氣中的水蒸氣容易在換熱器表面結(jié)霜，嚴重影響熱源塔的換熱系數(shù)，導致熱栗機組供暖減少甚至無法供暖。在我國南方地區(qū)，平均溫度在2_8°C，相對濕度81%以上的天氣一般有30天以上，這種氣候條件下閉式熱源塔極易結(jié)霜。防融霜是熱源塔熱栗推廣使用急需解決的問題。目前針對熱源塔防融霜的解決方法主要有以下兩類，一類是采用鹽溶液噴淋，降低熱源塔換熱器表面的凝固點；另一類是采用加熱的水噴淋換熱器來融霜。
[0003]1.鹽溶液噴淋
[0004]采用配置好的一定濃度的鹽溶液對熱源塔換熱器噴淋，降低換熱翅片表面的凝固點;該種防融霜方式關(guān)鍵在于對鹽種類的選擇和鹽溶液的濃度配比，針對不同的工況，需要很多實驗研究總結(jié)出合適的溶質(zhì)及配比，同時在運行過程中需要及時對溶液池的濃度進行監(jiān)控，及時補充溶液，濃縮被稀釋的鹽溶液。此種方式目前應用最為廣泛，能夠在保持熱源塔換熱效率的同時有效防融霜，缺點是需要增加鹽溶液設備投資以及運行過程中對鹽溶液的濃度監(jiān)控設備，同時鹽溶液對金屬管道及換熱器也有不同程度的腐蝕。
[0005]2.熱水噴淋
[0006]采用一定溫度的熱水對熱源塔換熱器噴淋化霜。這種方式優(yōu)點是比較簡單，無需配比溶液，因此也無需監(jiān)控濃度，主要問題是從如何保證熱水穩(wěn)定來源考慮。目前主要有兩種熱水來源，一種采用地源水，另一種采用熱栗機組冷凝熱水。采用地源水需要有相應的地理資源，同時融霜期間會降低熱栗供熱量，且初投資較大，維護不便;采用熱栗機組冷凝熱水無法保證融霜期間熱栗持續(xù)供暖，即用供暖的熱量融霜。當氣候惡劣，這兩種熱源的熱量甚至難以滿足融霜需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種采用無鹽式外輔熱防融霜裝置的熱源塔熱栗，以降低熱源塔熱栗防融霜的初投資成本，減少鹽溶液對熱源塔金屬部件的腐蝕，同時能提供足夠的防融霜熱量，并保證融霜期間熱栗持續(xù)供暖。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種采用無鹽式外輔熱防融霜裝置的熱源塔熱栗，包括熱源塔和熱栗機組，該熱源塔和熱栗機組通過載冷劑傳輸管道和載冷劑回液管道連通，其特征在于:
[0009]A.所述熱源塔I內(nèi)設有換熱器14，該換熱器的上部有噴淋器3，該噴淋器的上部有排氣扇2，熱源塔的下部通過接液盤15與溶液池16連通，該溶液池通過噴淋液循環(huán)栗17與噴淋器3連通；
[0010]B.所述熱栗機組8包括壓縮機9、蒸發(fā)器10、膨脹閥11和冷凝器12，蒸發(fā)器10和冷凝器12通過管道分別與加熱裝置5及載冷劑循環(huán)栗13連通，蒸發(fā)器10分別與壓縮機9及冷凝器12連通，該冷凝器還與壓縮機9直接連通。
[0011]所述加熱裝置5是安裝在載冷劑傳輸管道上的電加熱裝置，該電加熱裝置的外表面包覆有保溫層。
[0012]所述加熱裝置5是安裝在載冷劑傳輸管道上的加熱裝置，該加熱裝置是熱水或熱油或熱氣換熱器，該換熱器的外表面包覆有保溫層。
[0013]所述加熱裝置5是安裝在溶液池16中的加熱裝置，該裝置是電加熱裝置或熱水或熱油或熱氣的管式或翅式的間壁換熱器。
[0014]所述加熱裝置5是安裝在熱源塔噴淋傳輸管道18上的加熱裝置，該加熱裝置是電加熱裝置或熱水或熱油或熱氣換熱器，該電加熱裝置或換熱器的外表面包覆有保溫層。
[0015]所述溶液池16的外表面包覆有保溫層。
[0016]所述噴淋器3是噴淋溶液為水的噴淋器。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018]1、直接采用水作為噴淋溶液。省卻了鹽溶液配置和濃縮裝置，也無需鹽溶液濃度的監(jiān)控裝置，為采用鹽溶液不方便的地方提供方便。
[0019]2、保證融霜期間持續(xù)供暖。電熱元件的安裝長度或熱水、熱氣、熱油換熱器換熱面積以及保溫層長度和厚度均根據(jù)防融霜所需最大補熱量確定。在保證充分的融霜熱量同時還能將一部分熱量用于供暖，不會使得融霜期間熱栗熱量供應減少或是停止。
[0020]3、熱源豐富且方便。熱源有電輔熱熱源，以及熱水、熱氣、熱油等熱介質(zhì)或熱回收介質(zhì)熱源?？梢赃x擇一種或幾種熱源以保證融霜和供暖的熱量需求。同時如果因地制宜采用現(xiàn)有的熱回收介質(zhì)等低品位熱量，可以有效節(jié)能。
[0021]4、安裝方式靈活，適用范圍廣，操作簡便?？梢愿鶕?jù)熱源塔熱栗現(xiàn)場情況和安裝要求，靈活選取外輔熱裝置的類型和安裝位置進行安裝。對于已有的傳統(tǒng)防融霜熱源塔熱栗，也可選擇所述外輔熱裝置作為防融霜的有效補充。既可用于閉式熱源塔，也可用于開式熱源塔。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的電加熱裝置安裝在載冷劑傳輸管道上時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的熱水或熱油或熱氣加熱裝置安裝在載冷劑傳輸管道上時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的加熱裝置安裝在熱源塔噴淋傳輸管道上時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明的加熱裝置安裝在熱源塔溶液池中時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:1-熱源塔，2-排氣扇，3-噴淋器，4-載冷劑傳輸管道，5-加熱裝置，6_保溫層，7-熱水、熱油、熱氣，8-熱栗機組，9-壓縮機，10-蒸發(fā)器，11-膨脹閥，12-冷凝器，13-載冷劑循環(huán)栗，14-換熱器，15-接液盤，16-溶液池，17-噴淋液循環(huán)栗，18-噴淋液傳輸管，19-蒸發(fā)器與熱源塔的供水控制閥，20-蒸發(fā)器與熱源塔的回水控制閥，21-冷凝器與熱源塔的供水控制閥，22-冷凝器與熱源塔的回水控制閥，23-用戶側(cè)供冷的供水控制閥，24-用戶側(cè)供冷的回水控制閥，25-用戶側(cè)供熱的回水控制閥，26-用戶側(cè)供熱的供水控制閥，27-熱源塔溶液池的放水控制閥，28-熱源塔的供水控制閥，29-噴淋液供水控制閥，30-載冷劑回液管道。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明及其【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0028]參見圖1-4，本發(fā)明包括熱源塔和熱栗機組，該熱源塔和熱栗機組通過載冷劑傳輸管道和載冷劑回液管道連通，其特征在于:
[0029]A.所述熱源塔I內(nèi)設有換熱器14，該換熱器的上部有噴淋器3，該噴淋器的上部有排氣扇2，熱源塔的下部通過接液盤15與溶液池16連通，該溶液池通過噴淋液循環(huán)栗17與噴淋器3連通；
[0030]B.所述熱栗機組8包括壓縮機9、蒸發(fā)器10、膨脹閥11和冷凝器12，蒸發(fā)器10和冷凝器12通過管道分別與加熱裝置5及載冷劑循環(huán)栗13連通，蒸發(fā)器10分別與壓縮機9及冷凝器12連通，該冷凝器還與壓縮機9直接連通。
[0031]所述加熱裝置5是安裝在載冷劑傳輸管道上的電加熱裝置，該電加熱裝置的外表面包覆有保溫層。
[0032]所述加熱裝置5是安裝在載冷劑傳輸管道上的加熱裝置，該加熱裝置是熱水或熱油或熱氣換熱器，該換熱器的外表面包覆有保溫層。
[0033]所述加熱裝置5是安裝在溶液池16中的加熱裝置，該裝置是電加熱裝置或熱水或熱油或熱氣的管式或翅式的間壁換熱器。
[0034]所述加熱裝置5是安裝在熱源塔噴淋傳輸管道18上的加熱裝置，該加熱裝置是電加熱裝置或熱水或熱油或熱氣換熱器，該電加熱裝置或換熱器的外表面包覆有保溫層。
[0035]所述溶液池16的外表面包覆有保溫層。
[0036]所述噴淋器3是噴淋溶液為水的噴淋器。
[0037]以下給出本發(fā)明的實施例
[0038]實例I
[0039]參見圖1，熱源塔I通過載冷劑傳輸管道4和載冷劑循環(huán)栗13與熱栗機組8連接，在載冷劑傳輸管道4上裝有電加熱裝置5，并在電加熱裝置與傳輸管裸露部分包覆有保溫層，電加熱裝置的長度L由最大防融霜所需熱量決定，保溫層長度L’從載冷劑傳輸管道4與熱源塔換熱器14的連接處開始，到電加熱裝置5再過去0.5-lm的長度為止。
[0040]熱栗的制冷劑循環(huán)如圖1熱栗機組8的虛線框中如箭頭所示，通過對閥門19，20，21,22,23,24,25,26的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)對用戶側(cè)供熱或供冷的功能。冬季供暖時，打開閥門19，20，25，26.關(guān)閉閥門21，22，23，24.載冷劑通過閥門19進入熱源塔，吸收室外空氣熱能，再通過載冷劑循環(huán)栗13回到蒸發(fā)器10將熱量傳給制冷劑。
[0041]在需要融霜時，打開電加熱裝置5，載冷劑被加熱后，進入熱源塔換熱器14，對換熱器進行融霜。載冷劑回液由循環(huán)栗13回到熱栗機組8的蒸發(fā)器10中，此時載冷劑溫度高于制冷劑，仍可持續(xù)為用戶側(cè)供熱而不間斷。防融霜結(jié)束時，關(guān)閉電加熱裝置5即可。
[0042]本發(fā)明也可在夏季供冷:打開閥門21，22，23，24，關(guān)閉閥門19，20，25，26.此時熱源塔變成冷卻塔，冷卻水從冷凝器12經(jīng)過閥門21和管道4進入冷卻塔I的換熱器14中，向室外大氣散熱后再通過循環(huán)栗13和閥門22回到冷凝器中。冷凍水通過閥門23向用戶供冷，冷凍回水通過閥門24回到蒸發(fā)器10中。
[0043]實例2
[0044]參見圖2，圖2基本原理同圖1，區(qū)別在于將電加熱裝置換成了熱水或熱油或熱氣換熱器5，同時在換熱器以及裸露的載冷劑傳輸管道上包覆保溫層，換熱器面積由最大防融霜所需熱量及熱介質(zhì)的平均溫度確定，保溫層長度L’從載冷劑傳輸管道4與熱源塔換熱器14的連接處開始，到換熱器5再過去0.5-lm的長度為止。在需要防融霜時，供應熱介質(zhì)進入換熱器5中，加熱載冷劑，載冷劑進入熱源塔換熱器14中融霜。防融霜結(jié)束時，停止供應熱介質(zhì)，這里熱質(zhì)指的是熱水或熱油或熱氣等熱流體。
[0045]實例3
[0046]參見圖3，加熱裝置安裝在熱源塔噴淋傳輸管外壁上，圖3和圖1比較，只是將加熱裝置5從載冷劑傳輸管道4換到噴淋液傳輸管18，加熱裝置5為電加熱裝置或熱水、熱油或熱氣換熱器，加熱裝置長度L或換熱面積由防融霜需要的最大熱量決定，在加熱裝置5外表面、裸露的噴淋液傳輸管18外表面以及溶液池16外壁包覆有保溫層，保溫層長度L’為從溶液池16與噴淋液傳輸管18連接處開始，到噴淋液傳輸管18與噴淋器3的連接處為止，除開栗17的管道長度。防融霜溶液為符合工藝要求的工業(yè)用水。因為溶液池中沒有加熱裝置，為防止溫度過低導致結(jié)冰，一開始溶液池中沒有水。需要防融霜時，打開補水管道供水閥28，關(guān)閉噴淋液供水閥門29和溶液池放水閥門27，打開噴淋液循環(huán)栗17，打開加熱裝置5，水通過栗17，進入噴淋液傳輸管18中，被加熱裝置加熱后，通過噴淋器3噴灑到熱源塔換熱器14上防融霜。此時熱栗機組8傳過來的載冷劑依然可以在熱源塔換熱器14中吸收熱量，熱栗機組可不間斷為用戶側(cè)供熱。防融霜后的水以及霜融化后的水都通過接液盤15進入溶液池16中，當溶液池16達到一定液位時，打開閥門29，關(guān)閉閥門28，此時栗17從溶液池中栗水到噴淋器。當溶液池液位過高時，可打開閥門27放水。在防融霜結(jié)束后，關(guān)閉加熱裝置5和栗17。為了防止溶液池中水溫過低結(jié)冰造成管道堵塞，可定時打開閥門27把溶液池中水排干。
[0047]實例4
[0048]參見圖4，加熱裝置安裝在熱源塔溶液池中，圖4和圖1比較，只是將加熱裝置5從載冷劑傳輸管道4換到熱源塔溶液池16中，在溶液池16外壁以及噴淋液傳輸管18包覆保溫層，加熱裝置5為電加熱裝置或熱水、熱油或熱氣換熱器，電加熱裝置長度L或換熱器換熱面積由防融霜需要的最大熱量決定，溶液池16外壁的保溫層包覆整個溶液池外壁，噴淋液傳輸管18的保溫層長度L’為從栗17到噴淋器3之間的噴淋液傳輸管18長度。熱源塔溶液池為符合工藝要求的工業(yè)用水。在需要防融霜時，打開加熱裝置5，對溶液池中噴淋水加熱后，再打開熱源塔噴淋液循環(huán)栗17，熱水通過噴淋液傳輸管18，噴淋器3噴灑到換熱器14上，對換熱器進行防融霜。此時熱栗機組8傳過來的載冷劑依然可以在熱源塔換熱器14中吸收熱量，熱栗機組可不間斷為用戶側(cè)供熱。溶液池中的循環(huán)水以及霜融化后水通過接液盤15回到溶液池16中。當溶液池中液位過高時，可打開閥門27放水；當液位過低時，可打開補液閥門28向溶液池中補水。當加熱裝置是電加熱裝置，在加熱前需要先檢查溶液池中的液位，保證液位完全淹沒電加熱裝置，以防止電加熱裝置干燒，同時需要定期檢查電加熱裝置，防止漏電。
【主權(quán)項】
1.一種采用無鹽式外輔熱防融霜裝置的熱源塔熱栗，包括熱源塔和熱栗機組，該熱源塔和熱栗機組通過載冷劑傳輸管道和載冷劑回液管道連通，其特征在于: A.所述熱源塔(I)內(nèi)設有換熱器(14)，該換熱器的上部有噴淋器(3)，該噴淋器的上部有排氣扇(2)，熱源塔的下部通過接液盤(15)與溶液池(16)連通，該溶液池通過噴淋液循環(huán)栗(17)與噴淋器(3)連通； B.所述熱栗機組(8)包括壓縮機(9)、蒸發(fā)器(10)、膨脹閥(11)和冷凝器(12)，蒸發(fā)器(10)和冷凝器(12)通過管道分別與加熱裝置(5)及載冷劑循環(huán)栗(13)連通，蒸發(fā)器(10)分別與壓縮機(9)及冷凝器(12)連通，該冷凝器還與壓縮機(9)直接連通。2.按權(quán)利要求1所述熱源塔熱栗，其特征在于所述加熱裝置(5)是安裝在載冷劑傳輸管道上的電加熱裝置，該電加熱裝置的外表面包覆有保溫層。3.按權(quán)利要求1所述熱源塔熱栗，其特征在于所述加熱裝置(5)是安裝在載冷劑傳輸管道上的加熱裝置，該加熱裝置是熱水或熱油或熱氣換熱器，該換熱器的外表面包覆有保溫層。4.按權(quán)利要求1所述熱源塔熱栗，其特征在于所述加熱裝置(5)是安裝在溶液池(16)中的加熱裝置，該裝置是電加熱裝置或熱水或熱油或熱氣的管式或翅式的間壁換熱器。5.按權(quán)利要求1所述熱源塔熱栗，其特征在于所述加熱裝置(5)是安裝在熱源塔噴淋傳輸管道(18)上的加熱裝置，該加熱裝置是電加熱裝置或熱水或熱油或熱氣換熱器，該電加熱裝置或換熱器的外表面包覆有保溫層。6.按權(quán)利要求4所述熱源塔熱栗，其特征在于所述溶液池(16)的外表面包覆有保溫層。7.按權(quán)利要求1所述熱源塔熱栗，其特征在于所述噴淋器(3)是噴淋溶液為水的噴淋器。
【文檔編號】F25B47/00GK106091076SQ201610589713
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月25日 公開號201610589713.5, CN 106091076 A, CN 106091076A, CN 201610589713, CN-A-106091076, CN106091076 A, CN106091076A, CN201610589713, CN201610589713.5
【發(fā)明人】龔光彩, 張云志, 蘇歡
【申請人】湖南大學