CN102706032B - 一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调 - Google Patents

一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调，由超低温风能热泵装置(1)、喷淋液式风能换热装置(2)、防冻液加热烘干装置(3)蓄冷蓄热装置(4)、卫生热水蓄热装置(5)和空调输出回路(6)构成。本发明不但能加热烘干防冻液，保证风能热泵可靠运行，而且夏季蓄冰水制冷空调、冬季蓄热水采暖供热，四季供应卫生热水，节能环保且运行费低廉的理想空调系统。

Description

一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调
技术领域
本发明涉及一种具备防冻液加热烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调系统，具体说是一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调。
背景技术
空气运动产生风，只有风才能将温度低的空气带走，将温度高的空气送来，产生温差形式能源-风能。风能是理想的可再生能源，利用喷淋液式风能换热塔形式的热泵空调只提取空气中的风能温差，不向空气排放任何对人体有害物质，是目前空调节能环保技术的创新技术，在不久的将来定会成为空调节能环保的主导产品。但是风能换热塔冬季要将喷淋液由清水换成一定配比的防冻液，利用防冻液与风能换热。当气温低于零度时，空气中的水份接触防冻液之后形成冰晶随防冻液一同进入并溶解在防冻液之中，防冻液不断的被冰晶水份稀释后，导致防冻液容积增多，配比发生改变，致使风能热泵无法正常运行。
发明内容
本发明针对上述问题提供了一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调系统，解决了目前防冻液会被空气中水分稀释，从而导致喷淋液式风能热泵无法正常运行的问题，除提高风能热泵本身在低温下的制热效率之外，还能实现夏季冰蓄冷，冬季蓄热，组成高效率廉价运行的空调系统。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调，由超低温风能热泵装置、喷淋液式风能换热装置、防冻液加热烘干装置、蓄冷蓄热装置、卫生热水蓄热装置和空调输出回路构成。
进一步的，所述的超低温风能热泵装置依次由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器连接构成超低温热泵装置；依次由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器连接构成超高温热泵装置，两级热泵由耦合循环泵和耦合膨胀水罐构成耦合换热回路。
进一步的，所述的喷淋液式风能换热装置依次由喷淋液式风能换热塔、冬夏转换阀门、冷却水泵、冷却阀门、防冻液循环阀门、清水循环阀门、清水注水阀门、排污阀门和喷淋兼蓄冷循环泵连接构成，喷淋液式风能换热塔内配置喷淋嘴、风机、进风口。
进一步的，所述的防冻液加热烘干装置依次由防冻液循环储液罐、稀释防冻液排液罐、稀释防冻液加热烘干罐、稀释防冻液排液阀、稀释防冻液排液泵和干燥防冻液返回阀连接构成，稀释防冻液加热烘干罐配置保温透气盖、风帽和冷凝水接水盘。
进一步的，所述的蓄冷蓄热装置依次由蓄冷蓄热水罐、蓄热循环泵、蓄热阀门、止回阀、冷凝器的二次水侧、蓄热阀门和蓄冷阀门连接构成。
进一步的，所述的卫生热水蓄热装置依次由卫生热水蓄热罐、卫生热水加热盘管、卫生热水加热循环泵、止回阀和冷凝器的二次水侧连接构成。由卫生热水输出泵和洗浴喷头输出卫生热水，由自来水阀门补水。
进一步的，所述的空调输出回路依次由空调输出换热器、空调输出换热循环泵、空调循环泵和风机盘管连接构成。
本发明的有益效果为，不但能加热烘干防冻液，保证风能热泵可靠运行，而且夏季蓄冰水制冷空调、冬季蓄热水采暖供热，四季供应卫生热水，节能环保且运行费低廉的理想空调系统。
附图说明
下面根据实施例与附图对本发明作进一步详细说明。
图1是实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调系统，它依次由制冷压缩机7、冷凝器8、膨胀阀9、蒸发器10、耦合循环泵11、耦合膨胀水罐12、制冷压缩机13、冷凝器14、膨胀阀15、蒸发器16、喷淋液式风能换热塔17、喷淋嘴18、风机19、进风口20、防冻液循环储液罐21、稀释防冻液排液罐22、喷淋兼蓄冷循环泵23、防冻液循环阀门24、稀释防冻液排液阀25、稀释防冻液排液泵26、干燥防冻液返回阀27、清水循环阀门28、防冻液循环阀门29、清水注水阀门30、排污阀门31、保温透气盖32、风帽33、冷凝水接水盘34、卫生热水蓄热罐35、稀释防冻液加热烘干罐36、自来水阀门37、卫生热水加热盘管38、卫生热水输出泵39、洗浴喷头40、蓄冷蓄热水罐41、蓄热阀门42、蓄热循环泵43、蓄冷阀门44、冷却阀门45、蓄冷阀门46、冬夏转换阀门47、冷却水泵48、冷却阀门49、卫生热水加热循环泵50、止回阀51、止回阀52、空调输出换热循环泵53、蓄热阀门54、空调输出换热器55、风机盘管56和空调循环泵57连接构成。
如图1所示，当夏季蓄冷空调运行时，制冷压缩机7运转排出高温气体经冷凝器8的一次制冷剂侧将冷凝热传给二次水侧再由耦合循环水泵11和耦合膨胀水罐12构成的耦合回路将冷凝热量传输给后级超高温热泵装置的蒸发器16的一次水侧，其耦合运行过程是：由耦合循环泵11将耦合回路的水经冷凝器8的二次水侧至耦合膨胀水罐12经蒸发器16的一次水侧回至耦合循环泵11将冷凝热量耦合传至超高温热泵的蒸发器16经二次蒸发的制冷剂吸收一次冷凝热量后，二次蒸发的制冷剂气体被制冷压缩机13吸入并压缩排出高温气体经冷凝器14的一次将冷凝热量传至二次的卫生热水蓄热回路对卫生热水进行蓄热，其路径是由卫生热水蓄热循环泵50经止回阀51至冷凝器14的二次水侧经卫生热水加热盘管38至卫生热水蓄热循环泵50重复上述卫生热水蓄热过程。当卫生热水蓄热完成所需温度的卫生热水后，卫生热水蓄热循环泵50停止蓄热运行。在夏季蓄冷运行过程中，如果卫生热水蓄热所需的冷凝热量小于排放的冷凝热量时，一旦耦合回路水温升至≥30℃时，冷却水泵48启动，冷却水经冷却阀门49至喷淋液式风能换热塔17的喷淋嘴18喷出雾状的冷却水与由进风口20进入的风换热冷却，过热的风由风机19排向大气，过冷的冷却水由冷却阀门45回至冷凝器8的二次水侧，经二次水侧至冷却水泵48将多余的冷凝热量排掉，当卫生热水蓄热完成之后，该冷却系统仍工作保证蓄冷正常运行。蓄冷过程是：经冷凝器8冷凝放热后的制冷剂经膨胀阀9节流后至蒸发器10的二次蒸发吸收一次循环的冷冻水并对冷冻水制冷，其制冷路径是由喷淋兼蓄冷循环泵23经蒸发器11的一次水侧至蓄冷阀门46经蓄冷蓄热水罐41由蓄冷阀门44至喷淋兼蓄冷循环泵23后重复上述蓄冷过程，将冷冻水蓄冷为0℃左右的冰水后，蓄冷运行的相关设备全部停止运行。由空调输出换热循环泵53将冰水经空调输出换热器55的一次至蓄冷蓄热水罐41再经空调输出换热循环泵53重复地将冰水冷量经空调输出换热器55的二次向空调输出回路供冷空调，其路径是：由空调循环泵57经空调输出换热器55的二次至风机盘管56回至空调循环泵57完成向风机盘管提供7℃冷冻水，由风机盘管56向空调房间制冷空调运行。
如图1所示，当冬季蓄热运行时，制冷压缩机7运转后的一切运行过程与上述蓄冷时的运行过程完全相同，其中采暖水蓄热过程如下：蓄热循环泵43将采暖水经止回阀52至冷凝器14的二次水侧经蓄热阀门54至蓄冷蓄热水罐41对采暖水加热后由蓄热阀门42至蓄热循环泵43重复上述对采暖水加热并蓄热运行。当采暖水和卫生热水都已蓄满所需的水温时，蓄热运行停止，采暖放热运行与蓄冷放冷运行过程相同不再重复叙述。
冬季蓄热运行时，由喷淋液式风能换热塔17向风能热泵提供风能可再生能源，其过程是：在冬季运行前，应先将夏季蓄冷运行时喷淋液式风能换热塔17内夏季运行被污垢的清水由排污阀31排放至下水道，关闭排污阀门31，开启防冻液循环阀门29，由喷淋兼蓄冷循环泵23将防冻液a送至蒸发器10的一次由冬夏转换阀门47至喷淋液式风能换热塔17的喷淋嘴18喷出雾状防冻液与由进风口进入的空气换热，过冷的防冻液被风加热后经防冻液循环阀门29至防冻液循环储液罐21再由防冻液循环阀门24至喷淋兼蓄冷循环泵23重复上述防冻液喷淋提取风能的运行。过冷的风由风机19排向大气。长期防冻液喷淋运行过程中，空气中含有的水分，与过冷的防冻液接触之后，形成冰晶随同防冻液一同进入防冻液循环储液罐21之中，与防冻液混合之后稀释了防冻液，这个过程时间越长，进入防冻液中的冰晶越多，溶解在防冻液中的水分也越多，改变了防冻液的配比，导致风能热泵无法正常运行。由稀释防冻液排液阀25将稀释的防冻液a′排入稀释防冻液排液罐22，到达上限液位后关闭阀门25，由稀释防冻液排液泵26将稀释防冻液排入稀释防冻液加热烘干罐36之中，稀释防冻液排液罐22的液位到达下限液位时，关闭稀释防冻液排液泵26。进入稀释防冻液加热烘干罐36的稀释防冻液a′被已蓄满高温卫生热水蓄热罐35内的热水经烘干罐36罐底部位对防冻液加热烘干，稀释防冻液受热后，其中水分变成水蒸汽由保温透气盖32和风帽33排向大气之中，经长时间加热烘干后，稀释防冻液中的水分被烘干蒸发掉，干燥的防冻液经干燥防冻液返回阀27返回至防冻液循环储液罐21之中，但是在返回之前，应将再次被稀释的防冻液排入稀释防冻液排液罐22之后再将干燥防冻液排入防冻液循环储液罐21之中，与再次被稀释的防冻液混合后，重新恢复防冻液原配比浓度。干燥防冻液排净后，关闭干燥防冻液返回阀27，由稀释防冻液排液泵26继续下一次的加热烘干过程，按照时间程序不断地对稀释防冻液进行加热烘干，保证风能热泵正常运行。
本发明将所述的阀门配置电动阀门之后，可以实现由控制系统自动地转换蓄冷或蓄热运行。将所述的制冷压缩机配置变频控制可进一步节能运行，将所述的膨胀阀配置电子膨胀阀可进一步提高制冷效率。

Claims (6)

1.一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调，其特征是：由超低温风能热泵装置(1)、喷淋液式风能换热装置(2)、防冻液加热烘干装置(3)、蓄冷蓄热装置(4)、卫生热水蓄热装置(5)和空调输出回路(6)构成，所述的防冻液加热烘干装置(3)依次由防冻液循环储液罐(21)、稀释防冻液排液罐(22)、稀释防冻液加热烘干罐(36)、稀释防冻液排液阀(25)、稀释防冻液排液泵(26)和干燥防冻液返回阀(27)连接构成，稀释防冻液加热烘干罐(36)配置保温透气盖(32)、风帽(33)和冷凝水接水盘(34)。
2.根据权利要求1所述的一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调，其特征是：所述的超低温风能热泵装置(1)包括超低温热泵装置和超高温热泵装置，其中依次由制冷压缩机(7)、冷凝器(8)、膨胀阀(9)和蒸发器(10)连接构成超低温热泵装置，依次由制冷压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀阀(15)和蒸发器(16)连接构成超高温热泵装置，两级热泵由耦合循环泵(11)和耦合膨胀水罐(12)构成耦合换热回路。
3.根据权利要求1所述的一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调，其特征是：所述的喷淋液式风能换热装置(2)依次由喷淋液式风能换热塔(17)、冬夏转换阀门(47)、冷却水泵(48)、冷却阀门(49)、(45)、防冻液循环阀门(24、29)、清水循环阀门(28)、清水注水阀门(30)、排污阀门(31)和喷淋兼蓄冷循环泵(23)连接构成，喷淋液式风能换热塔(17)内配置喷淋嘴(18)、风机(19)、进风口(20)。
4.根据权利要求1所述的一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调，其特征是：所述的蓄冷蓄热装置(4)依次由蓄冷蓄热水罐(41)、蓄热循环泵(43)、止回阀(52)、蓄热阀门(42、54)、止回阀(53)、冷凝器(14)的二次水侧、冷却水泵(48)、冷却阀门(45、49)和蓄冷阀门(46、44)连接构成。
5.根据权利要求1所述的一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调，其特征是：所述的卫生热水蓄热装置(5)依次由卫生热水蓄热罐(35)、卫生热水加热盘管(38)、卫生热水加热循环泵(50)、止回阀(51)和冷凝器(14)的二次水侧连接构成，由卫生热水输出泵(39)和洗浴喷头(40)输出卫生热水，由自来水阀门(37)补水。
6.根据权利要求1所述的一种防冻液烘干式蓄冷蓄热超低温风能热泵空调，其特征是：所述的空调输出回路(6)依次由空调输出换热器(55)、空调输出换热循环泵(53)、空调循环泵(57)和风机盘管(56)连接构成。
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