CN104567104B - 一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，属于热泵空调设备领域。该系统包括用户侧机组、能源塔机组和冷冻法溶液再生机组。其中，冷冻法溶液再生机组主要包括由冷冻再生冰槽、压缩机、热回收冷凝器以及节流阀经制冷剂管路连接构成的制冷循环。将能源塔机组内需要进行再生的稀溶液送入冷冻法溶液再生机组的冷冻再生冰槽内，使溶液中的一部分水结冰析出，并且通过冰‐溶液分离装置进行分离，得到浓溶液，从而实现对溶液的再生，同时通过冷冻法溶液再生机组的热回收冷凝器对再生制冷循环过程中产生的冷凝热进行回收，以提高整个系统的运行效率。该系统具有溶液量小，投资和占地面积小，再生效率高，热泵运行稳定性及效率高等优点。

Description

一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统
技术领域
一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，属于热泵空调设备领域。该系统是将能源塔机组内需要进行再生的稀溶液送入冷冻法溶液再生机组的冷冻再生冰槽内，使溶液中的一部分水结冰析出，并且通过冰溶液分离装置进行分离，从而得到浓溶液，同时对冷冻法溶液再生机组产生的冷凝热进行回收。
背景技术
根据《中国建筑节能年度发展研究报告2007》中提供的数据和分析，建筑能耗占我国总的商品能耗的20％～30％，而建筑材料和建造过程所消耗的能源一般只占其总的能源消耗的20％左右，大部分能源消耗发生在建筑物运行过程中。不同的地理位置和建筑类型具有不同的用能特点，但总体来说，空调/采暖能耗是建筑能耗里最重要的一部分。
近年来，在传统空调的基础上，发展出了新型的溶液喷淋型空调/热泵，以满足人们对更高的空气品质的需求以及长江中下游地区的采暖需求。相对于传统的空气源热泵，通过在室外机侧喷淋防冻液，溶液喷淋型热泵的结霜风险大大降低，这不仅保证了冬季供热安全，更提高了居住环境的舒适性。但是，目前所有形式的溶液喷淋型热泵都存在一个核心问题，即如何将运行过程中不断稀释的溶液进行再生，使得系统能够持续高效地运行？
人们对这一问题进行了广泛而深入的研究，目前常见的几种技术包括利用太阳能、电能、余热或者热泵系统提供的热量对溶液进行加热再生，或者利用反渗透、电渗析等膜技术对溶液进行再生，但是这些技术都有相应的优缺点。
对于加热法，其最大的特点是使溶液发生沸腾蒸发所需的能耗是理论上的最小再生能耗的200～500倍，因此如果不进行潜热回收，其再生能耗会导致整个系统的能效比严重下降，而即使采用了相应的热回收技术，系统的能耗仍然比较高，且随着系统的进一步复杂化，运行稳定性也进一步降低；即使采用了太阳能或余热等可再生或廉价能源，其储存要求或地域要求也相对较高，难以实现大范围的技术推广。
对于膜技术法，由于防冻液的浓度比较高，导致利用反渗透法再生所需的压力高于100个大气压。这样的高压对膜本身的抗压性要求很高，并且对整个系统的安全性要求也较高。而且，不论是反渗透法还是电渗析法，所需的能耗都随着溶液浓度的提高而快速增加。研究表明，在对高浓度的海水进行再生时，反渗透法和电渗析法的系统能耗与多效蒸馏加热法相当，而防冻液的浓度是海水的35倍，再生所需的能耗甚至会比加热法能耗更大。
从热力学分析里可知，除了利用加热法使得溶液发生气液相变进行再生，还可以利用冷冻法使得溶液发生固液相变进行再生，而固液相变的能耗只有气液相变的1/7～1/8，并且，对于冬季供暖工况来说，使溶液冷却到结冰温度的温差也远低于将其加热到蒸发所需的温差，因此，利用冷冻法进行再生分离，并且通过热回收冷凝器对再生过程中产生的冷凝热进行回收，较之前两类技术，降低了再生能耗，提高了系统的运行效率，同时也提高了系统安全性。
发明内容
本发明提出了一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，使用制冷循环冷量将适当浓度的稀溶液中的水分冻结成冰后析出而得到浓溶液，同时对再生冷凝热量进行了回收，保证了溶液空调设备的高效连续运行，无需大容量溶液储罐，溶液使用量减少。
本发明提出如下技术方案：
一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，包括用户侧机组、能源塔机组及冷冻法溶液再生机组，所述的冷冻法溶液再生机组包括工质出口、工质入口、溶液出口、溶液入口、压缩机、节流阀、冷冻再生冰槽、溶液泵、第一电磁阀和第二电磁阀，所述的冷冻再生冰槽包括换热盘管、溶液喷头、保温外壳、冰溶液分离装置和过滤网；从能源塔机组的溶液出口出来的溶液经过溶液入口进入冷冻再生冰槽，经喷淋、换热后流入冷冻再生冰槽的底部，然后依次经过溶液泵、第一电磁阀、溶液出口和溶液入口返回能源塔机组；其特征在于：所述的冷冻法溶液再生机组还包括热回收冷凝器，热回收冷凝器的一侧依次与节流阀、换热盘管和压缩机连接构成制冷循环；热回收冷凝器的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组的工质出口与能源塔机组的工质入口连接，能源塔机组的工质出口与用户侧机组的工质入口相连；热回收冷凝器的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组的工质入口与用户侧机组的工质出口相连。
本发明提出的另一种技术方案：
一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，包括用户侧机组、能源塔机组及冷冻法溶液再生机组，所述的冷冻法溶液再生机组包括工质出口、工质入口、溶液出口、溶液入口、压缩机、节流阀、冷冻再生冰槽、溶液泵、第一电磁阀和第二电磁阀，所述的冷冻再生冰槽包括换热盘管、溶液喷头、保温外壳、冰溶液分离装置和过滤网；从能源塔机组的溶液出口出来的溶液经过溶液入口进入冷冻再生冰槽，经喷淋、换热后流入冷冻再生冰槽的底部，然后依次经过溶液泵、第一电磁阀、溶液出口和溶液入口返回能源塔机组；其特征在于：所述的冷冻法溶液再生机组还包括热回收冷凝器，热回收冷凝器的一侧依次与节流阀、换热盘管和压缩机连接构成制冷循环；热回收冷凝器的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组的工质出口与用户侧机组的工质入口相连，用户侧机组的工质出口与能源塔机组的工质入口相连；热回收冷凝器的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组的工质入口与能源塔机组的工质出口相连。
上述两种技术方案中，其特征还在于：在溶液入口与溶液出口之间设置有旁通管，旁通管一端与溶液喷头相连，旁通另一端与溶液泵的出口相连，管上设置有第二电磁阀；所述的用户侧机组采用冷凝机组或热泵机组；所述的能源塔机组采用直膨式的能源塔、带有载冷剂换热器开式能源塔或带有载冷剂换热器闭式能源塔；所述用户侧机组、能源塔机组及冷冻法溶液再生机组中的工质采用制冷剂或载冷剂；所述能源塔机组及冷冻法溶液再生机组中的溶液采用氯化锂溶液、溴化锂溶液或乙二醇溶液；所述的冰溶液分离装置采用重力分离装置或滤网；所述的保温外壳为立式或卧式结构；所述的保温外壳和冰溶液分离装置为整体设置或分开独立设置。
采用上述技术方案具有以下优点及突出性效果：
①由于使用了冷冻法溶液再生机组，不仅保证了热泵机组的连续运行，而且减小了使用溶液机组的溶液配量和溶液罐的大小，减少了机组的投资和占地。
②由于能源塔机组的作用，可以避免热泵系统在恶劣工况下结霜，保证了热泵机组运行的稳定性。
③不同于加热溶液的再生方案，理论上只需要提供熔化热的热量便可以再生，所需的能耗小，热泵运行工况适宜，再生效率高。
④由于对再生冷凝热进行了回收，因此热泵运行的效率较高。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第一种技术方案的系统原理图。
图2是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第二种技术方案的系统原理图。
图3是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第一实施例的结构原理图。
图4是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第二实施例的结构原理图。
图5是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第三实施例的结构原理图。
图6是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第四实施例的结构原理图。
图7是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第五实施例的结构原理图。
图8是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第六实施例的结构原理图。
图1、2中各部件名称为：1-用户侧机组；11-工质出口；12-工质入口；2-能源塔机组；21-工质出口；22-工质入口；23-溶液出口；24-溶液入口；3-冷冻法溶液再生机组；31-工质出口；32-工质入口；33-溶液出口；34-溶液入口；35-第一压缩机；36-热回收冷凝器；37-第一节流阀；38-换热盘管；39-冷冻再生冰槽；310-溶液喷头；311-保温外壳；312-冰溶液分离装置；313-过滤网；314-第一溶液泵；315-第一电磁阀；316-第二电磁阀。
图3、4中各部件名称为：1-用户侧机组；11-工质出口；12-工质入口；13-第二压缩机；14-四通阀；15-用户侧换热器；16-第二节流阀；2-能源塔机组；21-工质出口；22-工质入口；23-溶液出口；24-溶液入口；25-溶液喷头；26-换热盘管；27-第三电磁阀；28-喷淋式换热器；29-第二溶液泵；210-第四电磁阀；3-冷冻法溶液再生机组；31-工质出口；32-工质入口；33-溶液出口；34-溶液入口；35-第一压缩机；36-热回收冷凝器；37-第一节流阀；38-换热盘管；39-冷冻再生冰槽；310-溶液喷头；311-保温外壳；312-冰溶液分离装置；313-过滤网；314-第一溶液泵；315-第一电磁阀；316-第二电磁阀。
图5、6中各部件名称为：1-用户侧机组；11-工质出口；12-工质入口；13-第二压缩机；14-四通阀；15-用户侧换热器；16-第二节流阀；17-载冷剂换热器；18-载冷剂溶液泵；2-能源塔机组；21-工质出口；22-工质入口；23-溶液出口；24-溶液入口；25-溶液喷头；26-换热盘管；27-第三电磁阀；28-喷淋式换热器；29-第二溶液泵；210-第四电磁阀；3-冷冻法溶液再生机组；31-工质出口；32-工质入口；33-溶液出口；34-溶液入口；35-第一压缩机；36-热回收冷凝器；37-第一节流阀；38-换热盘管；39-冷冻再生冰槽；310-溶液喷头；311-保温外壳；312-冰溶液分离装置；313-过滤网；314-第一溶液泵；315-第一电磁阀；316-第二电磁阀。
图7、8中各部件名称为：1-用户侧机组；11-工质出口；12-工质入口；13-第二压缩机；14-四通阀；15-用户侧换热器；16-第二节流阀；2-能源塔机组；21-工质出口；22-工质入口；23-溶液出口；24-溶液入口；25-溶液喷头；26-换热盘管；27-第三电磁阀；28-喷淋式换热器；29-第二溶液泵；210-第四电磁阀；211-载冷剂换热器；212-载冷剂溶液泵；3-冷冻法溶液再生机组；31-工质出口；32-工质入口；33-溶液出口；34-溶液入口；35-第一压缩机；36-热回收冷凝器；37-第一节流阀；38-换热盘管；39-冷冻再生冰槽；310-溶液喷头；311-保温外壳；312-冰溶液分离装置；313-过滤网；314-第一溶液泵；315-第一电磁阀；316-第二电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的结构和运行方式做进一步说明。
图1是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第一种技术方案的系统原理图，该系统包括用户侧机组1、能源塔机组2及冷冻法溶液再生机组3，所述的冷冻法溶液再生机组3包括工质出口31、工质入口32、溶液出口33、溶液入口34、第一压缩机35、第一节流阀37、冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314、第一电磁阀315和第二电磁阀316，所述的冷冻再生冰槽39包括换热盘管38、溶液喷头310、保温外壳311、冰溶液分离装置312和过滤网313；从所述的溶液出口23出来的溶液经过溶液入口34进入冷冻换热冰槽39，经喷淋、换热后流入冷冻换热冰槽39底部，然后依次经过第一溶液泵314、第一电磁阀315、溶液出口33和溶液入口24返回能源塔机组，所述的冷冻法溶液再生机组3还包括由热回收冷凝器36，热回收冷凝器的一侧依次与第一节流阀37、换热盘管38和第一压缩机35连接构成制冷循环；所述的热回收冷凝器36的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组3的工质出口31与能源塔机组2的工质入口22连接；所述的热回收冷凝器36的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组3的工质入口32与用户侧机组1的工质出口11相连。
图2是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第二种技术方案的系统原理图，该系统包括用户侧机组1、能源塔机组2及冷冻法溶液再生机组3，所述的冷冻法溶液再生机组3包括工质出口31、工质入口32、溶液出口33、溶液入口34、第一压缩机35、第一节流阀37、冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314、第一电磁阀315和第二电磁阀316，所述的冷冻再生冰槽39包括换热盘管38、溶液喷头310、保温外壳311、冰溶液分离装置312和过滤网313；从能源塔机组2的溶液出口23出来的溶液经过溶液入口34进入冷冻再生冰槽39，经喷淋、换热后流入冷冻再生冰槽39的底部，然后依次经过第一溶液泵314、第一电磁阀315、溶液出口33和溶液入口24返回能源塔机组2，所述的冷冻法溶液再生机组3还包括热回收冷凝器36，热回收冷凝器36的一侧依次与第一节流阀37、换热盘管38和第一压缩机35连接构成制冷循环；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组3的工质出口31与用户侧机组1的工质入口12相连，用户侧机组1的工质出口11与能源塔机组2的工质入口22相连；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组3的工质入口32与能源塔机组2的工质出口21相连。
在上述两种技术方案中，在溶液入口与溶液出口之间设置有旁通管，旁通管一端与溶液喷头相连，旁通另一端与溶液泵的出口相连，管上设置有第二电磁阀；所述的用户侧机组采用冷凝机组或热泵机组；所述的能源塔机组采用直膨式的能源塔、带有载冷剂换热器开式能源塔或带有载冷剂换热器闭式能源塔；所述用户侧机组、能源塔机组及冷冻法溶液再生机组中的工质采用制冷剂或载冷剂；所述能源塔机组及冷冻法溶液再生机组中的溶液采用氯化锂溶液、溴化锂溶液或乙二醇等溶液；所述的冰溶液分离装置采用重力分离装置或滤网；所述的保温外壳为立式或卧式结构；所述的保温外壳和冰溶液分离装置为整体设置或分开独立设置。
实施例一：
图3是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第一实施例的结构原理图。其包括用户侧机组1、能源塔机组2及冷冻法溶液再生机组3，所述的用户侧机组1包括工质出口11、工质入口12、第二压缩机13、四通阀14、用户侧换热器15以及第二节流阀16；所述的能源塔机组2包括工质出口21、工质入口22、溶液出口23、溶液入口24、电磁阀27、喷淋式换热器28、第二溶液泵29、电磁阀210；所述的冷冻法溶液再生机组3包括工质出口31、工质入口32、溶液出口33、溶液入口34、第一压缩机35、第一节流阀37、冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314、电磁阀315、电磁阀316，所述的冷冻再生冰槽39包括换热盘管38、溶液喷头310、保温外壳311、冰溶液分离装置312、过滤网313；所述的第二压缩机13依次连接四通阀14、用户侧换热器15、第二节流阀16及工质出口11，工质入口12通过四通阀连接至第二压缩机13的吸气口；所述的溶液入口24依次连接喷淋式换热器28、第二溶液泵29，第二溶液泵29出口的一支管通过电磁阀210连接至溶液出口23，另一支管通过电磁阀27连接至溶液喷头25；所述的溶液入口34依次连接冷冻换热冰槽39、第一溶液泵314，第一溶液泵314出口的一支管通过电磁阀315进入溶液出口33，另一支管通过电磁阀316连接至溶液喷头310；所述的溶液出口23、溶液入口24分别与冷冻法溶液再生机组的溶液入口34、溶液出口33相连；所述的冷冻法溶液再生机组3还包括热回收冷凝器36，热回收冷凝器36的一侧依次与第一节流阀37、换热盘管38和第一压缩机35连接构成制冷循环；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组3的工质出口31与能源塔机组2的工质入口22连接，能源塔机组2的工质出口21与用户侧机组1的工质入口12相连；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组3的工质入口32与用户侧机组1的工质出口11相连。
所述的基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统包括普通制热模式和再生制热模式；不需要对溶液进行再生时，开启普通制热模式，需要对溶液进行再生时，开启再生制热模式，当溶液恢复至初始浓度时，关闭再生制热模式开启普通制热模式。再生制热模式又包括单循环再生制热模式、分流混合再生制热模式和双循环再生制热模式；几种独立的运行模式分别为：
a.普通制热模式：关闭第四电磁阀210、第一电磁阀315、第一压缩机35和第一溶液泵314，开启第二压缩机13、第三电磁阀27和第二溶液泵29，此时冷冻法溶液再生机组处于关闭状态。制冷剂从第二压缩机13出口经过四通阀14进入用户侧换热器15进行换热，然后经过第二节流阀16的节流从工质出口11依次流过冷冻法溶液再生机组3的工质入口32、热回收冷凝器36、工质出口31后进入能源塔机组2的工质入口，进入喷淋式换热器28内的换热盘管26内与溶液及空气进行换热，吸收热量后从工质出口21流出，经过四通阀142返回压缩机1入口。浓溶液从喷淋式换热器28底部的溶液出口经过第二溶液泵29、第三电磁阀27、溶液喷头25返回喷淋式换热器28，在换热盘管26表面与空气及制冷剂进行换热后流到喷淋式换热器28的底部。
b.单循环再生制热模式：关闭第三电磁阀27和第二电磁阀316，开启第二溶液泵29、第一溶液泵314、第四电磁阀210、第一电磁阀315、第二压缩机13和第一压缩机35。用户侧机组1、能源塔机组2、冷冻法溶液再生机组3之间的工质循环流程与普通制热模式的工质循环流程相同；溶液从喷淋式换热器28底部的溶液出口经过第二溶液泵29、第四电磁阀210、能源塔机组2的溶液出口23、冷冻法溶液再生机组3的溶液入口34进入冷冻再生冰槽39，经过溶液喷头310的喷淋，在换热盘管38表面与盘管中的制冷剂进行换热，然后从冷冻再生冰槽39底部的溶液出口经过第一溶液泵314、第一电磁阀315、冷冻法溶液再生机组3的溶液出口33、能源塔机组2的溶液入口24进入喷淋式换热器28内，经过溶液喷头25的喷淋，在换热盘管26表面与空气及换热盘管26内的制冷剂进行换热后返回喷淋式换热器28的底部；经过多次循环，冷冻再生冰槽39内换热盘管38表面的溶液温度逐渐降低，当降至冰点时，一部分水将以冰的形式析出，并通过冰溶液分离装置312将冰和溶液进行分离排出，为防止冰随溶液流入管道，在冷冻再生冰槽39底部的溶液出口处设置有滤网313。同时，冷冻法溶液再生机组3的高温制冷剂从第一压缩机35的出口进入热回收冷凝器36与来自用户侧机组1工质出口11的低温制冷剂进行换热，经过第一节流阀37的节流进入冷冻再生冰槽39内的换热盘管38与溶液进行换热，然后返回第一压缩机35的入口。
c.分流混合再生制热模式：关闭第二电磁阀316，开启第二溶液泵29、第一溶液泵314、第三电磁阀27、第四电磁阀210、第一电磁阀315、第二压缩机13和第一压缩机35。用户侧机组1、能源塔机组2、冷冻法溶液再生机组3之间的工质循环流程与普通制热模式的工质循环流程相同；溶液从喷淋式换热器28底部的溶液出口进入第二溶液泵29，第二溶液泵29出口的一部分溶液经过第三电磁阀27返回喷淋式换热器28，在换热盘管26表面与空气及制冷剂进行换热后流到喷淋式换热器28的底部；第二溶液泵29出口的另一部分溶液经过第四电磁阀210、能源塔机组2的溶液出口23、冷冻法溶液再生机组3的溶液入口34进入冷冻再生冰槽39，在换热盘管38表面与盘管中的制冷剂进行换热，然后从冷冻再生冰槽39底部的溶液出口经过第一溶液泵314、第一电磁阀315、溶液出口33、能源塔机组的溶液入口24进入喷淋式换热器28，经过溶液喷头25的喷淋，在换热盘管26表面与空气及换热盘管26内的制冷剂进行换热后返回喷淋式换热器28的底部；经过多次循环，冷冻再生冰槽39内换热盘管38表面的溶液温度逐渐降低，当降至冰点时，一部分水将以冰的形式析出，并通过冰溶液分离装置312将冰和溶液进行分离排出，为防止冰随溶液流入管道，在冷冻再生冰槽39底部的溶液出口处设置有滤网313。同时，冷冻法溶液再生机组3的高温制冷剂从第一压缩机35的出口进入热回收冷凝器36与来自用户侧机组1工质出口11的低温制冷剂进行换热，经过第一节流阀37的节流进入冷冻再生冰槽39内的换热盘管38与溶液进行换热，然后返回第一压缩机35的入口。
d.双循环再生制热模式：关闭第二电磁阀316和第一电磁阀315，开启第二溶液泵29、第三电磁阀27、第四电磁阀210和第二压缩机13，溶液从喷淋式换热器28底部的溶液出口进入第二溶液泵29，第二溶液泵29出口的一部分溶液经过第三电磁阀27返回喷淋式换热器28，在换热盘管26表面与空气及制冷剂进行换热后流到喷淋式换热器28的底部；第二溶液泵29出口的另一部分溶液经过第四电磁阀210、能源塔机组2的溶液出口23、冷冻法溶液再生机组3的溶液入口34进入冷冻再生冰槽39，当冷冻再生冰槽39内蓄存了一定量的溶液后关闭第四电磁阀210，开启第二电磁阀316、第一溶液泵314、第一压缩机35。用户侧机组1、能源塔机组2、冷冻法溶液再生机组3之间的工质循环流程与普通制热模式的工质循环流程相同；冷冻再生冰槽39底部的溶液经过过滤网313、第一溶液泵314、第二电磁阀316返回冷冻再生冰槽39，经过溶液喷头310的喷淋，在换热盘管38表面与制冷剂进行换热，经过多次循环，溶液温度不断降低，降至冰点温度时，水不断从溶液中以冰的形式析出，并通过冰溶液分离装置312将冰和溶液进行分离排出，溶液浓度不断升高，当达到一定浓度时，开启第一电磁阀315，关闭第二电磁阀316、第一压缩机35，再生完成的浓溶液从冷冻再生冰槽39的底部出口经过第一溶液泵314、第一电磁阀315、溶液出口33、能源塔机组2的溶液入口24进入喷淋式换热器28，经过溶液喷头25的喷淋，在换热盘管26表面与空气及换热盘管26内的制冷剂进行换热后返回喷淋式换热器28的底部。
所述的基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统还包括制冷模式。制冷模式下，关闭第四电磁阀210、第二电磁阀316、第一电磁阀315、第一溶液泵314和第一压缩机35，开启第三电磁阀27、第二溶液泵29和第二压缩机13，四通阀14换向，所有机组的工质出入口功能相互转换。此时冷冻法溶液再生机组停止运行。同时，喷淋工质由溶液更换为水。制冷剂从第二压缩机13出口经过四通阀14经过工质出口12、能源塔机组2的工质入口21进入喷淋式换热器28，在换热盘管26内与空气及水的冷却后经过工质出口22、冷冻法溶液再生机组3的工质入口31及工质出口32、用户侧机组1的工质入口11进入用户侧机组1，经过第二节流阀16的节流进入用户侧换热器15进行换热，然后经过四通阀14返回第二压缩机13入口。水从喷淋式换热器28底部的出口经过第二溶液泵29、第三电磁阀27返回喷淋式换热器28，经过溶液喷头25的喷淋，在换热盘管26表面与空气及制冷剂进行换热后流到喷淋式换热器28的底部。
实施例二：
图4是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第二实施例的结构原理图。其包括用户侧机组1、能源塔机组2及冷冻法溶液再生机组3，所述的用户侧机组1包括工质出口11、工质入口12、第二压缩机13、四通阀14、用户侧换热器15以及第二节流阀16；所述的能源塔机组2包括工质出口21、工质入口22、溶液出口23、溶液入口24、第三电磁阀27、喷淋式换热器28、第二溶液泵29、第四电磁阀210；所述的冷冻法溶液再生机组3包括工质出口31、工质入口32、溶液出口33、溶液入口34、第一压缩机35、第一节流阀37、冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314、第一电磁阀315、第二电磁阀316，所述的冷冻再生冰槽39包括换热盘管38、溶液喷头310、保温外壳311、冰溶液分离装置312、过滤网313；所述的第二压缩机13依次连接四通阀14、用户侧换热器15、第二节流阀16及工质出口11，工质入口12通过四通阀14连接至第二压缩机13的吸气口；所述的溶液入口24依次连接喷淋式换热器28、第二溶液泵29，第二溶液泵29出口的一支管通过第四电磁阀210连接至溶液出口23，另一支管通过第三电磁阀27连接至溶液喷头25；所述的溶液入口34依次连接冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314，第一溶液泵314出口的一支管通过第一电磁阀315进入溶液出口33，另一支管通过第二电磁阀316连接至溶液喷头310；所述的溶液出口23、溶液入口24分别与冷冻法溶液再生机组的溶液入口34、溶液出口33相连；所述的冷冻法溶液再生机组3还包括热回收冷凝器36，热回收冷凝器36的一侧依次与第一节流阀37、换热盘管38和第一压缩机35连接构成制冷循环；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组3的工质出口31与用户侧机组1的工质入口12相连，用户侧机组1的工质出口11与能源塔机组2的工质入口22相连；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组3的工质入口32与能源塔机组2的工质出口21相连。
运行方式与实施例一的运行方式完全相同。
实施例三：
图5是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第三实施例的结构原理图。其包括用户侧机组1、能源塔机组2及冷冻法溶液再生机组3，所述的用户侧机组1包括工质出口11、工质入口12、第二压缩机13、四通阀14、用户侧换热器15、第二节流阀16、载冷剂换热器17以及载冷剂溶液泵18；所述的能源塔机组2包括工质出口21、工质入口22、溶液出口23、溶液入口24、第三电磁阀27、喷淋式换热器28、第二溶液泵29、第四电磁阀210；所述的冷冻法溶液再生机组3包括工质出口31、工质入口32、溶液出口33、溶液入口34、第一压缩机35、第一节流阀37、冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314、第一电磁阀315、第二电磁阀316，所述的冷冻再生冰槽39包括换热盘管38、溶液喷头310、保温外壳311、冰溶液分离装置312、过滤网313；所述的第二压缩机13依次连接四通阀14、用户侧换热器15、第二节流阀16及载冷剂换热器17，载冷剂换热器17通过四通阀14返回第二压缩机13的吸气口，构成制冷循环，所述的工质入口12经过载冷剂换热器17以及载冷剂溶液泵18连接至工质出口11；所述的溶液入口24依次连接喷淋式换热器28、第二溶液泵29，第二溶液泵29出口的一支管通过第四电磁阀210连接至溶液出口23，另一支管通过第三电磁阀27连接至溶液喷头25；所述的溶液入口34依次连接冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314，第一溶液泵314出口的一支管通过第一电磁阀315进入溶液出口33，另一支管通过第二电磁阀316连接至溶液喷头310；所述的溶液出口23、溶液入口24分别与冷冻法溶液再生机组的溶液入口34、溶液出口33相连；所述的冷冻法溶液再生机组3还包括热回收冷凝器36，热回收冷凝器36的一侧依次与第一节流阀37、换热盘管38和第一压缩机35连接构成制冷循环；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组3的工质出口31与能源塔机组2的工质入口22连接，能源塔机组2的工质出口21与用户侧机组1的工质入口12相连；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组3的工质入口32与用户侧机组1的工质出口11相连。
运行方式与实施例一的运行方式完全相同。
实施例四：
图4是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第四实施例的结构原理图。其包括用户侧机组1、能源塔机组2及冷冻法溶液再生机组3，所述的用户侧机组1包括工质出口11、工质入口12、第二压缩机13、四通阀14、用户侧换热器15、第二节流阀16、载冷剂换热器17以及载冷剂溶液泵18；所述的能源塔机组2包括工质出口21、工质入口22、溶液出口23、溶液入口24、第三电磁阀27、喷淋式换热器28、第二溶液泵29、第四电磁阀210；所述的冷冻法溶液再生机组3包括工质出口31、工质入口32、溶液出口33、溶液入口34、第一压缩机35、第一节流阀37、冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314、第一电磁阀315、第二电磁阀316，所述的冷冻再生冰槽39包括换热盘管38、溶液喷头310、保温外壳311、冰溶液分离装置312、过滤网313；所述的第二压缩机13依次连接四通阀14、用户侧换热器15、第二节流阀16及载冷剂换热器17，载冷剂换热器17通过四通阀14返回第二压缩机13的吸气口，构成制冷循环，所述的工质入口12经过载冷剂换热器17以及载冷剂溶液泵18连接至工质出口11；所述的溶液入口24依次连接喷淋式换热器28、第二溶液泵29，第二溶液泵29出口的一支管通过第四电磁阀210连接至溶液出口23，另一支管通过第三电磁阀27连接至溶液喷头25；所述的溶液入口34依次连接冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314，第一溶液泵314出口的一支管通过第一电磁阀315进入溶液出口33，另一支管通过第二电磁阀316连接至溶液喷头310；所述的溶液出口23、溶液入口24分别与冷冻法溶液再生机组的溶液入口34、溶液出口33相连；所述的冷冻法溶液再生机组3还包括热回收冷凝器36，热回收冷凝器36的一侧依次与第一节流阀37、换热盘管38和第一压缩机35连接构成制冷循环；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组3的工质出口31与用户侧机组1的工质入口12相连，用户侧机组1的工质出口11与能源塔机组2的工质入口22相连；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组3的工质入口32与能源塔机组2的工质出口21相连。
运行方式与实施例一的运行方式完全相同。
实施例五：
图5是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第五实施例的结构原理图。其包括用户侧机组1、能源塔机组2及冷冻法溶液再生机组3，所述的用户侧机组1包括工质出口11、工质入口12、第二压缩机13、四通阀14、用户侧换热器15以及第二节流阀16；所述的能源塔机组2包括工质出口21、工质入口22、溶液出口23、溶液入口24、第三电磁阀27、喷淋式换热器28、第二溶液泵29、第四电磁阀210、载冷剂换热器211以及载冷剂溶液泵212；所述的冷冻法溶液再生机组3包括工质出口31、工质入口32、溶液出口33、溶液入口34、第一压缩机35、第一节流阀37、冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314、第一电磁阀315、第二电磁阀316，所述的冷冻再生冰槽39包括换热盘管38、溶液喷头310、保温外壳311、冰溶液分离装置312、过滤网313；所述的第二压缩机13依次连接四通阀14、用户侧换热器15、第二节流阀16及工质出口11，工质入口12通过四通阀14连接至第二压缩机13的吸气口；所述的溶液入口24依次连接喷淋式换热器28、第二溶液泵29，第二溶液泵29出口的一支管通过第四电磁阀210连接至溶液出口23，另一支管通过第三电磁阀27连接至溶液喷头25，所述的载冷剂换热器211依次连接载冷剂溶液泵212、换热盘管26返回载冷剂换热器211，工质入口22经过载冷剂换热器211连接至工质出口21；所述的溶液入口34依次连接冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314，第一溶液泵314出口的一支管通过第一电磁阀315进入溶液出口33，另一支管通过第二电磁阀316连接至溶液喷头310；所述的溶液出口23、溶液入口24分别与冷冻法溶液再生机组的溶液入口34、溶液出口33相连；所述的冷冻法溶液再生机组3还包括热回收冷凝器36，热回收冷凝器36的一侧依次与第一节流阀37、换热盘管38和第一压缩机35连接构成制冷循环；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组3的工质出口31与能源塔机组2的工质入口22连接，能源塔机组2的工质出口21与用户侧机组1的工质入口12相连；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组3的工质入口32与用户侧机组1的工质出口11相连。
运行方式与实施例一的运行方式完全相同。
实施例六：
图6是本发明提供的一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统的第六实施例的结构原理图。其包括用户侧机组1、能源塔机组2及冷冻法溶液再生机组3，所述的用户侧机组1包括工质出口11、工质入口12、第二压缩机13、四通阀14、用户侧换热器15以及第二节流阀16；所述的能源塔机组2包括工质出口21、工质入口22、溶液出口23、溶液入口24、第三电磁阀27、喷淋式换热器28、第二溶液泵29、第四电磁阀210、载冷剂换热器211以及载冷剂溶液泵212；所述的冷冻法溶液再生机组3包括工质出口31、工质入口32、溶液出口33、溶液入口34、第一压缩机35、第一节流阀37、冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314、第一电磁阀315、第二电磁阀316，所述的冷冻再生冰槽39包括换热盘管38、溶液喷头310、保温外壳311、冰溶液分离装置312、过滤网313；所述的第二压缩机13依次连接四通阀14、用户侧换热器15、第二节流阀16及工质出口11，工质入口12通过四通阀14连接至第二压缩机13的吸气口；所述的溶液入口24依次连接喷淋式换热器28、第二溶液泵29，第二溶液泵29出口的一支管通过第四电磁阀210连接至溶液出口23，另一支管通过第三电磁阀27连接至溶液喷头25，所述的载冷剂换热器211依次连接载冷剂溶液泵212、换热盘管26返回载冷剂换热器211，工质入口22经过载冷剂换热器211连接至工质出口21；所述的溶液入口34依次连接冷冻再生冰槽39、第一溶液泵314，第一溶液泵314出口的一支管通过第一电磁阀315进入溶液出口33，另一支管通过第二电磁阀316连接至溶液喷头310；所述的溶液出口23、溶液入口24分别与冷冻法溶液再生机组的溶液入口34、溶液出口33相连；所述的冷冻法溶液再生机组3还包括热回收冷凝器36，热回收冷凝器36的一侧依次与第一节流阀37、换热盘管38和第一压缩机35连接构成制冷循环；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组3的工质出口31与用户侧机组1的工质入口12相连，用户侧机组1的工质出口11与能源塔机组2的工质入口22相连；热回收冷凝器36的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组3的工质入口32与能源塔机组2的工质出口21相连。
运行方式与实施例一的运行方式完全相同。

Claims (9)

1.一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，包括用户侧机组(1)、能源塔机组(2)及冷冻法溶液再生机组(3)，所述的冷冻法溶液再生机组(3)包括工质出口(31)、工质入口(32)、溶液出口(33)、溶液入口(34)、压缩机(35)、节流阀(37)、冷冻再生冰槽(39)、溶液泵(314)、第一电磁阀(315)和第二电磁阀(316)，所述的冷冻再生冰槽(39)包括换热盘管(38)、溶液喷头(310)、保温外壳(311)、冰溶液分离装置(312)和过滤网(313)；从能源塔机组(2)的溶液出口(23)出来的溶液经过溶液入口(34)进入冷冻再生冰槽(39)，经喷淋、换热后流入冷冻再生冰槽(39)的底部，然后依次经过溶液泵(314)、第一电磁阀(315)、溶液出口(33)和溶液入口(24)返回能源塔机组(2)；其特征在于：所述的冷冻法溶液再生机组(3)还包括热回收冷凝器(36)，热回收冷凝器(36)的一侧依次与节流阀(37)、换热盘管(38)和压缩机(35)连接构成制冷循环；热回收冷凝器(36)的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组(3)的工质出口(31)与能源塔机组(2)的工质入口(22)连接，能源塔机组(2)的工质出口(21)与用户侧机组(1)的工质入口(12)相连；热回收冷凝器(36)的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组(3)的工质入口(32)与用户侧机组(1)的工质出口(11)相连。
2.一种基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，包括用户侧机组(1)、能源塔机组(2)及冷冻法溶液再生机组(3)，所述的冷冻法溶液再生机组(3)包括工质出口(31)、工质入口(32)、溶液出口(33)、溶液入口(34)、压缩机(35)、节流阀(37)、冷冻再生冰槽(39)、溶液泵(314)、第一电磁阀(315)和第二电磁阀(316)，所述的冷冻再生冰槽(39)包括换热盘管(38)、溶液喷头(310)、保温外壳(311)、冰溶液分离装置(312)和过滤网(313)；从能源塔机组(2)的溶液出口(23)出来的溶液经过溶液入口(34)进入冷冻再生冰槽(39)，经喷淋、换热后流入冷冻再生冰槽(39)的底部，然后依次经过溶液泵(314)、第一电磁阀(315)、溶液出口(33)和溶液入口(24)返回能源塔机组(2)，其特征在于：所述的冷冻法溶液再生机组(3)还包括热回收冷凝器(36)，热回收冷凝器(36)的一侧依次与节流阀(37)、换热盘管(38)和压缩机(35)连接构成制冷循环；热回收冷凝器(36)的另一侧工质回路的出口经冷冻法溶液再生机组(3)的工质出口(31)与用户侧机组(1)的工质入口(12)相连，用户侧机组(1)的工质出口(11)与能源塔机组(2)的工质入口(22)相连；热回收冷凝器(36)的另一侧工质回路的入口经冷冻法溶液再生机组(3)的工质入口(32)与能源塔机组(2)的工质出口(21)相连。
3.根据权利要求1或2所述的基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，其特征在于：在溶液入口(34)与溶液出口(33)之间设置有旁通管，旁通管一端与溶液喷头(310)相连，旁通管另一端与溶液泵(314)的出口相连，旁通管上设置有第二电磁阀(316)。
4.根据权利要求1或2所述的基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，其特征在于：所述的用户侧机组(1)采用冷凝机组或热泵机组。
5.根据权利要求1或2所述的基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，其特征在于：所述的能源塔机组(2)采用直膨式的能源塔、带有载冷剂换热器的开式能源塔或带有载冷剂换热器的闭式能源塔。
6.根据权利要求1或2所述的基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，其特征在于：所述用户侧机组(1)、能源塔机组(2)及冷冻法溶液再生机组中的工质采用制冷剂或载冷剂。
7.根据权利要求1或2所述的基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，其特征在于：所述能源塔机组(2)及冷冻法溶液再生机组中的溶液采用氯化锂溶液、溴化锂溶液或乙二醇溶液。
8.根据权利要求1或2所述的基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，其特征在于：所述的保温外壳(311)采用立式或卧式结构。
9.根据权利要求1或2所述的基于冻结再生及其热回收的溶液热泵系统，其特征在于：所述的保温外壳(311)和冰溶液分离装置(312)采用整体设置或分开独立设置。
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