CN106310685A - 基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，包括密封容器，所述密封容器内设置有隔离板，所述隔离板的一侧设置有翅片管换热器且另一侧为溶液侧，所述翅片管换热器底部通过第一阀门与热源塔的溶液相连且顶部通过水泵A与换热器的第一进口端相连，所述密封容器在溶液侧设置有与换热器的第一出口端相连的分液器，溶液侧底部通过第二阀门、水泵C与热源塔热泵系统相连，所述换热器的第二进口端与螺杆压缩机的润滑油相连用于给热源塔的溶液加热，所述润滑油的温度高于热源塔的溶液温度，大大降低热源塔溶液浓缩所需的热量，降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，尤其涉及一种适用于建筑节能中基于螺杆压缩机润滑油热利用的高效热源塔溶液浓缩装置。
背景技术
空调是主要的建筑耗能大户，如何有效降低空调能耗、提高能源利用效率，是空调行业研究的重点。我国沿长江流域的夏热冬冷地区，其气候特点是夏季酷热，冬季湿冷，空气湿度较大。目前在该区域传统的大型建筑供冷/热（“/”是“或”的意思）方式主要有三种：水冷冷水机组+锅炉、水/地源热泵和风冷热泵。
其中，风冷热泵能够同时实现供冷/热，然而供冷/热的能效相对来说较低；水/地源热泵能同时实现供冷/热且效率均较高，但受到地理环境及初投资高的限制；水冷冷水机组+锅炉供冷/热方式，其夏季运行效率高，而冬季采用锅炉供热，一次能源利用率低。
热源塔热泵系统即是在充分考虑夏热冬冷地区气候环境和现有三种供冷/热方式优缺点的基础上产生的，其夏季能够实现高效供冷，冬季能够实现高效供热，且不受地理环境限制，初投资较低，是夏热冬冷地区较为理想的空调系统。但受夏热冬冷地区冬季湿冷的气候特点影响，热源塔溶液从空气中换热过程中不可避免存在溶液从空气中吸收水分的现象。如何高效的将热源塔中溶液的水分剥离出来，实现溶液浓缩，成为热源塔热泵系统中最关键的问题之一。
发明内容
针对上述问题，本发明提供基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，考虑到螺杆压缩机润滑油在制热工况下温度高需要冷却，同时热源塔溶液浓缩需要热源的问题，利用高温润滑油为热源塔溶液浓缩提供热量。溶液浓缩系统采用真空沸腾和低温冷凝的方式实现溶液中水分蒸发并在翅片管处冷凝，从而达到水分转移的效果，大大降低热源塔溶液浓缩所需的热量，降低能耗。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，包括密封容器，其特征在于，所述密封容器内设置有隔离板，所述隔离板的一侧设置有翅片管换热器且另一侧为溶液侧，所述翅片管换热器底部通过第一阀门与热源塔的溶液相连且顶部通过水泵A与换热器的第一进口端相连，所述密封容器在溶液侧设置有与换热器的第一出口端相连的分液器，溶液侧底部通过第二阀门、水泵C与热源塔热泵系统相连，所述换热器的第二进口端与螺杆压缩机的润滑油相连用于给热源塔的溶液加热，所述润滑油的温度高于热源塔的溶液温度。
优选，所述换热器是板式换热器。
优选，板式换热器的第二进口端与第二出口端之间还设置有旁通阀，板式换热器的第一进口端还通过连接管直接与翅片管换热器顶部相连。
优选，所述密封容器顶部设置有真空泵和压力表A。
优选，所述密封容器在翅片管换热器侧外部设置有液位计A和压力表B，所述翅片管换热器通过单向阀A与水泵B相连。
优选，所述密封容器在溶液侧外部设置有液位计B，所述第二阀门的出口通过第三阀门与第一阀门的出口相连，且第二阀门的出口还通过单向阀B与水泵C相连。
本发明的有益效果是：
第一、本发明充分利用了螺杆压缩机润滑油中所含有的热量，减少了传统螺杆压缩机润滑油从高压端进入低压端热量直接浪费的现象，提高了能源利用效率，避免能源浪费。
第二、本发明利用水溶液在低压下沸腾原理，水分从溶液中分离出来，同时利用水蒸气在低温下冷凝原理，实现水蒸气在翅片管换热器表面冷凝。在维持整个密封容器低压情况下，利用热源塔溶液的低温与润滑油高温之间的温差，实现溶液中水分与溶液分离，达到溶液浓缩效果，与传统溶液浓缩相比，大大提高溶液浓缩效率。
第三、溶液通过密封容器中的分液器落入密封容器下部，扩大了溶液表面积，大大提高溶液沸腾时水的蒸发效率。
附图说明
图1是本发明基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置的结构示意图；
附图的标记含义如下：
1、手动阀A；2、翅片管换热器；3、水泵A；4、板式换热器；4a、第一进口端；4b、第一出口端；4c、第二进口端；4d、第二出口端；5、分液器；6、密封容器；7、手动阀B；8、手动阀C；9、单向阀A；10、单向阀B；11、水泵B；12、水泵C；13、液位计A；14、液位计B；15、旁通阀；16、压力表A；17、压力表B；18、真空泵；19、隔离板。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，包括密封容器6，所述密封容器6内设置有隔离板19，所述隔离板19的一侧（图中的左侧）设置有翅片管换热器2且另一侧（图中的右侧）为溶液侧（用于容纳升温后的热源塔溶液），所述翅片管换热器2底部通过第一阀门与热源塔的低温溶液相连且顶部出口端通过水泵A3与换热器的第一进口端4a相连，所述密封容器6在溶液侧设置有与换热器的第一出口端4b相连的分液器5，分液器5中溶液依靠重力作用落入密封容器6中的溶液侧。
溶液侧底部通过第二阀门、水泵C12与热源塔热泵系统相连，所述换热器的第二进口端4c与螺杆压缩机的高温润滑油相连用于给热源塔的溶液加热，所述润滑油的温度高于热源塔的溶液温度，故以低温溶液和高温润滑油加以区分，二者的温度是相对的关系。
优选，所述换热器是板式换热器4，其包括两个进口端和两个出口端，每个进口端对应一个出口端，第一进、出口端连接热源塔的溶液，第二进、出口端连接螺杆压缩机润滑油。板式换热器4的第二进口端4c与第二出口端4d之间还设置有旁通阀15用于控制出口油温度，板式换热器4的第一进口端4a还通过连接管直接与翅片管换热器2顶部的出口端相连。第二出口端4d可以连接到螺杆压缩机的低压进油口，第二进口端4c连接到螺杆压缩机的高压出油口。
图1中，密封容器6顶部设置有真空泵18和压力表A16（安装在溶液侧顶部），所述密封容器6在翅片管换热器2侧外部设置有液位计A13和压力表B17，所述翅片管换热器2通过单向阀A9与水泵B11相连，密封容器6在溶液侧外部设置有液位计B14。一般的，密封容器6溶液侧底部和中部之间通过管道连接液位计B14，用于监控溶液高度，密封容器6翅片管换热器侧底部和中部之间通过管道连接液位计A13，用于监控冷凝水高度。密封容器6翅片管侧底部通过单向阀A9与水泵B11连接，将冷凝水排出。压力表B17安置在翅片管换热器侧的中间部位。采用间断抽真空的方式来确保系统真空达到沸腾要求，采用液位计来控制水泵的开启，实现溶液和冷凝水的及时排出。
所述第二阀门的出口通过第三阀门与第一阀门的出口相连，且第二阀门的出口还通过单向阀B10与水泵C12相连。优选，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均是手动阀，分别对应手动阀A1、手动阀B7和手动阀C8。手动阀C8出口端同时通过手动阀B7连接翅片管换热器2进口端，用于提高溶液换热效率。
上述热源塔溶液浓缩装置的工作方法也即基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩方法如下：
从热源塔中过来的低温溶液通过手动阀A 1进入翅片管换热器2，在翅片管换热器2中吸收翅片管换热器2表面水蒸气冷凝所产生的热量，溶液温度升高，然后通过水泵A3进入板式换热器4，在板式换热器4中，升温后的溶液与高温的螺杆压缩机润滑油进一步进行热量传递，溶液温度进一步升高，然后溶液进入分液器5。溶液通过分液器5中小孔滴入密封容器6。当密封容器6中溶液高度超过液位计B14所控制的高度时，水泵C12开启，溶液通过手动阀C8、单向阀B10流回热源塔热泵系统中。需说明的是，文中所述的低温溶液和高温的螺杆压缩机润滑油是相对的关系，也即润滑油的温度高于热源塔的溶液温度。
在密封容器6中，由于溶液侧温度较高，而整个密封容器6维持较低的压力，因而溶液中大量水分通过沸腾的方式从溶液中分离出来，而密封容器6中另外一侧翅片管换热器中溶液温度较低，从溶液中蒸发的水蒸气在翅片管表面冷凝下来，当翅片管侧冷凝的水位达到一定高度，冷凝水通过单向阀A9、水泵B11排出。螺杆压缩机润滑油通过板式换热器进一步加热热源塔溶液，同时在板式换热器旁边配置旁通阀，用于控制油出口温度。当冷凝水出口速率较低时开启手动阀B7，用于减少溶液浓缩所消耗热量。压力表A16连接溶液侧用于监控溶液侧水蒸气压力，压力表B17连接翅片管侧用于监控翅片管侧水蒸器压力。浓缩系统，将热源塔溶液浓缩与热泵机组有效结合起来，能够实现整个系统的优化运行。
本发明的有益效果是：
第一、本发明充分利用了螺杆压缩机润滑油中所含有的热量，减少了传统螺杆压缩机润滑油从高压端进入低压端热量直接浪费的现象，提高了能源利用效率，避免能源浪费。
第二、本发明利用水溶液在低压下沸腾原理，水分从溶液中分离出来，同时利用水蒸气在低温下冷凝原理，实现水蒸气在翅片管换热器表面冷凝。在维持整个密封容器低压情况下，利用热源塔溶液的低温与润滑油高温之间的温差，实现溶液中水分与溶液分离，达到溶液浓缩效果，与传统溶液浓缩相比，大大提高溶液浓缩效率。
第三、溶液通过密封容器中的分液器落入密封容器下部，扩大了溶液表面积，大大提高溶液沸腾时水的蒸发效率。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，包括密封容器（6），其特征在于，所述密封容器（6）内设置有隔离板（19），所述隔离板（19）的一侧设置有翅片管换热器（2）且另一侧为溶液侧，所述翅片管换热器（2）底部通过第一阀门与热源塔的溶液相连且顶部通过水泵A（3）与换热器的第一进口端（4a）相连，所述密封容器（6）在溶液侧设置有与换热器的第一出口端（4b）相连的分液器（5），溶液侧底部通过第二阀门、水泵C（12）与热源塔热泵系统相连，所述换热器的第二进口端（4c）与螺杆压缩机的润滑油相连用于给热源塔的溶液加热，所述润滑油的温度高于热源塔的溶液温度。
2.根据权利要求1所述的基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，其特征在于，所述换热器是板式换热器（4）。
3.根据权利要求2所述的基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，其特征在于，板式换热器（4）的第二进口端（4c）与第二出口端（4d）之间还设置有旁通阀（15），板式换热器（4）的第一进口端（4a）还通过连接管直接与翅片管换热器（2）顶部相连。
4.根据权利要求1所述的基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，其特征在于，所述密封容器（6）顶部设置有真空泵（18）和压力表A（16）。
5.根据权利要求1所述的基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，其特征在于，所述密封容器（6）在翅片管换热器（2）侧外部设置有液位计A（13）和压力表B（17），所述翅片管换热器（2）通过单向阀A（9）与水泵B（11）相连。
6.根据权利要求5所述的基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，其特征在于，所述密封容器（6）在溶液侧外部设置有液位计B（14），所述第二阀门的出口通过第三阀门与第一阀门的出口相连，且第二阀门的出口还通过单向阀B（10）与水泵C（12）相连。
7.根据权利要求6所述的基于螺杆压缩机润滑油的热源塔溶液浓缩装置，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均是手动阀。
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