CN106369706A - 一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统 - Google Patents

一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于真空下盐溶液的再生系统。本发明由真空维持机构、捕水冷源循环、再生热源循环、稀溶液供给机构、冷凝水排放机构和再生溶液排放机构组成，所述真空维持机构包括气缸、活塞、捕水器、第一挡水栅、再生器、再生溶液罐、冷凝水罐、重物盘、连杆、单向阀和电磁阀，所述捕水冷源循环包括热泵机组、第二回热器、电磁阀和截止阀，所述再生热源循环包括第一回热器、电磁阀和截止阀，所述冷凝水排放机构包括、冷凝水罐、单向阀、电磁阀和第二挡水栅。本发明冷热源采用了一套热泵机组，一举两得，节约能源，且结构紧凑。在冷凝水和再生后溶液的排放方面，通过阀门和其它控制可使冷凝水和再生后溶液无压差排出系统。

Description

一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域，更具体的说，是涉及一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统。
背景技术
在用溶液除湿空调系统中，盐溶液吸湿以后浓度变小，吸湿能力降低，需要经过浓缩处理，提高吸湿能力，再次循环进入除湿系统。吸湿溶液的浓缩、提高吸湿能力的过程称为溶液的再生过程。目前大致有两大类处理方法，一类是常压加热蒸发法。此方法存在的问题是：加热热源温度要求较高，高耗能；温度对盐溶液的吸湿性能影响很大，必须把再生后的热溶液冷却至常温才可以再次循环利用，这一过程耗时比较长。另一类则是在有一定真空度的密闭容器内，把稀溶液加热蒸发。此方法的优点是：所需热源的温度相对较低；再生后的溶液冷却时间相对较短。此方法存在的问题是：由于是负压状态下运行，蒸汽无法顺利排出，需要捕水器，即需要一个专门的低温冷源把水蒸气冷凝下来排出；真空度的维持一般靠真空泵，真空泵的反复动作可能会使的系统真空度波动比较大；稀溶液的加热还是需要一个有一定温度的专门的热源；再生后的溶液还是需要一定的时间冷却到设计温度。综上所述寻找一种再生效果好，能源利用率高的盐溶液再生系统是本技术领域技术人员亟待解决的课题。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统，能够高效的解决溶液再生问题，提高能源的利用率。
本发明一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统，该系统由真空维持机构、捕水冷源循环、再生热源循环、稀溶液供给机构、冷凝水排放机构和再生溶液排放机构组成；
所述真空维持机构包括气缸1、活塞2、捕水器7、第一挡水栅8、再生器11、再生溶液罐17、冷凝水罐28、重物盘29、连杆30、单向阀一3、单向阀二4、单向阀三5、单向阀四6、电磁阀八25和电磁阀四19，气缸1依次经过气缸排气口1.1和单向阀一3与大气相通，气缸1内有活塞2，活塞2通过连杆30与重物盘29相连；再生器11通过管道和捕水器7相通，捕水器7内顶部设置第一挡水栅8，位于顶部的捕水器排气口7.1依次通过单向阀三5和气缸进气口二1.3与气缸1相连；位于再生溶液罐17顶部的再生溶液罐排气口17.3依次通过电磁阀四19、单向阀二4和气缸进气口一1.2与气缸相连；冷凝水罐28依次通过第二挡水栅27、冷凝水罐排气口28.4、电磁阀八25、单向阀四6和气缸1进气口三1.4与气缸相连；
所述捕水冷源循环包括热泵机组12、捕水器7、第二回热器22、电磁阀一9、截止阀一10及其相关联的管道，具体结构说明：捕水冷源循环中，热泵机组12的热泵机组冷水输出口12.1依次通过电磁阀一9和捕水器冷却水进口7.3与捕水器7相连，捕水器7依次通过捕水器冷却水出口7.4、截止阀一10、第二回热器冷水进口22.4、第二回热器22、第二回热器冷水出口22.1和热泵机组冷水回水口12.2与热泵机组12相连；
所述再生热源循环包括热泵机组12、再生器11、第一回热器14、电磁阀二13、截止阀二16及其相关联的管道，具体结构说明：再生热源循环中，热泵机组12依次经过热泵机组热水输出口12.4、电磁阀二13和再生器热水进口11.3与再生器11相连，再生器11依次经过再生器热水出口11.4、截止阀二16、第一回热器热水进口14.3、第一回热器14、第一回热器热水出口14.1和热泵机组热水回水口12.3与热泵机组12相连；
所述稀溶液供给机构包括第一回热器14、浮球阀15、再生器11及其相关联的管道，具体结构说明：稀溶液供给机构中，稀溶液依次经过第一回热器稀溶液进口14.2、第一回热器14、第一回热器稀溶液输出口14.4、浮球阀15和再生器稀溶液进口11.2进入再生器11；
所述冷凝水排放机构包括捕水器7、冷凝水罐28、单向阀五24、电磁阀七23、电磁阀八25、电磁阀九26、第二挡水栅27及其相关联的管道，具体结构说明：冷凝水排放机构中，捕水器7依次经过捕水器冷凝水出口7.2、单向阀五24和冷凝水罐进口28.1与冷凝水罐28相连，冷凝水罐28依次经过冷凝水罐调压口28.2和电磁阀七23与大气相通，冷凝水罐28依次经过冷凝水罐排水口28.3和电磁阀九26与外界相通；
所述再生溶液排放机构包括再生器11、第二回热器22、再生溶液罐17、电磁阀三18、电磁阀四19、电磁阀五20、电磁阀六21及其相关联的管道，具体结构说明：再生溶液排放机构中，再生器11依次经过再生器排液口11.1、第二回热器再生溶液进口22.2、第二回热器22、第二回热器再生溶液出口22.3、电磁阀三18和再生溶液罐进口17.2与再生溶液罐17相连，再生溶液罐17依次经过再生溶液罐调压口17.1和电磁阀五20与大气相通，再生溶液罐17依次经过再生溶液罐排液口17.4和电磁阀六21与外界相通。
通过调整重物盘29上的重物的重量来调节再生器11、冷凝水罐28和再生溶液罐17内的工作压力，来控制溶液的再生温度。
所述的第一挡水栅8和第二挡水栅27，目的是为了在抽真空时，过滤掉液滴。
所述的热泵机组12利用热泵系统一端高温另一端低温的特性，其高温端生产热水(再生热源)，去再生器11加热稀溶液，其低温端生产低温水(捕水冷源)，去捕水器7冷凝水蒸气。
所述的再生溶液罐17，在正常运行时，电磁阀四19和电磁阀三18打开，电磁阀五20和电磁阀六21关闭，这样保证再生后的溶液可以顺利流入再生溶液罐17；当再生溶液罐17需要排液时，电磁阀四19和电磁阀三18关闭，依次打开电磁阀五20和电磁阀六21，这样可以保证再生溶液无压差的排出系统。
所述的冷凝水罐28，在正常运行时，电磁阀八25打开，电磁阀七23和电磁阀九26关闭，这样保证冷凝水可以顺利流入冷凝水罐28；当冷凝水罐28需要排液时，电磁阀八25关闭，依次打开电磁阀七23和电磁阀九26，这样可以保证冷凝水无压差的排出系统。
所述的第二回热器22利用低温水剩余的冷量来冷却再生后的溶液，缩短了再生后溶液的自然冷却时间和单独另找冷源的麻烦和能耗。
所述的第一回热器14利用高温水剩余的热量来加热将要进入再生器11的稀溶液，起到预热的作用，提高系统效率。
本发明与现有技术相比具有以下突出优点：其一，抽真空，利用重物的自身重力借助活塞抽真空，这样压力调节更加平稳，不易出现较大波动，通过设置大小不一的砝码很容易调节压力；其二，能源利用，采用热泵作为冷热源的提供者，减少了独立热源和独立冷源的能耗，并且在系统中添加了回热器，使得热量和冷量更能够被充分利用；其三，冷凝水和再生溶液的排放，通过合理的设计，可以使冷凝水和再生溶液无压差的排放。
附图说明
图1是本发明一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的示意图。
图中的标记为：
1-气缸 2-活塞 1.1-气缸排气口 1.2-气缸进气口一 1.3-气缸进气口二
1.4-气缸进气口三 3-单向阀一 4-单向阀二 5-单向阀三
6-单向阀四 24-单向阀五 7-捕水器 7.1-捕水器排气口
7.2-捕水器冷凝水出口 7.3-捕水器冷却水进口 7.4-捕水器冷却水出口
8-第一挡水栅 9-电磁阀一 13-电磁阀二 18-电磁阀三 19-电磁阀四
20-电磁阀五 21-电磁阀六 23-电磁阀七 25-电磁阀八 26-电磁阀九
10-截止阀一 16-截止阀二 11-再生器 11.1-再生器排液口
11.2-再生器稀溶液进口 11.3-再生器热水进口 11.4-再生器热水出口
12-热泵机组 12.1-热泵机组冷水输出口 12.2-热泵机组冷水回水口
12.3-热泵机组热水回水口 12.4-热泵机组热水输出口 14-第一回热器
14.1-第一回热器热水出口 14.2-第一回热器稀溶液进口
14.3第一回热器热水进口 14.4-第一回热器稀溶液输出口 15-浮球阀
17-再生溶液罐 17.1-再生溶液罐调压口 17.2-再生溶液罐进口
17.3-再生溶液罐排气口 17.4-再生溶液罐排液口 22-第二回热器
22.1-第二回热器冷水出口 22.2-第二回热器再生溶液进口
22.3-第二回热器再生溶液出口 22.4-第二回热器冷水进口
27-第二挡水栅 28-冷凝水罐 28.1-冷凝水罐进口
28.2-冷凝水罐调压口 28.3-冷凝水罐排水口
28.4-冷凝水罐排气口 29-重物盘 30-连杆。
具体实施方式
下面结合附图1详细说明本发明的具体结构和运行过程。
本发明一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统。
所述真空维持机构的具体结构说明：真空维持机构包括气缸1、活塞2、捕水器7、第一挡水栅8、再生器11、再生溶液罐17、冷凝水罐28、重物盘29、连杆30、单向阀一3、单向阀二4、单向阀三5、单向阀四6、电磁阀八25、电磁阀四19，具体结构说明：气缸1依次经过气缸排气口1.1和单向阀一3与大气相通，气缸1内有活塞2，活塞2通过连杆30与重物盘29相连；再生器11通过管道和捕水器7相通，捕水器7内顶部设置第一挡水栅8，位于顶部的捕水器排气口7.1依次通过单向阀三5和气缸进气口二1.3与气缸1相连；位于再生溶液罐17顶部的再生溶液罐排气口17.3依次通过电磁阀四19、单向阀二4和气缸进气口一1.2与气缸相连；冷凝水罐28依次通过第二挡水栅27、冷凝水罐排气口28.4、电磁阀八25、单向阀四6和气缸1进气口三1.4与气缸相连。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的真空维持机构的运行过程说明：重物盘29上面根据所需的真空度放上相应重量的重物，重物盘29依靠重力向下移动，同时通过连杆30拉动活塞2向下移动，气缸1的内腔上部会形成负压。此时，再生器11内的气体经过管道进入捕水器7，然后，气体经过第一挡水栅8过滤掉液滴，再依次经过捕水器排气口7.1、单向阀三5和气缸进气口二1.3进入气缸1；冷凝水罐28，抽真空时，关闭电磁阀七23和电磁阀九26，冷凝水罐28内的气体经过第二挡水栅27过滤掉液滴，再依次经过冷凝水罐排气口28.4、电磁阀八25、单向阀四6和气缸进气口三1.4进入气缸1；再生溶液罐17，抽真空时，关闭电磁阀五20和电磁阀六21，再生溶液罐17内的气体依次经过再生溶液罐排气口17.3、电磁阀四19、单向阀二4和气缸进气口一1.2进入气缸1。当活塞运动到气缸1的下限位置时，活塞2回程(通过电力或其它机械力)，气缸1内的气体依次经过气缸排气口1.1和单向阀一3排入外界。完成一个完整的运行周期。如此重复即可达到真空维持机构的持续运行。当系统真空度达到要求后，活塞会自动悬停在气缸1的某个位置，此时只依靠重物的重力来保持系统的压力稳定。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的捕水冷源循环包括热泵机组12、捕水器7、第二回热器22、电磁阀一9、截止阀一10及其相关联的管道，具体结构说明：捕水冷源循环中，热泵机组12的热泵机组冷水输出口12.1依次通过电磁阀一9和捕水器冷却水进口7.3与捕水器7相连，捕水器7依次通过捕水器冷却水出口7.4、截止阀一10、第二回热器冷水进口22.4、第二回热器22、第二回热器冷水出口22.1和热泵机组冷水回水口12.2与热泵机组12相连。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的捕水冷源循环运行过程说明：由热泵机组12制得的低温水依次经热泵机组冷水输出口12.1、电磁阀一9和捕水器冷却水进口7.3进入捕水器7，吸收由再生器11传来的水蒸汽的热量，水蒸气冷凝成水，低温水的温度升高，再依次经过捕水器冷却水出口7.4、截止阀一10和第二回热器冷水进口22.4进入第二回热器22，在这里与再生后的高温溶液换热，温度再次升高，然后依次经过第二回热器冷水出口22.1和热泵机组冷水回水口12.2回到热泵机组12，完成一个完整的捕水冷源循环。如此重复即可达到捕水冷源循环的持续运行。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的再生热源循环包括热泵机组12、再生器11、第一回热器14、电磁阀二13、截止阀二16及其相关联的管道，具体结构说明：再生热源循环中，热泵机组12依次经过热泵机组热水输出口12.4、电磁阀二13和再生器热水进口11.3与再生器11相连，再生器11依次经过再生器热水出口11.4、截止阀二16、第一回热器热水进口14.3、第一回热器14、第一回热器热水出口14.1和热泵机组热水回水口12.3与热泵机组12相连。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的再生热源循环的运行过程说明：由热泵机组12制得的高温水依次经过热泵机组热水输出口12.4、电磁阀二13和再生器热水进口11.3进入再生器11，在这里为稀溶液加热使其沸腾，自身放热温度降低，然后高温水依次经过再生器热水出口11.4、截止阀二16和第一回热器热水进口14.3进入第一回热器14，与将要进入再生器11的稀溶液换热(预热)，使稀溶液温度升高，自身温度再次降低，接着，高温水依次经过第一回热器热水出口14.1和热泵机组热水回水口12.3回到热泵机组12。完成一个完整的再生热源循环。如此重复即可达到再生热源循环的持续运行。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的稀溶液供给机构包括第一回热器14、浮球阀15、再生器11及其相关联的管道，具体结构说明：稀溶液供给机构中，稀溶液依次经过第一回热器稀溶液进口14.2、第一回热器14、第一回热器稀溶液输出口14.4、浮球阀15和再生器稀溶液进口11.2进入再生器11。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的稀溶液供给机构的运行过程说明：当再生器11内的液位较低时，浮球阀15会自动打开，稀溶液经过第一回热器稀溶液进口14.2进入第一回热器14经过预热后，再依次经过第一回热器稀溶液输出口14.4、浮球阀15和再生器稀溶液进口11.2进入再生器；当再生器11内的液位达到要求高度后，浮球阀15会自动关闭。完成一个完整的运行周期。如此重复即可达到稀溶液供给机构的持续运行。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的冷凝水排放机构包括捕水器7、冷凝水罐28、单向阀五24、电磁阀七23、电磁阀八25、电磁阀九26、第二挡水栅27及其相关联的管道，具体结构说明：冷凝水排放机构中，捕水器7依次经过捕水器冷凝水出口7.2、单向阀五24和冷凝水罐进口28.1与冷凝水罐28相连，冷凝水罐28依次经过冷凝水罐调压口28.2和电磁阀七23与大气相通，冷凝水罐28依次经过冷凝水罐排水口28.3和电磁阀九26与外界相通。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的冷凝水排放机构的运行过程说明：水蒸气在捕水器7中被冷凝后，依次经过捕水器冷凝水出口7.2、单向阀五24和冷凝水罐进口28.1进入冷凝水罐28。当冷凝水罐28水位高度达到设定值时，关闭电磁阀八25，依次打开电磁阀七23和电磁阀九26，此时冷凝水罐28内的水依次经过冷凝水罐排水口28.3和电磁阀九26排入外界；当冷凝水罐28内的水排完后，打开电磁阀八25，依次关闭电磁阀七23和电磁阀九26，然后对冷凝水罐28进行抽真空。完成一个完整的运行周期。如此重复即可达到冷凝水排放机构的持续运行。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的再生溶液排放机构包括再生器11、第二回热器22、再生溶液罐17、电磁阀三18、电磁阀四19、电磁阀五20、电磁阀六21及其相关联的管道，具体结构说明：再生溶液排放机构中，再生器11依次经过再生器排液口11.1、第二回热器再生溶液进口22.2、第二回热器22、第二回热器再生溶液出口22.3、电磁阀三18和再生溶液罐进口17.2与再生溶液罐17相连，再生溶液罐17依次经过再生溶液罐调压口17.1和电磁阀五20与大气相通，再生溶液罐17依次经过再生溶液罐排液口17.4和电磁阀六21与外界相通。
所述一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统的再生溶液排放机构的运行过程说明：经再生器11再生后的溶液依次经过再生器排液口11.1、第二回热器再生溶液进口22.2进入第二回热器22，经过降温后，再生溶液依次经过第二回热器再生溶液出口22.3、电磁阀三18和再生溶液罐进口17.2进入再生溶液罐17。当再生溶液罐17内的液位达到设定值时，关闭电磁阀三18和电磁阀四19，依次打开电磁阀五20和电磁阀六21，此时再生溶液罐17内的水依次经过再生溶液罐排液口17.4和电磁阀六21排入外界；当冷凝水罐28内的水排完后，打开电磁阀三18和电磁阀四19，依次关闭电磁阀五20和电磁阀六21，然后对再生溶液罐17进行抽真空。完成一个完整的运行周期。如此重复即可达到再生溶液排放机构的持续运行。

Claims (1)

1.一种基于真空下的盐溶液热泵再生系统，其特征在于，该系统由真空维持机构、捕水冷源循环、再生热源循环、稀溶液供给机构、冷凝水排放机构和再生溶液排放机构组成；
所述真空维持机构包括气缸(1)、活塞(2)、捕水器(7)、第一挡水栅(8)、再生器(11)、再生溶液罐(17)、冷凝水罐(28)、重物盘(29)、连杆(30)、单向阀一(3)、单向阀二(4)、单向阀三(5)、单向阀四(6)、电磁阀八(25)和电磁阀四(19)，所述气缸依次经过气缸排气口(1.1)和单向阀一与大气相通，气缸内有活塞，活塞通过连杆与重物盘相连；再生器通过管道和捕水器相通，捕水器内顶部设置第一挡水栅，位于顶部的捕水器排气口(7.1)依次通过单向阀三和气缸进气口二(1.3)与气缸相连；位于再生溶液罐顶部的再生溶液罐排气口(17.3)依次通过电磁阀四、单向阀二和气缸进气口一(1.2)与气缸相连；冷凝水罐依次通过第二挡水栅、冷凝水罐排气口(28.4)、电磁阀八、单向阀四和气缸进气口三(1.4)与气缸相连；
所述捕水冷源循环包括热泵机组(12)、捕水器(7)、第二回热器(22)、电磁阀一(9)、截止阀一(10)及其相关联的管道，所述热泵机组的热泵机组冷水输出口(12.1)依次通过电磁阀一和捕水器冷却水进口(7.3)与捕水器相连，捕水器依次通过捕水器冷却水出口(7.4)、截止阀一、第二回热器冷水进口(22.4)、第二回热器、第二回热器冷水出口(22.1)和热泵机组冷水回水口(12.2)与热泵机组相连；
所述再生热源循环包括热泵机组(12)、再生器(11)、第一回热器(14)、电磁阀二(13)、截止阀二(16)及其相关联的管道，所述热泵机组(12)依次经过热泵机组热水输出口(12.4)、电磁阀二(13)和再生器热水进口(11.3)与再生器相连，再生器依次经过再生器热水出口(11.4)、截止阀二、第一回热器热水进口(14.3)、第一回热器、第一回热器热水出口(14.1)和热泵机组热水回水口(12.3)与热泵机组相连；
所述稀溶液供给机构包括第一回热器(14)、浮球阀(15)、再生器(11)及其相关联的管道，稀溶液依次经过第一回热器稀溶液进口(14.2)、第一回热器、第一回热器稀溶液输出口(14.4)、浮球阀和再生器稀溶液进口(11.2)进入再生器；
所述冷凝水排放机构包括捕水器(7)、冷凝水罐(28)、单向阀五(24)、电磁阀七(23)、电磁阀八(25)、电磁阀九(26)、第二挡水栅(27)及其相关联的管道，所述捕水器依次经过捕水器冷凝水出口(7.2)、单向阀五和冷凝水罐进口(28.1)与冷凝水罐相连，冷凝水罐依次经过冷凝水罐调压口(28.2)和电磁阀七与大气相通，冷凝水罐依次经过冷凝水罐排水口(28.3)和电磁阀九与外界相通；
所述再生溶液排放机构包括再生器(11)、第二回热器(22)、再生溶液罐(17)、电磁阀三(18)、电磁阀四(19)、电磁阀五(20)、电磁阀六(21)及其相关联的管道，所述再生器依次经过再生器排液口(11.1)、第二回热器再生溶液进口(22.2)、第二回热器、第二回热器再生溶液出口(22.3)、电磁阀三和再生溶液罐进口(17.2)与再生溶液罐相连，再生溶液罐依次经过再生溶液罐调压口(17.1)和电磁阀五与大气相通，再生溶液罐依次经过再生溶液罐排液口(17.4)和电磁阀六与外界相通。
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