CN107816819A - 一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，包括能源塔、热泵主机、用户终端、自动添加回收装置、萃取剂罐、防冻剂回收罐和溶液回收罐，能源塔系统从制热切换到制冷模式时，需将热泵主机内的防冻剂回收；首先关闭系统，启动自动添加回收装置将萃取剂泵入热泵主机，并进行混合循环，并将混合液回收到自动添加回收装置进行静置分层，内设的溶液自动控制系统根据密度差，将底层高密度的防冻剂回收到防冻剂回收罐进行来年再利用，将上层低密度的水和萃取剂回收到溶液回收罐，进一步分离后回收萃取剂再利用；本发明采用化学萃取法将能源塔防冻剂进行分离，不增加能耗、分离速度快、无污染、结构简单可靠，且投资成本和运行维护成本低。
Description
技术领域
本发明涉及能源塔技术领域，具体涉及一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统。
背景技术
能源塔热泵技术-是通过能源塔的热交换和热泵机组作用，实现供暖、制冷以及提供热水的技术。冬天它利用低于冰点载体介质，高效提取冰点以下的湿球水热能，通过能源塔热泵机组输入少量高品位能源，实现冰点以下低温热能向高温位转移，实现制热；夏天由于能源塔的特殊设计，起到高效冷却塔的作用，将热量排到大气实现制冷。
能源塔热泵空调系统适用于冬季气侯、气象条件阴雨连绵，空气湿度大，潮湿阴冷地区。众所周知,传统风冷热泵在阴雨连绵，空气湿度大，潮湿阴冷地区冬季供热时结霜严重(即风与换热器的不良性循环换热)，须融霜，热泵效率低，而能源塔在潮湿阴冷空气湿度大条件下无霜困扰,因而可稳定高效提取冰点以下的湿球水体显热能(即风与水的良性循环换热)。由于能源塔是按照供热负荷能力设计的换热面积，相对比风冷热泵换热性能稳定，整个冬季机组的性能系数COP可在3.0～3.5范围内变化。
目前防冻剂浓缩再生都是采用减压蒸馏法利用高温热泵技术蒸发防冻剂里面水分，从而增加防冻剂浓度实现回收，这种方式主要是采用减压蒸馏法存在分离水难度大，周期长、耗能高（因采用热泵加热耗电量巨大）、使用寿命低等等缺陷。还有一种采用半透膜渗透法进行回收防冻剂的方法，但存在半透膜造价昂贵需定期更换，初投资和运行费用高等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，在防冻剂回收过程采用化学方法回收有效避免采用减压蒸馏法在回收过程中耗电量大周期长节能效益明显，同时避免半透膜渗透法进行回收中半透膜造价昂贵需定期更换，需要大量初投资与运行费用的问题。
本发明通过以下技术方案实现的：
一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其特征在于，包括能源塔、热泵主机、用户终端、自动添加回收装置、萃取剂罐、防冻剂回收罐和溶液回收罐；所述能源塔与所述热泵主机之间通过第一出液管道和第一进液管道相连接，所述第一出液管道和所述第一进液管道位于所述热泵主机的同一侧，所述第一出液管道上设有第一电子阀和源侧循环泵，所述第一电子阀靠近所述能源塔一侧，所述源侧循环泵靠近所述热泵主机一侧，所述第一进液管道上设有第二电子阀，所述第二电子阀靠近所述能源塔一侧；所述热泵主机与所述用户终端之间通过第二出液管道和第二进液管道相连接，所述第二出液管道和所述第二进液管道位于所述热泵主机的另一侧，所述第二出液管道上设有第三电子阀和端侧循环泵，所述第三电子阀靠近所述用户终端一侧，所述循环泵靠近所述热泵主机一侧，所述第二进液管道上设有第四电子阀，所述第四电子阀靠近所述用户终端一侧；所述第一电子阀与所述源侧循环泵之间通过三通连接有第一管道，所述第一管道的另一端连接到所述自动添加回收装置，所述第二电子阀与所述热泵主机之间通过三通连接有第二管道，所述第二管道的另一端连接到所述自动添加回收装置，所述自动添加回收装置还通过管道连接有第一阀门，所述第一阀门的另一端通过管道连接到所述萃取剂罐，所述自动添加回收装置的下端分别通过管道连接到所述防冻剂回收罐和所述溶液回收罐，所述防冻剂回收罐和所述溶液回收罐与所述自动添加回收装置之间分别设有第二阀门和第三阀门；
所述热泵主机包括蒸发器、冷凝器、分离器和压缩机，所述分离器位于所述冷凝器与所述压缩机之间，所述冷凝器的进口通过所述分离器连接到所述压缩机的高压侧，所述蒸发器的出口连接到所述压缩机的低压侧，所述蒸发器的进口连接到所述冷凝器的出口；
所述自动添加回收装置内设有溶液自动控制系统，所述溶液自动控制系统包括密度传感器、控制器和自动分流阀，所述控制器的一端与所述密度传感器通过线路连接，所述控制器的另一端与所述自动分流阀通过线路连接，所述自动分流阀则通过管道分别连接到所述自动添加回收装置、所述第二阀门和所述第三阀门；
上述一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其中，所述压缩机为开启式压缩机、半封闭压缩机、全封闭压缩机中的一种；按照压缩原理为离心式压缩机、螺杆式压缩机、活塞式压缩机、涡旋式压缩机中的一种；或单台压缩机独立使用，或多台压缩机并联使用；
上述一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其中，所述分离器为气液分离器；
上述一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其中，所述控制器内设有CPU控制终端。
工作原理：
当能源塔热泵系统从制热模式切换成制冷模式时，在切换过程中将冬季防冻剂回收进行回收，首先停止整个系统的运动，即关闭能源塔、热泵主机、自动添加回收装置、第一至第四电子阀、源侧循环泵、端侧循环泵、第一至第三阀门，然后开启自动添加回收装置、第一阀门和源侧循环泵，将萃取剂罐内的萃取剂添加到热泵主机，关闭第一阀门，并进行混合循环一个小时；混合循环完成后，关闭源侧循环泵及自动添加回收装置，使混合液在自动添加回收装置内静置十二个小时，使防冻剂与其它溶液分层，高浓度的防冻剂在底层，水和萃取剂在上层，静置完成后开启第二和第三阀门以及溶液自动控制系统，密度传感器将浓度信息传递到控制器，控制器进行分析判断后控制自动分流阀的开启方向，控制自动添加回收装置内的溶液是流入防冻剂回收罐还是溶液回收罐进行换季储藏，则第二年采暖季，则可以直接从防冻剂回收罐添加高浓度防冻剂。
本发明具有以下突出效果：
本发明的一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，包括能源塔、热泵主机、用户终端、自动添加回收装置、萃取剂罐、防冻剂回收罐和溶液回收罐，当能源塔系统从制热模式切换到制冷模式时，需要将热泵主机内的防冻剂进行回收，首先将整个系统切入停机状态，再开启设置在热泵主机和能源塔之间的源侧循环泵及设置在源侧循环泵和能源塔之间的自动添加回收装置，将自动添加回收装置另一侧的萃取剂泵入热泵主机，并进行混合循环，并将混合液回收到自动添加回收装置进行静置分层，通过内设的溶液自动控制系统，根据密度差，将底层高密度的防冻剂回收到防冻液回收罐进行来年的再利用，将上层低密度的水和萃取剂回收到溶液回收罐，进一步分离后可以回收萃取剂再利用；本发明采用化学萃取法将能源塔防冻剂进行分离，不增加能耗、分离速度快、无污染且结构简单可靠，且投资成本和运行维护成本低。
附图说明
图1 本发明结构示意图。
图2 本发明的热泵主机结构示意图。
图3 本发明的溶液自动控制系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解，需要说明的是，对这些实施方式的说明是示意性的，并不构成对本发明的具体限定。
如图的一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其特征在于，包括能源塔1、热泵主机2、用户终端3、自动添加回收装置4、萃取剂罐5、防冻剂回收罐6和溶液回收罐7；所述能源塔1与所述热泵主机2之间通过第一出液管道11和第一进液管道12相连接，所述第一出液管道11和所述第一进液管道12位于所述热泵主机2的同一侧，所述第一出液管道11上设有第一电子阀a1和源侧循环泵b1，所述第一电子阀a1靠近所述能源塔1一侧，所述源侧循环泵b1靠近所述热泵主机2一侧，所述第一进液管道12上设有第二电子阀a2，所述第二电子阀a2靠近所述能源塔1一侧；所述热泵主机2与所述用户终端3之间通过第二出液管道31和第二进液管道32相连接，所述第二出液管道31和所述第二进液管道32位于所述热泵主机的另一侧，所述第二出液管道31上设有第三电子阀a3和端侧循环泵b2，所述第三电子阀a3靠近所述用户终端3一侧，所述端侧循环泵b2靠近所述热泵主机2一侧，所述第二进液管道32上设有第四电子阀a4，所述第四电子阀a4靠近所述用户终端3一侧；所述第一电子阀a1与所述源侧循环泵b1之间通过三通连接有第一管道13，所述第一管道13的另一端连接到所述自动添加回收装置4，所述第二电子阀a2与所述热泵主机2之间通过三通连接有第二管道14，所述第二管道14的另一端连接到所述自动添加回收装置4，所述自动添加回收装置4还通过管道连接有第一阀门c1，所述第一阀门c1的另一端通过管道连接到所述萃取剂罐5，所述自动添加回收装置4的下端分别通过管道连接到所述防冻剂回收罐6和所述溶液回收罐7，所述防冻剂回收罐6和所述溶液回收罐7与所述自动添加回收装置4之间分别设有第二阀门c2和第三阀门c3；
所述热泵主机包括蒸发器21、冷凝器22、分离器23和压缩机24，所述分离器23位于所述冷凝器21与所述压缩机24之间，所述冷凝器22的进口通过所述分离器23连接到所述压缩机24的高压侧，所述蒸发器21的出口连接到所述压缩机24的低压侧，所述蒸发器21的进口连接到所述冷凝器22的出口；
所述自动添加回收装置4内设有溶液自动控制系统41，所述溶液自动控制系统41包括密度传感器42、控制器43和自动分流阀44，所述控制器43的一端与所述密度传感器42通过线路连接，所述控制器43的另一端与所述自动分流阀44通过线路连接，所述自动分流阀44则通过管道分别连接到所述自动添加回收装置4、所述第二阀门c2和所述第三阀门c3；
上述一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其中，所述压缩机24全封闭压缩机；
上述一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其中，所述分离器23为气液分离器；
上述一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其中，所述控制器43内设有CPU控制终端。
工作原理：
当能源塔热泵系统从制热模式切换成制冷模式时，在切换过程中将冬季防冻剂回收进行回收，首先停止整个系统的运动，即关闭能源塔1、热泵主机2、自动添加回收装置4、第一至第四电子阀a1~a4、源侧循环泵b1、端侧循环泵b2、第一至第三阀门c1~c3，然后开启自动添加回收装置4、第一阀门c1和源侧循环泵b1，将萃取剂罐5内的萃取剂添加到热泵主机2，关闭第一阀门c1，并进行混合循环一个小时；混合循环完成后，关闭源侧循环泵b1及自动添加回收装置4，使混合液在自动添加回收装置4内静置十二个小时，使防冻剂与其它溶液分层，高浓度的防冻剂在底层，水和萃取剂在上层，静置完成后开启第二和第三阀门c2、c3以及溶液自动控制系统41，密度传感器42将浓度信息传递到控制器43，控制器43进行分析判断后控制自动分流阀44的开启方向，控制自动添加回收装置4内的溶液是流入防冻剂回收罐6还是溶液回收罐7进行换季储藏，第二年采暖季，则可以直接从防冻剂回收罐6添加高浓度防冻剂。
本发明具有以下突出效果：
本发明的一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，包括能源塔、热泵主机、用户终端、自动添加回收装置、萃取剂罐、防冻剂回收罐和溶液回收罐，当能源塔系统从制热模式切换到制冷模式时，需要将热泵主机内的防冻剂进行回收，首先将整个系统切入停机状态，再开启设置在热泵主机和能源塔之间的源侧循环泵及设置在源侧循环泵和能源塔之间的自动添加回收装置，将自动添加回收装置另一侧的萃取剂泵入热泵主机，并进行混合循环，并将混合液回收到自动添加回收装置进行静置分层，通过内设的溶液自动控制系统，根据密度差，将底层高密度的防冻剂回收到防冻液回收罐进行来年的再利用，将上层低密度的水和萃取剂回收到溶液回收罐，进一步分离后可以回收萃取剂再利用；本发明采用化学萃取法将能源塔防冻剂进行分离，不增加能耗、分离速度快、无污染且结构简单可靠，且投资成本和运行维护成本低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其特征在于，包括能源塔、热泵主机、用户终端、自动添加回收装置、萃取剂罐、防冻剂回收罐和溶液回收罐；所述能源塔与所述热泵主机之间通过第一出液管道和第一进液管道相连接，所述第一出液管道和所述第一进液管道位于所述热泵主机的同一侧，所述第一出液管道上设有第一电子阀和源侧循环泵，所述第一电子阀靠近所述能源塔一侧，所述源侧循环泵靠近所述热泵主机一侧，所述第一进液管道上设有第二电子阀，所述第二电子阀靠近所述能源塔一侧；所述热泵主机与所述用户终端之间通过第二出液管道和第二进液管道相连接，所述第二出液管道和所述第二进液管道位于所述热泵主机的另一侧，所述第二出液管道上设有第三电子阀和端侧循环泵，所述第三电子阀靠近所述用户终端一侧，所述循环泵靠近所述热泵主机一侧，所述第二进液管道上设有第四电子阀，所述第四电子阀靠近所述用户终端一侧；所述第一电子阀与所述源侧循环泵之间通过三通连接有第一管道，所述第一管道的另一端连接到所述自动添加回收装置，所述第二电子阀与所述热泵主机之间通过三通连接有第二管道，所述第二管道的另一端连接到所述自动添加回收装置，所述自动添加回收装置还通过管道连接有第一阀门，所述第一阀门的另一端通过管道连接到所述萃取剂罐，所述自动添加回收装置的下端分别通过管道连接到所述防冻剂回收罐和所述溶液回收罐，所述防冻剂回收罐和所述溶液回收罐与所述自动添加回收装置之间分别设有第二阀门和第三阀门；
所述热泵主机包括蒸发器、冷凝器、分离器和压缩机，所述分离器位于所述冷凝器与所述压缩机之间，所述冷凝器的进口通过所述分离器连接到所述压缩机的高压侧，所述蒸发器的出口连接到所述压缩机的低压侧，所述蒸发器的进口连接到所述冷凝器的出口；
所述自动添加回收装置内设有溶液自动控制系统，所述溶液自动控制系统包括密度传感器、控制器和自动分流阀，所述控制器的一端与所述密度传感器通过线路连接，所述控制器的另一端与所述自动分流阀通过线路连接，所述自动分流阀则通过管道分别连接到所述自动添加回收装置、所述第二阀门和所述第三阀门。
2.根据权利要求1所述的一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其特征在于，所述压缩机为开启式压缩机、半封闭压缩机、全封闭压缩机中的一种；按照压缩原理为离心式压缩机、螺杆式压缩机、活塞式压缩机、涡旋式压缩机中的一种；或单台压缩机独立使用，或多台压缩机并联使用。
3.根据权利要求1所述的一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其特征在于，所述分离器为气液分离器。
4.根据权利要求1所述的一种具有防冻剂浓度浓缩再生功能的能源塔系统，其特征在于，所述控制器内设有CPU控制终端。
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