CN110986443A - 联合制冰机的热源塔热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了联合制冰机的热源塔热泵系统，该系统包括热源塔和热泵机组，热源塔上设有回液口、出液口、进风口和出风口；热泵机组上设有冷出口、热进口、冷进口和热出口；包括制冰机，制冰机上设有与其蒸发通道连通的进液口和浓液出口，以及与其冷凝通道连通的冷进口和热回口，并在制冰机上设有去冰口；热源塔的出液口通过管路与制冰机的进液口连接，制冰机的浓液出口与热源塔的回液口连接；热泵机组的冷出口通过管路与制冰机的冷进口连接，制冰机的热回口通过管路与热泵机组的热进口连接，热泵机组冷进口和热出口分别与用户末端对应的出口和进口连接。该系统采用低成本的制冰机对稀释后的高温防冻溶液进行降温和浓缩，节能且降低了成本。

Description

联合制冰机的热源塔热泵系统
技术领域
本发明属于热交换技术领域，具体涉及联合制冰机的热源塔热泵系统。
背景技术
随着经济的发展以及生活水平的不断提高，人们对居住、工作环境的舒适性要求也越来越高。特别是我国长江中下游区域夏季炎热，冬季湿冷，全年潮湿，建筑空调能耗大，节能型的热源塔热泵系统迅速发展起来。
在夏季按常规的水冷冷水机组制冷模式运行，而在冬季冷却塔转换为吸热的热源塔运行，塔中循环防冻溶液从空气中吸收热量，空气中的水分子也进入防冻溶液中，从而稀释了防冻溶液，使得防冻溶液的冰点上升，为保证热泵机组正常运行，需要对稀释后的防冻溶液进行浓缩处理，而现有的热源塔热泵系统通过增加溶液浓缩装置实现稀释的防冻溶液浓缩，但是溶液浓缩装置的成本高，这样无疑增加了设备成本。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供一种节能、成本低的联合制冰机的热源塔热泵系统。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种联合制冰机的热源塔热泵系统，包括热源塔和热泵机组，所述热源塔上设有回液口、出液口、进风口和出风口，所述进风口用于室外空气进入热源塔与防冻溶液进行热交换，所述出风口用于排出热源塔内与防冻溶液经过热交换的空气；热泵机组上设有第一蒸发通道和第一冷凝通道，所述热泵机组上设有与第一蒸发通道连通的冷出口和热进口，以及与第一冷凝通道连通的冷进口和热出口；在热源塔和热泵机组之间设有制冰机，制冰机上设有第二蒸发通道和第二冷凝通道，制冰机上设有与第二蒸发通道连通的进液口和浓液出口，以及与第二冷凝通道连通的冷进口和热回口，并在制冰机上设有去冰口及补水口，所述去冰口用于去除制冰机蒸发器表面的冰块。
热源塔的出液口通过管路与制冰机的进液口连接，制冰机的浓液出口与热源塔的回液口连接，从而形成防冻溶液冷凝浓缩通道；所述热泵机组的冷出口通过管路与制冰机的冷进口连接，所述制冰机的热回口通过管路与热泵机组的热进口连接，所述热泵机组冷进口和热出口分别与用户末端对应的出口和进口连接。
进一步地，所述热源塔上设有补液口，用于补充添加防冻溶液溶质。
进一步地，所述制冰机为水冷制冰机。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明采用低成本的制冰机替代高成本的溶液浓缩装置对防冻溶液进行浓缩，不但节约了投入成本，而且制冰机对防冻溶液进行浓缩的同时，还可以吸收防冻溶液从空气中吸收的热量，使得防冻溶液变成低温度的防冻溶液继续回流到热源塔内吸收空气中的热量，有效实现防冻溶液的循环再生。
2、本发明在热源塔和热泵机组之间设置制冰机，制冰机的冷凝废热可以驱动热泵机组，并和热泵机组联合供能，有利于提高用户末端的供热温度，节省了能耗。
附图说明
图1-本发明结构示意图。
其中：1-热源塔；11-进风口；12-出风口；13-出液口；14-回液口；15-补液口；2-制冰机；21-进液口；22-浓液出口；23-冷进口；24-热回口；25-去冰口；26-补水口；3-热泵机组；31-冷出口；32-热进口；33-冷进口；34-热出口；4-用户。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
参见图1，联合制冰机的热源塔热泵系统，包括热源塔1和热泵机组3，所述热源塔1上设有回液口14、出液口13、进风口11和出风口12，所述进风口11用于室外空气进入热源塔1与防冻溶液进行热交换，所述出风口12用于排出热源塔1内与防冻溶液经过热交换的空气；热泵机组3上设有第一蒸发通道和第一冷凝通道，热泵机组3上设有与第一蒸发通道连通的冷出口31和热进口32，以及与第一冷凝通道连通的冷进口33和热出口34；在热源塔1和热泵机组3之间设有制冰机2，制冰机2设有第二蒸发通道和第二冷凝通道，制冰机2上设有与第二蒸发通道连通的进液口21和浓液出口22，以及与第二冷凝通道连通的冷进口23和热回口24，并在制冰机上设有去冰口25及补水口26，所述去冰口25用于去除制冰机蒸发器表面的冰块。
热源塔1的出液口13通过管路与制冰机2的进液口21连接，制冰机2的浓液出口22与热源塔1的回液口14连接，从而形成防冻溶液冷凝浓缩通道；所述热泵机组3的冷出口31通过管路与制冰机2的冷进口23连接，所述制冰机2的热回口24通过管路与热泵机组3的热进口32连接，所述热泵机组3的冷进口33和热出口34分别与用户4末端对应的出口和进口连接。
所采用防冻溶液为氯化钙溶液、乙二醇溶液等常规防冻溶液中的一种。制冰机由压缩机、蒸发器、冷凝器及其他组件组成。
在热源塔内，空气与防冻溶液进行热交换，空气将热量传递给防冻溶液，使得防冻溶液的温度升高，同时，空气中的水分子进入防冻溶液，稀释了防冻溶液，使得防冻溶液的冰点上升，比如氯化钙溶液的冰点为-20℃，而稀释后的氯化钙溶液的冰点就变成了-15℃。
防冻溶液进入制冰机后，在制冰机制冰过程中，制冰机压缩机将高温高压的制冷剂蒸汽排入制冰机冷凝器内，冷凝成高压液体，然后经过制冰机膨胀阀截流变成低温低压的汽液混合物，后进入制冰机蒸发器，在制冰机蒸发器内的制冷剂吸收防冻溶液的热量后变成低温低压的气体，随后吸入制冰机压缩机后完成一次完整的制冰循环。
在制冰循环时，第二蒸发通道内，制冰机蒸发器吸收防冻溶液的热量，使得温度下降到防冻溶液的冰点温度左右，此时，由于水的冰点较高，防冻溶液从空气中吸收的那部分水分很快被析出，并在制冰机蒸发器上形成冰块，而防冻溶液的冰点较低从而不会被析出，进而使得进入制冰机内的防冻溶液被浓缩，同时被降温，然后形成低温的防冻溶液回流到热源塔继续吸收空气中的热量。比如，稀释后的氯化钙溶液的冰点为-15℃，通过控制制冰机将温度下降到-15℃~-20℃，这时从空气中吸收那部分水几乎全部被析出。由于防冻溶液在热源塔内吸收的那部分水分的量较少，可以在系统运行一段时间后定期清除制冰机内的冰块。
而在制冰循环时，第二冷凝通道内，制冰机冷凝器将制冷剂蒸汽冷凝成高压液体，需要放出大量的热量，进而与热泵机组进入制冰机的冷空气或者冷水进行热传递，从而变成温度较高的空气和水。
在热泵机组蒸发通道，在蒸发通道从制冰机出来进入热泵机组的温度升高后的空气和水放热，使得空气和水的温度降低变成冷空气和冷水，继而进入制冰机内继续吸收热量；而在冷凝通道，用户末端进入热泵机组的冷空气或冷水吸热并成高温空气和高温水，满足用户末端的供暖需求。
这里制冰机2上设置补水口的目的是当热源塔停止运行时，没有防冻溶液进入制冰机，易使制冰机损坏，所以及时补充水可以有效避免制冰机损坏。
具体实施时，所述热源塔上设有补液口，用于补充添加防冻溶液溶质。
在制冰过程中析出水的同时，仍有少量的防冻溶液的溶质被析出，为防止防冻溶液的浓度降低，导致防冻溶液的冰点升高，所以必须定期测定防冻溶液的浓度，并添加防冻溶液溶质，使其防冻溶液的浓度适当。
具体实施时，所述制冰机为水冷制冰机。
所采用的制冰机为常规的水冷制冰机，只是常规的水冷制冰机是通入水进行制冰，而本发明是通入防冻溶液。
最后需要说明的是，本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (3)

1.联合制冰机的热源塔热泵系统，包括热源塔和热泵机组，所述热源塔上设有回液口、出液口、进风口和出风口，所述进风口用于室外空气进入热源塔与防冻溶液进行热交换，所述出风口用于排出热源塔内与防冻溶液经过热交换的空气；热泵机组上设有第一蒸发通道和第一冷凝通道，所述热泵机组上设有与第一蒸发通道连通的冷出口和热进口，以及与第一冷凝通道连通的冷进口和热出口；其特征在于，在热源塔和热泵机组之间设有制冰机，制冰机上设有第二蒸发通道和第二冷凝通道，制冰机上设有与第二蒸发通道连通的进液口和浓液出口，以及与第二冷凝通道连通的冷进口和热回口，并在制冰机上设有去冰口及补水口，所述去冰口用于去除制冰机蒸发器表面的冰块；
热源塔的出液口通过管路与制冰机的进液口连接，制冰机的浓液出口与热源塔的回液口连接，从而形成防冻溶液冷凝浓缩通道；所述热泵机组的冷出口通过管路与制冰机的冷进口连接，所述制冰机的热回口通过管路与热泵机组的热进口连接，所述热泵机组冷进口和热出口分别与用户末端对应的出口和进口连接。
2.根据权利要求1所述的联合制冰机的热源塔热泵系统，其特征在于，所述热源塔上设有补液口，用于补充添加防冻溶液溶质。
3.根据权利要求1所述的联合制冰机的热源塔热泵系统，其特征在于，所述制冰机为水冷制冰机。
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