CN112539574A - 一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统，包括沉淀池、预热组件、沸腾蒸发罐和电加热器，所述沉淀池的输出端固定连接有第一导液管，所述第一导液管远离沉淀池的一端穿过预热组件和沸腾蒸发罐固定连接在电加热器的输入端，本发明通过沸腾蒸发对稀溶液分离成浓溶液和冷凝水，在通过浓溶液和冷凝水对第一导液管内的稀溶液进行加热，提高能量的利用率，同时实现对稀溶液的循环利用，提高冷媒的再生效率，本发明还设置有预热机构，先通过第二换热器利用冷凝水的热量对第一导液管内的稀溶液进行加热，在通过第二换热器利用浓溶液的热量对第一导液管内的稀溶液再次加热，提高热量的利用率，降低能耗。

Description

一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统

技术领域

本发明涉及能源塔冷媒再生技术，具体是一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统。

背景技术

能源塔热泵作为一种新型热泵形式，机组设计灵活，运行能效高，具有良好的适应性和节能性。能源塔冷媒在低温高湿的工况下运行时，冷媒与空气进行热质交换时会出现空气中水蒸汽进入冷媒的现象，影响热泵系统的正常运行，工程中大多采用添加溶质的方式来避免低温防冻液变稀，此方法不仅会造成冷媒的浪费，而且会导致冷媒从塔中溢出。由此可见，低温冷媒的再生过程是维持该系统正常、高效运行的重要环节，得到了国内外众多学者的广泛关注。

目前常用的再生原理都是在常压下对稀冷媒进行加热，使其与空气直接接触，在温差和密度差的驱动作用，实现水分从冷媒中剥离，达到冷媒浓缩的目的。但这种再生方式存在一定的问题：一方面是浓缩后的冷媒温度偏高，需要利用冷却设备使其温度降低后才可继续用于能源塔热泵系统的正常运行，浪费了大量的显热。另一方面是该再生过程对用于热质交换的空气(通常直接引用室外空气)有湿度要求，若空气的湿度较高，会导致再生效率大幅度降低。

针对上述问题，现在设计一种改进的基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统，包括沉淀池、预热组件、沸腾蒸发罐和电加热器，所述沉淀池的输入端固定连接有用于向沉淀池内加注稀溶液的加注管，所述沉淀池的输出端固定连接有第一导液管，所述第一导液管侧壁上固定安装有水泵，所述第一导液管远离沉淀池的一端穿过预热组件和沸腾蒸发罐固定连接在电加热器的输入端，所述电加热器的输出端固定连接有用于向沸腾蒸发罐内输送稀溶液的第二导液管，所述第二导液管的输出端固定连接在沸腾蒸发罐侧壁上，所述沸腾蒸发罐侧壁下端固定连接有用于排出沸腾蒸发罐底部浓溶液的第三导液管，所述沸腾蒸发罐侧壁上固定连接有用于排出沸腾蒸发罐内冷凝水的第四导液管。

作为本发明进一步的方案：所述预热机构包括第一换热器和第二换热器，所述第二换热器设置在第一导液管靠近沉淀池一端的侧壁上，所述第一换热器设置在第二换热器与沸腾蒸发罐之间的第一导液管侧壁上，所述第一换热器和第二换热器均设置在沸腾蒸发罐与沉淀池之间。

所述第一导液管固定连接在第一换热器和第二换热器的热量输出端，所述第三导液管远离沸腾蒸发罐的一端穿过第一换热器的热量输入端固定连接有自吸泵，所述第四导液管远离沸腾蒸发罐的一端穿过第二换热器的热量输入端固定连接有真空泵。

作为本发明再进一步的方案：所述沸腾蒸发罐下端固定连接有用于对沸腾蒸发罐进行支撑的加热框，所述加热框内部的沸腾蒸发罐侧壁上固定连接有用于对稀溶液进行加热的加热板，所述沸腾蒸发罐顶部固定连接有冷凝器，所述冷凝器套在沸腾蒸发罐内的第一导液管侧壁上，所述冷凝器下方的沸腾蒸发罐内壁上通过连接块固定连接有用于承接冷凝水的锥形托盘，所述锥形托盘底部中心位置固定连接在第四导液管输入端。

作为本发明再进一步的方案：所述固定框底部固定安装有电机，所述电机的输出端固定连接有旋转轴，所述旋转轴远离电机的一端竖直穿过沸腾蒸发罐固定连接有用于加快稀溶液内水分蒸发的搅拌杆。

作为本发明再进一步的方案：所述冷凝器下端固定连接有便于冷凝水滴落的锥形块。

作为本发明再进一步的方案：所述沸腾蒸发罐内壁上固定连接有若干个用于加快稀溶液内的水分蒸发的凸起。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过沸腾蒸发对稀溶液分离成浓溶液和冷凝水，在通过浓溶液和冷凝水对第一导液管内的稀溶液进行加热，提高能量的利用率，降低能耗，同时实现对稀溶液的循环利用，提高冷媒的再生效率，便于使用者使用。

2、本发明还设置有预热机构，先通过第二换热器利用冷凝水的热量对第一导液管内的稀溶液进行加热，在通过第二换热器利用浓溶液的热量对第一导液管内的稀溶液再次加热，从而实现对第一导液管内的稀溶液进行加热，提高热量的利用率，降低能耗，便于使用者使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中沸腾蒸发罐的三维结构示意图。

图3为本发明中沸腾蒸发罐的结构示意图。

其中：沉淀池1、沸腾蒸发罐2、电加热器3、加注管4、第一导液管5、第二导液管6、第三导液管7、第四导液管8、第一换热器9、第二换热器10、自吸泵11、真空泵12、加热框21、加热板22、冷凝器23、锥形块24、锥形托盘25、凸起26、电机27、旋转轴28、搅拌杆29。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统，包括沉淀池1、预热组件、沸腾蒸发罐2和电加热器3，所述沉淀池1的输入端固定连接有用于向沉淀池1内加注稀溶液的加注管4，所述沉淀池1的输出端固定连接有第一导液管5，所述第一导液管5侧壁上固定安装有水泵，所述第一导液管5远离沉淀池1的一端穿过预热组件和沸腾蒸发罐2固定连接在电加热器3的输入端，所述电加热器3的输出端固定连接有用于向沸腾蒸发罐2内输送稀溶液的第二导液管6，所述第二导液管6的输出端固定连接在沸腾蒸发罐2侧壁上，所述沸腾蒸发罐2侧壁下端固定连接有用于排出沸腾蒸发罐2底部浓溶液的第三导液管7，所述沸腾蒸发罐2侧壁上固定连接有用于排出沸腾蒸发罐2内冷凝水的第四导液管8。

所述预热机构包括第一换热器9和第二换热器10，所述第二换热器10设置在第一导液管5靠近沉淀池1一端的侧壁上，所述第一换热器9设置在第二换热器10与沸腾蒸发罐2之间的第一导液管5侧壁上，所述第一换热器9和第二换热器10均设置在沸腾蒸发罐2与沉淀池1之间。

所述第一导液管5固定连接在第一换热器9和第二换热器10的热量输出端，所述第三导液管7远离沸腾蒸发罐2的一端穿过第一换热器9的热量输入端固定连接有自吸泵11，所述第四导液管8远离沸腾蒸发罐2的一端穿过第二换热器10的热量输入端固定连接有真空泵12，所述预热组件的作用是先通过第二换热器10利用冷凝水的热量对第一导液管5内的稀溶液进行加热，在通过第二换热器10利用浓溶液的热量对第一导液管5内的稀溶液再次加热，从而实现对第一导液管5内的稀溶液进行加热，提高热量的利用率，降低能耗，便于使用者使用。

所述沸腾蒸发罐2下端固定连接有用于对沸腾蒸发罐2进行支撑的加热框21，所述加热框21内部的沸腾蒸发罐2侧壁上固定连接有用于对稀溶液进行加热的加热板22，所述沸腾蒸发罐2顶部固定连接有冷凝器23，所述冷凝器23套在沸腾蒸发罐2内的第一导液管5侧壁上，所述冷凝器23下端固定连接有便于冷凝水滴落的锥形块24，所述冷凝器23下方的沸腾蒸发罐2内壁上通过连接块固定连接有用于承接冷凝水的锥形托盘25，所述锥形托盘25底部中心位置固定连接在第四导液管8输入端。

所述沸腾蒸发罐2内壁上固定连接有若干个用于加快稀溶液内的水分蒸发的凸起26，所述固定框底部固定安装有电机27，所述电机27的输出端固定连接有旋转轴28，所述旋转轴28远离电机27的一端竖直穿过沸腾蒸发罐2固定连接有用于加快稀溶液内水分蒸发的搅拌杆29，使用时，启动电机27和加热板22，电机27的输出端带动旋转轴28转动，旋转轴28带动搅拌杆29对稀溶液进行搅拌，通过加热板22对沸腾蒸发罐2内的稀溶液进行加热，利用若干凸起26和搅拌杆29加快稀溶液中水分的沸腾和蒸发，蒸发后的水蒸气上升遇到冷凝器23，冷凝器23对水蒸气进行冷凝，并把水蒸气的热量传递到第一导液管5上，冷凝水通过锥形块24滴落到锥形托盘25上，锥形托盘25把冷凝水输送到第四导液管8内，所述沸腾蒸发罐2的作用是通过沸腾蒸发对稀溶液分离成浓溶液和冷凝水，在通过浓溶液和冷凝水对第一导液管5内的稀溶液进行加热，提高能量的利用率，降低能耗，同时实现对稀溶液的循环利用，便于使用者使用。

本发明的工作原理是：

使用时，工作人员把稀溶液通过加注管4加注到沉淀池1内，通过水泵把沉淀后的稀溶液输送到电加热器3内，电加热器3把加热后的稀溶液输送到沸腾蒸发罐2内。

然后启动电机27和加热板22，电机27的输出端带动旋转轴28转动，旋转轴28带动搅拌杆29对稀溶液进行搅拌，通过加热板22对沸腾蒸发罐2内的稀溶液进行加热，利用若干凸起26和搅拌杆29加快稀溶液中水分的沸腾和蒸发，蒸发后的水蒸气上升遇到冷凝器23，冷凝器23对水蒸气进行冷凝，并把水蒸气的热量传递到第一导液管5上，冷凝水通过锥形块24滴落到锥形托盘25上，锥形托盘25把冷凝水输送到第四导液管8内。

然后先通过第二换热器10利用冷凝水的热量对第一导液管5内的稀溶液进行加热，在通过第二换热器10利用浓溶液的热量对第一导液管5内的稀溶液再次加热，从而实现对第一导液管5内的稀溶液进行加热。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统，其特征在于，包括沉淀池(1)、预热组件、沸腾蒸发罐(2)和电加热器(3)，所述沉淀池(1)的输入端固定连接有用于向沉淀池(1)内加注稀溶液的加注管(4)，所述沉淀池(1)的输出端固定连接有第一导液管(5)，所述第一导液管(5)侧壁上固定安装有水泵，所述第一导液管(5)远离沉淀池(1)的一端穿过预热组件和沸腾蒸发罐(2)固定连接在电加热器(3)的输入端，所述电加热器(3)的输出端固定连接有用于向沸腾蒸发罐(2)内输送稀溶液的第二导液管(6)，所述第二导液管(6)的输出端固定连接在沸腾蒸发罐(2)侧壁上，所述沸腾蒸发罐(2)侧壁下端固定连接有用于排出沸腾蒸发罐(2)底部浓溶液的第三导液管(7)，所述沸腾蒸发罐(2)侧壁上固定连接有用于排出沸腾蒸发罐(2)内冷凝水的第四导液管(8)。

2.根据权利要求1所述的一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统，其特征在于，所述预热机构包括第一换热器(9)和第二换热器(10)，所述第二换热器(10)设置在第一导液管(5)靠近沉淀池(1)一端的侧壁上，所述第一换热器(9)设置在第二换热器(10)与沸腾蒸发罐(2)之间的第一导液管(5)侧壁上，所述第一换热器(9)和第二换热器(10)均设置在沸腾蒸发罐(2)与沉淀池(1)之间；

所述第一导液管(5)固定连接在第一换热器(9)和第二换热器(10)的热量输出端，所述第三导液管(7)远离沸腾蒸发罐(2)的一端穿过第一换热器(9)的热量输入端固定连接有自吸泵(11)，所述第四导液管(8)远离沸腾蒸发罐(2)的一端穿过第二换热器(10)的热量输入端固定连接有真空泵(12)。

3.根据权利要求1所述的一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统，其特征在于，所述沸腾蒸发罐(2)下端固定连接有用于对沸腾蒸发罐(2)进行支撑的加热框(21)，所述加热框(21)内部的沸腾蒸发罐(2)侧壁上固定连接有用于对稀溶液进行加热的加热板(22)，所述沸腾蒸发罐(2)顶部固定连接有冷凝器(23)，所述冷凝器(23)套在沸腾蒸发罐(2)内的第一导液管(5)侧壁上，所述冷凝器(23)下方的沸腾蒸发罐(2)内壁上通过连接块固定连接有用于承接冷凝水的锥形托盘(25)，所述锥形托盘(25)底部中心位置固定连接在第四导液管(8)输入端。

4.根据权利要求3所述的一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统，其特征在于，所述固定框底部固定安装有电机(27)，所述电机(27)的输出端固定连接有旋转轴(28)，所述旋转轴(28)远离电机(27)的一端竖直穿过沸腾蒸发罐(2)固定连接有用于加快稀溶液内水分蒸发的搅拌杆(29)。

5.根据权利要求3所述的一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统，其特征在于，所述冷凝器(23)下端固定连接有便于冷凝水滴落的锥形块(24)。

6.根据权利要求3所述的一种基于空气能量回收的能源塔冷媒再生系统，其特征在于，所述沸腾蒸发罐(2)内壁上固定连接有若干个用于加快稀溶液内的水分蒸发的凸起(26)。

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