CN205561341U - 一种能源塔系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能源塔系统，包括能源塔、空气回路和喷淋液回路；能源塔包括塔体，塔体内部由上到下依次设有布水器、换热盘管和接水盘；还包括设置于塔体外壁顶端的风机以及位于塔体下部的通风口，空气通过通风口进入塔体与喷淋液在换热盘管上进行热质交换，热质交换后的空气随风机的转动经通风口排出塔体外，形成空气回路；喷淋液回路包括循环液泵、自动加药溶液桶和加药阀。本实用新型通过设置自动加药溶液桶可精准的控制喷淋液的加药量，降低了换热器损坏的风险；换热盘管内的载冷剂与能源塔内的喷淋液回路互不干涉，保证了热泵机组内的载冷剂不受大气的污染，降低了热泵机组对换热器设计的材质要求，增加了水能源塔系统的使用寿命。

Description

一种能源塔系统

技术领域

本实用新型属于热交换技术领域，具体涉及一种能源塔系统。

背景技术

能源塔是一种将空气和载冷剂水溶液换热的换热器，通过提取空气中的低品味热量，实现冬季制热，属于空气源利用的一种形式。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。能源塔热泵空调系统制热效率高、不受地域限制，适用于冬季气侯或气象条件阴雨连绵、空气湿度大、潮湿阴冷的地区。然而传统的能源塔多为开式能源塔，在系统运行过程中，主机内的载冷剂水溶液和空气接触，容易融入二氧化碳气体，同水溶液发生反应，生成沉淀，降低溶液浓度，并且使溶液呈酸性，增加系统循环水溶液的腐蚀性，而且循环水含氧量的增加也加大了循环水和管路及换热器的反应，增加了主机对换热器设计的材质要求，降低了水系统的使用寿命。

为了避免上述问题，现有技术中有将开式能源塔改进为闭式能源塔，在闭式能源塔塔体内，低于空气露点的载冷剂会在盘管表面析出水分，为了避免水分在盘管表面结霜，则需要有冰点远低于零度的不冻液自上而下进行喷淋，使得这部分水很快被吸收，不需要像常规除霜手段一样耗费能量，影响空调的舒适度，然而常规的闭式能源塔通常为定期手动添加药液，以达到系统运行的目的，但手动调整随意性较大，精度差，药液使用效率低，另外在冬季雨雪天气、空气湿度大时，能源塔在循环过程中，会不断吸收空气中的水分，导致塔内液位升高，含有药液的溶液溢流而降低药液的使用效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能源塔系统，该系统减少了机组运行时人力的投入和人为操作失误带来的系统风险；降低了热泵机组的损耗，延长了能源塔系统的使用寿命。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种能源塔系统，包括能源塔和喷淋液回路；

所述能源塔包括塔体，所述塔体内部由上到下依次设有布水器、换热盘管和接水盘，所述布水器为所述换热盘管提供喷淋液，所述换热盘管与热泵机组相连通，所述热泵机组为所述换热盘管提供循环运转的载冷剂，所述接水盘接收由所述布水器喷洒至所述换热盘管后落下的喷淋液；

所述喷淋液回路包括循环液泵、自动加药溶液桶和加药阀，所述循环液泵上开设有循环液进口和循环液出口，所述循环液进口与所述接水盘连通，所述循环液出口包括喷淋液支路和旁通的药液支路，所述喷淋液支路与所述布水器连通，所述药液支路与所述自动加药溶液桶连通，所述加药阀位于所述药液支路上控制所述药液的补给，接水盘内的喷淋液经所述循环液泵泵入布水器上，与所述塔体内的空气在所述换热盘管上进行热质交换后落入所述接水盘进行循环，所述加药阀在所述自动加药溶液桶的控制下为旁通的所述药液支路补给药液进入所述喷淋液支路进一步完成热质交换。

所述塔体还包括设置于塔体外壁顶端的风机以及位于所述塔体四周的通风口，空气通过所述通风口进入塔体与所述喷淋液在换热盘管上进行热质交换，热质交换后的空气随所述风机的转动经所述通风口排出塔体外，形成空气回路。

所述自动加药溶液桶内设有溶液浓度控制单元和储药桶；所述自动加药溶液桶壁下部设有药液进口，所述溶液浓度控制单元与所述药液进口连通；所述储药桶壁上开设有药液出口，所述药液出口连接有加药泵，所述加药泵的出口与所述加药阀连通，所述溶液浓度控制单元与所述加药泵和所述加药阀信号连接。

进一步地：所述加药泵与所述加药阀之间旁通设有通向所述储药桶的管路，所述管路上设有溶解阀，所述溶解阀与所述溶液浓度控制单元信号连接。

所述能源塔系统还包括溢流回路，所述能源塔系统还包括溢流回路，所述溢流回路包括依次连通的溢流阀、集液桶和溶液回收泵，溢流溶液从塔体流出在所述溢流阀的控制下流入所述集液桶内，所述集液桶内的溢流溶液在所述溶液回收泵的作用下从所述集液桶内回流至所述塔体内形成溢流回路，所述集液桶与所述溶液回收泵之间旁通设置有排放阀，所述排放阀控制所述集液桶内溢流溶液的排出或循环。

所述塔体侧壁设有补水阀，所述补水阀通过管道与所述接水盘连通。

进一步地：所述塔体侧壁下方设有排污阀，所述排污阀通过管道与所述接水盘的底部连通。

本实用新型采用上述技术方案后所达到的有益效果：

1、传统能源塔的所有溶液循环均通过热泵机组的换热器，一旦溶液浓度调节出现差池，最先冰冻的即热泵机组内换热器部分，换热器一旦冰冻，极易造成氟系统进水，进而损坏热泵机组，造成极大的经济损失。本实用新型的喷淋液单独进行回路循环，通过自动加药溶液桶精准的控制喷淋液的加药量，将加药动作和整机控制系统结合，通过浓度和温度的精确检测、严格的控制逻辑和合理的阀值设定，实现水系统自动加药，安全可靠，减少机组运行时人力的投入和人为操作失误带来的系统风险；另外本实用新型将热泵机组内的载冷剂在封闭的换热盘管内循环，载冷剂与能源塔内的喷淋液回路互不干涉，即使出现溶液浓度失调的情况，冰冻也只能发生在能源塔内，不会损坏热泵机组，将经济损失降低到最小值；载冷剂与能源塔内的喷淋液的互不干涉，也保证了热泵机组内的载冷剂不受大气的污染，避免了含有载冷剂的水溶液与空气中的二氧化碳气体反应生成沉淀，降低了热泵机组对换热器设计的材质要求，增加了水能源塔系统的使用寿命；

2、本实用新型设置了单独的溢流回路，在冬季雨雪天气，空气湿度较大时，能源塔内的喷淋液会吸收空气中的水分，导致喷淋液浓度降低，自动加药溶液桶根据检测到当前浓度，将对应的冰点温度和当前环境温度作比较，当达到设定值时，打开药阀，喷淋液携带需要加入的药液进入循环，导致能源塔内的循环喷淋液量增加，溢流回路的设置可保证当液位高于溢流阀的位置时，将溢流溶液汇集至集液桶内，当空气湿度较小需要补水时，通过溶液回收泵将溢流溶液重新泵入能源塔塔体内，减少了药量损失，提高了药液的有效使用率。

3、补水阀的设置可以保证当空气湿度较小需要补水，而集液桶内溢流溶液不足时，为能源塔补充水分；

4、排污阀的设置可以避免接水盘堵塞，提高喷淋液的循环效率。

附图说明

图1为本实用新型能源塔系统的流程示意图。

图中：1、能源塔；11、布水器；12、换热盘管；13、接水盘；14、风机；2、喷淋液回路；21、循环液泵；22、自动加药溶液桶；221、储药桶；222、溶液浓度控制单元；223、溶解阀；224、加药泵；23、加药阀；3、热泵机组；4、溢流回路；41、溢流阀；42、集液桶；43、溶液回收泵；44、排放阀；5、补水阀；6、排污阀。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，本实用新型提供了一种能源塔系统，包括能源塔1、和喷淋液回路2；其中能源塔1包括塔体，塔体内部由上到下依次设有布水器11、换热盘管12和接水盘13，布水器11为换热盘管12提供喷淋液，换热盘管12与热泵机组3相连通，热泵机组3为换热盘管12提供循环运转的载冷剂，接水盘13接收由布水器11喷洒至换热盘管12后落下的喷淋液；塔体还包括设置于塔体外壁顶端的风机14以及位于所述塔体下部的通风口(通风口未在图中标识)，空气通过通风口进入塔体与喷淋液在换热盘管12上进行热质交换，热质交换后的空气随风机14的转动经通风口排出塔体外，形成空气回路；喷淋液回路包括循环液泵21、自动加药溶液桶22和加药阀23，循环液泵21上开设有循环液进口和循环液出口，循环液进口与接水盘13连通，循环液出口包括喷淋液支路和旁通的药液支路，喷淋液支路与布水器11连通，药液支路与自动加药溶液桶22连通，加药阀23位于药液支路上控制药液的补给，接水盘13内的喷淋液经循环液泵21泵入布水器上，与塔体内的空气在换热盘管12上进行热质交换后落入接水盘13进行循环，加药阀23在自动加药溶液桶22的控制下为旁通的药液支路补给药液进入喷淋液支路进一步完成热质交换。

在塔体内，低温高湿的空气由能源塔1底部四周进入塔内，塔内换热盘管12中运行的是来自热泵机组3蒸发器的低温载冷剂，其温度低于空气露点温度，同时，塔体上方的布水器11将不冻液均匀的喷洒在换热盘管12表面，以防止其表面结霜，不冻液自上而下流动，一方面与空气发生热质交换，吸收空气中的潜热与导热，并吸收空气中析出的水分，另一方面将能量传递给换热盘管12内的载冷剂，最后落入接水盘13，由循环溶液泵上升至布水器11进入下一个循环，载冷剂在塔体内未与空气直接接触，能量是经过不冻液，克服换热盘管12热阻，最终传递给换热盘管12内的载冷剂，期间接收了空气释放的潜热与显热，温度得到提升后，回到热泵机组3蒸发器，进入下一个循环。

进一步地：自动加药溶液桶22内设有溶液浓度控制单元222和储药桶221；自动加药溶液桶22壁下部设有药液进口，溶液浓度控制单元222与药液进口连通；储药桶221壁上开设有药液出口，药液出口连接有加药泵224，加药泵224的出口与加药阀23连通，溶液浓度控制单元222与加药泵224和加药阀23信号连接。

作为改进，在加药泵224与加药阀23之间旁通设有通向储药桶221的管路，管路上设有溶解阀223，溶解阀223与溶液浓度控制单元222信号连接。

自动加药溶液22桶内的溶液浓度控制单元222检测到溶液浓度降低，通过浓度和溶液冰点的对应关系，控制系统自动比较当前溶液的冰点温度和温度检测装置检测的环境温度。通过设定好的逻辑关系和温度差值比较，当溶液浓度控制单元222检测到溶液当前浓度对应的冰点温度和当前环境温度，温度差缩小到设定值，则启动加药泵224，断开溶解阀223，打开加药阀23，药液旁通至循环的喷淋液，喷淋液携带需要加入的药进入水系统循环，当溶液浓度控制单元222检测到溶液当前浓度对应的冰点温度和当前环境温度，温度差增大到设定值，达到安全范围，停止加药泵224，关闭加药阀23，停止加药动作；当需要向储药桶221内补充药液时，可以启动加药泵224，将加药阀23断电，溶解阀223通电，然后注入药液，储药桶221内新注入的药液就会不断与储药桶内剩余的药液循环，混合均匀。

本实用新型在能源塔塔体内，由于含有载冷剂而低于空气露点的换热盘管12表面析出水分，若为常规的闭式冷却塔，则会在换热盘管12表面结霜，但由于有冰点远低于零度的不冻液自上而下进行喷淋，这部分水分很快被吸收，不需要像常规除霜手段一样耗费能量，影响空调的舒适度，载冷剂将空气中吸收而来的能量直接输送至热泵机组3，过程中没有使用中间的换热器，减少了能量损失，而且载冷剂本身在一个封闭的环路中，没有挥发损失和毒性危害；同时自动加药溶液桶22的设置可精准的控制喷淋液的加药量，降低了换热器损坏的风险；换热盘管12内的载冷剂与能源塔内的喷淋液回路互不干涉，保证了热泵机组3内的载冷剂不受大气的污染，避免了含有载冷剂的水溶液与空气中的二氧化碳气体反应生成沉淀，降低了热泵机组3对换热器设计的材质要求，增加了水能源塔系统的使用寿命。

作为改进，为了减少了药量损失，提高药液的有效使用率，在能源塔系统内还设有溢流回路4，溢流回路4包括依次连通的溢流阀41、集液桶42和溶液回收泵43，溢流溶液从塔体流出在溢流阀41的控制下流入集液桶42内，集液桶42内的溢流溶液在溶液回收泵43的作用下从集液桶42内回流至塔体内形成溢流回路4，集液桶42与溶液回收泵43之间旁通设置有排放阀44，排放阀44控制集液桶42内溢流溶液的排出或循环；

为了保证当空气湿度较小需要补水，而集液桶42内溢流溶液不足时，为能源塔1补充水分，在塔体侧壁设有补水阀5，补水阀5通过管道与接水盘13连通；

为了避免接水盘13堵塞，提高喷淋液的循环效率，在塔体侧壁下方设有排污阀6，排污阀6通过管道与接水盘13的底部连通。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何本领域技术人员在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种能源塔系统，其特征在于，包括能源塔(1)和喷淋液回路(2)；

所述能源塔(1)包括塔体，所述塔体内部由上到下依次设有布水器(11)、换热盘管(12)和接水盘(13)，所述布水器(11)为所述换热盘管(12)提供喷淋液，所述换热盘管(12)与热泵机组(3)相连通，所述热泵机组(3)为所述换热盘管(12)提供循环运转的载冷剂，所述接水盘(13)接收由所述布水器(11)喷洒至所述换热盘管(12)后落下的喷淋液；

所述喷淋液回路(2)包括循环液泵(21)、自动加药溶液桶(22)和加药阀(23)，所述循环液泵(21)上开设有循环液进口和循环液出口，所述循环液进口与所述接水盘(13)连通，所述循环液出口包括喷淋液支路和旁通的药液支路，所述喷淋液支路与所述布水器(11)连通，所述药液支路与所述自动加药溶液桶(22)连通，所述加药阀(23)位于所述药液支路上控制所述药液的补给，所述接水盘(13)内的喷淋液经所述循环液泵(21)泵入所述布水器(11)上，与所述塔体内的空气在所述换热盘管(12)上进行热质交换后落入所述接水盘(13)进行循环，所述加药阀(23)在所述自动加药溶液桶(22)的控制下为旁通的所述药液支路补给药液进入所述喷淋液支路进一步完成热质交换。

2.根据权利要求1所述的能源塔系统，其特征在于，所述塔体还包括设置于塔体外壁顶端的风机(14)以及位于所述塔体四周的通风口，空气通过所述通风口进入塔体与所述喷淋液在换热盘管(12)上进行热质交换，热质交换后的空气随所述风机(14)的转动经所述通风口排出塔体外，形成空气回路。

3.根据权利要求1所述的能源塔系统，其特征在于，所述自动加药溶液桶(22)内设有溶液浓度控制单元(222)和储药桶(221)；

所述自动加药溶液桶(22)壁下部设有药液进口，所述溶液浓度控制单元(222)与所述药液进口连通；所述储药桶(221)壁上开设有药液出口， 所述药液出口连接有加药泵(224)，所述加药泵(224)的出口与所述加药阀(23)连通，所述溶液浓度控制单元(222)与所述加药泵(224)和所述加药阀(23)信号连接。

4.根据权利要求3所述的能源塔系统，其特征在于，所述加药泵(224)与所述加药阀(23)之间旁通设有通向所述储药桶(221)的管路，所述管路上设有溶解阀(223)，所述溶解阀(223)与所述溶液浓度控制单元(222)信号连接。

5.根据权利要求1所述的能源塔系统，其特征在于，所述能源塔系统还包括溢流回路(4)，所述溢流回路(4)包括依次连通的溢流阀(41)、集液桶(42)和溶液回收泵(43)，溢流溶液从塔体流出在所述溢流阀(41)的控制下流入所述集液桶(42)内，所述集液桶(42)内的溢流溶液在所述溶液回收泵(43)的作用下从所述集液桶(42)内回流至所述塔体内形成溢流回路，所述集液桶(42)与所述溶液回收泵(43)之间旁通设置有排放阀(44)，所述排放阀(44)控制所述集液桶(42)内溢流溶液的排出或循环。

6.根据权利要求1所述的能源塔系统，其特征在于，所述塔体侧壁设有补水阀(5)，所述补水阀(5)通过管道与所述接水盘(13)连通。

7.根据权利要求6所述的能源塔系统，其特征在于，所述塔体侧壁下方设有排污阀(6)，所述排污阀(6)通过管道与所述接水盘(13)的底部连通。