CN208671418U - 空气能热泵溶液的浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空气能热泵溶液的浓缩装置，包括：热源塔组件；管体组件，所述管体组件包括第一管体及第二管体，其中，蒸发器中的防冻液自第一管体进入热源塔组件，并经第二管体流回蒸发器；负压蒸发室；溢流电控阀，溢流电控阀的第一端与热源塔组件的底端连通，溢流电控阀的第二端与负压蒸发室连通；溶液泵，溶液泵连接热源塔组件与负压蒸发室；水环真空泵，水环真空泵与负压蒸发室连通；液位控制器，液位控制器用于实时获取自热源塔组件流入负压蒸发室的防冻液的液位高度值。本实用新型提供的浓缩装置能够避免防冻液结冰胀损蒸发器的铜管。

Description

空气能热泵溶液的浓缩装置

技术领域

本实用新型涉及热源塔设备技术领域，尤其涉及一种空气能热泵溶液的浓缩装置。

背景技术

为了减少二氧化碳的排放，全人类都为之付出巨大努力，温室气体导致冰川融化，海平面上升已是不争事实，引起全人类高度重视，党和政府高度关注并极力限制温室气体排放量，大力倡导新能源高新技术来降低二氧化碳的排放，节能减排技术很受市场青睐。

随着人们生活水平日益提高，中央空调普及率也不断提高，尤其冬季北方采暖绝大部分依然还是采用燃气锅炉采暖，虽然比煤炭锅炉采暖有所降低环境空气污染，但其二氧化碳及氧化氮、二氧化硫排放仍然是一个很大的问题。

因此推广空气能采暖意义非常重大，但因为种种原因导致推广困难重重，最主要原因还是技术障碍还没有过关，归根结底还是因为化霜世界性难题依然存在，大型中央空调难以采用四通阀切换来反向运行化霜，因为四通阀越大直径其精度误差要求更高，这很难控制高低压制冷剂不会窜漏的，这无疑造成很大的能源浪费。即便强行采用四通阀反向运行化霜，也不是一个最佳选择，因为现行反向运行化霜会严重影响用户的体验，尤其在很冷天气，湿度大的情况下，热泵机组很多时间用来化霜了，而且是从房间索取热能去化霜的，用户是不堪其苦。

现在，有许多科技工作者探索热源塔(或水汽能塔)用来冬季采暖，环境温度接近零度时，为避免换热介质出现结冰情况，常采用防冻液作为换热介质。但是，防冻液吸收空气中显热的同时也吸收了空气中水汽的潜热，以及水汽自身，使得防冻液浓度变稀，变稀的防冻液的冰点温度上移，以致于稀释的防冻液结冰胀坏蒸发器的铜管，酿成难以估量的经济损失。

为防止稀释的防冻液结冰胀坏蒸发器的铜管，各种溶液浓缩技术应运而生：

有直接利用各种热能去加热防冻液进行浓缩蒸发溶液的，该加热方式也耗费热能，而且空气中水汽能也是得而复失；

还有采用喷淋室出风口使用轴流风扇产生负压环境而闪发水汽来浓缩溶液的，这不仅需要较大功率的轴流风扇，而且把水汽能也散失到空气中；

当然也有采用冷凝喷射器来引射水汽，溶液得到浓缩后，水汽能潜热又通过换热器反馈到溶液里去了，虽然这个浓缩技术比前面两个浓缩技术要好，但流程也较复杂，尤其是浓缩程度及浓缩时间控制很难把控。

因此，有必要提供一种新的空气能热泵溶液的浓缩装置。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种空气能热泵溶液的浓缩装置，以解决现有技术中，防冻液结冰损坏蒸发器的铜管的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的空气能热泵溶液的浓缩装置包括：

热源塔组件；

管体组件，所述管体组件包括第一管体及第二管体，所述第一管体的第一端与蒸发器连通，所述第一管体的第二端与所述热源塔组件的顶端连通，所述第二管体的第一端与所述蒸发器连通，所述第二管体的第二端与所述热源塔组件的底端连通，其中，所述蒸发器中的防冻液自所述第一管体进入所述热源塔组件，并经所述第二管体流回所述蒸发器；

负压蒸发室；

溢流电控阀，所述溢流电控阀的第一端与所述热源塔组件的底端连通，所述溢流电控阀的第二端与所述负压蒸发室连通，所述热源塔组件内溢流出的防冻液通过所述溢电控阀进入所述负压蒸发室；

溶液泵，所述溶液泵连接所述热源塔组件与所述负压蒸发室；

水环真空泵，所述水环真空泵与所述负压蒸发室连通；

液位控制器，所述液位控制器用于实时获取自所述热源塔组件溢流进入所述负压蒸发室的防冻液的液位高度值；

当所述液位高度值上升至第一预设阈值时，所述液位控制器还用于关闭所述溢流电控阀，并控制所述水环真空泵抽取所述负压蒸发室内的空气，以使所述负压蒸发室内处于负压状态；

当所述液位高度值下降至第二预设阈值时，所述液位控制器还用于控制所述水环真空泵停止工作，并控制所述溶液泵将所述负压蒸发室内的防冻液送入所述热源塔组件。

优选地，当所述液位高度值下降至第三预设阈值时，所述液位控制器还用于控制所述溶液泵停止工作，并打开所述溢流控制阀。

优选地，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括第一电控阀，所述溶液泵通过所述第一电控阀与所述负压蒸发室连通。

优选地，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括储液箱，所述储液箱的第一端与所述第一电控阀以及所述溶液泵均连通。

优选地，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括第二电控阀，所述储液箱的第二端通过所述第二电控阀与所述热源塔组件的底端连通。

优选地，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括箱体及换热器，所述换热器设于所述负压蒸发室内，所述水环真空泵包括泵体、抽气管、入液管及出液管，所述泵体与所述负压蒸发室通过所述抽气管连通，所述入液管及所述出液管均与所述泵体连通，所述换热器的第一端与所述入液管连通，所述换热器的第二端与所述箱体的第一端连通，所述箱体的第二端与所述出液管连通。

优选地，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括排液管，所述排液管与所述箱体连通。

优选地，所述箱体内设有加热器。

优选地，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括循环泵，所述循环泵设于所述第二管体。

本实用新型提供的热泵溶液的浓缩装置中，蒸发器中的防冻液自第一管体进入热源塔组件，与逆行而上的空气进行充分换热，防冻液获得空气显热以及空气中水汽潜热的同时，也吸收了空气中的水汽，使得防冻液的浓度变稀以及防冻液的溶液量增多，可以理解，防冻液的溶液量越多，防冻液的浓度越低。

热源塔组件中增多的防冻液会溢流进入负压蒸发室中，通过预设第一预设阈值与第二预设阈值；当负压蒸发室中防冻液的浓度下降至与第一预设阈值对应的浓度值时，液位控制器关闭溢流控制阀，并启动水环真空泵工作，使负压蒸发室处于负压状态，处于负压环境下的防冻液会自动蒸发已经吸收的水汽，从而提升负压蒸发室中防冻液的浓度；当防冻液的浓度上升至与第二预设阈值对应的浓度值时，液位控制器关闭水环真空泵，并启动溶液泵，以将浓度提高后的防冻液送入热源塔组件，从而提高自第二管体流回蒸发器的防冻液的浓度，避免流回蒸发器的防冻液的冰点温度上移过大，以防止防冻液在蒸发器中结冰，胀损蒸发器的铜管。

附图说明

图1为本实用新型提供的空气能热泵溶液的浓缩装置的一较优实施例的结构示意图。

附图标号说明：

1-热源塔组件、2-第一管体、3-第二管体、4-储液箱、5-第二电控阀、6-溶液泵、7-溢流电控阀、8-负压蒸发室、9-水环真空泵、10-第一电控阀、11-液位控制器、12-入液管、13-箱体、14-排液管。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种空气能热泵溶液的浓缩装置。

请参照图1，在本实用新型的一实施例中，空气能热泵溶液的浓缩装置包括：

热源塔组件1；

管体组件，所述管体组件包括第一管体2及第二管体3，所述第一管体2的第一端与蒸发器连通，所述第一管体2的第二端与所述热源塔组件1的顶端连通，所述第二管体3的第一端与所述蒸发器连通，所述第二管体3的第二端与所述热源塔组件1的底端连通，其中，所述蒸发器中的防冻液自所述第一管体2进入所述热源塔组件1，并经所述第二管体3流回所述蒸发器；

负压蒸发室8；

溢流电控阀7，所述溢流电控阀7的第一端与所述热源塔组件1的底端连通，所述溢流电控阀7的第二端与所述负压蒸发室8连通，所述热源塔组件1内溢流出的防冻液通过所述溢电控阀进入所述负压蒸发室8；

溶液泵6，所述溶液泵6连接所述热源塔组件1与所述负压蒸发室8；

水环真空泵9，所述水环真空泵9与所述负压蒸发室8连通；

液位控制器11，所述液位控制器11用于实时获取自所述热源塔组件1溢流进入所述负压蒸发室8的防冻液的液位高度值；

当所述液位高度值上升至第一预设阈值时，所述液位控制器11还用于关闭所述溢流电控阀7，并控制所述水环真空泵9抽取所述负压蒸发室8内的空气，以使所述负压蒸发室8内处于负压状态；

当所述液位高度值下降至第二预设阈值时，所述液位控制器11还用于控制所述水环真空泵9停止工作，并控制所述溶液泵6将所述负压蒸发室8内的防冻液送入所述热源塔组件1。

本实用新型提供的热泵溶液的浓缩装置中，蒸发器中的防冻液自第一管体2进入热源塔组件1，与逆行而上的空气进行充分换热，防冻液获得空气显热以及空气中水汽潜热的同时，也吸收了空气中的水汽，使得防冻液的浓度变稀以及防冻液的溶液量增多，可以理解，防冻液的溶液量越多，防冻液的浓度越低。

热源塔组件1中增多的防冻液会溢流进入负压蒸发室8中，通过预设第一预设阈值与第二预设阈值；当负压蒸发室8中防冻液的浓度下降至与第一预设阈值对应的浓度值时，液位控制器11关闭溢流控制阀，并启动水环真空泵9工作，使负压蒸发室8处于负压状态，处于负压环境下的防冻液会自动蒸发已经吸收的水汽，从而提升负压蒸发室8中防冻液的浓度；当防冻液的浓度上升至与第二预设阈值对应的浓度值时，液位控制器11关闭水环真空泵9，并启动溶液泵6，以将浓度提高后的防冻液送入热源塔组件1，从而提高自第二管体3流回蒸发器的防冻液的浓度，避免流回蒸发器的防冻液的冰点温度上移过大，以防止防冻液在蒸发器中结冰，胀损蒸发器的铜管。

本实施例中，所述液位控制器11可以为浮球或行程开关或浮球式行程开关。

作为本实施例的一种优选的方式，当所述液位高度值下降至第三预设阈值时，所述液位控制器11还用于控制所述溶液泵6停止工作，并打开所述溢流控制阀。

可以理解，所述液位控制器11的数量可以为两个，一个液位控制器11与第一预设阈值及第二预设阈值相对应，另一个所述液位控制器11与第三预设阈值相对应。

本实施例中，液位控制器11可以包括显示器，显示器用于显示液位控制器11检测的负压蒸发室8中防冻液的液位高度值。

可以理解，第一预设阈值和第二预制阈值均是负压蒸发室8中防冻液的某一液位高度值，其中，第一预设阈值大于第二预设阈值，第一预设阈值对应防冻液的最小浓度值，第二预制阈值对应防冻液的最大浓度值。

空气能热泵溶液的浓缩装置还包括循环泵(未标号)，循环泵设于第二管体3，循环泵用于将热源塔内的防冻液抽回蒸发器。

根据不同地域最低环境温度情况，工作人员可以预先设置好防冻液的最低溶液浓度和最高溶液浓度范围。

例如，在南方，防冻液最高浓度可设在35％左右，最低可设在26％左右，这样可以保证防冻液的溶液溢出量为总溶液量的5％以内，机组也可以正常工作，也不用担心结冰情况发生，但溢出量达到总溶液量1％时，即开始溶液浓缩工作，浓缩装置也不用经常运行，也不会出现过度浓缩情况发生了，该浓缩装置完全因应防冻液浓度变化程度而工作，并维持防冻液恰当浓度而不会出现结冰，其粘度也不会因其过大，而出现过多消耗循环泵的功率。这是一种非常经济的溶液浓缩技术。

在北方，防冻液的溶液浓度最高设在55％左右(在极寒地区浓度设置可以更高)，最低设在46％左右，这样可以使机组在-30℃环境温度下也不会出现溶液结冰而导致机组无法运行情况发生。

乙二醇防冻液浓度为26.4％时，其冰点温度是-10℃，浓度为45.6％时，其冰点温度是-30℃，当浓度是52.1％时，其冰点温度为-40℃，可以根据溶液这些物理变化特性并根据不同地区环境温度情况设置一个合理经济的浓度范围可实现热泵机组正常运行，而不发生任何结冰胀管的事件。

本实施例中，热源塔组件1包括热源塔(未标号)及托水盘(未标号)，热源塔的底端与托水盘连通，第一管体2的第二端与热源塔的顶端连通，且伸入热源塔的内部，第一管体2的第二端上设有多个喷头；第二管体3的第二端与托水盘连通，溢流电控阀7的第一端与托水盘连通，溢流电控阀7的第二端与负压蒸发室88连通；溶液泵6连接托水盘与负压蒸发室8。

负压蒸发室8内可以加设有加热装置，加热装置用于促进负压蒸发室8内的防冻液中的水分蒸发成水蒸气。

自喷头喷淋而下的防冻液与逆行而上的空气进行充分换热，防冻溶液获取空气显热以及空气中水汽潜热实现了溶液吸热循环，并且防冻溶液吸收空气中水汽，使防冻液浓度变得越来越稀，相应的防冻液的溶液量也会增多。

可以通过水环真空泵9抽空负压蒸发室8内的空气，使其形成负压环境，促使从热源塔溢出来的防冻液溶液进入到负压蒸发室8内蒸发，溶液量增多的防冻液便通过热源塔(冷却塔)的托水盘溢流进入到负压蒸发室8内。

空气能热泵溶液的浓缩装置还包括第一电控阀10，溶液泵6通过第一电控阀10与负压蒸发室8连通。

空气能热泵溶液的浓缩装置还包括储液箱4，储液箱4的第一端与第一电控阀10以及溶液泵6均连通。以实现负压蒸发室8内的防冻液流入储液箱4进行存储。从而实现，最大程度的对热源塔组件1的防冻液的补充。

优选地，空气能热泵溶液的浓缩装置还包括第二电控阀5，储液箱4的第二端通过第二电控阀5与热源塔组件1的底端连通。

当进入夏季制冷时，第二电控阀5打开，防冻液便自动直接流入热源塔组件1内，整个功能切换可采用功能联动方式实现一键制切换。

在一实施例中，空气能热泵溶液的浓缩装置还包括箱体13及换热器，换热器设于负压蒸发室8内，水环真空泵9包括泵体、抽气管、入液管12及出液管，泵体与负压蒸发室8通过抽气管连通，入液管12及出液管均与泵体连通，换热器的第一端与入液管12连通，换热器的第二端与箱体13的第一端连通，箱体13的第二端与出液管连通；

水环真空泵9的操作原理如下：

将负压蒸发室8内防冻液蒸发而出水蒸气抽入泵体；

将水蒸气液化的水依次送入出液管、箱体13、换热器、入液管12后，抽回至泵体。

抽取负压蒸发室8中的水蒸气进入泵体中，并使得水蒸气液化成水，水蒸气的液化会放出热量，使得液化后的水具备较高的温度。

水由箱体13进入到负压蒸发室8内部的换热器里把自身热量释放给负压蒸发室8中稀释的防冻液；

随后后通过抽气管便再次回到泵体中，此时，水与负压蒸发室8蒸发出来的水汽在泵体中融合。

此过程中，水汽凝结成液态水并释放潜热给循环水，使循环水温度升高，而循环水在工作过程中又把水汽潜热重新反馈给了防冻液，从而实现了热能循环利用，且使稀释的防冻液温度升高便于更好地负压蒸发，又使水环真空泵9得到了冷却，此机巧设计为一举三得：

一得是水汽潜热重新得到了利用；

二得为水环真空泵9得到冷却；

三得为防冻液温度增高更有利于蒸发。

本实施例中，换热器可以为弹簧螺旋管换热器，也可以为一根水管。

空气能热泵溶液的浓缩装置还包括排液管14，排液管14与箱体13连通。增多的水可以通过箱体13上面的排液管14流出。

箱体13内设有加热器。为防止，在严寒冬季，箱体13内结冰，导致水环真空泵9无法启动。

优选地，箱体13的安装位置须低于负压蒸发室8的位置，使得负压蒸发室8内的换热器内部水将会回流到循环箱体13里面，从而避免负压蒸发室8内的换热器存留水出现结冰而胀坏换热器。

本实用新型提供的空气能热泵溶液的浓缩装置的工作原理如下：

热源塔与第一管体2的第二端连接，第一管体2的第二端设有喷头；第一管体2的第一端与主机的蒸发器连接；第二管体3的第二端与热源塔的下部的托水盘有连通，第二管体3上连接有循环泵可将防冻液抽回至主机蒸发器去；

托水盘的底部通过第二电控阀5与储液箱4连通；

托水盘通过溢流电控阀7直接与负压蒸发室8连通，托水盘通过溶液泵6及第一电控阀10与负压蒸发室8连通；

负压蒸发室8内置有换热器，换热器的第一端通过入液管12与泵体连通，换热器的第二端依次通过箱体13、出液管与泵体连通；

水环真空泵9通过抽气管与泵体连通。

从而形成三个循环回路情况。

一个回路是指，热源塔组件1通过循环泵、第一管体2以及第二管体3与主机的蒸发器所构成的防冻液循环回路；

第二个回路是指，热源塔组件1、负压蒸发室8、溶液泵6、溢流电控阀77、第二电控阀5所形成的防冻液的循环回路；

第三个回路是指，箱体13、换热器、水环真空泵9形成的水的循环回路。

本实用新型解决中央空调空气能热泵溶液冰点温度上移问题，可避免溶液结冰胀坏蒸发器铜管，使热泵机组维持在低温环境下正常运行，此方案浓缩溶液经济实惠，可有效把控防冻液浓度大小波动范围，而且水汽能可以失而复得。

具体的，本实用新型提供的热泵溶液的浓缩装置中，蒸发器中的防冻液自第一管体2进入热源塔组件1，与逆行而上的空气进行充分换热，防冻液获得空气显热同时也获得了空气中水汽潜热实现了溶液吸热循环，并且防冻液由于吸收了空气中的水汽，使自身浓度变稀，相应地防冻液的溶液量也会随之增多；增多后的防冻液会流入负压蒸发室8，随着负压蒸发室8中防冻液增多，当液位高度值上升至第一预设阈值时，关闭溢流电控阀7，并启动水环真空泵9，使负压蒸发室8处于负压状态，处于负压环境的防冻液会自动将防冻液中的水分蒸发成水蒸气；启动水环真空泵9将水蒸气抽离负压蒸发室8；当液位高度值下降至第二预设阈值时，关闭水环真空泵9；启动溶液泵6将负压蒸发室8中的防冻液抽入热源塔组件1。

蒸发器中的防冻液自第一管体2进入热源塔组件1，与逆行而上的空气进行充分换热，防冻液获得空气显热以及空气中水汽潜热的同时，也吸收了空气中的水汽，使得防冻液的浓度变稀以及防冻液的溶液量增多，可以理解，防冻液的溶液量越多，防冻液的浓度越低。

热源塔组件1中增多的防冻液会溢流进入负压蒸发室8中，通过预设第一预设阈值与第二预设阈值；当负压蒸发室8中防冻液的浓度下降至与第一预设阈值对应的浓度值时，液位控制器11关闭溢流控制阀，并启动水环真空泵9工作，使负压蒸发室8处于负压状态，处于负压环境下的防冻液会自动蒸发已经吸收的水汽，从而提升负压蒸发室8中防冻液的浓度；当防冻液的浓度上升至与第二预设阈值对应的浓度值时，液位控制器11关闭水环真空泵9，并启动溶液泵6，以将浓度提高后的防冻液送入热源塔组件1，从而提高自第二管体3流回蒸发器的防冻液的浓度，避免流回蒸气器的防冻液的冰点下移过大，以防止防冻液在蒸发器中结冰，胀损蒸发器的铜管。

本实用新型的提出具有如下重要的意义：

发展空气能热泵意义重大，因为空气无处不在无处不有，它不受地理条件限制，使用非常广域。根据现有采暖技术对比我们可以发现：天然气采暖比较污染环境，而且采暖费用高，中央空调需要投资两套系统，一套锅炉配合末端，还需要夏季制冷时的中央空调主机，天然气采暖一般会比热泵采暖费用高出一倍多，我们知道一立方天然气会产生10KW热量，若锅炉效率是95％的话，一立方可用来采暖的热量大概是9.5KW，而空气能复叠式热泵即便是-40℃环境温度情况下其能效比也会达到3倍以上，也就是说提供9.5KW采暖的热量只需要消耗3.17KW的电，每小时消耗一立方天然气和每小时消耗3.17度电谁费用多，谁节能只需简单计算便可知道。而地源热泵和水源热泵不仅是一次性投资大，还要担心水质是否含钙离子较多，否则水垢增厚导致机组无法正常运行，更重要的是地源热泵及水源热泵需要有条件的地理位置才可以安装使用。

对比风冷主机，风冷主机虽然都可以是一机两用(既可以制冷又可以采暖)，但风冷式主机能效比低于水冷冷水式主机，不管是COP还是EER其效率都会低20％以上，因为夏季制冷时风冷冷凝器温度高于水冷式冷凝器5℃以上，这样压缩比就会增大，当然能效比也就会降低；到了冬季风冷式的蒸发器又要比水冷式蒸发器温度差不多低5℃了，因此其压缩比也会比水冷式蒸发器低许多，当然其能效比也要低许多了。对比之下我们可以断定：采用管式翅片换热器作为冷凝器或蒸发器直接与空气换热其效果差于采用液态流体与空气进行直接换热，因为这不只是空气换热系数低于液态流体的一个因素，还有管式翅片内制冷剂与管式翅片外侧空气是错流换热。

而热源塔(或冷却塔)里面的液态流体与空气换热是逆流方式换热的；在夏季风冷对应的是干球温度，水冷对应的是湿球温度，湿球温度比环境温度要低一些，这也是一个优势所在。正因为水冷冷水机组具有一定节能优势，到了冬季时冷却塔变成热源塔，可以通过管路及阀门切换使冷却塔与蒸发器相连便成为热源塔，但此时蒸发器与热源塔回路系统不能采用水作为热量载体了，必须采用防冻液作为热量载体，这样可避免结冰胀坏铜管，我们就必须为此配备一套溶液浓缩装置以防止溶液冰点温度上移。

该溶液浓缩装置是专门为热源塔防冻液浓缩的技术组合，也是开拓式地把水环真空泵9应用到一个新领域，并且应用方式与技巧是加以改造了的，是把一套成熟的现有技术应用在尚未用过的领域且进行一定程度的创新的实用新型，多个配件机巧地组合，使之应用恰到好处。

首先是基于该实用新型专利流程上创新所显现出来对溶液浓缩程度及浓缩时间上的把控，防冻液吸热过程同时出现了溶液稀释，并把稀释而增多的溶液溢流到负压蒸发室8内，当溢流量积聚到某个液位高度时，液位控制器11把此信号传递到水环真空泵9启动离合器(启动开关)上，便启动溶液浓缩工作；当负压蒸发室8液位低于某个位置时，信号指令其水环真空泵9停止工作，这就是本实用新型专利核心内容所在，很好地把液位控制与水环真空泵9运行有机结合应用在热源塔防冻液浓缩领域里。

根据不同地域最低环境温度情况我们可以首先设置好最低溶液浓度和最高溶液浓度范围，通常在南方防冻液最高浓度可设在35％左右，最低可设在26％左右，这样可以保证溶液溢出量为总溶液量的5％以内机组也可以正常工作，也不用担心结冰情况发生。

但溢出量达到总溶液量1％时即开始溶液浓缩工作，浓缩装置也不用经常运行，也不会出现过度浓缩情况发生了。

该浓缩装置完全因应防冻液浓度变化程度而工作，并维持防冻液恰当浓度而不会出现结冰，其粘度也不会因其过大，而出现过多消耗循环泵的功率。这是一种非常经济的溶液浓缩技术。

若是在北方我们可以把溶液浓度最高设在55％左右(在极寒地区甚至浓度设置更高些)，最低设在46％左右，这样可以使机组在-30℃环境温度下也不会出现溶液结冰而导致机组无法运行情况发生。

我们知道乙二醇防冻液浓度为26.4％时其冰点温度是-10℃，浓度为45.6％时其冰点温度是-30℃，当浓度是52.1％时其冰点温度为-40℃，我们就根据溶液这些物理变化特性并根据不同地区环境温度情况设置一个合理经济的浓度范围可实现热泵机组正常运行，而不发生任何结冰胀管的事件。

本实用新型专利技术发现了水环真空泵9新的应用功能，并加以流程上的创新，我们知道水环真空泵9是一项非常成熟的现有技术，只是它尚未用于热源塔溶液浓缩领域里，也没有做出本实用新型专利如此流程结构和液位控制启动运行方式的改进。目前水环真空泵9应用于下面五大行列：1、煤矿行业：国家加强了对煤矿的安全要求，因而用水环式真空泵，特别是大型水环式真空泵抽除瓦斯气体已成为煤矿行业必须的安全要求。2、化工行业：由于这个行业的发展，推动和加快了较高水环式真空泵压缩机的开发和生产。3、化肥行业：化肥行业特别是磷肥的生产也是我国经济宏观调控中重点支持的产业，由于新上项目及老企业的技术改造均以上水平、上规模为主，因而大型、特大型水环式真空泵在此也得到了应用。4、造纸行业：大型水环式真空泵的50％是用在造纸行业，而且这种发展趋势有增无减。5、制药行业：真空浓缩脱水、干燥、蒸馏是制药企业的主要工艺过程，制药企业的技术改造也同样是上水平、上规模，这在一些大型制药企业更为明显。可见水环式真空泵已经广泛用于冶金、制药、化工、食品、造纸、煤炭、石油、建材、轻工等多种行列领域，并获得了良好的业界评价，大有替代现有冷凝喷射器的趋势和向其他领域应用扩展的趋势，因为水环真空泵9比各类水喷射真空泵效率要高，成本更低。有鉴如此把水环真空泵9应用于热源塔溶液的浓缩将会有许多优势，其优势如下：

一、浓缩溶液效率高，不需要额外注入热能便可以在较低温度情况下闪发，水从溶液里逸出，溶液得到很好的浓缩；

二、投入成本低；

三、运行稳定可靠；

四、占用空间小；

五、噪音小于水喷射式真空泵；

六、安装方便，适合热源塔防冻液浓缩，对接热源塔灵活，方便溶液浓度大小控制。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种空气能热泵溶液的浓缩装置，其特征在于，包括：

热源塔组件；

管体组件，所述管体组件包括第一管体及第二管体，所述第一管体的第一端与蒸发器连通，所述第一管体的第二端与所述热源塔组件的顶端连通，所述第二管体的第一端与所述蒸发器连通，所述第二管体的第二端与所述热源塔组件的底端连通，其中，所述蒸发器中的防冻液自所述第一管体进入所述热源塔组件，并经所述第二管体流回所述蒸发器；

负压蒸发室；

溢流电控阀，所述溢流电控阀的第一端与所述热源塔组件的底端连通，所述溢流电控阀的第二端与所述负压蒸发室连通，所述热源塔组件内溢流出的防冻液通过所述溢流电控阀进入所述负压蒸发室；

溶液泵，所述溶液泵连接所述热源塔组件与所述负压蒸发室；

水环真空泵，所述水环真空泵与所述负压蒸发室连通；

液位控制器，所述液位控制器用于实时获取自所述热源塔组件溢流进入所述负压蒸发室的防冻液的液位高度值；

当所述液位高度值上升至第一预设阈值时，所述液位控制器还用于关闭所述溢流电控阀，并控制所述水环真空泵抽取所述负压蒸发室内的空气，以使所述负压蒸发室内处于负压状态；

当所述液位高度值下降至第二预设阈值时，所述液位控制器还用于控制所述水环真空泵停止工作，并控制所述溶液泵将所述负压蒸发室内的防冻液送入所述热源塔组件。

2.如权利要求1所述的空气能热泵溶液的浓缩装置，其特征在于，当所述液位高度值下降至第三预设阈值时，所述液位控制器还用于控制所述溶液泵停止工作，并打开所述溢流控制阀。

3.如权利要求1所述的空气能热泵溶液的浓缩装置，其特征在于，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括第一电控阀，所述溶液泵通过所述第一电控阀与所述负压蒸发室连通。

4.如权利要求3所述的空气能热泵溶液的浓缩装置，其特征在于，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括储液箱，所述储液箱的第一端与所述第一电控阀以及所述溶液泵均连通。

5.如权利要求4所述的空气能热泵溶液的浓缩装置，其特征在于，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括第二电控阀，所述储液箱的第二端通过所述第二电控阀与所述热源塔组件的底端连通。

6.如权利要求1-5中任一项所述的空气能热泵溶液的浓缩装置，其特征在于，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括箱体及换热器，所述换热器设于所述负压蒸发室内，所述水环真空泵包括泵体、抽气管、入液管及出液管，所述泵体与所述负压蒸发室通过所述抽气管连通，所述入液管及所述出液管均与所述泵体连通，所述换热器的第一端与所述入液管连通，所述换热器的第二端与所述箱体的第一端连通，所述箱体的第二端与所述出液管连通。

7.如权利要求6所述的空气能热泵溶液的浓缩装置，其特征在于，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括排液管，所述排液管与所述箱体连通。

8.如权利要求6所述的空气能热泵溶液的浓缩装置，其特征在于，所述箱体内设有加热器。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的空气能热泵溶液的浓缩装置，其特征在于，所述空气能热泵溶液的浓缩装置还包括循环泵，所述循环泵设于所述第二管体。