一种基于闪蒸的溶液再生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于闪蒸的溶液再生装置，包括溶液回路，水蒸汽冷凝回路，低压维持回路。本实用新型专利技术装置充分利用了在低压下溶液节流闪蒸，产生水蒸汽，使得剩余溶液浓度升高，从而实现溶液再生，并可对溶液再生速率和溶液再生浓度进行灵活调节，同时通过压缩闪蒸产生的水蒸汽进行冷凝放出热量来加热低浓度的溶液，实现水蒸气冷凝热的有效利用，使得整个装置不需要溶液再生热源，实现了溶液再生能量的自平衡，从而在使得该装置结构紧凑，使用灵活方便的同时，具有更高的溶液再生效率和系统能效。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于闪蒸的溶液再生装置，包括溶液回路，水蒸汽冷凝回路，低压维持回路。本技术装置充分利用了在低压下溶液节流闪蒸，产生水蒸汽，使得剩余溶液浓度升高，从而实现溶液再生，并可对溶液再生速率和溶液再生浓度进行灵活调节，同时通过压缩闪蒸产生的水蒸汽进行冷凝放出热量来加热低浓度的溶液，实现水蒸气冷凝热的有效利用，使得整个装置不需要溶液再生热源，实现了溶液再生能量的自平衡，从而在使得该装置结构紧凑，使用灵活方便的同时，具有更高的溶液再生效率和系统能效。【专利说明】—种基于闪蒸的溶液再生装置
本技术属于制冷空调系统设计和制造领域，涉及一种实现再生能量自平衡的溶液再生装置。
技术介绍
在夏热冬冷地区，热源塔热泵可实现类似夏季水冷冷水机组的高效供冷，和冬季类似空气源热泵的供热，同时避免了现有的冷水机组+锅炉、空气源热泵和水/地源热泵等常规建筑冷热源方案的不足，是一种新型的建筑冷热源方案。热源塔热泵系统夏季制冷运行时，热源塔中的工作流体是水，此时热源塔热泵系统就相当于水冷冷水机组在运行，即该系统可实现水冷冷水机组的高效率。热源塔热泵冬季制热运行时，热源塔中的工作流体是溶液，其原理是利用溶液在热源塔中与空气进行换热，溶液吸收空气中的热量作为热泵的低位热源，在这过程中，由于常规空气中的水蒸汽分压力大于溶液表面的水蒸汽分压力，水分将从空气将进入溶液，使溶液浓度降低，冰点上升，为确保系统安全可靠的连续运行，需要对溶液进行再生，即提高溶液的浓度。溶液的再生过程是一个将溶液中水分从溶液中排出的过程，常规的溶液再生需要外界提供热量，通过消耗外界提供的热量实现溶液浓度的提高，或者是利用热源塔热泵系统自身的热量实现溶液浓度再生，这将导致溶液的再生受到外界条件的制约，或者将影响热源塔热泵系统的供热和系统效率，同时使得热源塔热泵系统变得复杂。因此，如何解决热源塔热泵系统的溶液再生易受外界条件制约和影响热源塔热泵系统效率、使系统变得复杂的问题，设计出一种新型高效的溶液再生装置成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
技术实现思路
技术问题:本技术的目的是提供一种溶液再生热量不需要外界或热源塔热泵系统提供，不受外界条件影响和制约，且不影响热源塔热泵系统效率，同时具有紧凑、灵活、高效等特征的基于节流闪蒸并实现再生能量自平衡的新型溶液再生装置。技术方案:本技术的基于闪蒸的溶液再生装置，包括溶液回路、水蒸汽冷凝回路和低压维持回路。溶液回路包括闪蒸室、第三电磁阀、第一溶液泵、第二换热器、第一换热器、启动加热器、节流阀、第二溶液泵、第二单向阀、第四电磁阀及其相关连接管道，闪蒸室同时还是水蒸汽冷凝回路和低压维持回路的组成部件，第一换热器同时还是水蒸汽冷凝回路的组成部件。溶液回路中，第三电磁阀的一端与装置的再生溶液进口端连接，另一端与第一溶液泵输入端连接，第一溶液泵输出端与第二换热器第一输入端连接，第二换热器第一输出端接第一换热器第二输入端，第一换热器第二输出端接启动加热器输入端，启动加热器输出端通过调节阀与闪蒸室第一输入端连接，闪蒸室第一输出端与第二溶液泵输入端连接，第二溶液泵输出端通过第二单向阀与第二换热器第二输入端连接，第二换热器第二输出端经过第四电磁阀与装置的再生溶液出口端连接；闪蒸室上设置有溶液密度传感器、溶液温度传感器和液位传感器，节流阀与启动加热器输出端之间的管路上设置有测量溶液压力的第四压力传感器。水蒸汽冷凝回路包括闪蒸室、除液器、压缩机、第一换热器、积液器、水泵、第一单向阀、第一电磁阀及其相关连接管道，积液器同时还是低压维持回路的组成部件。水蒸汽冷凝回路中，闪蒸室水蒸汽出口连接压缩机进口端，压缩机出口端与第一换热器第一输入端连接，第一换热器第一输出端连接积液器输入端，积液器第一输出端连接水泵输入端，水泵输出端依次通过第一单向阀和第一电磁阀与凝结水出口端连接，除液器设置于闪蒸室内部上方靠近闪蒸室水蒸汽出口的地方。低压维持回路包括闪蒸室、第一调压阀、第二调压阀、稳压罐、第二电磁阀、真空泵、积液器及其相关连接管道。低压维持回路中，稳压罐第一输入端通过第一调压阀与闪蒸室调压端连接，稳压罐第二输入端通过第二调压阀与积液器第二输出端连接，稳压罐输出端通过第二电磁阀与真空泵输入端连接，真空泵的输出端接大气环境，闪蒸室上设置有用以测量其中压力的第一压力传感器，积液器上设置有用以测量其中压力的第二压力传感器，稳压罐上设置有用以测量其中压力的第三压力传感器。本技术装置的溶液回路中，通过节流阀的节流使溶液中的水闪蒸，实现剩余溶液的浓度提高，从而实现溶液再生。本技术装置中，压缩机排出的水蒸汽在第一换热器中冷凝，放出的热量用于加热第一换热器中的溶液，溶液温度升高后在节流阀中被节流闪蒸时，通过自身温度的降低，使得部分水闪蒸汽化。本技术装置中，第一溶液泵为变频泵，通过第四压力传感器测量节流阀与启动加热器输出端之间管路上的溶液压力，调节第一溶液泵频率，实现节流阀前溶液压力的控制。本技术装置中，第二溶液泵为变频泵，利用液位传感器测量闪蒸室中溶液液位，调节第二溶液泵频率，实现闪蒸室中溶液液位的控制。本技术装置中，通过控制压缩机转速和节流阀开度，实现溶液再生速度调节；通过控制闪蒸室内的工作压力、第一换热器中的工作压力和节流阀前的溶液温度，实现装置流出的再生溶液浓度调节。本技术装置的一个优选方案中，压缩机为容量可调的压缩机。热源塔热泵在冬季制热运行时，当由空气进入溶液的水分较多，导致溶液浓度降低需要再生时，则运行该溶液再生装置。该装置正常运行时，热源塔热泵系统中需要进行再生的溶液，从再生溶液进口端进入装置后，依次通过第三电磁阀、第一溶液泵后从第二换热器第一输入端进入第二换热器，在第二换热器中，与从闪蒸室中出来的温度较高的溶液进行换热，溶液温度升高后，从第二换热器第一输出端流出进入第一换热器，溶液在第一换热器中与水蒸汽换热，溶液温度升高后从第一换热器第二输出端流出进入启动加热器，此时启动加热器不工作(正常运行时启动加热器不需要工作)，溶液从启动加热器流出后进入节流阀(此时闪蒸室中的压力低于节流阀前的溶液压力及其溶液温度所对应的饱和压力)，溶液在节流阀中被节流降压，溶液中的水发生闪蒸，以气液两相进入闪蒸室，此时因溶液中水部分被闪蒸成气体，剩余溶液的浓度将增大，较高浓度的溶液在重力作用下落入闪蒸室下部，溶液再从闪蒸室第一输出端流出，被第二溶液泵吸入、加压后经过第二单向阀进入第二换热器，在其中与从装置的再生溶液进口端进来的低浓度溶液换热后，温度降低，溶液从第二换热器第二输出端流出后，经过第四电磁阀从再生溶液出口端流出溶液再生装置，溶液浓度升高后重新回到热源塔热泵系统中。水蒸汽冷凝回路中，闪蒸室中溶液节流闪蒸所产生的水蒸汽在闪蒸室内经过除液器被除去其中液滴后，从闪蒸室水蒸汽出口流出，水蒸汽被压缩机吸入、压缩后，水蒸汽的压力和温度升高，从压缩机出来的水蒸汽进入第一换热器中与溶液进行换热，水蒸汽凝结放出热量(因水蒸汽经压缩机压缩后温度、压力升高，使得此时水蒸汽的压力所对应的饱和温度比第一换热器中溶液的温度更高，从而水蒸汽在其中将被冷凝，放出热量)凝结成液态水，流出第一换热器进入积液器，当积液器中水位达到一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于闪蒸的溶液再生装置，其特征在于，该装置包括溶液回路，水蒸汽冷凝回路和低压维持回路；所述溶液回路包括闪蒸室（1）、第三电磁阀（15）、第一溶液泵（16）、第二换热器（17）、第一换热器（3）、启动加热器（8）、节流阀（9）、第二溶液泵（18）、第二单向阀（19）、第四电磁阀（20）及其相关连接管道，所述闪蒸室（1）同时还是水蒸汽冷凝回路和低压维持回路的组成部件，所述第一换热器（3）同时还是水蒸汽冷凝回路的组成部件；溶液回路中，所述第三电磁阀（15）的一端与装置的再生溶液进口端连接，另一端与第一溶液泵（16）输入端连接，第一溶液泵（16）输出端与第二换热器第一输入端（17a）连接，第二换热器第一输出端（17b）接第一换热器第二输入端（3c），第一换热器第二输出端（3d）接启动加热器（8）输入端，启动加热器（8）输出端通过调节阀（9）与闪蒸室第一输入端（1a）连接，闪蒸室第一输出端（1b）与第二溶液泵（18）输入端连接，第二溶液泵（18）输出端通过第二单向阀（19）与第二换热器第二输入端（17c）连接，第二换热器第二输出端（17d）经过第四电磁阀（20）与装置的再生溶液出口端连接；闪蒸室（1）上设置有溶液密度传感器（23）、溶液温度传感器（22）和液位传感器（24），节流阀（9）与启动加热器（8）输出端之间的管路上设置有测量溶液压力的第四压力传感器（28）；所述水蒸汽冷凝回路包括闪蒸室（1）、除液器（21）、压缩机（2）、第一换热器（3）、积液器（4）、水泵（5）、第一单向阀（6）、第一电磁阀（7）及其相关连接管道，所述积液器（4）同时还是低压维持回路的组成部件；水蒸汽冷凝回路中，闪蒸室水蒸汽出口（1c）连接压缩机（2）进口端，压缩机（2）出口端与第一换热器第一输入端（3a）连接，第一换热器第一输出端（3b）连接积液器输入端（4a），积液器第一输出端（4b）连接水泵（5）输入端，水泵（5）输出端依次通过第一单向阀（6）和第一电磁阀（7）与凝结水出口端连接，所述除液器（21）设置于闪蒸室（1）内部上方靠近闪蒸室水蒸汽出口（1c）的地方； 所述低压维持回路包括闪蒸室（1）、第一调压阀（10）、第二调压阀（11）、稳压罐（12）、第二电磁阀（13）、真空泵（14）、积液器（4）及其相关连接管道，所述低压维持回路中，稳压罐第一输入端（12a）通过第一调压阀（10）与闪蒸室调压端（1d）连接，稳压罐第二输入端（12b）通过第二调压阀（11）与积液器第二输出端（4c）连接，稳压罐输出端（12c）通过第二电磁阀（13）与真空泵（14）输入端连接，真空泵（14）的输出端接大气环境，闪蒸室（1）上设置有用以测量其中压力的第一压力传感器（25），积液器（4）上设置有用以测量其中压力的第二压力传感器（26），稳压罐（12）上设置有用以测量其中压力的第三压力传感器（27）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁彩华，蒋冬梅，杨明涛，张小松，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32