蓄冰式热源塔热泵系统装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种蓄冰式热源塔热泵系统装置：包括热源塔、热泵机组、冰晶阻断器、促晶器、蓄冰池、溶液池、冰晶过滤器、预热器、融冰泵、循环泵、融冰换热器、热水进水阀、冷却水进水阀、溶液进水阀、蓄冰池进液阀、冷水出水阀、冷水进水阀、冷水旁通阀、制冰进水阀、融冰阀、循环泵调节阀、冷却水出水阀和热水出水阀、热源塔循环泵、溶液池进液阀和防冻液进水阀；本发明专利技术还提供了四种蓄冰式热源塔热泵系统使用方法：一般制冷模式、冰蓄冷模式(制冰、融冰联合运行)、冰蓄冷模式(单融冰模式)和冬季制热模式。本发明专利技术利用过冷法冷冻再生防冻溶液，系统功能丰富，型式简单。

Ice heat source tower heat pump system and method

The invention provides an ice storage heat source tower heat pump system device, which comprises a heat source tower, a heat pump unit, an ice crystal blocker, a crystal accelerator, an ice storage tank, a solution tank, an ice crystal filter, a preheater, an ice melting pump, a circulating pump, an ice melting heat exchanger, a hot water inlet valve, a cooling water inlet valve, a solution inlet valve, an ice storage tank inlet valve, and a water inlet valve. Cold water outlet valve, cold water inlet valve, cold water bypass valve, ice making inlet valve, ice melting valve, circulating pump regulating valve, cooling water outlet valve and hot water outlet valve, heat source tower circulating pump, solution pool inlet valve and antifreeze inlet valve; the invention also provides four ice storage type heat source tower heat pump system using methods: general refrigeration mode; Ice storage mode (combined operation of ice making and melting), ice storage mode (single melting mode) and winter heating mode. The invention uses cryosurgery to freeze antifreeze solution, and the system has rich functions and simple form.

【技术实现步骤摘要】
蓄冰式热源塔热泵系统装置及方法
本专利技术涉及空调制冷
，具体为一种蓄冰式热源塔热泵系统装置及方法。
技术介绍
热源塔热泵相比于空气源热泵在冬季工况下可以解决结霜问题，且能够在不停机的情况下连续运行，其制热效率相较空气源热泵略高，在夏季工况下，热源塔转换为冷却塔模式运行后，整个热泵系统变为一个水冷机组，其制冷效率更是大大高于空气源热泵，具有很大的节能优势。热源塔热泵目前所存在的主要问题是防冻液再生，防冻液再生技术也是热源塔热泵系统的核心技术之一。防冻液再生的技术路线总体上可以分为三类：膜再生，热蒸发再生和冷冻再生。其中冷冻再生技术是将溶液中的水分冷冻为冰排出，由于冰的溶解热是水蒸发潜热的1/7～1/8，因此冷冻再生相比热蒸发再生更为节能，已经在食品工业中得到广泛应用。申请号为201510030075.1的专利申请提出一种基于冻结再生的热泵系统，即将防冻溶液喷淋到换热面上后冷却到冰点，将水从溶液中冷冻析出，再通过分离装置将冰从冰水混合物中分离出来，得到再生后的浓溶液，该法需要在热泵机组外再附加一套单独的制冷设备，成本较高，而且没有解决换热面上冰层附着的脱冰问题。申请号为201610603582.1的专利申请提出了一种冷冻再生的空气源热泵系统，该系统不需要附加额外的制冷系统，系统较简单，但其再生原理为渐进式冷冻再生，再生换热器面积巨大，而且冷冻再生换热器要经常在结冰与脱冰模式之间转换，另外没有考虑冰层的溶质夹带问题，在实际运行中容易产生严重的溶质损失。申请号为201610703659.2的专利申请提出一种基于真空蒸发的冷冻再生热源塔系统，该系统需要一个单独的真空冷冻浓缩系统来完成防冻溶液再生，系统冰晶生成率高，但容易产生二次蒸汽带液问题和真空保持问题，另外系统也比较复杂。可见，现有的冷冻再生热源塔热泵都存在各自的缺点，有必要对这些缺点进行改进，对优点进行综合，以提高热源塔热泵系统的技术经济性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高效的蓄冰式热源塔热泵系统装置及方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种蓄冰式热源塔热泵系统装置：包括热源塔、热泵机组、冰晶阻断器、促晶器、蓄冰池、溶液池、冰晶过滤器、预热器、融冰泵、循环泵、融冰换热器、热水进水阀、冷却水进水阀、溶液进水阀、蓄冰池进液阀、冷水出水阀、冷水进水阀、冷水旁通阀、制冰进水阀、融冰阀、循环泵调节阀、冷却水出水阀和热水出水阀、热源塔循环泵、溶液池进液阀和防冻液进水阀；所述热泵机组中设置有蒸发通道和冷凝通道；所述热泵机组上设置有与蒸发通道连通的热泵蒸发器进液口和热泵蒸发器出液口；所述热泵机组上设置有与冷凝通道连通的热泵冷凝器进液口和热泵冷凝器出液口；所述蓄冰池上设置有蓄冰池冰浆进口、蓄冰池回水进口和蓄冰池出水口；所述溶液池上设置有溶液池进液口和溶液池出液口；所述热源塔的热源塔出液口连接热源塔循环泵后分为两路，一路连接溶液进水阀后与热泵蒸发器进液口连接，另一路连接冷却水进水阀后与热泵冷凝器进液口连接；所述热泵蒸发器出液口分为两路，一路依次连接冰晶阻断器和促晶器，另一路连接冷水出水阀后与冷水出水口连接；所述促晶器的出口分为两路，一路通过溶液池进液阀后与溶液池的溶液池进液口连接，另一路通过蓄冰池进液阀后与蓄冰池的蓄冰池冰浆进口连接；所述蓄冰池的蓄冰池出水口与溶液池的溶液池出液口连接后分为两路，一路依次与循环泵调节阀、循环泵和冰晶过滤器连接，另一路依次与融冰阀、融冰泵和融冰换热器的吸热通道连接后与蓄冰池回水进口连接；所述冰晶过滤器的出口分为两路，一路连接防冻液进水阀后与热源塔进液口连接，另一路依次连接制冰进水阀和预热器后与热泵蒸发器进液口连接；热水进水口连接热水进水阀后与热泵冷凝器进液口连接，热泵冷凝器出液口分为两路，一路连接热水出水阀后与热水出水口连接，另一路连接冷却水出水阀后与热源塔进液口连接；冷水进水口分为两路，一路连接冷水进水阀与热泵蒸发器进液口连接，另一路依次连接冷水旁通阀和融冰换热器的放热通道后与冷水出水阀出口连接。作为对本专利技术蓄冰式热源塔热泵系统装置的改进：蓄冰式热源塔热泵系统装置还包括冰晶分离器；所述溶液池设置有溶液池冰晶出口和溶液池浓溶液进液口；所述冰晶分离器上设有冰晶分离器出液口、冰晶分离器出冰口和冰晶分离器进口；所述溶液池的溶液池冰晶出口与冰晶分离器进口连接，冰晶分离器出液口连接溶液池浓溶液进液口。作为对本专利技术蓄冰式热源塔热泵系统装置的进一步改进：蓄冰式热源塔热泵系统装置还包括冰晶输送器；所述溶液池的溶液池冰晶出口连接冰晶输送器后与冰晶分离器进口连接。本专利技术还提供一种蓄冰式热源塔热泵系统使用方法，包括以下步骤：热源塔中的冷却水从热源塔出液口流出后，通过热源塔循环泵加压，从冷却水进水阀从热泵冷凝器进液口进入热泵机组中的冷凝管道，吸收热泵机组内的冷凝器中的冷凝热后，温度变高；然后从热泵冷凝器出液口流出，经过冷却水出水阀后进入热源塔进液口，冷却水在热源塔中与室外空气进行热质交换后，温度重新降低，又从热源塔出液口流出；外部冷水回水从冷水进水口进入后，通过冷水进水阀从热泵蒸发器进液口进入热泵机组中的蒸发管道，向热泵机组内的蒸发器释放显热后，温度降低，成为外部冷水供水，再从热泵蒸发器出液口流出，经过冷水出水阀从冷水出水口流出。本专利技术还提供另一种蓄冰式热源塔热泵系统使用方法，包括以下步骤：热源塔中的冷却水从热源塔出液口流出后，通过热源塔循环泵加压，从冷却水进水阀从热泵冷凝器进液口进入热泵机组中的冷凝管道，吸收热泵机组内的冷凝器中的冷凝热后，温度变高；然后从热泵冷凝器出液口流出，经过冷却水出水阀后进入热源塔进液口，冷却水在热源塔中与室外空气进行热质交换后，温度重新降低，又从热源塔出液口流出；外部冷水回水从冷水进水口进入后，通过冷水旁通阀进入融冰换热器的放热通道，向融冰换热器吸热通道内的冰浆水放热后，温度降低，成为外部冷水供水，通过冷水出水口流出；蓄冰池内的冰浆水从蓄冰池出水口流出后分为两路，一路依次通过融冰阀和融冰泵后进入融冰换热器的吸热通道，吸收融冰换热器的放热通道内的外部冷水回水释放的显热后，冰浆水中的冰浆融化释放融化热，冰浆水温度增加，然后通过蓄冰池回水进口进入蓄冰池，在蓄冰池向冰浆水释放热量后，温度重新降低；从蓄冰池出水口流出的另外一路冰浆水依次经过循环泵调节阀和循环泵后进入冰晶过滤器，在冰晶过滤器中过滤部分冰晶后成为冰水，冰水通过制冰进水阀后进入预热器，预热器将冰水加热到冰点以上以融化冰水中剩余部分的冰晶；之后冰水进入热泵蒸发器进液口，向热泵机组内的蒸发器释放显热后，温度降低成为过冷水，过冷水从热泵蒸发器出液口流出，经过冰晶阻断器后流入促晶器，在促晶器中解除过冷后，部分冷水变成冰晶，温度回升到冰点，过冷水成为冰浆水，冰浆水通过蓄冰池进液阀和蓄冰池冰浆进口后进入蓄冰池内蓄积。本专利技术还提供另一种蓄冰式热源塔热泵系统使用方法，包括以下步骤：外部冷水回水从冷水进水口进入后，通过冷水旁通阀进入融冰换热器的放热通道，向融冰换热器吸热通道内的冰浆水放热后，温度降低，成为外部冷水供水，通过冷水出水口流出；蓄冰池内的冰浆水从蓄冰池出水口流出后分为两路，一路依次通过融冰阀和融冰泵后进入融冰换热器的吸热通道，吸收融冰换热器的放热通道内的外部冷水回水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蓄冰式热源塔热泵系统装置，其特征在于：包括热源塔(1)、热泵机组(2)、冰晶阻断器(3)、促晶器(4)、蓄冰池(5)、溶液池(6)、冰晶过滤器(24)、预热器(25)、融冰泵(9)、循环泵(10)、融冰换热器(11)、热水进水阀(12)、冷却水进水阀(13)、溶液进水阀(14)、蓄冰池进液阀(15)、冷水出水阀(16)、冷水进水阀(17)、冷水旁通阀(18)、制冰进水阀(19)、融冰阀(20)、循环泵调节阀(21)、冷却水出水阀(22)和热水出水阀(23)、热源塔循环泵(26)、溶液池进液阀(27)和防冻液进水阀(28)；所述热泵机组(2)中设置有蒸发通道和冷凝通道；所述热泵机组(2)上设置有与蒸发通道连通的热泵蒸发器进液口(211)和热泵蒸发器出液口(212)；所述热泵机组(2)上设置有与冷凝通道连通的热泵冷凝器进液口(213)和热泵冷凝器出液口(214)；所述蓄冰池(5)上设置有蓄冰池冰浆进口(51)、蓄冰池回水进口(52)和蓄冰池出水口(53)；所述溶液池(6)上设置有溶液池进液口(61)和溶液池出液口(62)；所述热源塔(1)的热源塔出液口(112)连接热源塔循环泵(26)后分为两路，一路连接溶液进水阀(14)后与热泵蒸发器进液口(211)连接，另一路连接冷却水进水阀(13)后与热泵冷凝器进液口(213)连接；所述热泵蒸发器出液口(212)分为两路，一路依次连接冰晶阻断器(3)和促晶器(4)，另一路连接冷水出水阀(16)后与冷水出水口(161)连接；所述促晶器(4)的出口分为两路，一路通过溶液池进液阀(27)后与溶液池(6)的溶液池进液口(61)连接，另一路通过蓄冰池进液阀(15)后与蓄冰池(5)的蓄冰池冰浆进口(51)连接；所述蓄冰池(5)的蓄冰池出水口(53)与溶液池(6)的溶液池出液口(62)连接后分为两路，一路依次与循环泵调节阀(21)、循环泵(10)和冰晶过滤器(24)连接，另一路依次与融冰阀(20)、融冰泵(9)和融冰换热器(11)的吸热通道连接后与蓄冰池回水进口(52)连接；所述冰晶过滤器(24)的出口分为两路，一路连接防冻液进水阀(28)后与热源塔进液口(111)连接，另一路依次连接制冰进水阀(19)和预热器(25)后与热泵蒸发器进液口(211)连接；热水进水口(121)连接热水进水阀(12)后与热泵冷凝器进液口(213)连接，热泵冷凝器出液口(214)分为两路，一路连接热水出水阀(23)后与热水出水口(231)连接，另一路连接冷却水出水阀(22)后与热源塔进液口(111)连接；冷水进水口(171)分为两路，一路连接冷水进水阀(17)与热泵蒸发器进液口(211)连接，另一路依次连接冷水旁通阀(18)和融冰换热器(11)的放热通道后与冷水出水阀出口(161)连接。...

【技术特征摘要】
1.蓄冰式热源塔热泵系统装置，其特征在于：包括热源塔(1)、热泵机组(2)、冰晶阻断器(3)、促晶器(4)、蓄冰池(5)、溶液池(6)、冰晶过滤器(24)、预热器(25)、融冰泵(9)、循环泵(10)、融冰换热器(11)、热水进水阀(12)、冷却水进水阀(13)、溶液进水阀(14)、蓄冰池进液阀(15)、冷水出水阀(16)、冷水进水阀(17)、冷水旁通阀(18)、制冰进水阀(19)、融冰阀(20)、循环泵调节阀(21)、冷却水出水阀(22)和热水出水阀(23)、热源塔循环泵(26)、溶液池进液阀(27)和防冻液进水阀(28)；所述热泵机组(2)中设置有蒸发通道和冷凝通道；所述热泵机组(2)上设置有与蒸发通道连通的热泵蒸发器进液口(211)和热泵蒸发器出液口(212)；所述热泵机组(2)上设置有与冷凝通道连通的热泵冷凝器进液口(213)和热泵冷凝器出液口(214)；所述蓄冰池(5)上设置有蓄冰池冰浆进口(51)、蓄冰池回水进口(52)和蓄冰池出水口(53)；所述溶液池(6)上设置有溶液池进液口(61)和溶液池出液口(62)；所述热源塔(1)的热源塔出液口(112)连接热源塔循环泵(26)后分为两路，一路连接溶液进水阀(14)后与热泵蒸发器进液口(211)连接，另一路连接冷却水进水阀(13)后与热泵冷凝器进液口(213)连接；所述热泵蒸发器出液口(212)分为两路，一路依次连接冰晶阻断器(3)和促晶器(4)，另一路连接冷水出水阀(16)后与冷水出水口(161)连接；所述促晶器(4)的出口分为两路，一路通过溶液池进液阀(27)后与溶液池(6)的溶液池进液口(61)连接，另一路通过蓄冰池进液阀(15)后与蓄冰池(5)的蓄冰池冰浆进口(51)连接；所述蓄冰池(5)的蓄冰池出水口(53)与溶液池(6)的溶液池出液口(62)连接后分为两路，一路依次与循环泵调节阀(21)、循环泵(10)和冰晶过滤器(24)连接，另一路依次与融冰阀(20)、融冰泵(9)和融冰换热器(11)的吸热通道连接后与蓄冰池回水进口(52)连接；所述冰晶过滤器(24)的出口分为两路，一路连接防冻液进水阀(28)后与热源塔进液口(111)连接，另一路依次连接制冰进水阀(19)和预热器(25)后与热泵蒸发器进液口(211)连接；热水进水口(121)连接热水进水阀(12)后与热泵冷凝器进液口(213)连接，热泵冷凝器出液口(214)分为两路，一路连接热水出水阀(23)后与热水出水口(231)连接，另一路连接冷却水出水阀(22)后与热源塔进液口(111)连接；冷水进水口(171)分为两路，一路连接冷水进水阀(17)与热泵蒸发器进液口(211)连接，另一路依次连接冷水旁通阀(18)和融冰换热器(11)的放热通道后与冷水出水阀出口(161)连接。2.根据权利要求1所述的蓄冰式热源塔热泵系统装置，其特征在于：蓄冰式热源塔热泵系统装置还包括冰晶分离器(8)；所述溶液池(6)设置有溶液池冰晶出口(63)和溶液池浓溶液进液口(64)；所述冰晶分离器(8)上设有冰晶分离器出液口(81)、冰晶分离器出冰口(82)和冰晶分离器进口(83)；所述溶液池(6)的溶液池冰晶出口(63)与冰晶分离器进口(83)连接，冰晶分离器出液口(81)连接溶液池浓溶液进液口(64)。3.根据权利要求2所述的蓄冰式热源塔热泵系统装置，其特征在于：蓄冰式热源塔热泵系统装置还包括冰晶输送器(7)；所述溶液池(6)的溶液池冰晶出口(63)连接冰晶输送器(7)后与冰晶分离器进口(83)连接。4.利用权利要求1-3任一所述蓄冰式热源塔热泵系统装置的蓄冰式热源塔热泵系统使用方法，包括以下步骤：热源塔(1)中的冷却水从热源塔出液口(112)流出后，通过热源塔循环泵(26)加压，从冷却水进水阀(13)从热泵冷凝器进液口(213)进入热泵机组(2)中的冷凝管道，吸收热泵机组(2)内的冷凝器中的冷凝热后，温度变高；然后从热泵冷凝器出液口(214)流出，经过冷却水出水阀(22)后进入热源塔进液口(111)，冷却水在热源塔(1)中与室外空气进行热质交换后，温度重新降低，又从热源塔出液口(112)流出；外部冷水回水从冷水进水口(171)进入后，通过冷水进水阀(17)从热泵蒸发器进液口(211)进入热泵机组(2)中的蒸发管道，向热泵机组(2)内的蒸发器释放显热后，温度降低，成为外部冷水供水，再从热泵蒸发器出液口(212)流出，经过冷水出水阀(16)从冷水出水口(161)流出。5.利用权利要求1-3任一所述蓄冰式热源塔热泵系统装置的蓄冰式热源塔热泵系统使用方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王厉，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33