太阳能补热蒸发结冰多级水轮机除冰冰源热泵制造技术

太阳能补热蒸发结冰多级水轮机除冰冰源热泵：集成满液式蒸发结冰、多级水轮机除冰、太阳能高效集热低温融冰等技术，实现冬季采暖、夏季冰蓄冷、春秋季海水淡化。其中由盐水循环中的水流动能驱动满液式蒸发器水平蒸发结冰圆管内的多级水轮机切向冰刀自旋，既可大量、高效、直接提取盐水结冰潜热，又可在线除冰，低成本、连续性制取盐水流态冰；再由淡水循环实现太阳能与地热能补热融冰，平衡盐水结冰潜热，为冰源热泵提供间接热源。

【技术实现步骤摘要】
太阳能补热蒸发结冰多级水轮机除冰冰源热泵
本专利技术涉及一种太阳能补热蒸发结冰多级水轮机除冰冰源热泵，可分季节实现冬季采暖、夏季冰蓄冷、春秋季海水淡化等3种功能。
技术介绍
水源热泵取热效果十分理想，但水资源的利用受到水环境保护的严格限制；而地源热泵由于通过地埋管间接取热，增大了热泵循环温差，因此节能效果并不理想，而且地埋管投资高昂。然而，水的凝固潜热则为335kJ/kg，因此每公斤淡水结冰时所释放的凝固潜热与每公斤淡水温降80℃所释放的显热量相当，因此一般从5℃温降的水源中提取显热的水源热泵对于水源流量的需求，就要比冰源热泵增大16倍，从而使得冰源热泵的用水量成数量级大幅降低，对于水资源的依赖程度也大幅降低，从而有效打破水资源对热泵热源的局限性，具有极高商用价值。1、低温乙二醇溶液间接取热结冰：现有冰源热泵本质上只是电机驱动除冰的片冰机与乙二醇制冷机组的简单耦合，一方面由乙二醇制冷机组的蒸发器提供低温乙二醇溶液循环，用以在片冰机的圆环形间壁式流道中流通，以提取其内环壁面分布淡水的结冰潜热。2、电机通过减速器驱动螺旋冰刀除冰：由电动机通过减速器带动螺旋式冰刀在线、垂直、旋转、刮除内环壁面的冰层，而刮除下来的大小均匀冰片又被水流及时冲走，以实现乙二醇溶液连续提取结冰潜热；另一方面则由乙二醇制冷机组的冷凝器驱动供热循环。3、现有冰源热泵低效、昂贵：现有方案的技术缺陷在于片冰机的处理量过小，而且需由乙二醇溶液循环作为中间介质来提取结冰潜热，从而增大了热泵循环温差；因此利用其实现大规模热泵供热，以及冷冻法海水淡化时，一方面投资成本过大，另一方面运行成本过大，从而限制了冰源热泵与冷冻法海水淡化的技术普及。4、冷冻法海水淡化的优点：(1)由于水的化学活跃度拐点为60℃，因此采用0℃结冰、分离、浓缩的冷冻法，就可有效处理高腐蚀性溶液或热敏性物料；(2)工艺在开放装置中实施，从而避免抽真空等一系列复杂工艺的控制过程；(3)由于水的结冰潜热只达其汽化潜热的1/7，使得冷冻法中乙二醇制冷机组的投资，相比蒸馏法中热泵机组的投资降低一半以上。
技术实现思路
本专利技术目的：集成满液式蒸发结冰、多级水轮机除冰、太阳能高效集热低温融冰等技术，实现冬季采暖、夏季冰蓄冷、春秋季海水淡化。其中由盐水循环中的水流动能驱动满液式蒸发器水平蒸发结冰圆管内的多级水轮机切向冰刀自旋，既可大量、高效、直接提取盐水结冰潜热，又可在线除冰，低成本、连续性制取盐水流态冰；再由淡水循环实现太阳能与地热能补热融冰，平衡盐水结冰潜热，为冰源热泵提供间接热源。按照附图1、附图2、附图3、附图4所示的太阳能补热蒸发结冰多级水轮机除冰冰源热泵，其由1-压缩机；2-油分离器；2-1-油冷却器；2-2-油过滤器；2-3-流量开关；2-4-电磁阀；2-5-手动阀；3-冷凝器；4-干燥过滤器；5-膨胀阀；6-满液式蒸发结冰多级水轮机自旋除冰器；6-1-旋转轴；6-2-轴承；6-3-管端支架；6-4-水轮叶片；6-5-圆环刀架；6-6-切向冰刀；6-7-水平蒸发结冰圆管；6-8-冰水重力分离桶；6-9-盐水液位计；6-10-淡水流量调节阀；6-11-重力输冰管道；6-12-循环盐水出口；6-13-保温层；6-14-电源；6-15-高频微波发射板；6-16-盐水过滤器；6-17-盐水循环泵；6-18-盐水止回阀；7-透光罩；8-太阳能高效集热低温融冰恒温池；8-1-融冰盘管；8-2-热管；8-3-循环淡水出口；8-4-淡水液位计；8-5-补充淡水调节阀；8-6-淡水过滤器；8-7-淡水循环泵；8-8-淡水止回阀；9-过滤器；10-循环泵；11-止回阀；12-浓盐水排放口；12-1-浓盐水排放阀；13-闭式循环冷却塔；13-1-闭式循环换热器；13-2-冷却风机；13-3-喷嘴；13-4-集水盘；13-5-冷却水循环泵；13-6-切换阀；14-采暖末端；15-浓盐水；16-空调末端；17-盐水；17-1-盐水流量调节阀；18-淡水；18-1-供淡水阀组成，其特征在于：压缩机1出口通过管道连接油分离器2、冷凝器3、干燥过滤器4、膨胀阀5、满液式蒸发结冰多级水轮机自旋除冰器6、压缩机1进口，组成热泵循环回路；油分离器2的底部出油口通过管道连接油冷却器2-1、油过滤器2-2、流量开关2-3、电磁阀2-4、手动阀2-5，组成油冷却回路；冰水重力分离桶6-8底部的循环盐水出口6-12通过管道连接盐水过滤器6-16、盐水循环泵6-17、盐水止回阀6-18、浓盐水排放口12、满液式蒸发结冰多级水轮机自旋除冰器6进口、轴承6-2、管端支架6-3、旋转轴6-1、水轮叶片6-4、圆环刀架6-5、切向冰刀6-6、水平蒸发结冰圆管6-7、冰水重力分离桶6-8中部的盐水流态冰出口、冰水重力分离桶6-8，组成盐水放热结冰循环回路；冰水重力分离桶6-8底部的循环盐水出口6-12通过管道连接盐水过滤器6-16、盐水循环泵6-17、盐水止回阀6-18、浓盐水排放口12、浓盐水排放阀12-1，组成春秋季浓盐水排放回路；冰水重力分离桶6-8顶部累积的冰片通过淡水补热循环所维持的水位浮力、冰水重力分离桶6-8顶部朝向重力输冰管道6-11的倾斜板推力、重力输冰管道6-11，而被无动力输送至太阳能高效集热低温融冰恒温池8的一侧进冰口，组成冰片的浮力、推力、重力输送回路；太阳能高效集热低温融冰恒温池8底部的循环淡水出口8-3，通过管道连接淡水过滤器8-6、淡水循环泵8-7、淡水止回阀8-8、切换阀13-6、淡水流量调节阀6-10、冰水重力分离桶6-8顶部的补水管，组成冬季淡水补热循环回路；太阳能高效集热低温融冰恒温池8底部的循环淡水出口8-3，通过管道连接淡水过滤器8-6、淡水循环泵8-7、淡水止回阀8-8、切换阀13-6、空调末端16、淡水流量调节阀6-10、冰水重力分离桶6-8顶部的补水管，组成夏季冰蓄冷充/放冷循环回路；太阳能高效集热低温融冰恒温池8底部的循环淡水出口8-3，通过管道连接淡水过滤器8-6、淡水循环泵8-7、淡水止回阀8-8、切换阀13-6、供淡水阀18-1、淡水18用户，组成春秋季供淡水循环回路；太阳能高效集热低温融冰恒温池8的上部架设水平或者朝向太阳冬季高度角倾斜的透光罩7，及其之间的密封围板，组成冬季太阳补热融冰回路；多根均匀、垂直布置的热管8-2的顶端与太阳能高效集热低温融冰恒温池8的底部外壁通过导热硅胶紧密热接触，而其余部分则插入土壤中，组成冬季土壤补热融冰回路；盐水液位计6-9通过液位信号线控制淡水流量调节阀6-10，组成冬季、夏季淡水循环控制回路；盐水液位计6-9通过液位信号线控制盐水流量调节阀17-1，组成春秋季盐水补充控制回路；淡水液位计8-4通过液位信号线控制补充淡水调节阀8-5，组成冬季、夏季补充淡水控制回路；冷凝器3的循环水出口通过管道连接切换阀13-6、并联的采暖末端14、过滤器9、循环泵10、止回阀11、冷凝器3的循环水进口，组成冬季采暖循环回路；冷凝器3的循环水出口通过管道连接切换阀13-6、闭式循环冷却塔13中部的闭式循环换热器13-1、过滤器9、循环泵10、止回阀11、冷凝器3的循环水进口，组成夏季冰蓄冷冷却回路；冷凝器3的循环水出口通过管道连接切换阀13-6、太本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能补热蒸发结冰多级水轮机除冰冰源热泵，其由压缩机(1)；油分离器(2)；油冷却器(2‑1)；油过滤器(2‑2)；流量开关(2‑3)；电磁阀(2‑4)；手动阀(2‑5)；冷凝器(3)；干燥过滤器(4)；膨胀阀(5)；满液式蒸发结冰多级水轮机自旋除冰器(6)；旋转轴(6‑1)；轴承(6‑2)；管端支架(6‑3)；水轮叶片(6‑4)；圆环刀架(6‑5)；切向冰刀(6‑6)；水平蒸发结冰圆管(6‑7)；冰水重力分离桶(6‑8)；盐水液位计(6‑9)；淡水流量调节阀(6‑10)；重力输冰管道(6‑11)；循环盐水出口(6‑12)；保温层(6‑13)；电源(6‑14)；高频微波发射板(6‑15)；盐水过滤器(6‑16)；盐水循环泵(6‑17)；盐水止回阀(6‑18)；透光罩(7)；太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)；融冰盘管(8‑1)；热管(8‑2)；循环淡水出口(8‑3)；淡水液位计(8‑4)；补充淡水调节阀(8‑5)；淡水过滤器(8‑6)；淡水循环泵(8‑7)；淡水止回阀(8‑8)；过滤器(9)；循环泵(10)；止回阀(11)；浓盐水排放口(12)；浓盐水排放阀(12‑1)；闭式循环冷却塔(13)；闭式循环换热器(13‑1)；冷却风机(13‑2)；喷嘴(13‑3)；集水盘(13‑4)；冷却水循环泵(13‑5)；切换阀(13‑6)；采暖末端(14)；浓盐水(15)；空调末端(16)；盐水(17)；盐水流量调节阀(17‑1)；淡水(18)；供淡水阀(18‑1)组成，其特征在于：压缩机(1)出口通过管道连接油分离器(2)、冷凝器(3)、干燥过滤器(4)、膨胀阀(5)、满液式蒸发结冰多级水轮机自旋除冰器(6)、压缩机(1)进口，组成热泵循环回路；油分离器(2)的底部出油口通过管道连接油冷却器(2‑1)、油过滤器(2‑2)、流量开关(2‑3)、电磁阀(2‑4)、手动阀(2‑5)，组成油冷却回路；冰水重力分离桶(6‑8)底部的循环盐水出口(6‑12)通过管道连接盐水过滤器(6‑16)、盐水循环泵(6‑17)、盐水止回阀(6‑18)、浓盐水排放口(12)、满液式蒸发结冰多级水轮机自旋除冰器(6)进口、轴承(6‑2)、管端支架(6‑3)、旋转轴(6‑1)、水轮叶片(6‑4)、圆环刀架(6‑5)、切向冰刀(6‑6)、水平蒸发结冰圆管(6‑7)、冰水重力分离桶(6‑8)中部的盐水流态冰出口、冰水重力分离桶(6‑8)，组成盐水放热结冰循环回路；冰水重力分离桶(6‑8)底部的循环盐水出口(6‑12)通过管道连接盐水过滤器(6‑16)、盐水循环泵(6‑17)、盐水止回阀(6‑18)、浓盐水排放口(12)、浓盐水排放阀(12‑1)，组成春秋季浓盐水排放回路；冰水重力分离桶(6‑8)顶部累积的冰片通过淡水补热循环所维持的水位浮力、冰水重力分离桶(6‑8)顶部朝向重力输冰管道(6‑11)的倾斜板推力、重力输冰管道(6‑11)，而被无动力输送至太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)的一侧进冰口，组成冰片的浮力、推力、重力输送回路；太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)底部的循环淡水出口(8‑3)，通过管道连接淡水过滤器(8‑6)、淡水循环泵(8‑7)、淡水止回阀(8‑8)、切换阀(13‑6)、淡水流量调节阀(6‑10)、冰水重力分离桶(6‑8)顶部的补水管，组成冬季淡水补热循环回路；太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)底部的循环淡水出口(8‑3)，通过管道连接淡水过滤器(8‑6)、淡水循环泵(8‑7)、淡水止回阀(8‑8)、切换阀(13‑6)、空调末端(16)、淡水流量调节阀(6‑10)、冰水重力分离桶(6‑8)顶部的补水管，组成夏季冰蓄冷充/放冷循环回路；太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)底部的循环淡水出口(8‑3)，通过管道连接淡水过滤器(8‑6)、淡水循环泵(8‑7)、淡水止回阀(8‑8)、切换阀(13‑6)、供淡水阀(18‑1)、淡水(18)用户，组成春秋季供淡水循环回路；太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)的上部架设水平或者朝向太阳冬季高度角倾斜的透光罩(7)，及其之间的密封围板，组成冬季太阳补热融冰回路；多根均匀、垂直布置的热管(8‑2)的顶端与太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)的底部外壁通过导热硅胶紧密热接触，而其余部分则插入土壤中，组成冬季土壤补热融冰回路；盐水液位计(6‑9)通过液位信号线控制淡水流量调节阀(6‑10)，组成冬季、夏季淡水循环控制回路；盐水液位计(6‑9)通过液位信号线控制盐水流量调节阀(17‑1)，组成春秋季盐水补充控制回路；淡水液位计(8‑4)通过液位信号线控制补充淡水调节阀(8‑5)，组成冬季、夏季补充淡水控制回路；冷凝器(3)的循环水出口通过管道连接切换阀(13‑6)、并联的采暖末端(14)、过滤器(9)、循环泵(10)、止回...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能补热蒸发结冰多级水轮机除冰冰源热泵，其由压缩机(1)；油分离器(2)；油冷却器(2-1)；油过滤器(2-2)；流量开关(2-3)；电磁阀(2-4)；手动阀(2-5)；冷凝器(3)；干燥过滤器(4)；膨胀阀(5)；满液式蒸发结冰多级水轮机自旋除冰器(6)；旋转轴(6-1)；轴承(6-2)；管端支架(6-3)；水轮叶片(6-4)；圆环刀架(6-5)；切向冰刀(6-6)；水平蒸发结冰圆管(6-7)；冰水重力分离桶(6-8)；盐水液位计(6-9)；淡水流量调节阀(6-10)；重力输冰管道(6-11)；循环盐水出口(6-12)；保温层(6-13)；电源(6-14)；高频微波发射板(6-15)；盐水过滤器(6-16)；盐水循环泵(6-17)；盐水止回阀(6-18)；透光罩(7)；太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)；融冰盘管(8-1)；热管(8-2)；循环淡水出口(8-3)；淡水液位计(8-4)；补充淡水调节阀(8-5)；淡水过滤器(8-6)；淡水循环泵(8-7)；淡水止回阀(8-8)；过滤器(9)；循环泵(10)；止回阀(11)；浓盐水排放口(12)；浓盐水排放阀(12-1)；闭式循环冷却塔(13)；闭式循环换热器(13-1)；冷却风机(13-2)；喷嘴(13-3)；集水盘(13-4)；冷却水循环泵(13-5)；切换阀(13-6)；采暖末端(14)；浓盐水(15)；空调末端(16)；盐水(17)；盐水流量调节阀(17-1)；淡水(18)；供淡水阀(18-1)组成，其特征在于：压缩机(1)出口通过管道连接油分离器(2)、冷凝器(3)、干燥过滤器(4)、膨胀阀(5)、满液式蒸发结冰多级水轮机自旋除冰器(6)、压缩机(1)进口，组成热泵循环回路；油分离器(2)的底部出油口通过管道连接油冷却器(2-1)、油过滤器(2-2)、流量开关(2-3)、电磁阀(2-4)、手动阀(2-5)，组成油冷却回路；冰水重力分离桶(6-8)底部的循环盐水出口(6-12)通过管道连接盐水过滤器(6-16)、盐水循环泵(6-17)、盐水止回阀(6-18)、浓盐水排放口(12)、满液式蒸发结冰多级水轮机自旋除冰器(6)进口、轴承(6-2)、管端支架(6-3)、旋转轴(6-1)、水轮叶片(6-4)、圆环刀架(6-5)、切向冰刀(6-6)、水平蒸发结冰圆管(6-7)、冰水重力分离桶(6-8)中部的盐水流态冰出口、冰水重力分离桶(6-8)，组成盐水放热结冰循环回路；冰水重力分离桶(6-8)底部的循环盐水出口(6-12)通过管道连接盐水过滤器(6-16)、盐水循环泵(6-17)、盐水止回阀(6-18)、浓盐水排放口(12)、浓盐水排放阀(12-1)，组成春秋季浓盐水排放回路；冰水重力分离桶(6-8)顶部累积的冰片通过淡水补热循环所维持的水位浮力、冰水重力分离桶(6-8)顶部朝向重力输冰管道(6-11)的倾斜板推力、重力输冰管道(6-11)，而被无动力输送至太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)的一侧进冰口，组成冰片的浮力、推力、重力输送回路；太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)底部的循环淡水出口(8-3)，通过管道连接淡水过滤器(8-6)、淡水循环泵(8-7)、淡水止回阀(8-8)、切换阀(13-6)、淡水流量调节阀(6-10)、冰水重力分离桶(6-8)顶部的补水管，组成冬季淡水补热循环回路；太阳能高效集热低温融冰恒温池(8)底部的循环淡水出口(8-3)，通过管道连接淡水过滤器(8-6)、淡水循环泵(8-7)、淡水止回阀(8-8)、切换阀(13-6)、空调末端(16)、淡水流量调节阀(6-10)、冰水重力分离桶(6-8...

【专利技术属性】
技术研发人员：侴雨宏，
申请(专利权)人：侴雨宏，
类型：新型
国别省市：北京,11