利用燃气机余热实现溶液再生的热源塔热泵及运行方法技术

本发明专利技术公开了利用燃气机余热实现溶液再生的热源塔热泵及运行方法，包括制冷剂回路、溶液循环回路、真空维持回路、空气循环回路、燃气机余热利用回路、冷热水回路。本发明专利技术利用溶液在低压下沸点降低的特性，利用燃气机余热对溶液进行加热使之沸腾再生，解决了冬季热源塔热泵溶液再生的问题，同时还可以利用溶液沸腾后产生的水蒸气冷凝放热制取热水，实现了溶液再生热的利用，充分利用了热源塔热泵各部分的热能；在夏季或冬季不需要溶液再生的时段，燃气机余热用于制取热水，提高了热源塔热泵的一次能源利用率，实现了热泵的持续稳定高效运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
利用燃气机余热实现溶液再生的热源塔热泵及运行方法


[0001]本专利技术属于制冷空调系统设计和制造领域，具体涉及利用燃气机余热实现溶液再生的热源塔热泵及运行方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的飞速发展，人民生活水平的日渐提高，人们对居住、工作环境的舒适性要求也逐渐提高，建筑制冷和供暖需求也越来越大。冬季采暖用的传统的燃煤、燃气锅炉一次能源利用率低，造成能源的浪费同时产生空气污染物。夏季使用的空调设备大部分由电驱动，而火力发电占我国发电总容量的50％以上，从而间接造成环境污染。因此使用节能环保的热泵是很有必要的。燃气机热泵通过燃气发动机驱动压缩机做功，具有以下明显的优势：采用清洁能源天然气为驱动能源，污染物生成少；能回收利用发动机缸套热及烟气余热，一次能源利用率较高。
[0003]热源塔热泵与水冷冷水机组+锅炉、空气源热泵、水源/地源热泵这些常规建筑空调系统相比较，具有兼顾制冷制热，无结霜问题，且不受地理条件限制的优势。但热源塔热泵，冬季制热运行时，溶液与空气在热源塔内进行热质交换，溶液吸湿后浓度下降冰点上升。溶液再生就是将溶液从空气中吸收的水分排出，使溶液浓度提高。溶液再生无论依靠热驱动或是电驱动，其代价均较高，会使系统成本上升，所以实际工程中往往采用加溶质来提升溶液浓度，这是一种不可持续但成本较低的办法。可见，如何获得溶液的再生热源保证在系统运行过程中溶液的高速再生，对保证系统高效稳定运行是非常重要的。
[0004]因此，将燃气机与热源塔热泵相结合，设计出一种污染少、能源利用率高、同时能利用燃气机余热，解决热源塔热泵的溶液再生问题的热源塔热泵具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出了利用燃气机余热实现溶液再生的热源塔热泵及运行方法，可充分利用燃气机余热解决热源塔热泵的溶液再生问题，有效提升能源利用率。
[0006]为实现上述技术效果本专利技术采用以下技术方案：
[0007]利用燃气机余热实现溶液再生的热源塔热泵及运行方法，其特征在于它由制冷剂回路、溶液循环回路、真空维持回路、空气循环回路、燃气机余热利用回路、冷热水回路组成；
[0008]所述制冷剂回路由往复式压缩机1、四通换向阀2、第一板式换热器3、第一单向阀4、第二单向阀5、储液器6、过滤器7、电子膨胀阀8、第三单向阀9、第四单向阀10、第二板式换热器11、气液分离器12及其相关连接管道组成，所述第一板式换热器3同时也是溶液循环回路的构成部件；其中往复式压缩机1与四通换向阀2相连，四通换向阀2与第一板式换热器3、气液分离器12、第二板式换热器11相连，第一板式换热器3与第一单向阀4相连，第一单向阀4一路与储液器6、过滤器7、电子膨胀阀8依次相连，另外一路与第二单向阀5、第二板式换热
器11依次相连，电子膨胀阀8一路与第三单向阀9相连，另一路与第四单向阀10相连，制冷剂回路在夏季进行制冷循环，在冬季进行制热循环。
[0009]所述溶液循环回路由第一板式换热器3、热源塔13、第一溶液泵14、第一电磁阀15、第二电磁阀16、溶液沸腾再生器26、第三电磁阀17、储液罐18、第二溶液泵19、第四电磁阀20及其相关连接管道组成，所述溶液沸腾再生器26同时是空气循环回路、燃气机余热利用回路和真空维持回路的构成部件；其中热源塔13与第一溶液泵14相连后分成两路，一路与第一电磁阀15、第一板式换热器3依次相连，另一路与第二电磁阀16、溶液沸腾再生器26、第三电磁阀17、储液罐18、第二溶液泵19、第四电磁阀20相连，储液罐用来储存再生以后的浓溶液，待热源塔内溶液吸收空气中的水分浓度降低后，稀溶液流入溶液沸腾再生器中，在低压环境下燃气机余热加热稀溶液使之沸腾再生，储液罐中的浓溶液进入热源塔中进行热质交换。
[0010]所述真空维持回路由真空泵21、第五电磁阀22、调压罐23、调压阀24、溶液沸腾再生器26及其相关连接管道组成；其中真空泵21、第五电磁阀22、调压罐23、调压阀24、溶液沸腾再生器26依次相连，真空维持回路在溶液需要再生时控制溶液沸腾再生器中的压力，以实现溶液再生。
[0011]所述空气循环回路由溶液沸腾再生器26、风机33、翅片式换热器34、第八电磁阀35、储水罐36及连通管道组成，翅片式换热器34同时也是冷热水回路的构成部件，其中溶液沸腾再生器26、风机33和翅片式换热器34的连接管道构成一个循环回路，翅片管换热器34与第八电磁阀35、储水罐36依次相连，空气循环回路在溶液再生时段将溶液沸腾后产生的水蒸气冷凝换热，用以制取生活热水，实现溶液再生热的利用。
[0012]所述燃气机余热利用回路由第一旁通阀32、烟气换热器31、第七电磁阀30、第三板式换热器28、第六电磁阀29、防冻液循环泵27、溶液沸腾再生器26、燃气发动机25及其相关连接管道组成；其中燃气发动机25与烟气换热器31相连后分成两路，一路与第六电磁阀29相连，另一路与第七电磁阀30、第三板式换热器28、防冻液循环泵27依次相连后又分为两路，一路与溶液沸腾再生器26相连，另一路与第一旁通阀32相连，燃气机余热利用回路在冬季溶液再生时段利用燃气机余热实现溶液再生，在夏季和冬季非溶液再生时段利用燃气机余热制取热水。
[0013]所述冷热水回路由循环水泵37、第三板式换热器28、翅片式换热器34、第二旁通阀38、第三旁通阀39及其相关连接管道组成；循环水泵37分两路，一路与第三板式换热器28相连。另一路与第二旁通阀38相连，第三板式换热器28分两路，一路与翅片式换热器34相连，另一路与第三旁通阀39相连，在冬季溶液再生时段第三板式换热器28停止工作，冷水依次经过循环水泵37、第二旁通阀38，在翅片式换热器34中吸收水蒸气冷凝释放的热量温度升高，在夏季和冬季非溶液再生时段翅片式换热器34停止工作，冷水依次经过循环水泵37、第三旁通阀39，在第三板式换热器28中吸收燃气机余热温度升高。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下增益效果：
[0015]非溶液再生时：利用燃气机余热制取热水，溶液再生时：充分利用了溶液在低压下沸点降低的特性进行溶液再生，并采用燃气机余热作为溶液再生热源，并利用溶液再生热制取热水，充分利用各部分热源，保证了热源塔热泵在各工况下的高效稳定运行。
附图说明
[0016]图1是本专利技术利用燃气机余热实现溶液再生的热源塔热泵及运行方法的示意图。
[0017]图中：1
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往复式压缩机、2
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四通换向阀、3
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第一板式换热器、4
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第一单向阀、5
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第二单向阀、6
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储液器、7
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干燥过滤器、8
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膨胀阀、9
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第三单向阀、10
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第四单向阀、11
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第二板式换热器、12
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气液分离器、13
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热源塔、14
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用燃气机余热实现溶液再生的热源塔热泵及运行方法，其特征在于它包括制冷剂回路、溶液循环回路、真空维持回路、空气循环回路、燃气机余热利用回路、冷热水回路；其特征是：制冷剂回路由往复式压缩机(1)、四通换向阀(2)、第一板式换热器(3)、第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、储液器(6)、过滤器(7)、电子膨胀阀(8)、第三单向阀(9)、第四单向阀(10)、第二板式换热器(11)、气液分离器(12)及其相关连接管道组成，所述第一板式换热器(3)同时也是溶液循环回路的构成部件；其特征是：溶液循环回路由第一板式换热器(3)、热源塔(13)、第一溶液泵(14)、第一电磁阀(15)、第二电磁阀(16)、溶液沸腾再生器(26)、第三电磁阀(17)、储液罐(18)、第二溶液泵(19)、第四电磁阀(20)及其相关连接管道组成，所述溶液沸腾再生器(26)同时是空气循环回路、燃气机余热利用回路和真空维持回路的构成部件；其特征是：真空维持回路由真空泵(21)、第五电磁阀(22)、调压罐(23)、调压阀(24)、溶液沸腾再生器(26)及其相关连接管道组成；其特征是：空气循环回路由溶液沸腾再生器(26)、风机(33)、翅片式换热器(34)、第八电磁阀(35)、储水罐(36)及连通管道组成，翅片式换热器(34)同时也是冷热水回路的构成部件；其特征是：燃气机余热利用回路由燃气发动机(25)、溶液沸腾再生器(26)、防冻液...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤国，莘晓云，武振菁，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：