一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及節能及能源利用【技術領域】，特別是一種應用于空調供暖行業的一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，它包括濃縮罐以及兩個以上開式熱源塔構成的熱源塔群；所述的濃縮罐底部設有儲水池，濃縮罐內部的儲水池上方設有隔板，將濃縮罐劃分為左、右兩個區。與現有技術比較，具有如下優點：初投資少，操作簡單方便，設備少、施工簡單，可以直接在任何開式熱源塔系統中利用；在整個升溫濃縮過程中不需要其他設備；大量節省防凍劑，減少了防凍液排放過程中造成的污染和浪費；不需要其他的濃縮裝置，直接利用自然熱源進行濃縮，對系統供暖效率無影響；大大節省了熱源塔熱泵系統開機運行時間，提高了系統供暖效率。
【專利說明】一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及節能及能源利用【技術領域】，特別是一種應用于空調供暖行業的開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統。
【背景技術】
[0002]熱源塔熱泵系統由于其冬夏兩季皆可使用，運行費用低廉，占用空間小，運行效果好等特點，在空調制冷及供暖行業日益發展。在冬季，熱源塔熱泵系統中需要在熱源塔與熱泵之間的循環水中添加防凍劑形成防凍液，以防止外界溫度較低時(低于5°C )熱泵內部結冰凍壞換熱器。在開式熱源塔中，防凍液直接與低溫高濕的空氣接觸，在運行過程中，防凍液會被熱源塔內高速流動的空氣所攜帶、飄逸出熱源塔，同時低溫(-4至-15°C)防凍液濃度會隨著運行時間的推移而逐漸減小，加之在停機及運行期間的降雨降雪過程中有雨雪落入開式熱源塔中，防凍液濃度將進一步減小。如果不對防凍液濃度進行處理，則會出現防凍液冰點上升、熱泵效率降低的現象，嚴重者將凍壞熱泵換熱器。
[0003]目前為了保持防凍液的濃度，工程上通常采用直接添加防凍劑至防凍液內的方法，在添加防凍劑的過程中需要系統停機運行，采用人工或機械的方法將防凍劑添加至開式熱源塔內，過程冗長、手續繁雜，需要隨時監控防凍液濃度以防其濃度過高或者過低。所需的防凍劑及人工費用較高、添加時間長、添加頻率高、對系統運行產生影響，其操作性與經濟性不高。
[0004]為避免上述問題，申請號為2010202822668的實用新型專利“一種熱源塔制冷供熱節能系統”中采用了蒸餾釜、預熱器、冷凝器及水箱，在實際使用中需要添置一套熱泵系統供暖系統中吸收熱量從而對防凍液進行高溫蒸餾，濃縮效率較低。一方面增加了初投資，另一方面增加了運行成本。同時經過蒸餾后的防凍液需要排出系統，排出液中不可避免地帶有防凍劑，從而造成經濟損失和環境污染。
[0005]在申請號為2013103224279的實用新型專利“基于空氣實現再生熱量高效利用的熱源塔熱泵裝置”中提出利用過熱制冷劑冷卻的方式來進行防凍劑的濃縮，此種方式控制復雜，所需要的系統部件過多，在長時間運行中過熱制冷劑的熱量被大量消耗，系統能獲得的熱量減少，降低了供熱效率，導致系統供熱不足。
[0006]在申請號為2013103595546的實用新型專利“基于真空沸騰實現溶液再生及其熱量再利用的熱源塔熱泵”中提出利用真空沸騰實現溶液濃縮，該系統利用的熱量仍來自過熱制冷劑，供熱效率降低。濃縮過程中需要使用真空泵進行抽取真空，需要另外建造空氣循環回路等。在該系統中，系統占據建筑空間大、系統操作及維護較為困難。
[0007]如何高效率、無污染地對熱源塔熱泵防凍液進行濃縮，保證熱源塔熱泵系統能夠正常安全運行、系統整體性能保持穩定，設計一種新型高效、運行費用低的防凍液濃縮裝置勢在必行。
[0008]在熱源塔群中，各個熱源塔集水池之間連有平衡管以保證各熱源塔水量平均及保證各熱源塔不會出現溢水現象，同時起到在系統停機不運行時容納防凍液的作用。在停機運行后由于與外界環境有溫差(防凍液溫度低于環境溫度6至8°C )，集水池內的防凍液溫度會緩慢上升，但是上升速度較慢；在整個熱源塔群與熱源塔熱泵之間的管路中也容納了防凍液，系統停機運行后，由于管外進行了保溫措施，防凍液溫度會保持不變。系統再次開機時，整個防凍液溫度仍然較低，造成系統開機效率低下、供暖系統需要較長時間才能達到預定溫度，故需要整個系統提前開機預熱建筑，如此一來造成不必要的運行費用。
實用新型內容
[0009]本實用新型的目的在于提供一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統。
[0010]本實用新型的目的是通過如下途徑實現的:
[0011]一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，它包括濃縮罐以及兩個以上開式熱源塔構成的熱源塔群；所述的濃縮罐底部設有儲水池，濃縮罐內部的儲水池上方設有隔板，將濃縮罐劃分為左、右兩個區:氣水混合區及氣水分離區；所述的氣水混合區外側壁下部開口并設有導流板，氣水混合區內部設有布水片，布水片上方設有瀑布流下水管，氣水混合區的頂部設有均流孔板，均流孔板將氣水混合區及氣水分離區的上部隔開；所述的氣水分離區外側壁下部開口并設有通風機，氣水分離區內部設有填料，填料下方的隔板和通風機之間設有接水盤，接水盤接存水灣；所述的開式熱源塔底部設有熱源塔接水盤，熱源塔接水盤分兩路管道連接濃縮罐:一路通過管道連接熱源塔回水集管、循環送水管、濃縮循環泵連接濃縮罐內瀑布流下水管；另一路通過管道連接循環回水管及濃縮罐底部的儲水池。
[0012]作為本方案的進一步優化，所述的循環回水管上安裝有I號電磁閥，循環送水管上安裝有2號電磁閥。
[0013]作為本方案的進一步優化，所述的瀑布流下水管下部開口與布水片相接。
[0014]作為本方案的進一步優化，所述的瀑布流下水管與濃縮循環泵之間設有止回閥。
[0015]作為本方案的進一步優化，所所述的儲水池與接水盤水平面持平。
[0016]作為本方案的進一步優化，所所述的開式熱源塔內部的噴淋管通過熱源塔送水集管連接熱源塔熱泵，熱源塔熱泵通過冷凍水循環泵連接熱源塔回水集管。
[0017]作為本方案的進一步優化，所所述的冷凍水循環泵與熱源塔回水集管設有濃度檢測儀。
[0018]作為本方案的進一步優化，所述的循環送水管上安裝有濃度檢測儀。
[0019]作為本方案的進一步優化，所述的開式熱源塔為單個或多個開式熱源塔構成的熱源塔群。
[0020]本實用新型一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，與現有技術比較，具有如下優占-
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[0021]1.本實用新型僅依靠空氣與防凍液溶液的強迫對流進行熱濕交換，提高防凍液溫度及濃度，不需要其他手段進行輔助加熱或除濕，與其他現有設備及實用新型相比，初投資少，操作簡單方便，設備少、施工簡單，可以直接在任何開式熱源塔系統中利用；
[0022]2.本實用新型運行費用低，在運行過程中僅需一臺大流量小揚程水泵及通風機即可，其他設備如冷凍水循環泵開啟時間很短，在整個升溫濃縮過程中不需要其他設備；
[0023]3.與現行的添加防凍劑以提高防凍液濃度的措施相比，大量節省防凍劑，減少了防凍液排放過程中造成的污染和浪費；
[0024]4.與其他濃縮方式相比，不需要其他的濃縮裝置，直接利用自然熱源進行濃縮，對系統供暖效率無影響；
[0025]5.在系統停止運行期間，利用自然熱源提高防凍液溫度，大大節省了熱源塔熱泵系統開機運行時間，提高了系統供暖效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明:
[0027]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0028]圖中，濃縮罐1、隔板2、氣水混合區3、氣水分離區4、導流板5、布水片6、均流孔板7、通風機8、填料9、接水盤10、存水灣11、儲水池12、瀑布流下水管13、循環送水管14、開式熱源塔15、熱源塔回水集管16、濃縮循環泵17、循環回水管18、止回閥19、熱源塔接水盤20、I號電磁閥21、濃度檢測儀22、2號電磁閥23、熱源塔熱泵24、冷凍水循環泵25、噴淋管26、熱源塔送水集管27。
【具體實施方式】
[0029]如圖1所示，本實用新型一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，它包括濃縮罐I以及兩個以上開式熱源塔15構成的熱源塔群；所述的濃縮罐I底部設有儲水池12，濃縮罐I內部的儲水池12上方設有隔板2，將濃縮罐I劃分為左、右兩個區:氣水混合區3及氣水分離區4 ;所述的氣水混合區3外側壁下部開口并設有導流板5，氣水混合區3內部設有布水片6，布水片6上方設有瀑布流下水管13，所述的瀑布流下水管13下部開口與布水片6相接，防凍液從布水片上部自上而下流經布水片表面，與空氣呈逆流狀態，在布水片的下部落下至儲水池中。氣水混合區3的頂部設有均流孔板7，均流孔板7將氣水混合區3及氣水分離區4的上部隔開；所述的氣水分離區4外側壁下部開口并設有通風機8，氣水分離區4內部設有填料9，填料9下方的隔板2和通風機8之間設有接水盤10，接水盤10接存水灣11 ；在氣水分離區中，攜帶有防凍液的濕空氣在填料中向下流動，與填料相接觸，空氣中攜帶的防凍液液滴被填料遮擋后流至接水盤，經過存水灣流至儲水池中。
[0030]所述的開式熱源塔15底部設有熱源塔接水盤20，熱源塔接水盤20分兩路管道連接濃縮罐1:一路通過管道連接熱源塔回水集管16、循環送水管14、濃縮循環泵17連接濃縮罐I內瀑布流下水管13 ;另一路通過管道連接循環回水管18及濃縮罐I底部的儲水池12 ;所述的循環送水管14上安裝有濃度檢測儀22。所述的循環回水管18上安裝有I號電磁閥21，循環送水管14上安裝有2號電磁閥23。所述的瀑布流下水管13與濃縮循環泵17之間設有止回閥19。
[0031]所述的儲水池12與接水盤10水平面持平。
[0032]所述的開式熱源塔15內部的噴淋管23通過熱源塔送水集管27連接熱源塔熱泵24，熱源塔熱泵24通過冷凍水循環泵25連接熱源塔回水集管16，所述的冷凍水循環泵25與熱源塔回水集管16設有濃度檢測儀22。
[0033]本實用新型一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統工作流程如下:
[0034]1.熱源塔熱泵系統工作，防凍液溫度下降至負溫度，濃度降低；
[0035]2.熱源塔熱泵供暖系統停止工作；
[0036]3.開啟1、2號電磁閥，開啟濃縮循環泵、開啟通風機；
[0037]4.負溫度、低濃度的防凍液由熱源塔接水盤經過熱源塔回水集管流入循環送水管、濃度檢測儀、濃縮循環泵、止回閥后進入瀑布流下水管中；
[0038]5.防凍液從下水管中流出，流經布水片，在布水片表面形成向下流動的薄膜后落入儲水池中；
[0039]6.儲水池下部開口與循環回水管相接，循環回水管上裝有I號電磁閥，循環回水管上開支管與每臺開式熱源塔的接水盤相接，接口在接水盤的上部；
[0040]7.熱水交換后的防凍液經循環回水管后進入熱源塔接水盤中，再次經熱源塔回水集管進入循環送水管中進行再次循環；
[0041]8.在濃縮循環泵的入口前的管道上裝有濃度檢測儀，在檢測到濃度已經達到預定濃度時，停止濃縮循環泵，關閉1、2號電磁閥、關閉通風機；
[0042]9.打開冷凍水循環泵，運行十分鐘，將熱源塔接水盤中的防凍液與冷凍水管道中的防凍液及機組中的防凍液混合均勻；
[0043]10.再次進行I至8過程，直至冷凍水循環泵前入口的濃度檢測儀檢測濃度達到預定濃度，可停止整個工作流程；
[0044]11.在系統運行期間，外部高溫低濕度空氣由導流板進入氣水混合區中，自下而上流動，與布水片上的負溫度、低濃度的防凍液接觸，在接觸過程中防凍液表面受空氣強迫對流影響，防凍液表面水蒸氣分壓力高于空氣水蒸氣分壓力，防凍液表面水分子進入空氣中。最終防凍液溫度升高、防凍液內水分蒸發、濃度上升；
[0045]12.在接水盤下部接有存水灣，存水灣高度應大于通風機負壓水柱高，以保證接水盤內的防凍液順利流入儲水池中；
[0046]13.需要選用大流量、小揚程水泵作為濃縮循環泵；
[0047]14.經過長時間熱濕交換，最終防凍液溫度可達到外界空氣干球溫度，防凍液濃度上升。
[0048]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本實用新型所揭露的技術范圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，其特征在于: 它包括濃縮罐(I)以及開式熱源塔(15)； 所述的濃縮罐(I)底部設有儲水池(12)，濃縮罐(I)內部的儲水池(12)上方設有隔板(2)，將濃縮罐(I)劃分為左、右兩個區:氣水混合區(3)及氣水分離區(4);所述的氣水混合區(3)外側壁下部開口并設有導流板(5)，氣水混合區(3)內部設有布水片￠)，布水片(6)上方設有瀑布流下水管(13)，氣水混合區(3)的頂部設有均流孔板(7)，均流孔板(7)將氣水混合區(3)及氣水分離區(4)的上部隔開；所述的氣水分離區(4)外側壁下部開口并設有通風機(8)，氣水分離區(4)內部設有填料(9)，填料(9)下方的隔板(2)和通風機(8)之間設有接水盤(10)，接水盤(10)接存水灣(11)； 所述的開式熱源塔(15)底部設有熱源塔接水盤(20)，熱源塔接水盤(20)分兩路管道連接濃縮罐(I):一路通過管道連接熱源塔回水集管(16)、循環送水管(14)、濃縮循環泵(17)連接濃縮罐(I)內瀑布流下水管(13);另一路通過管道連接循環回水管(18)及濃縮罐(I)底部的儲水池(12)。
2.如權利要求1所述的一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，其特征在于:所述的循環回水管(18)上安裝有I號電磁閥(21)，循環送水管(14)上安裝有2號電磁閥(23)。
3.如權利要求1所述的一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，其特征在于:所述的瀑布流下水管(13)下部開口與布水片(6)相接。
4.如權利要求1所述的一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，其特征在于:所述的瀑布流下水管(13)與濃縮循環泵(17)之間設有止回閥(19)。
5.如權利要求1所述的一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，其特征在于:所述的儲水池(12)與接水盤(10)水平面持平。
6.如權利要求1所述的一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，其特征在于:所述的開式熱源塔(15)內部的噴淋管(26)通過熱源塔送水集管(27)連接熱源塔熱泵(24)，熱源塔熱泵(24)通過冷凍水循環泵(25)連接熱源塔回水集管(16)。
7.如權利要求6所述的一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，其特征在于:所述的冷凍水循環泵(25)與熱源塔回水集管(16)設有濃度檢測儀(22)。
8.如權利要求1或2所述的一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，其特征在于:所述的循環送水管(14)上安裝有濃度檢測儀(22)。
9.如權利要求1或6所述的一種開式熱源塔防凍液濃縮升溫系統，其特征在于:所述的開式熱源塔(15)為單個或多個開式熱源塔構成的熱源塔群。
【文檔編號】F24D3/18GK204084539SQ201420387324
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月7日 優先權日:2014年7月7日
【發明者】成劍林, 劉何清, 陳世強, 李永存, 殷維 申請人:湖南科技大學