利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)溶液再生的冬夏雙高效熱源塔及換熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于制冷空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種針對(duì)普通熱源塔的不足進(jìn)行改進(jìn)并利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)溶液再生的熱源塔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，建筑空調(diào)能耗越來(lái)越高，能源的需求與供給之間的矛盾日益突出，為了緩解能源危機(jī)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，建筑空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備必須向著綠色節(jié)能方向發(fā)展。
[0003]處于長(zhǎng)江流域的夏熱冬冷地區(qū)夏季炎熱，冬季濕冷，氣候環(huán)境惡劣。同時(shí)這一地區(qū)人口眾多，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，對(duì)室內(nèi)環(huán)境要求較高，故能耗巨大。高效環(huán)保地解決夏熱冬冷地區(qū)的空調(diào)冷熱源問(wèn)題對(duì)降低我國(guó)能耗，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。
[0004]夏熱冬冷地區(qū)目前常用的空調(diào)冷熱源方案主要有:冷水機(jī)組+鍋爐、空氣源熱栗機(jī)組及水地源熱栗等。但他們?cè)趯?shí)際使用過(guò)程中均存在著一些問(wèn)題:冷水機(jī)組+鍋爐方案在冬季供熱時(shí)，冷水機(jī)組閑置，設(shè)備利用率低;并且鍋爐的燃燒，會(huì)帶來(lái)一些列環(huán)境問(wèn)題，很多城市已經(jīng)明令禁止。空氣源熱栗在夏季制冷時(shí)效率較低，冬季制熱時(shí)需要解決結(jié)霜問(wèn)題，制熱效率低。水地源熱栗方案雖然系統(tǒng)能效高，但是受地理地質(zhì)條件的限制較大，初投資高，無(wú)法大面積推廣。
[0005]在傳統(tǒng)的冷熱源方案有諸多不足的情況下，熱源塔熱栗系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它是根據(jù)我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)特定氣候條件設(shè)計(jì)而來(lái)，在原有單冷冷水機(jī)組的基礎(chǔ)上，取消鍋爐等輔助熱源，夏季作為冷卻塔，冬季通過(guò)熱源塔吸收空氣中的低品位熱源，通過(guò)一套機(jī)組同時(shí)解決建筑物夏季制冷、冬季供暖的需求。熱源塔熱栗系統(tǒng)有效地解決了傳統(tǒng)風(fēng)冷熱栗夏季制冷運(yùn)行效率低、冬季供熱換熱器易結(jié)霜的問(wèn)題。較之冷水機(jī)組+鍋爐方案，其設(shè)備初投資更小、設(shè)備利用率更高。而對(duì)比與水地源熱栗，其初投資小，運(yùn)行費(fèi)用低，且不受地質(zhì)條件限制。此外，熱源塔熱栗系統(tǒng)在設(shè)備布置和占用空間上與常規(guī)水冷冷水機(jī)組相同，改造方便，在建筑節(jié)能改造工程中有很大應(yīng)用潛力。由此可見熱源塔熱栗方案一種極具發(fā)展前景的新型建筑冷熱源方案。
[0006]熱源塔熱栗的主要設(shè)備為熱源塔，熱源塔按照是否和空氣接觸分為主開式和閉式兩種，兩種熱源塔在冬夏使用時(shí)各有利弊。開式熱源塔與空氣直接接觸，換熱效率高，夏季效果好，但是冬季運(yùn)行時(shí)，空氣中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入溶液中，使溶液稀釋，造成冰點(diǎn)下降，給系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。而閉式熱源通過(guò)換熱翅片與空氣進(jìn)行換熱，冬季運(yùn)行時(shí)不存在溶液稀釋問(wèn)題，但是由于間接換熱，換熱效率不高，僅適用于冬季使用。此外為了防止冬季氣溫低于(TC時(shí)，換熱翅片因結(jié)霜而影響其換熱效率，閉式熱源塔運(yùn)行時(shí)需要噴灑防凍液，運(yùn)行一段時(shí)間后還需要對(duì)防凍液進(jìn)行再生。常規(guī)的再生方法會(huì)耗費(fèi)大量的能量，降低機(jī)組的運(yùn)行效率。因此，如何兼顧開式熱源塔夏季的高換熱效率與閉式熱源塔冬季的冰點(diǎn)穩(wěn)定，并且在冬季運(yùn)行時(shí)提高閉式熱源塔的換熱效率，低能耗得解決防凍液的再生問(wèn)題，對(duì)于熱源塔的推廣和大規(guī)模運(yùn)用有著重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)溶液再生的冬夏雙高效熱源塔及換熱方法，在夏天可以作為開式熱源塔高效換熱，在冬季又可以作為高效閉式熱源塔安全運(yùn)行，并且進(jìn)一步提高冬季熱源塔的換熱量，同時(shí)利用太陽(yáng)能解決防凍液的循環(huán)再生問(wèn)題。
[0008]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0009]利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)溶液再生的冬夏雙高效熱源塔及換熱方法，包括塔體結(jié)構(gòu)、換熱系統(tǒng)、噴淋除霜換熱系統(tǒng)和太陽(yáng)能溶液再生系統(tǒng)，所述塔體結(jié)構(gòu)上部設(shè)有出風(fēng)筒，所述塔體結(jié)構(gòu)的中部設(shè)有換熱系統(tǒng)，所述塔體結(jié)構(gòu)下部設(shè)有進(jìn)風(fēng)柵;外部空氣由進(jìn)風(fēng)柵吸入，換熱作用于換熱系統(tǒng)后，從出風(fēng)筒流出;循環(huán)換熱作用于所述換熱系統(tǒng)內(nèi)部的循環(huán)液與機(jī)組連通；循環(huán)防凍作用于所述換熱系統(tǒng)的循環(huán)防凍液經(jīng)噴淋除霜換熱系統(tǒng)與太陽(yáng)能溶液再生系統(tǒng)并聯(lián)連接，經(jīng)過(guò)所述太陽(yáng)能溶液再生系統(tǒng)再生后的循環(huán)防凍液回流至換熱系統(tǒng)。
[0010]進(jìn)一步的，所述塔體結(jié)構(gòu)包括塔體框架，所述塔體框架上部設(shè)有出風(fēng)筒，所述出風(fēng)筒內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)和斜流旋流分離器;所述換熱系統(tǒng)設(shè)置在塔體框架內(nèi)，所述換熱系統(tǒng)與出風(fēng)筒之間設(shè)有斜流折射分離器，所述塔體框架底部?jī)蓚?cè)開有進(jìn)風(fēng)柵。
[0011]進(jìn)一步的，所述換熱系統(tǒng)包括噴淋器、填料層、翅片盤管換熱器和儲(chǔ)水池，所述噴淋器位于斜流折射分離器下方，所述填料層位于噴淋器下方，所述翅片盤管換熱器位于填料層下方，所述儲(chǔ)水池位于翅片盤管換熱器下方。
[0012]進(jìn)一步的，所述翅片盤管換熱器的翅片為疏水性翅片，盤管為低溫寬帶盤管。
[0013]進(jìn)一步的，所述換熱系統(tǒng)還包括泄水閥、系統(tǒng)進(jìn)液口和系統(tǒng)出液口，所述泄水閥與儲(chǔ)水池相連，用于放空和存儲(chǔ)換熱系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)液;所述系統(tǒng)進(jìn)液口通過(guò)第一三通分別與噴淋器第一入口和翅片盤管換熱器的入口連接，所述噴淋器第一入口與第一三通之間設(shè)置有第一調(diào)節(jié)閥，所述翅片盤管換熱器的入口與第一三通之間設(shè)置有第二調(diào)節(jié)閥；所述系統(tǒng)出液口通過(guò)第二三通分別與儲(chǔ)液池和翅片盤管換熱器的出口連接，所述儲(chǔ)液池的出口與第二三通之間設(shè)置有第四調(diào)節(jié)閥，所述翅片盤管換熱器的出口與第二三通之間設(shè)置有第三調(diào)節(jié)閥。
[0014]進(jìn)一步的，所述噴淋除霜換熱系統(tǒng)包括溶液栗，所述溶液栗的入口通過(guò)第五調(diào)節(jié)閥與儲(chǔ)水池相連，所述溶液栗的出口通過(guò)第三三通分別與噴淋器的第二入口和太陽(yáng)能溶液再生系統(tǒng)的入口連接，所述第三三通與噴淋器第二入口之間設(shè)置有第六調(diào)節(jié)閥，所述第三三通與太陽(yáng)能溶液再生系統(tǒng)的入口之間設(shè)置有第七調(diào)節(jié)閥。
[0015]進(jìn)一步的，所述太陽(yáng)能溶液再生系統(tǒng)包括太陽(yáng)能再生裝置，所述太陽(yáng)能再生裝置為密封容器，且傾斜設(shè)置，所述容器的上表面板為透明板，所述容器的下底面板為波紋型太陽(yáng)能集熱板，所述太陽(yáng)能再生裝置的開孔與出風(fēng)筒的接口通過(guò)導(dǎo)管及負(fù)壓室連通，所述接口位于風(fēng)機(jī)的上風(fēng)向；所述太陽(yáng)能再生裝置分別連接有進(jìn)液管和出液管，所述進(jìn)液管的入口與第三三通連接，所述進(jìn)液管的出口位于太陽(yáng)能再生裝置內(nèi)部的部分設(shè)置有分水器，所述分水器為管狀結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度方向設(shè)置在若干噴口；所述出液管的出液端延伸至塔體結(jié)構(gòu)中的填料層上方。
[0016]利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)溶液再生的冬夏雙高效熱源塔的換熱方法，分為夏季模式和冬季模式:
[0017]夏季模式:
[0018]所述第一調(diào)節(jié)閥、第四調(diào)節(jié)閥和風(fēng)機(jī)處于打開狀態(tài)，所述第二調(diào)節(jié)閥、第六調(diào)節(jié)閥、第七調(diào)節(jié)閥、第五調(diào)節(jié)閥、泄水閥、第三調(diào)節(jié)閥及溶液栗處于關(guān)閉狀態(tài);循環(huán)液從系統(tǒng)進(jìn)液口進(jìn)入，流經(jīng)第一調(diào)節(jié)閥至噴淋器，由噴淋器將循環(huán)液均勻噴灑在填料層上，所述循環(huán)液在填料層表面形成液膜，并在重力的作用下，由填料層上層逐漸滲透至填料層下層，在此過(guò)程中，所述循環(huán)液通過(guò)由下至上而來(lái)的空氣流實(shí)現(xiàn)第一次冷卻降溫;循環(huán)液繼續(xù)下行至翅片盤管換熱器上，同理實(shí)現(xiàn)第二次冷卻降溫，最后匯流至儲(chǔ)液池;所述儲(chǔ)液池中的循環(huán)液經(jīng)第四調(diào)節(jié)閥從系統(tǒng)出液口流出，進(jìn)入機(jī)組冷凝器；
[0019]冬季模式:
[0020]所述第一調(diào)節(jié)閥、泄水閥和第四調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，所述第二調(diào)節(jié)閥、第六調(diào)節(jié)閥、第七調(diào)節(jié)閥、第五調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥、風(fēng)機(jī)和溶液栗處于打開狀態(tài);循環(huán)液從系統(tǒng)進(jìn)液口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)第二調(diào)節(jié)閥進(jìn)入翅片盤管換熱器換熱，再通過(guò)第三調(diào)節(jié)閥從系統(tǒng)出液口流出，進(jìn)入機(jī)組蒸發(fā)器;所述溶液栗將儲(chǔ)液池中的循環(huán)防凍液加壓至第三三通，一部分循環(huán)防凍液經(jīng)第六調(diào)節(jié)閥流入噴淋器，還有一部分循環(huán)防凍液經(jīng)第七調(diào)節(jié)閥進(jìn)入至太陽(yáng)能溶液再生系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溶液再生;進(jìn)入噴淋器的循環(huán)防凍液均勻噴灑至填料層，循環(huán)防凍液在填料層表面形成液膜，在重力作用下，由填料層上層滲透至填料層下層，在此過(guò)程中，所述循環(huán)防凍液通過(guò)由下至上而來(lái)的空氣流實(shí)現(xiàn)第一次升溫，流出填料層的循環(huán)防凍液繼續(xù)下行至翅片盤管換熱器，在翅片上形成液膜并由下至上的空氣流實(shí)現(xiàn)第二次升溫，經(jīng)兩次升溫后的循環(huán)防凍液將熱量傳至翅片盤管換熱器內(nèi)部的循環(huán)液后，匯流至儲(chǔ)液池;所述太陽(yáng)能溶液再生系統(tǒng)中的再生溶液回流至填料層上方參與循環(huán)。
[0021]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]本發(fā)明是