[发明专利]一种用于制冷空调系统的防冻溶液再生热回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及空调用防冻溶液的热回收利用技术，特别涉及一种用于制冷空调系统的防冻溶液再生热回收装置。

背景技术

采用蒸发式冷凝器或冷却水塔(水冷式能源塔)向室外空气中取热并为冬季的热泵空调系统提供热能，是实现高效、稳定供热的重要途径，与空气源热泵相比，其换热效率高，节省换热器材料，可实现连续供热，具有显著的节能减排前景。但是，当蒸发式冷凝器或冷却水塔中的载冷剂(冷却水)温度低于0℃时，载冷剂就会冻结成冰，蒸发式冷凝器或冷却水塔及其连接的部件可能存在被膨胀裂损的危险，这时选用合适浓度的防冻溶液可以保证各部件在低温下正常工作。此外，在热泵工况时，蒸发式冷凝器或冷却水塔向空气取热后，空气的温度降低，会使空气中的水分冷凝，此部分冷凝水进入防冻溶液中，又将导致防冻溶液稀释，随着防冻溶液浓度降低，防冻溶液的冰点会提高，如不及时提高防冻溶液的浓度(或称溶液再生)，蒸发式冷凝器或冷却水塔的溶液池、水泵等部件仍有膨胀裂损风险。为解决这个问题，目前多将被稀释的溶液添加高浓度的防冻剂，将溢流出来的被稀释的防冻溶液存放在室内或地下的溶液储存罐内，待室外温度升高后，再将稀溶液泵入蒸发式冷凝器或冷却水塔内，利用空气中的能量实现溶液再生，该方法必然需要很高浓度的防冻剂、大容量的浓溶液与稀溶液储存罐，导致防冻剂使用量大、溶液储存空间庞大、初投资极高和增加防冻剂的运行费用，极大地限制了蒸发式冷凝器或冷却水塔作为热泵取热装置在低温地区的适用地域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全可靠、可稳定提高防冻溶液浓度，并且能实现热量回收的用于制冷空调系统的防冻溶液再生热回收装置，该装置的使用有效降低制冷空调系统的初投资和运行成本。

本发明的技术方案为：一种用于制冷空调系统的防冻溶液再生热回收装置，包括再生容器和水蒸汽冷凝热回收器，再生容器与水蒸汽冷凝热回收器之间通过水蒸汽通道连接；再生容器内设有加热器，再生容器上还分别连接有低浓度防冻溶液通道和高浓度防冻溶液通道；水蒸汽冷凝热回收器内设有第一热交换器，第一热交换器上分别设有热交换介质进口和热交换介质出口，水蒸汽冷凝热回收器设有冷凝水出口。

所述热交换介质进口为供热循环水、制冷剂或防冻溶液的进口，热交换介质出口相应为供热循环水、制冷剂或防冻溶液的出口。

作为一种改进方案，本防冻溶液再生热回收装置还包括第二热交换器，第二热交换器上设有低浓度溶液进口和高浓度溶液出口，低浓度防冻溶液通道穿过第二热交换器内部并与低浓度溶液进口相通，高浓度防冻溶液通道穿过第二热交换器内部并与高浓度溶液出口相通。低浓度防冻溶液与高浓度防冻溶液在第二热交换器中进行初级热交换，回收了高浓度防冻溶液的显热并初步加热低浓度防冻溶液，可有效提高再生容器内的再生热回收效率。

为了使再生容器内的再生热回收效率更为显著，所述第一热交换器下方设有水盘，第二热交换器的低浓度溶液进口处设有第三热交换器，第三热交换器通过冷凝水通道与水盘连接，冷凝水通道穿过第三热交换器且末端为冷凝水出口，低浓度防冻溶液通道依次穿过第二热交换器和第三热交换器，且低浓度防冻溶液通道的末端为低浓度溶液进口。通过水盘接收水蒸汽冷凝热回收器内的冷凝水，并将冷凝水的余热用于低浓度防冻溶液的预热，实现对低浓度防冻溶液的二级预热，可更显著地提高再生容器内的再生热回收效率。

所述再生容器和水蒸汽冷凝热回收器设于同一中空筒体或箱体内，这样既可节省设备占地，提高装置的紧凑度，同时也可以减少散热，有效提高再生热回收效率；此外，还可通过对低浓度防冻溶液通道、高浓度防冻溶液通道、冷凝水通道和水蒸汽通道的排布设计，实现以下热交换：低浓度防冻溶液-高浓度防冻溶液、冷凝水-低浓度防冻溶液、水蒸汽-低浓度防冻溶液。

所述低浓度防冻溶液通道和高浓度防冻溶液通道并联设于再生容器上，低浓度防冻溶液通道上设有第一阀门，高浓度防冻溶液通道上设有第二阀门。

本防冻溶液再生热回收装置只应用于蒸发式冷凝冷热水空调系统时，所述再生容器外接有蒸发式冷凝器，再生容器通过低浓度防冻溶液通道与蒸发式冷凝器的防冻溶液出口端连接，再生容器通过高浓度防冻溶液通道与蒸发式冷凝器的防冻溶液进口端连接，高浓度防冻溶液通道上还可设有溶液泵；

所述第一热交换器的热交换介质为供热循环水，第一热交换器的热交换介质进口和出口外接的循环水路上设有第四热交换器和冷冻水泵。