[发明专利]具有预凝功能的热源塔装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对热源塔热泵机组运行特点及要求而提出的新型热源塔装置，属于制冷、空调系统设计与制造技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高以及对人居环境舒适性要求越来越高，空调系统已成为建筑系统中必不可少的部分。热源塔热泵机组作为一种新型的建筑空调系统冷热源，在夏季制冷工况下其与传统的水冷冷水机组无异，具有稳定、高效的特点；在冬季供暖工况下其借助溶液在热源塔内与空气换热，吸收空气的热量为热泵机组蒸发端提供低品位热量，从根本上避免了常规空气源热泵冬季运行结霜的问题。这种机组兼具多种空调系统优点，与水冷冷水机组、空气源热泵机组、地源热泵机组相比都有其独特优势，尤其是在冬季空气温度不太低，而湿度较大的夏热冬冷地区具有很大的应用前景。

热源塔热泵机组冬季制热运行时，通过溶液在热源塔内与空气进行传热传质，从空气中吸收热量，所交换的热量可分为显热部分和潜热部分，其中显热部分（热传递）的大小取决于溶液与空气二者间温差大小，潜热部分（质传递）的大小取决于二者接触面上水蒸气分压力差大小。当环境空气湿度较大，空气中水蒸气分压力大于溶液表面水蒸气分压力时，在热源塔内空气中的水蒸气便会凝结进入溶液，使溶液浓度变稀、凝固点温度升高。为保证热泵机组持续可靠运行，避免系统中溶液凝固，必须使溶液凝固点温度低于机组蒸发温度及室外环境温度。因此，随着塔内热质传递过程中凝结水量的增加，当溶液浓度降低后，需要通过再生系统对溶液进行再生，提高其浓度，降低其凝固点温度，而溶液浓度再生过程是一个消耗能量的过程，再生耗能的多少对于机组综合性能优劣影响很大。

因此，解决怎样减少热源塔热泵机组冬季工况下在热源塔中从空气进入溶液的凝结水量，以减少溶液浓度再生的能耗需求，同时又最大程度利用空气中水蒸

气凝结潜热的问题，设计出一种具有预凝功能的热源塔装置成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是解决怎样减少热源塔热泵机组冬季工况下在热源塔中从空气进入溶液的凝结水量，以减少溶液浓度再生的能耗需求，同时又最大程度利用空气中水蒸气凝结潜热的问题，提出一种具有预凝功能的热源塔装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有预凝功能的热源塔装置，该装置包括溶液回路、空气及凝结水回路和控制回路；

溶液回路包括喷淋装置、填料、第一翅片管换热器、第二翅片管换热器、第三翅片管换热器、第四翅片管换热器、电动三通调节阀、溶液收集槽及其连接管道；

溶液回路中，溶液入口端接电动三通调节阀输入端，电动三通调节阀第一输出端分别接第一翅片管换热器、第二翅片管换热器、第三翅片管换热器、第四翅片管换热器的输入端；第一翅片管换热器、第二翅片管换热器、第三翅片管换热器、第四翅片管换热器的输出端与电动三通调节阀第二输出端合并后接喷淋装置的输入端，填料位于喷淋装置下部，溶液收集槽位于填料下部，溶液收集槽的溶液输出端接该装置的溶液出口；

空气及凝结水回路包括第一翅片管换热器、第二翅片管换热器、第三翅片管换热器、第四翅片管换热器、预凝水集水槽、填料风机及其连接通道；

空气及凝结水回路中，第一翅片管换热器、第二翅片管换热器、第三翅片管换热器、第四翅片管换热器于热源塔装置外侧面的下部空气进口处，四个换热器实现将热源塔装置的整个空气入口围住，使得进入热源塔的空气首先经过四个换热器。预凝水集水槽位于第一翅片管换热器、第二翅片管换热器、第三翅片管换热器、第四翅片管换热器的下部，填料位于热源塔装置中部，风机位于热源塔装置上部出风口；

控制回路包括控制模块、空气温度传感器、空气湿度传感器、翅片管换热器表面温度传感器、溶液温度传感器、溶液浓度传感器和电动三通调节阀；

控制回路中，空气温度传感器、空气湿度传感器、翅片管换热器表面温度传感器、溶液温度传感器、溶液浓度传感器和电动三通调节阀分别与控制模块连接，空气温度传感器、空气湿度传感器分别位于该热源塔装置的空气进口处，翅片管换热器表面温度传感器位于第一翅片管换热器表面，溶液温度传感器和溶液浓度传感器都位于热源塔装置的溶液入口端。

优选的，在该热源塔装置的外侧面下部的空气入口处并联安装有第一翅片管换热器、第二翅片管换热器、第三翅片管换热器、第四翅片管换热器，热源塔装置的整个空气入口分别与第一翅片管换热器、第二翅片管换热器、第三翅片管换热器、第四翅片管换热器的空气入口相连，第一翅片管换热器、第二翅片管换热器、第三翅片管换热器、第四翅片管换热器的出口与热源塔内空气通道相连。