[发明专利]基于水合物法实现溶液再生的热源塔热泵系统

权利要求书

1.基于水合物法实现溶液再生的热源塔热泵系统，其特征在于：所述系统包括热源塔供热系统、溶液再生系统、太阳能集热系统，所述热源塔供热系统包括热泵机组、溶液泵一、电磁阀三、电磁阀六、热源塔，所述溶液再生系统包括水合物生成釜、水合物分离器、水合物分解器、气液分离器、压缩机、冷凝器、节流阀、溶液泵二、溶液泵三、电磁阀五、电磁阀十、电磁阀十一、电磁阀十二，所述太阳能集热系统包括太阳能集热器、水泵二、电磁阀十六、蓄热器、水泵一、电磁阀八；

其中所述热源塔供热系统的循环过程为：热泵机组出口的溶液经溶液泵一和电磁阀六进入热源塔，在热源塔中与空气换热，吸热后溶液温度升高，经电磁阀三进入热泵机组继续放热，完成热源塔供热过程；

溶液再生系统的循环过程为：开启电磁阀五，热泵机组出口的稀溶液经溶液泵一和电磁阀五进入水合物生成釜，在水合物生成釜内，水合剂由下部通入，在低温高压下，水和水合剂生成类似冰晶状的气体水合物，气体水合物经过溶液泵二和电磁阀十进入水合物分离器，继续使气体水合物和溶液分离，上层的气体水合物经溶液泵三和电磁阀十二进入水合物分解器，下层的溶液经电磁阀十一返回水合物生成釜，在水合物分解器中，从蓄热器来的高温水在水合物分解器中加热气体水合物，在高温、常压条件下，气体水合物分解成水和气体水合剂，水合物分解器中，下部的水由电磁阀十五排出，上部的气体水合剂进入气液分离器进行气液分离，然后进入压缩机进行压缩，气体由低压变成高压，之后进入冷凝器进行冷凝，然后经过节流阀进行降压，最后通入水合物生成釜，与水结合生成气体水合物，水合物生成釜内稀溶液变成浓溶液，完成溶液再生系统循环；

太阳能集热系统的循环过程为：蓄热器出口的水经过水泵二和电磁阀十六进入太阳能集热器，吸收太阳光的能量，水温升高，然后返回蓄热器，完成集热过程，从水合物分解器返回的水经过水泵一和电磁阀八进入蓄热器，在蓄热器中加热，加热后继续返回水合物分解器进行放热，为气体水合物分解提供热量，放热后再到蓄热器进行吸热，循环进行。

2.根据权利要求1所述基于水合物法实现溶液再生的热源塔热泵系统，其特征在于：水合物生成釜下部的浓溶液经过过滤器和电磁阀十三进入储液器，随溶液出来的气体水合剂在储液器上层，当积累一定压力后，开启电磁阀十四，使得气体水合剂进入气液分离器，然后再进入压缩机压缩，储液器内的浓溶液进入冷凝器与高温的气体水合剂进行换热，一方面使气体水合剂产生冷凝，另一方面使溶液温度升高，之后浓溶液经过电磁阀四与热源塔出口的溶液混合，一起进入热泵机组进行放热。

3.根据权利要求1所述基于水合物法实现溶液再生的热源塔热泵系统，其特征在于：从水合物分解器返回的水温度较高，关闭电磁阀八，经过水泵一和电磁阀七进入板式换热器，关闭电磁阀三，热源塔出口的溶液经过电磁阀二进入板式换热器，在板式换热器内溶液和水进行换热，溶液温度升高后经过电磁阀一进入热泵机组放热，板式换热器出口的水温度降低，然后到蓄热器进行加热，温度升高后再到水合物分解器，为水合物分解提供热量，当溶液浓度较高时，溶液浓缩过程停止，打开电磁阀九，蓄热器出口的水直接经过水泵一和电磁阀七，进入板式换热器与溶液进行换热，之后返回蓄热器吸热。

4.根据权利要求1所述基于水合物法实现溶液再生的热源塔热泵系统，其特征在于：所述水合剂采用R141b、C₃H₈或CO₂ 。

5.根据权利要求1所述基于水合物法实现溶液再生的热源塔热泵系统，其特征在于：热源塔系统的工质采用NaCl溶液、CaCl₂溶液。