Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ANTI-ICING SOLUTION REGENERATION APPARATUS FOR USE IN AIR-CONDITIONING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/023033
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an anti-icing solution regeneration apparatus for use in an air-conditioning system, comprising a high-temperature heat source area, an anti-icing solution sump, a low-temperature cold source area, a condensed water sump, a spraying device, a gas circulation fan and a gas circulation duct, wherein the gas circulation duct is arranged in the gas circulation duct communicating the high-temperature heat source area with the low-temperature cold source area to drive a circulating gas to flow from the high-temperature heat source area through the low-temperature cold source area, absorbing moisture in the high-temperature heat source area and after separating out condensed water in the low-temperature cold source area, continuing along the gas circulation duct and returning to the high-temperature heat source area in a circulatory flow. When producing heat in winter, the regeneration apparatus can perform anti-icing solution regeneration, heat recovery and heat pump operations in a frost-free manner, preventing the anti-icing solution from freezing.

Inventors:
LI XIANTING (CN)
LI ZHIMING (CN)
SHI WENXING (CN)
WANG BAOLONG (CN)
ZHANG YONG (CN)
LI XIAO (CN)
LI NING (CN)
HE WEIGUO (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/079999
Publication Date:
February 13, 2014
Filing Date:
August 13, 2012
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
GUANGZHOU WIDE IND CO LTD (CN)
UNIV TSINGHUA (CN)
LI XIANTING (CN)
LI ZHIMING (CN)
SHI WENXING (CN)
WANG BAOLONG (CN)
ZHANG YONG (CN)
LI XIAO (CN)
LI NING (CN)
HE WEIGUO (CN)
International Classes:
F24F5/00; F24F13/30; F25B30/00
Foreign References:
CN102607124A2012-07-25
CN102620489A2012-08-01
CN102620474A2012-08-01
EP0239663A11987-10-07
EP0260333A11988-03-23
RU2182941C12002-05-27
JP2004150776A2004-05-27
Attorney, Agent or Firm:
WAN HUI DA INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY (CN)
北京万慧达知识产权代理有限公司 (CN)
Download PDF:
Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种用于空调系统的防冻溶液再生装置, 其特征在于, 包括高温热源 区、 防冻溶液集液盘、 低温冷源区.、 冷凝水集液盘、 喷淋器.、 气体循环风机和 气体循环风道; 其中,

所述高温热源区设有高温热源,所述啧淋器的进口连接于与空调系统冷凝 设备相通的低浓度防冻溶液通道,所述喷淋器中流出的低浓度防冻溶液流经高 温热源区后蒸发浓缩进入防冻溶液集液盘,所述防冻溶液集液盘中的溶液进入 与空调系统冷凝设备相通的高浓度溶液通道;

所述低温冷源区设有低温冷源, 所述冷凝水集液盘设置于低温冷源区下 方, 并设有冷凝水出口;

所述气体循环风机设置于连通高温热源区和低温冷源区的气体循环风道 中, 以驱动循环气体从高温热源区流过低温冷源区,在高温热源区吸收水份并 在低温热源区析出冷凝水后继续沿着所述气体循环风道返回至高温热源区循 环流动。

1、 如权利要求 1所述的防冻溶液再生装置, 其特征在于: 所述气体循环风 机、 高温热源区和低温冷源区的相对位置布置方式为: 高温热源区 气体循环 风机-低温冷源区、气体循环风机 --高温热源区--低温冷源区或高温热源区- -低温

3、 如权利要求 1所述的防冻溶液再生装置, 其特征在于: 所述高温热源区 中循环气体和低浓度防冻溶液的传质交换方式是顺流、 逆流、 混流或错流。

4、 如权利要求 2所述的防冻溶液再生装置, 其特征在于, 所述高温热源 设置于所述啧淋器与防冻溶液集液盘之间;或者所述高温热源设置于所述高温 热源区的循环气体进口处且所述喷淋器的外侧,以使循环气体经过加热后通过 所述喷淋器的下方进行热交换;或者所述高温热源设置于所述喷淋器的进口之 前, 以使低浓度防冻溶液先经过加热再迸入所述喷淋器与循环气体进行热交

5、 根据权利要求 4所述的防冻溶液再生装置, 其特征在于: 所述高温热源 的载体为制冷剂、 水、 气或油, 或采用形式为电热式、 蒸汽式、 燃气式、 燃油 式、 油热式或烟气余热方式产生的热源; 所述低温冷源的载体为制冷剂、 水、 气或油。

6、 如权利要求 1 5中任一所述的防冻溶液再生装置, 其特征在于: 所述 喷淋器与所述防冻溶液集液盘之间设有啧淋循环泵,所述防冻溶液集液盘还与 空调系统中的低浓度防冻溶液通道连接。

7、 如权利要求 1 5中任一所述的防冻溶液再生装置, 其特征在于: 所述 高浓度溶液通道上设有溶液泵。

8、 如权利要求] -5中任一所述的防冻溶液再生装置, 其特征在于: 所述喷 淋器下方设有换热填料。

9、 如权利要求] -5中任一所述的防冻溶液再生装置, 其特征在于: 所述再 生装置外接的冷凝设备为蒸发式冷凝器,或者相连接的冷却水塔和水冷式冷凝 器。

10、 如权利要求 1 5中任一所述的防冻溶液再生装置, 其特征在于: 所述 循环气体采用空气、 氮气或惰性气体。

Description:
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 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, 会使空气中的水份冷凝, 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。 本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供 一种空调系统的防冻溶液再 生装置, 以用于在冬季制热运行时, 稳定提高防冻溶液浓度, 同时冬季从环境 中取热不会出现结霜且能够连续性工作, 实现全年运行。

为实现上述发明目的, 本发明的技术方案为:

一种用于空调系统的防冻溶液再生装置,包括 高温热源区、防冻溶液集液 盘、 低温冷源区、 冷凝水集液盘、 喷淋器、 气体循环风机和气体循环风道; 其 中, 所述高温热源区设有高温热源,所述喷淋器的 进口连接于与空调系统冷凝 设备相通的低浓度防冻溶液通道,所述喷淋器 中流出的低浓度防冻溶液流经高 温热源区后蒸发浓縮, 经过与所述循环气体发生传质作 ^, 把低浓度防冻溶液 的水份传递给循环气体, 同时浓缩后的防冻溶液进入防冻溶液集液盘, 所述防 冻溶液集液盘中的溶液进入与空调系统冷凝设 备相通的高浓度溶液通道;所述 低温冷源区设有低温冷源,所述冷凝水集液盘 设置于低温冷源区下方, 并设有 冷凝水出口;所述气体循环风机设置于连通高 温热源区和低温冷源区的气体循 环风道中, 以驱动循环气体从高温热源区流过低温冷源区 ,在高温热源区吸收 水份并在低温热源区析出冷凝水后,循环气体 继续沿着所述气体循环风道返回 至高温热源区循环流动。

其中, 进一歩地, 所述气体循环风机、 高温热源区和低温冷源区的相对位 置布置方式为: 高温热源区 气体循环风机-低温冷源区、 气体循环风机 高温 热源区 低温冷源区或高温热源区 低温冷源区 气体循环风机。

迸一步地,所述高温热源区中循环气体和低浓 度防冻溶液的热值交换方式 是顺流、 逆流、 混流或错流。

进一步地,所述高温热源设置于所述喷淋器与 防冻溶液集液盘之间; 或者 所述高温热源设置于所述高温热源区的循环气 体进口处且所述喷淋器的外侧, 以使循环气体经过加热后通过所述喷淋器的下 方进行热交换;或者所述高温热 源设置于所述喷淋器的进口之前,以使低浓度 防冻溶液先经过加热再进入所述 喷淋器与循环气体进行热交换。

迸一步地, 所述高温热源的载体为制冷剂、 水、 气或油, 或采用形式为电 热式、 蒸汽式、 燃气式、 燃油式、 油热式或烟气余热方式产生的热源; 所述低 温冷源的载体为制冷剂、 水、 气或油。

作为优选方案, 所述喷淋器与所述防冻溶液集液盘之间设有喷 淋循环泵, 所述防冻溶液集液盘还与空调系统中的低浓度 防冻溶液通道连接。

作为优选方案, 所述高浓度溶液通道上设有溶液泵。

作为优选方案, 所述喷淋器下方设有换热填料。

进一步,所述再生装置外接的冷凝设备为蒸发 式冷凝器, 或者相连接的冷 却水塔和水冷式冷凝器。

以上所述循环气体采用空气、 氮气或惰性气体。

1、 实现了溶液再生, 避免了防冻溶液被冻结: 低浓度防冻溶液与高温热 源及循环气体进行热交换,低浓度防冻溶液中 的水份被循环气体带走, 使低浓 度防冻溶液的浓度升高, 持续满足系统运行的防冻需求。

2、 实现了能源的回收利用: 高温高湿的循环气体与低温冷源的低温低压 制冷剂进行热交换, 并析出冷凝水, 回收了再生过程中的冷凝热, 提高了系统 的能源利用率。

3、 实现了热泵无霜运行: 蒸发式冷凝器或冷却水塔中的低浓度防冻溶液 经过防冻溶液再生装置, 提高了溶液浓度, 可避免热泵工况时蒸发式冷凝器或 冷却水塔及其部件发生结霜或结冰现象, 使热泵工况实现无需融霜连续运行。

图 1为本发明实施例一的结构示意图。

图 2为本发明实施例二的结构示意图。

图 3为本发明实施例三的结构示意图。

图 4为本发明实施例四的结构示意图。

图 5为本再生装置与蒸发式冷凝器连接的结构示 图。

图 6为本再生装置与蒸发式冷凝器连接并增加溶 泵的结构示意图。 图 7为本再生装置与冷却水塔和水冷式冷凝器连 的结构示意图。

图 8为本发明采用电热式热源的结构示意图。

下面结合实施例及附图, 对本发明作进一步的详细说明, 但本发明的实 施方式不限于此。

一种用于空调系统的防冻溶液再生装置,包括 高温热源区、防冻溶液集液 盘、 低温冷源区、 冷凝水集液盘、 喷淋器、 气体循环风机和气体循环风道; 其 中, 高温热源区和低温冷源区分别设有相应的热交 换区, 并分别设有高温热源 和低温冷源。 实施例 1

如图 1所示, 包括: 高温热源 la、 防冻溶液集液盘 2a.、 低温冷源 lb.、 冷凝 水集液盘 2b和喷淋器 3、 气体循环风机 4和气体循环风道 5, 高温热源 la和低温 冷源 lb的载体均优选在一盘管结构的高温热源 la和低温冷源 lb内流动。

所述喷淋器 3的进口连接与空调系统冷凝设备相通的低浓 防冻溶液通道 9 , 喷淋器 3的下方设有高温热源 la, 喷淋器 3中喷淋出的低浓度防冻溶液流经 高温热源区中的高温热源 la后, 防冻溶液蒸发浓缩进入防冻溶液集液盘 2a,所 述防冻溶液集液盘 2a设有浓溶液出口 8a,,防冻溶液集液盘 2a中的溶液进入与空 调系统冷凝设备相通的高浓度溶液通道。冷凝 水集液盘 2b设置于低温冷源区下 方且设有冷凝出水口 8b,冷凝水可以经收集后可用于相应的空调系 或做其它 用途。 气体循环风机 4设置于连通高温热源区和低温冷源区的循环 道中, 以 驱动循环气体从高温热源区流过低温冷源区, 在高温热源区吸收水份并在低温 热源区析出冷凝水后,循环气体继续沿着所述 气体循环风道返回至高温热源区 循环流动。

与上述再生装置相连接的空调系统冷凝设备为 蒸发式冷凝器,或者相连接 的冷却水塔和水冷式冷凝器, 当然还可以是其它空调系统中适用的冷凝设备 。

当高温热源和低温冷源的载体是制冷剂时,该 制冷剂为直接来自于空调系 统中使用的制冷剂,所述高温热源 la的进口 6a连接与空调系统相通的高温制冷 剂通道,高温热源 la的出口 7a连接另一条与空调系统相通的高温或中温制 剂 通道,低温冷源 lb的进口 6b连接与空调系统相通的低温制冷剂通道, 低温冷源 lb的出口 7b连接另一条与空调系统相通的低温制冷剂通 。 所述喷淋器 3向高 温热源喷淋低浓度防冻溶液, 同时循环风机 4驱动循环气体流过高温热源区, 从高温热源 la的进口过来的高温制冷剂与喷淋溶液及循环 体进行热交换,制 冷剂放出热量后从高温热源 la的出口流走,循环气体吸收溶液中的水份后 体 的温度和含湿量均升高, 时溶液的水份蒸发后浓度升高并落入防冻溶液 集液 盘 2a后从浓溶液出口 8a.流出; 所述高温高湿循环气体疆续流过低温冷源区, 与 从低温冷源 lb的进口过来的低温制冷剂进行热交换,循环 体的温度下降并析 出冷凝水,冷凝水从冷凝水集液盘的出水口 8b流走, 同时低温冷源 lb内的制冷 剂吸收热量后从低温冷源 lb的出口流走, 所述循环气体在风机 4的驱动下沿着 循环风道返回至高温热源区继续循环流动。优 选地, 本实施例中的气体循环风 机、高温热源和低温冷源的相对位置布置方式 为: 高温热源区 气体循环风机- 低温冷源区。

优选地, 喷淋器 3下层还可设有换热填料 11, 以增加换热面积, 提高换热

本实施例作为实施例 1的一种改进, 如图 2所示, 与实施例 1相比较, 为 了有利于低浓度防冻溶液蒸发水份并形成浓溶 液, 其不同之处在于, 增加了喷 淋循环泵 10, 所述喷淋循环泵的进口连接防冻溶液集液盘 2a, 喷淋循环泵的 出口连接喷淋器 3 , 而低浓度防冻溶液通道 9则连接防冻溶液集液盘 2a, 这样 可使喷淋溶液多次循环经过高温热源 ia, 从而实现水份蒸发更多后防冻溶液 浓度升高的要求。 实施例 3

本实施例作为实施例 i的一种改进, 如图 3所示, 与实施例 i相比较, 其 不同之处在于, 本再生装置的高温热源区设有高温热源 ia, 所述高温热源 l a 位于喷淋器 3外侧, 即设置于循环气体的进口处, 高温热源 la的载体同样采 ^空调系统中的制冷剂, 将所述高温热源 ia可以设计'成有利于加热循环气体 的任何结构。 喷淋器 3的下方设置换热填料 I I。 循环气体流经高温热源 i a后 气体温度升高, 而后高温气体与喷淋器 3喷淋出的防冻溶液进行热交换, 高温 气体吸收防冻溶液中的水份后气体的含湿量升 高,同时溶液的水份蒸发后浓度 升高并落入防冻溶液集液盘 2a后从浓溶液出口 8a流出,而后循环气体与低温 冷源 lb进行热交换。 实施例 4

本实施例作为实施例 1的一种改进, 如图 4所示, 与实施例 1相比较, 其 不同之处在于, 本再生装置的高温热源区设有高温热源!a, 高温热源 l a设 置于所述喷淋器 3的进口之前, 高温热源 la的载体同样采用空调系统中的制 冷剂, 将所述高温热源 la可以设计成有利于加热高温热源载体的任何 构, 比如管夹套结构。 喷淋器 3 的下方设置换热填料 11。 将所述高温热源用于加 热低浓度防冻溶液, 低浓度防冻溶液流经高温热源 la后溶液温度升高, 而后 高温低浓度防冻溶液再与循环气体进行热交换 ,循环气体吸收溶液中的水份后 气体的温度和含湿量均升高,同时溶液的水份 蒸发后浓度升高并落入溶液集液 盘后从浓溶液出口 8a流出, 而后循环气体与低温冷源 lb进行热交换。

上述实施例 1中的再生装置与蒸发式冷凝器 12连接, 如图 5所示, 采用 与蒸发式冷凝器连接的方式, 蒸发式冷凝器 12中的低浓度防冻溶液经过再生 装置, 防冻溶液中的水份蒸发后浓度升高, 高浓度溶液从浓溶液出口 8a返回 至蒸发式冷凝器 12。 实施例 6

本实施例作为实施例 5的一种改迸方案, 如图 6所示, 为了使高浓度溶液 更顺畅返回至蒸发式冷凝器 12, 浓溶液出口 8a增加了溶液泵 13, 高浓度溶液 经溶液泵 13增压后返回至蒸发式冷凝器 12。

上述实施例 1中的再生装置与冷却水塔 14和水冷式冷凝器 15连接,如图 7所示, 采用与冷却水塔! 4和水冷式冷凝器 15连接的方式, 冷却水塔 14中 的低浓度防冻溶液经过再生装置, 防冻溶液中的水份蒸发后浓度升高, 高浓度 溶液从浓溶液出口返回至冷却水塔 14。 作为优选方案, 本实施例的浓溶液出 口还可设有增压用的溶液泵。 上述各实施例的装置结构中,所述高温热源的 载体除了使用空调系统中的 制冷剂以外, 还可以是水.、 气、 油, 或采用形式为电热式.、 蒸汽式、 燃气式、 燃油式、 油热式.、烟气余热等产生的热源; 所述低温的载体除了使 ^空调系统 中的制冷剂以外, 也还可以是水、 气、 油等。 当采 ^外部引入的载体作为高温 热源和低温冷源^, 显然, 主要的改变是在于相应的载体入口和出口均需 要与 外部循环系统中的冷源、 热源连接。 具体地, 图 8中示出了采用电加热器 16类 热源的结构示意图。 气体采 ^空气或氮气等气体。 气体循环风机、 高温热源和 低温冷源的相对位置布置方式还可以是: 气体循环风机 高温热源 低温冷源、 高温热源低温冷源 气体循环风机; 在高温热源区中,循环气体和防冻溶液的 传质交换方式可以是顺流、 逆流、 混流或错流。 如上所述,便可较好地实现本发明,上述实施 例仅为本发明的较佳实施例, 并非用来限定本发明的实施范園; 即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰, 都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖 。