热量交换塔载冷剂溶液浓度控制调节方法，吸湿后的热量交换塔载冷剂溶液采用中空纤维疏水膜构成的膜蒸馏器低温蒸馏处理，通过膜蒸馏浓缩：浓溶液在中空纤维疏水膜的热侧温度３７－８５℃，蒸馏凝结后的水在中空纤维疏水膜的另一侧即冷侧排出。载冷剂热交换塔载冷剂溶液经第一换热器加热后，溶液进入膜蒸馏器的热侧，溶液出口直接回流至载冷剂热交换塔或回流至第一换热器，经不断浓缩后再回流至载冷剂热交换塔；本发明专利技术解决致载冷剂浓度降低盐份流失的问题。且装置简单，运行成本低。可以用于一切空气源热泵的热量交换塔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种能量获取方式中载冷剂的调节方法，尤其是对载体(载冷剂)溶 液浓度控制与调节的方法与装置。
技术介绍
在寻求低碳经济的今天，对建筑物中使用的冷热空调和热水体系，常规的多为水 和地源热泵技术，采用中国专利ZL200720025071新型能源塔即采用低融点载冷剂溶液吸 取空气中能量的热量交换塔提供了一种空气和载冷剂进行热交换，提取空气中低品位热量 的方法，用于解决地质和周边水环境的限制，换热效率高，节能环保，机组荷载低，能耗小， 不受区域限制。但该能源塔系统属于开式塔，在春夏秋三季使用在运行过程中没有问题， 但冬季运行时需要使用低融点载冷剂溶液和空气接触，当环境湿度大时，容易吸收高湿空 气中的水分而稀释，导致溶液浓度(在冬季工作时溶液浓度需要有一定的盐份含量、如采 用乙二醇、氯化镁、工业盐、氯化钙或氯化钠作为载冷剂溶质，一般要求溶液的浓度在14% 以上)减小，冰点上升，如导致结冰则会使系统不能稳定工作。此外，现有的热量交换塔还 存在当漂淋和雨水侵入，漂淋时也会损失载冷剂溶质，雨水侵入吸收高湿空气中的水分是 大量的，也会导致溶液变稀和溶液的增加，导致载冷剂浓度降低且量大溢出，导致乙二醇、 氯化镁、氯化钙或氯化钠的流失，导致成本的增高和或复杂的添加系统，如当浓度降低后通 常的做法是定期手动或通过计量泵定时定量添加载冷剂溶质、碱性溶剂和缓释剂等。另 还造成环境污染。以维持载冷剂浓度(保证冰点)，以达到可靠运行的目的，如中国专利 2008202225189. 4能源塔自动加药装置并已经在应用，但这种方案增加了带来了载冷剂溶 质的消耗，造成了环境污染，大大提高了运营成本，而且能源塔自动加药装置本身的投入亦 不低。由于未能有经济合适的除去载冷剂溶质的水分技术，因此能源塔热泵技术的发展和 推广碰到了一个瓶颈。虽然海水淡化可采用多效蒸发，适用高盐水处理，但多效蒸发需要高 频热源和强耐腐蚀设备，投资巨大，运行、能耗极高。另有反渗透膜(RO)技术分为海水淡化 膜C60mpa)、苦咸水膜及纯水膜ClOmpa))，投资的成本低，但只适用低含盐度，产水率低。 且运行期短，膜污染严重、更换频繁。仍难以用于本专利技术的载冷剂溶液。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种能源塔载冷剂溶液浓度控制调节方法与装置，去除载 冷剂中水分，浓缩载冷剂溶液，保证能源塔载冷剂在冬季的正常使用，解决现有的能源塔热 泵系统能源塔载冷剂浓度在冬季使用时因吸收高湿空气中的水分，尤其是雨雪天稀释后导 致载冷剂浓度降低且有相当溢出，导致载冷剂溶液凝固点下降使机组无法运行，也导致氯 化钙、氯化镁、氯化钠、乙二醇或丙三醇等的流失的问题、增加成本及造成环境污染的问题 (冬季使用状态)。 本专利技术是这样实现的热量交换塔载冷剂溶液浓度控制调节方法，吸湿后的热量 交换塔载冷剂溶液采用中空纤维疏水膜构成的膜蒸馏器低温蒸馏处理，通过膜蒸馏浓缩浓溶液在中空纤维疏水膜的热侧温度37-85°C，尤其是40-60°C，蒸馏凝结后的水在中空纤 维疏水膜的另一侧即冷侧排出。溶液和水均采用泵作为输送动力，也可以采用液位压力差 送液。载冷剂热交换塔载冷剂溶液尤其是经第一换热器加热后，溶液进入膜蒸馏器的热 侧，溶液出口直接回流至载冷剂热交换塔、或回流至第一换热器，经不断浓缩后再回流至载 冷剂热交换塔；采用平面或列管式结构的膜蒸馏器的冷侧凝结水流出，冷侧凝结水经过第 二换热器，第二换热器串联在载冷剂热交换塔与第一换热器连接的管道上，经第二换热器 后排出或再串入膜蒸馏器的冷侧循环。尤其是至少热侧液体处于流动状态，其中热侧流速0. 3士0. 2m/s ；热侧浓缩后高 盐水浓度增高很多。典型的溶液条件热侧浓溶液=NaCl或CaC12，冷测液体水，热侧温度50°C，冷测 温度1-38 0C ο溶液侧采用适当加压包括液位提升的方法加压、或控制流动速度，而水侧的采取 降低液位或抽一点真空的方式，本专利技术载冷剂溶液浓度调节装置，利用中空纤维疏水膜制成管状，尤其是密排的 管状结构，也可以采用弧形板、平板、中空纤维结构；密排的管状膜管的结构如下，密排的膜 管的露出管内侧面的端面，且露出所有管内侧的端面通过密封层与膜管管外的侧面分开， 即管内的腔均连通成为膜的一侧(热侧)，管外的腔亦是连通的膜的另一侧(冷侧)；密排 的管状置于外壳内，并设有连通管内侧面与管外侧面的进出口。密排的管状膜管的内进入 及流出浓缩后浓溶液，管的外腔则流出稀液(水)。载冷剂溶液浓度调节装置侧部开孔管道 上设有抽吸泵。热量交换塔载冷剂溶液浓度调节装置，用中空纤维疏水膜制成密排的管状结构， 密排的膜管的端面在露出管内侧面与所有管外侧面之间设有密封层，将膜管的管内侧面与 膜管的外侧面分开，即管内的腔均连通成为膜的一侧即热侧，管外的腔亦是连通的膜的另 一侧即冷侧；密排的管状置于外壳内，并设有连通管内侧面的进出口，还设有连通管外侧面 的进出口。进出口作为溶液和水的循环的进出口。密排的管状膜管的内进入及流出浓缩后浓溶液，管的外腔则流出稀液(水)。本专利技术热量交换塔的载冷剂容器上设有的溢流孔，设有储液罐接溢流的载冷剂工 质或浓液，第一换热器可以是储液罐且是一个加热罐，将浓液进行加温处理，如采用水浴或 电热的方法进行加热处理，达到工作温度时输入载冷剂溶液进行浓缩(采用疏水膜蒸馏方 法，采用上述装置)，去除水分后的浓液再作为载冷剂溶液或再次浓缩(也可立即加入热量 交换塔的载冷剂中)，也可以根据热量交换塔的载冷剂液体密度(浓度)进行添加，而载冷 剂溶液浓度调节装置抽出的稀液(水)可直接无害排放。本专利技术的有益效果是通过本专利技术能源塔载冷剂溶液浓度控制调节方法与装置， 去除载冷剂中水分，浓缩载冷剂溶液，而且溶液加热和稀液(水)的换热平衡合理，效果良 好，保证能源塔载冷剂在冬季的正常使用，解决现有的能源塔热泵系统能源塔载冷剂浓度 在冬季使用时因吸收高湿空气中的水分，稀释盐份后导致载冷剂浓度降低且溢出、导致乙 二醇、氯化镁、氯化钙或氯化钠的流失的问题。本专利技术装置简单，运行成本低。用途极为 广泛可以用于一切空气源热泵的热量交换塔配套对载冷剂浓度进行控制，包括用于家用型热泵载冷剂溶液浓度控制与调节，冬季使用时可以使换热器不结霜，提高热泵的制热效 率一这是目前冬季使用时一直存在的问题；夏天因采用制冷机组，塔蒸发散热，不需要用 盐水降低熔点。附图说明 图1是本专利技术方法流程示意2是本专利技术热量交换塔的载冷剂容器的结构示意图具体实施例方式疏水性微孔膜采用的材质也可以采PTFE、PVDF, PP ；壁厚0. 1-0. 3mm，提供具有渗 透膜的半透性壁，该渗透膜具有多个小孔、这些小孔中的至少一部分依尺寸制造成允许毛 细冷凝；平均孔径0. 12-0. 17 μ m。将渗透流体渗透膜的热侧，其冷侧被暴露给渗透流体；本 专利技术采用改性聚偏氟乙烯(PVDF)等材料构成中空纤维疏水膜，尤其是密排的管状结构；密 排的管状膜管的结构如下，密排的管状膜管排成平的端面，露出管内的侧面，所有管外的侧 面处均由环氧或PET等粘接材料进行粘接或其它方式固定(膜管固定在阵列的漏斗上，每 个漏斗均通一根膜管导流)，因此，使管内的腔均连通成为膜的一侧(热侧)。管外侧的所 有腔体亦连通的膜的另一侧(冷侧)；密本文档来自技高网...
【技术保护点】
热量交换塔载冷剂溶液浓度控制调节方法，其特征是吸湿后的热量交换塔载冷剂溶液采用中空纤维疏水膜构成的膜蒸馏器低温蒸馏处理，通过膜蒸馏浓缩：浓溶液在中空纤维疏水膜的热侧温度３７－８５℃，蒸馏凝结后的水在中空纤维疏水膜的另一侧即冷侧排出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王高元，
申请(专利权)人：王高元，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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