本發(fā)明涉及低溫?zé)嵩蠢眉夹g(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種適用于低溫?zé)崴恼羝谱餮b置及直接壓縮式熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù):
能源是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ),深入開展節(jié)能工作,不僅是緩解能源矛盾和保障國家經(jīng)濟安全的重要措施,而且也是提高經(jīng)濟增長質(zhì)量和效益的重要途徑。本世紀(jì)的頭20年,我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程將進(jìn)一步加快,需要較高的能源增長作為支撐。因此,節(jié)能工作對促進(jìn)整個經(jīng)濟社會發(fā)展的作用日益凸顯,國家已經(jīng)把節(jié)能作為可持續(xù)發(fā)展的大政策。
目前,我國大中型城市普遍存在著集中供熱熱源不能滿足迅速增加的供熱需求的情況,而新建大型熱源投資高、建設(shè)周期長,并受到城市環(huán)境容量的強烈制約。
為了緩解供熱緊張的局面,一些地方盲目發(fā)展小型燃煤鍋爐房,嚴(yán)重惡化了城市的大氣環(huán)境;一些城市盲目發(fā)展燃?xì)獠膳⑸踔岭姛岵膳?,在帶來高采暖成本的同時,也引發(fā)了城市的燃?xì)夂碗娏Y源的全面緊張。一方面,是燃用高品位的化石燃料來提供低品位的熱能用于供暖和提供生活熱水;另一方面,城市周邊的火力發(fā)電廠在發(fā)電過程中,通過冷卻塔將大量的低品位熱量排放到大氣中,造成了巨大的能源浪費和明顯的環(huán)境濕熱影響。再者燃煤鍋爐濕法脫硫后的循環(huán)水直接進(jìn)入基坑自然冷卻,導(dǎo)致低品位熱量的浪費。因此,如果能將低品位熱源循環(huán)冷卻水的余熱用于供熱(采暖、生活熱水等),不僅能夠減少低品位熱源冷卻水散熱造成的水蒸發(fā)損失和環(huán)境的熱污染,而且能夠緩解采暖帶來燃?xì)夂碗娏Y源的緊張局面。同時,實現(xiàn)能源的梯級利用,節(jié)約大量燃料,提高能源綜合利用率。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種蒸汽制作裝置及利用該蒸汽制作裝置的直接壓縮式熱泵系統(tǒng),應(yīng)用水的低溫低壓蒸發(fā)特性,將蒸發(fā)后的蒸汽經(jīng)壓縮機進(jìn)行壓縮升溫,最后經(jīng)過冷凝換熱,以此來回收低溫?zé)嵩此械挠酂?,?jīng)換熱后的熱水可以作為鍋爐回水或直接用于采暖供熱,冷凝后的冷凝水可以直接作為鍋爐補水或者其他用途,達(dá)到節(jié)能環(huán)保及廢熱回收再利用的目的。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所述的蒸汽制作裝置包括低溫?zé)嵩催M(jìn)口管、低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備、抽真空接管、蒸汽輸送管、蒸汽壓縮裝置和抽真空泵,所述的低溫?zé)嵩催M(jìn)口管與低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備連接,抽真空接管和蒸汽輸送管設(shè)置在低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備的頂部,蒸汽壓縮裝置與蒸汽輸送管連通;抽真空泵與抽真空接管連接;所述的低溫?zé)嵩催M(jìn)口管用于將低溫?zé)嵩礋崴腿氲蜏氐蛪赫舭l(fā)設(shè)備;所述的抽真空泵和抽真空接管用于使低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備的內(nèi)部空間保持在低壓狀態(tài);所述的蒸汽輸送管用于將低溫?zé)嵩礋崴诘蜏氐蛪赫舭l(fā)設(shè)備內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽引入蒸汽壓縮裝置,所述的蒸汽壓縮裝置用于將蒸汽輸送管引入的蒸汽壓縮成為高溫高壓蒸汽。
所述的蒸汽制作裝置還包括低溫?zé)嵩磁潘芎鸵?,低溫?zé)嵩磁潘芘c低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備連接,引水泵與低溫?zé)嵩磁潘苓B接,引水泵用于將低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備中蒸發(fā)后的余留水通過低溫?zé)嵩磁潘軓牡蜏氐蛪赫舭l(fā)設(shè)備中排出。
所述的蒸汽為水蒸氣。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種利用上述蒸汽制作裝置的直接壓縮式熱泵系統(tǒng),包括上述蒸汽制作裝置、加熱后熱水出口管、冷凝換熱器、待加熱水進(jìn)口管、蒸汽輸入管和真空連接管,蒸汽制作裝置的蒸汽壓縮裝置與蒸汽輸入管連接,蒸汽輸入管與冷凝換熱器連接,蒸汽輸入管用于將蒸汽壓縮裝置壓縮產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽引入冷凝換熱器;加熱后熱水出口管和待加熱水進(jìn)口管分別與冷凝換熱器連接,待加熱水進(jìn)口管用于將待加熱水送入冷凝換熱器,待加熱水在冷凝換熱器內(nèi)被蒸汽輸入管輸入的高溫高壓蒸汽加熱,加熱后熱水出口管用于將加熱后的熱水排出冷凝換熱器。
所述的真空連接管與抽真空接管和抽真空泵連接,抽真空泵和真空連接管用于使冷凝換熱器的內(nèi)部空間保持在低壓狀態(tài)。
所述的直接壓縮式熱泵系統(tǒng)還包括冷凝水排出管和引水泵,所述的冷凝水排出管與冷凝換熱器連接,引水泵與冷凝水排出管連接,引水泵用于將高溫高壓蒸汽換熱冷凝后的冷凝水冷凝水經(jīng)排出管排出冷凝換熱器。
被熱水出口管排出的加熱后的熱水用作采暖熱水或生活熱水。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點:本發(fā)明所述的蒸汽制作裝置及直接壓縮式熱泵系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比,通過安裝于各類低品位熱水、冷卻循環(huán)水及污水(水溫50℃左右)的后端,利用水的低溫低壓蒸發(fā)特性,回收低品位熱水中的熱量,同時對冷凝的冷卻水加以回收利用,達(dá)到節(jié)能及能源回收再利用的目的,整個裝置構(gòu)造簡單,運行可靠,效果穩(wěn)定,能耗小,價格低廉。
附圖說明
圖1是本發(fā)明所述的蒸汽制作裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明所述的直接壓縮式熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發(fā)明,但不用來限制本發(fā)明的范圍。
如圖1所示,本發(fā)明所述的蒸汽制作裝置包括低溫?zé)嵩催M(jìn)口管1、低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2、抽真空接管5、蒸汽輸送管6、蒸汽壓縮裝置7和抽真空泵8,所述的低溫?zé)嵩催M(jìn)口管1與低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2連接,抽真空接管5和蒸汽輸送管6設(shè)置在低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2的頂部,蒸汽壓縮裝置7與蒸汽輸送管6連通;抽真空泵8與抽真空接管5連接;所述的低溫?zé)嵩催M(jìn)口管1用于將低溫?zé)嵩礋崴腿氲蜏氐蛪赫舭l(fā)設(shè)備2;所述的抽真空泵8和抽真空接管5用于使低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2的內(nèi)部空間保持在低壓狀態(tài);所述的蒸汽輸送管6用于將低溫?zé)嵩礋崴诘蜏氐蛪赫舭l(fā)設(shè)備2內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽引入蒸汽壓縮裝置7,所述的蒸汽壓縮裝置7用于將蒸汽輸送管6引入的蒸汽壓縮成為高溫高壓蒸汽。
本發(fā)明中所述的低溫?zé)嵩词侵脯F(xiàn)有技術(shù)中的低品位熱水、冷卻循環(huán)水及污水,其水溫為50℃左右,但是并不限于50℃,只要能在低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2內(nèi)實現(xiàn)蒸發(fā)的液態(tài)流體都可以作為這里的低溫?zé)嵩??!暗蜏氐蛪骸笔窍鄬τ谡羝麎嚎s裝置7壓縮后的高溫高壓蒸汽的狀態(tài)而言的,即在沒有被蒸汽壓縮裝置7壓縮之前的所有水和蒸汽都處于“低溫低壓”狀態(tài),被壓縮后的蒸汽處于高溫高壓狀態(tài),因此本發(fā)明中所有的低溫低壓和高溫高壓對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都具有明確的含義,不會造成保護(hù)范圍的不清楚。
所述的蒸汽制作裝置還包括低溫?zé)嵩磁潘?和引水泵4,低溫?zé)嵩磁潘?與低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2連接,引水泵4與低溫?zé)嵩磁潘?連接,引水泵4用于將低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2中蒸發(fā)后的余留水通過低溫?zé)嵩磁潘?從低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2中排出。
所述的蒸汽為水蒸氣。
本發(fā)明所述的蒸汽制作裝置主要是對低溫?zé)嵩串a(chǎn)生的低溫低壓蒸汽經(jīng)壓縮機升壓升溫后進(jìn)行高溫蒸汽的制作,其簡易工作流程為:
低溫?zé)嵩礋崴?jīng)低溫?zé)嵩催M(jìn)口管1進(jìn)入低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2,低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2內(nèi)為低壓真空狀態(tài)(并非高真空,只是接近真空),利用水的低溫低壓蒸發(fā)的特性讓低溫?zé)嵩此诘蜏氐蛪赫舭l(fā)設(shè)備2內(nèi)不斷蒸發(fā),對于蒸發(fā)后的余留水經(jīng)引水泵4引入低溫?zé)嵩磁潘?,排出低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2完成低溫?zé)嵩此难h(huán)。低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2內(nèi)的蒸汽經(jīng)蒸汽輸送管6進(jìn)入蒸汽壓縮裝置7,經(jīng)蒸汽壓縮裝置7壓縮后生成高溫蒸汽。低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2與抽真空接管5相連接,經(jīng)抽真空泵8的抽氣作用,保持低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2內(nèi)部處于低壓狀態(tài)。
如圖2所示,本發(fā)明進(jìn)一步提供一種利用上述蒸汽制作裝置的直接壓縮式熱泵系統(tǒng),包括上述蒸汽制作裝置、加熱后熱水出口管9、冷凝換熱器10、待加熱水進(jìn)口管11、蒸汽輸入管15和真空連接管16,蒸汽制作裝置的蒸汽壓縮裝置7與蒸汽輸入管15連接,蒸汽輸入管15與冷凝換熱器10連接,蒸汽輸入管15用于將蒸汽壓縮裝置7壓縮產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽引入冷凝換熱器10;加熱后熱水出口管9和待加熱水進(jìn)口管11分別與冷凝換熱器10連接,待加熱水進(jìn)口管11用于將待加熱水送入冷凝換熱器10,待加熱水在冷凝換熱器10內(nèi)被蒸汽輸入管15輸入的高溫高壓蒸汽加熱,加熱后熱水出口管9用于將加熱后的熱水排出冷凝換熱器10。
所述的真空連接管16與抽真空接管5和抽真空泵8連接,抽真空泵8和真空連接管16用于使冷凝換熱器10的內(nèi)部空間保持在低壓狀態(tài)。
所述的直接壓縮式熱泵系統(tǒng)還包括冷凝水排出管12和引水泵13,所述的冷凝水排出管12與冷凝換熱器10連接,引水泵13與冷凝水排出管12連接,引水泵13用于將高溫高壓蒸汽換熱冷凝后的冷凝水冷凝水經(jīng)排出管12排出冷凝換熱器10。
被熱水出口管9排出的加熱后的熱水用作采暖熱水或生活熱水。
本發(fā)明所述的直接壓縮式熱泵系統(tǒng)安裝于低品位熱源熱水(50℃左右)引出口的后端,充分利用水的低溫低壓蒸發(fā)特性,以及應(yīng)用蒸汽壓縮機的加壓升溫特性,二者有機結(jié)合將低品位熱源熱水中的熱量源源不斷的提取出來,并通過冷凝換熱器將熱量置換到待加熱水中,實現(xiàn)余熱回收的目的。其簡易工作流程包括:
低溫?zé)嵩礋崴鞒蹋旱蜏責(zé)嵩礋崴?jīng)低溫?zé)嵩催M(jìn)口管1進(jìn)入低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2,低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2內(nèi)為低壓真空狀態(tài),利用水的低溫低壓蒸發(fā)的特性讓低溫?zé)嵩此诘蜏氐蛪赫舭l(fā)設(shè)備2內(nèi)不斷蒸發(fā),對于蒸發(fā)后的余留水經(jīng)引水泵4引入低溫?zé)嵩磁潘?,排出低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2,完成低溫?zé)嵩此难h(huán)。
低溫低壓蒸汽流程:低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2內(nèi)的蒸汽經(jīng)蒸汽輸送管6進(jìn)入蒸汽壓縮裝置7,經(jīng)蒸汽壓縮裝置7壓縮后的高溫蒸汽進(jìn)入冷凝換熱器10,在冷凝換熱器10內(nèi)與經(jīng)待加熱水進(jìn)口管11進(jìn)入冷凝換熱器10的待加熱水進(jìn)行換熱,冷凝后的冷凝水被引水泵13引入冷凝水排出管12排出冷凝換熱器10,換熱后的待加熱水經(jīng)加熱后熱水出口管9排出冷凝換熱器10。
抽真空流程:低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2和冷凝換熱器10分別與抽真空接管5連接,經(jīng)抽真空泵8抽氣保持低溫低壓蒸發(fā)設(shè)備2和冷凝換熱器10內(nèi)部處于同低壓狀態(tài)。
本發(fā)明所述的直接壓縮式熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊合理,部件分明,大大方便了裝置的運輸、安裝和維修。
雖然,上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述,但在本發(fā)明基礎(chǔ)上,可以對之作一些修改或改進(jìn),這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此,在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn),均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。