專利名稱：噴射增焓相變增壓水蒸汽熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
噴射增焓相變增壓水蒸汽熱泵(一 )技術(shù)領(lǐng)域噴射增焓相變增壓水蒸汽熱泵，屬熱泵系統(tǒng)設(shè)備(F25B)。( 二)背景技術(shù)蒸發(fā)節(jié)能、低壓水蒸汽的回用、冷凝廢水的余熱回收等均是當今節(jié)能環(huán)保需要急迫解決的問題。解決此問題的途徑只能是將低壓水蒸汽增壓后循環(huán)利用。水蒸汽的循環(huán)利用需要節(jié)能型熱泵。熱泵的作用就是將低壓水蒸汽增壓為高壓水蒸汽?，F(xiàn)有的水蒸汽熱泵有機械壓縮式和噴射壓縮式兩種，分別通過機械壓縮方式和高壓水蒸汽引射方式使低壓水蒸汽增溫增壓，兩者均為絕熱壓縮過程。從原理上講，對飽和水蒸汽進行絕熱壓縮，其終態(tài)必為過熱狀態(tài)，其中80%以上的能量消耗于蒸汽的過熱，不足 20%的能量用于增壓，且隨壓縮比的增大而陡增，也就是說，水蒸汽絕熱壓縮是非常耗能的過程。例如將80°C的飽和水蒸汽增壓為100°C壓力下的水蒸汽，壓縮比2. 1，理論的絕熱壓縮能耗為167kj/kg，實際情況遠大于此數(shù)值。在相同要求下，若采用噴射熱泵增壓，壓縮比1. 8-2. 0，引射系數(shù)0. 8-1. 0，相當于噴射熱泵的壓縮能耗為2500-2740kj/kg。但仔細分析飽和水蒸汽的熱力性質(zhì)，便發(fā)現(xiàn)，飽和水蒸汽的溫度和壓力變化很大時，其熱焓變化并不大。見表1中，100°C與80°C飽和水蒸汽的熱焓差僅32kj/kg，而Ikwh電的熱能是3545kj。 表權(quán)利要求1.噴射增焓相變增壓水蒸汽熱泵，其特征是i)設(shè)同軸順次連接的被增壓水蒸汽的進汽室(1)、有加熱外套的一支以上拉瓦爾噴管組件(2、2A)、收斂段有加熱外套的一支以上收斂-擴張型擴壓器組件(3、3A)以及擴容減壓管；其中，加熱外套是指分別在拉瓦爾噴管(2. 2)和擴壓器收斂段(3. 7)外壁固定加熱片，并在加熱片外裝有密閉的通有蒸汽的噴管加熱套(2.6)和收斂段加熱套(3.6) ；ii)拉瓦爾噴管進口蒸汽壓強P2a為低壓水蒸汽壓強；且進口蒸汽壓強P2a/出口蒸汽壓強P2b > 2 ；iii)從拉瓦爾噴管出口面Ob)處至收斂-擴張型擴壓器喉道出口(3C)處這一段(Lx) 汽流干度X< 1 ；iv)收斂-擴張型擴壓器出口壓強Pa<拉瓦爾噴管進口壓強P2a;v)擴容減壓管⑷采用圓柱-圓錐-圓柱形，進口面積、乂出口面積S4b >3。
2.按權(quán)利要求1所述水蒸汽熱泵，其特征是噴管加熱套(2.6)和收斂段加熱套(3.6) 之間設(shè)有蒸汽通道O. 7)，并在噴管加熱套(2. 首端設(shè)加熱蒸汽進口 O. 5)，在收斂段加熱套(3. 6)末端設(shè)冷凝水出口 (3. 4)。
3.按權(quán)利要求1所述水蒸汽熱泵，其特征是兩支以上的拉瓦爾噴管組件(2A)和收斂-擴張型擴壓器組件(3A)各采用一個整體的多噴管加熱套(2. 6A)和多管收斂段加熱套 (3. 6A)。
4.按權(quán)利要求3所述水蒸汽熱泵，其特征是多噴管加熱套(2.6A)和多管收斂段加熱套 (3.6A)之間設(shè)有蒸汽通道(2. 7A)，并在多噴管加熱套首端設(shè)加熱蒸汽進口(2.5A)，在多管收斂段加熱套末端設(shè)冷凝水出口(3.4A)。
5.按權(quán)利要求1所述水蒸汽熱泵，其特征是進汽室(1)、有加熱外套的一支以上拉瓦爾噴管組件0、2A)和收斂段有加熱外套的一支以上擴壓器組件(3、3A)之間用法蘭螺拴連接或焊接。
專利摘要噴射增焓相變增壓水蒸汽熱泵，設(shè)同軸順次連接的進汽室、有加熱外套的一支以上拉瓦爾噴管組件、收斂段有加熱外套的一支以上收斂-擴張型擴壓器組件及擴容減壓管；加熱外套是在外壁固定加熱片和外裝密閉的蒸汽加熱套。噴管進口為低壓水蒸汽，且進口壓強大于出口的2倍，噴管出口至擴壓器喉道汽流干度X＜1；擴壓器出口小于噴管進口壓強。利用拉瓦爾噴管和真空技術(shù)，將低壓水蒸汽加速為超音速的含濕蒸汽，利用濕蒸汽特性使汽流在等溫狀態(tài)下增焓，利用擴壓器將超音速濕蒸汽流轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛠喴羲俚娘柡退羝?，利用飽和水蒸汽溫度、壓力、熱焓對?yīng)的特性實現(xiàn)非壓縮方式的相變增壓，熱泵能耗比現(xiàn)有機械壓縮器低數(shù)倍，比蒸汽噴射熱泵低數(shù)十倍?？捎糜谒羝鰤夯責嵯到y(tǒng)。
文檔編號F25B30/00GK202109700SQ20112010206
公開日2012年1月11日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者魏仕英 申請人:魏仕英