空氣源熱泵驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)的制作方法
【專利摘要】一種空氣源熱泵驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)：系統(tǒng)集成循環(huán)泵、空氣源熱泵、節(jié)流閥、噴嘴、閃蒸罐、噴嘴引射擴(kuò)壓裝置；利用空氣源熱泵加熱循環(huán)補(bǔ)水，以提供閃蒸熱量；利用循環(huán)加熱、節(jié)流、噴淋、閃蒸，持續(xù)產(chǎn)生二次蒸汽；利用蒸汽管網(wǎng)余壓實(shí)現(xiàn)二次蒸汽熱壓縮，節(jié)省水蒸汽壓縮機(jī)壓縮電費(fèi)與投資；投資回收期與水源熱泵加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機(jī)壓縮的相比較可縮短50％；實(shí)現(xiàn)1份高壓水蒸汽調(diào)制出n+1份中壓水蒸汽的蒸汽倍增功能。
【專利說明】
空氣源熱泵驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種空氣源熱栗驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]考慮輸送損失以及最高蒸汽壓力需求，通常蒸汽管網(wǎng)維持1bar以上壓力。然而很多用戶的蒸汽壓力需求只有3_5bar，因此在用熱設(shè)備端口設(shè)置減溫、減壓閥，來實(shí)現(xiàn)用熱壓力需求，從而就浪費(fèi)了蒸汽管網(wǎng)的余壓。
[0003]現(xiàn)有水源熱栗加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機(jī)壓縮制取水蒸汽的工藝流程為:液態(tài)熱載體流經(jīng)蒸發(fā)器液態(tài)熱載體側(cè)，以使流入蒸發(fā)器工質(zhì)側(cè)的低壓兩相熱栗工質(zhì)吸收熱量而蒸發(fā)成為低壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)，并使液態(tài)熱載體放熱、降溫后排出；熱栗工質(zhì)由吸氣口吸入壓縮機(jī)，并壓縮成為高壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)，而送入冷凝器工質(zhì)側(cè)冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質(zhì)，最后經(jīng)膨脹閥節(jié)流而重新成為低壓兩相熱栗工質(zhì)，流入蒸發(fā)器工質(zhì)側(cè)以完成熱栗循環(huán)，同時(shí)把冷凝熱量釋放給循環(huán)補(bǔ)水側(cè)。當(dāng)閃蒸罐底部出口的循環(huán)水經(jīng)補(bǔ)水三通與補(bǔ)水混合后，流經(jīng)過濾器、循環(huán)栗、止回閥、冷凝器循環(huán)補(bǔ)水側(cè)，而被冷凝熱量加熱升溫，再經(jīng)節(jié)流閥的減壓以及噴嘴的噴淋，而在閃蒸罐內(nèi)絕熱閃蒸出二次蒸汽，最后二次蒸汽被閃蒸罐頂部設(shè)置的水蒸汽壓縮機(jī)吸入并壓縮成為所需壓力的水蒸汽。
[0004]然而該技術(shù)難以推廣，其原因?yàn)?
[0005](I)水蒸汽壓縮機(jī)單位吸氣量的投資10倍于制冷壓縮機(jī)；
[0006](2)絕對(duì)壓差超過3bar時(shí)，水蒸汽壓縮機(jī)的等熵效率大幅降低，因此耗電量巨大；
[0007](3)如果降低水蒸汽壓縮機(jī)的絕對(duì)壓差，就需提高水源熱栗的絕對(duì)壓差，從而導(dǎo)致水源熱栗的耗電量增大；
[0008](4)由于系統(tǒng)投資與耗電量較大，使其項(xiàng)目投資回收期超過7年，因此難以推廣應(yīng)用。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明目的是:利用空氣源熱栗產(chǎn)生二次蒸汽，利用蒸汽管網(wǎng)余壓實(shí)現(xiàn)二次蒸汽熱壓縮，并使蒸汽流量倍增。
[0010]按照附圖1所示的空氣源熱栗驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)，其由1-風(fēng)機(jī);2-蒸發(fā)器；3-熱栗工質(zhì);4-氣液分離器;5-壓縮機(jī);6-冷凝器;7-儲(chǔ)液器;8-干燥過濾器;9-膨脹閥；10-經(jīng)濟(jì)器；
11-膨脹閥；12-閃蒸罐；13-過濾器;14-循環(huán)栗；15-止回閥；16-節(jié)流閥；17-噴嘴；18-噴嘴引射擴(kuò)壓裝置組成，其特征在于:
[0011]風(fēng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)氣態(tài)熱載體流經(jīng)蒸發(fā)器2，組成氣態(tài)熱載體回路；
[0012]蒸發(fā)器2工質(zhì)側(cè)通過管道連接氣液分離器4、壓縮機(jī)5、冷凝器6工質(zhì)側(cè)、儲(chǔ)液器7、干燥過濾器8、分流三通、經(jīng)濟(jì)器10過冷側(cè)、膨脹閥11，組成空氣源熱栗過冷循環(huán)回路；
[0013]空氣源熱栗過冷循環(huán)回路中，分流三通、膨脹閥9、經(jīng)濟(jì)器10蒸發(fā)側(cè)、壓縮機(jī)5補(bǔ)氣口，組成空氣源熱栗補(bǔ)氣回路；
[0014]閃蒸罐12底部出口通過管道連接補(bǔ)水三通、過濾器13、循環(huán)栗14、止回閥15、冷凝器6循環(huán)補(bǔ)水側(cè)、節(jié)流閥16、噴嘴17，組成補(bǔ)水循環(huán)加熱閃蒸回路；
[0015]閃蒸罐12頂部出口通過管道連接噴嘴引射擴(kuò)壓裝置18，組成水蒸汽熱壓縮回路。
[0016]經(jīng)濟(jì)器10的蒸發(fā)側(cè)與過冷側(cè)為逆向流動(dòng)。
[0017]本發(fā)明的工作原理結(jié)合附圖1說明如下:氣態(tài)熱載體被風(fēng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)而流經(jīng)蒸發(fā)器2，以使流入蒸發(fā)器2工質(zhì)側(cè)的低壓兩相熱栗工質(zhì)3吸收熱量而蒸發(fā)成為低壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)3，并使氣態(tài)熱載體放熱、降溫后排出；熱栗工質(zhì)3經(jīng)氣液分離器4的分離而由吸氣口吸入壓縮機(jī)5，并壓縮成為高壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)3，而送入冷凝器6工質(zhì)側(cè)冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質(zhì)3，流經(jīng)儲(chǔ)液器7、干燥過濾器8、分流三通后，一路經(jīng)膨脹閥9節(jié)流而成為中壓兩相熱栗工質(zhì)3，再流入經(jīng)濟(jì)器10蒸發(fā)側(cè)，以吸收過冷熱量而蒸發(fā)成為中壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)3，由補(bǔ)氣口吸入壓縮機(jī)5;另一路則逆流流經(jīng)經(jīng)濟(jì)器10過冷側(cè)而放出過冷熱量成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質(zhì)3，再經(jīng)膨脹閥11節(jié)流而成為低壓兩相熱栗工質(zhì)3，而重新流入蒸發(fā)器2工質(zhì)側(cè)以完成熱栗循環(huán)，同時(shí)把冷凝熱量釋放給循環(huán)補(bǔ)水側(cè)。閃蒸罐12底部出口的循環(huán)水經(jīng)補(bǔ)水三通與補(bǔ)水混合后，流經(jīng)過濾器13、循環(huán)栗14、止回閥15、冷凝器6循環(huán)補(bǔ)水側(cè)，吸收另側(cè)冷凝熱量而升溫，再經(jīng)節(jié)流閥16的減壓以及噴嘴17的噴淋，而在閃蒸罐12內(nèi)絕熱閃蒸出二次蒸汽，最后η份二次蒸汽在閃蒸罐12頂部設(shè)置的噴嘴引射擴(kuò)壓裝置18中，由流經(jīng)其中的I份高壓水蒸汽引射后擴(kuò)壓，以調(diào)制成為η+1份中壓水蒸汽。
[0018]因此與現(xiàn)有水源熱栗加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機(jī)壓縮制取水蒸汽的技術(shù)相比較，本發(fā)明特點(diǎn)如下:
[0019](I)系統(tǒng)集成循環(huán)栗、空氣源熱栗、節(jié)流閥、噴嘴、閃蒸罐、噴嘴引射擴(kuò)壓裝置；
[0020](2)利用蒸汽管網(wǎng)余壓實(shí)現(xiàn)二次蒸汽熱壓縮，節(jié)省水蒸汽壓縮機(jī)壓縮電費(fèi)與投資；
[0021](3)投資回收期與水源熱栗加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機(jī)壓縮的相比較可縮短50%;
[0022](4)實(shí)現(xiàn)I份高壓水蒸汽調(diào)制出η+1份中壓水蒸汽的蒸汽倍增功能。
[0023]因此與現(xiàn)有水源熱栗加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機(jī)壓縮制取水蒸汽的技術(shù)相比較，本發(fā)明技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下:系統(tǒng)集成循環(huán)栗、空氣源熱栗、節(jié)流閥、噴嘴、閃蒸罐、噴嘴引射擴(kuò)壓裝置;利用空氣源熱栗加熱循環(huán)補(bǔ)水，以提供閃蒸熱量;利用循環(huán)加熱、節(jié)流、噴淋、閃蒸，持續(xù)產(chǎn)生二次蒸汽;利用蒸汽管網(wǎng)余壓實(shí)現(xiàn)二次蒸汽熱壓縮，節(jié)省水蒸汽壓縮機(jī)壓縮電費(fèi)與投資;投資回收期與水源熱栗加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機(jī)壓縮的相比較可縮短50%;實(shí)現(xiàn)I份高壓水蒸汽調(diào)制出η+1份中壓水蒸汽的蒸汽倍增功能。
(四)
【附圖說明】
[0024]附圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。
[0025]如附圖1所示，其中:1-風(fēng)機(jī);2-蒸發(fā)器;3-熱栗工質(zhì);4-氣液分離器;5_壓縮機(jī);6_冷凝器；7-儲(chǔ)液器;8-干燥過濾器;9-膨脹閥；I O-經(jīng)濟(jì)器；11-膨脹閥；12-閃蒸罐；13-過濾器;14-循環(huán)栗；15-止回閥；16-節(jié)流閥；17-噴嘴；18-噴嘴引射擴(kuò)壓裝置。
(五)
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明提出的空氣源熱栗驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)實(shí)施例如附圖1所示，現(xiàn)說明如下:其由風(fēng)機(jī)I;蒸發(fā)吸熱量410kW的蒸發(fā)器2;R124熱栗工質(zhì)3;氣液分離器4;吸氣量500m3/h的壓縮機(jī)5;冷凝加熱量502kW的管殼式冷凝器6;儲(chǔ)液器7;接口直徑42mm/壁厚Imm的紫銅干燥過濾器8;膨脹閥9;過冷量25kW的經(jīng)濟(jì)器10;膨脹閥11;直徑500mm/高度3m/壁厚4mm的不銹鋼閃蒸罐12 ;接口直徑70mm/壁厚2mm的不銹鋼過濾器13 ；接口直徑70mm/揚(yáng)程7mH20/流量86m3/h的循環(huán)栗14;接口直徑70mm/壁厚2mm的不銹鋼止回閥15;接口直徑70mm/壁厚2mm的不銹鋼節(jié)流閥16;接口直徑70_/壁厚2_的不銹鋼噴嘴17;引射蒸汽流量0.7t/h、出口蒸汽流量0.9t/h的噴嘴弓I射擴(kuò)壓裝置18組成。
[0027]風(fēng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)氣態(tài)熱載體流經(jīng)蒸發(fā)器2，組成氣態(tài)熱載體回路；
[0028]蒸發(fā)器2工質(zhì)側(cè)通過管道連接氣液分離器4、壓縮機(jī)5、冷凝器6工質(zhì)側(cè)、儲(chǔ)液器7、干燥過濾器8、直徑42mm/壁厚Imm的紫銅分流三通、經(jīng)濟(jì)器10過冷側(cè)、膨脹閥11，組成空氣源熱栗過冷循環(huán)回路；
[0029]空氣源熱栗循環(huán)回路中，分流三通、接口直徑19mm/壁厚0.6mm的紫銅膨脹閥9、經(jīng)濟(jì)器10蒸發(fā)側(cè)、壓縮機(jī)5補(bǔ)氣口，組成空氣源熱栗補(bǔ)氣回路；
[0030]閃蒸罐12底部出口通過直徑70mm/壁厚2mm的不銹鋼管連接接口直徑70mm/壁厚2mm的不銹鋼補(bǔ)水三通、過濾器13、循環(huán)栗14、止回閥15、冷凝器6循環(huán)補(bǔ)水側(cè)、節(jié)流閥16、噴嘴17，組成補(bǔ)水循環(huán)加熱閃蒸回路；
[0031]閃蒸罐12頂部出口通過直徑70_/壁厚2mm的不銹鋼管連接噴嘴引射擴(kuò)壓裝置18，組成水蒸汽熱壓縮回路。
[0032]經(jīng)濟(jì)器10的蒸發(fā)側(cè)與過冷側(cè)為逆向流動(dòng)。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例中氣態(tài)熱載體為南方的環(huán)境空氣，空氣被風(fēng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)而流經(jīng)蒸發(fā)器2，以使流入蒸發(fā)器2工質(zhì)側(cè)的低壓兩相熱栗工質(zhì)3吸收410kW熱量而蒸發(fā)成為低壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)3，并使空氣放熱、降溫后排出；熱栗工質(zhì)3經(jīng)氣液分離器4的分離而由吸氣口吸入壓縮機(jī)5，并壓縮成為高壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)3，而送入冷凝器6工質(zhì)側(cè)冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質(zhì)3，流經(jīng)儲(chǔ)液器7、干燥過濾器8、分流三通后，一路經(jīng)膨脹閥9節(jié)流而成為中壓兩相熱栗工質(zhì)3，再流入經(jīng)濟(jì)器10蒸發(fā)側(cè)，以吸收過冷熱量而蒸發(fā)成為中壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)3，由補(bǔ)氣口吸入壓縮機(jī)5;另一路則逆流流經(jīng)經(jīng)濟(jì)器10過冷側(cè)而放出過冷熱量成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質(zhì)3，再經(jīng)膨脹閥11節(jié)流而成為低壓兩相熱栗工質(zhì)3，而重新流入蒸發(fā)器2工質(zhì)側(cè)以完成熱栗循環(huán)，同時(shí)把502kW冷凝熱量釋放給循環(huán)補(bǔ)水側(cè)。
[0034]閃蒸罐12底部出口流量85t/h、溫度87°C的循環(huán)水經(jīng)補(bǔ)水三通與流量0.7t/h、溫度20°C補(bǔ)水混合后，流經(jīng)過濾器13、循環(huán)栗14、止回閥15、冷凝器6循環(huán)補(bǔ)水側(cè)，吸收另側(cè)502kW冷凝熱量而升溫至92°C，再經(jīng)節(jié)流閥16的減壓以及噴嘴17的噴淋，而在閃蒸罐12內(nèi)絕熱閃蒸出流量0.7t/h、溫度87 °C的二次蒸汽，最后二次蒸汽在閃蒸罐12頂部設(shè)置的噴嘴引射擴(kuò)壓裝置18中，由流經(jīng)其中的流量0.2t/h、絕壓1bar水蒸汽引射后擴(kuò)壓，以調(diào)制成為絕壓3bar水蒸汽，實(shí)現(xiàn)制汽量0.9t/h。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空氣源熱栗驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)，其由其由風(fēng)機(jī)(I);蒸發(fā)器(2);熱栗工質(zhì)(3);氣液分離器(4);壓縮機(jī)(5);冷凝器(6);儲(chǔ)液器(7);干燥過濾器(8);膨脹閥(9);經(jīng)濟(jì)器(10);膨脹閥(11);閃蒸罐(12);過濾器(13);循環(huán)栗(14);止回閥(15);節(jié)流閥(16);噴嘴(17);噴嘴引射擴(kuò)壓裝置(18)組成，其特征在于:風(fēng)機(jī)(I)驅(qū)動(dòng)氣態(tài)熱載體流經(jīng)蒸發(fā)器(2)，組成氣態(tài)熱載體回路;蒸發(fā)器(2)工質(zhì)側(cè)通過管道連接氣液分離器(4)、壓縮機(jī)(5)、冷凝器(6)工質(zhì)側(cè)、儲(chǔ)液器(7)、干燥過濾器(8)、分流三通、經(jīng)濟(jì)器(10)過冷側(cè)、膨脹閥(11)，組成空氣源熱栗過冷循環(huán)回路;空氣源熱栗過冷循環(huán)回路中，分流三通、膨脹閥(9)、經(jīng)濟(jì)器(10)蒸發(fā)側(cè)、壓縮機(jī)(5)補(bǔ)氣口，組成空氣源熱栗補(bǔ)氣回路；閃蒸罐(12)底部出口通過管道連接補(bǔ)水三通、過濾器(13)、循環(huán)栗(14)、止回閥(15)、冷凝器(6)循環(huán)補(bǔ)水側(cè)、節(jié)流閥(16)、噴嘴(17)，組成補(bǔ)水循環(huán)加熱閃蒸回路；閃蒸罐(12)頂部出口通過管道連接噴嘴引射擴(kuò)壓裝置(18)，組成水蒸汽熱壓縮回路。2.按照權(quán)利要求1所述的空氣源熱栗驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)，其特征在于:經(jīng)濟(jì)器(10)的蒸發(fā)側(cè)與過冷側(cè)為逆向流動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F25B30/06GK205481939SQ201620280683
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】侴喬力, 陳江, 侴雨宏, 魏蔚
【申請(qǐng)人】侴喬力, 陳江