專利名稱：高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于空調(diào)及工藝領(lǐng)域的水源熱泵設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組。
背景技術(shù)：
目前市場上主流的水源熱泵機(jī)組是以氟利昂為冷媒的電驅(qū)動壓縮式熱泵機(jī)組，其基本的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括管路連接的蒸發(fā)器10、壓縮機(jī)11、第二冷凝器12、第二膨脹閥13。較低壓力的液態(tài)氟利昂冷媒在蒸發(fā)器10筒體內(nèi)吸收銅管內(nèi)流動的低溫余熱水的熱量后氣化，氣態(tài)氟利昂經(jīng)壓縮機(jī)11壓縮后壓力與溫度升高并流入第二冷凝器12，較高壓力的氣態(tài)氟利昂在冷凝器放出熱量獲得空調(diào)或工藝用高溫?zé)崴瑫r，自身變?yōu)閴毫Α囟容^高的液態(tài)冷媒，此狀態(tài)下的液態(tài)冷媒流經(jīng)第二膨脹閥13后壓力降低、重新回到蒸發(fā)器蒸發(fā)，周而復(fù)始，完成制熱循環(huán)。這種水源熱泵機(jī)組技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛，以至于成為一種當(dāng)然的制熱工藝流程，無需突破、無法突破。面對當(dāng)今世界節(jié)能、環(huán)保的大潮此種技術(shù)仍然存在如下顯著缺點(diǎn)I、不節(jié)能由于目前市場上水源熱泵機(jī)組采用的氟利昂冷媒的氣化潛熱小(相當(dāng)于水氣化潛熱的七八分之一)，制取相同的熱量需要的氟利昂循環(huán)量大；冷凝壓力與蒸發(fā)壓力大、壓差大，壓縮機(jī)的功耗大，目前水源熱泵機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)制熱工況的COP值5左右。2、不環(huán)保由于目前市場上水源熱泵機(jī)組采用R22、R134a、R407C等氟利昂作冷媒，對大氣臭氧層或地球的溫室效應(yīng)會造成負(fù)面影響，不符合環(huán)保要求，所以也只能作為一種過渡冷媒用于熱泵機(jī)組。3、升溫幅度不高由于采用氟利昂冷媒的冷凝壓力不能太高，這就導(dǎo)致冷凝溫度不能太高，從而使得熱泵高溫?zé)嵩聪鄬τ诘蜏赜酂嵩吹纳郎胤炔荒芴?，一般不超過30°C，絕對溫度不超過 80°C。4、成本高、安全性差由于采用氟利昂冷媒的蒸發(fā)壓力、冷凝壓力都高于I個大氣壓，根據(jù)容規(guī)，一些蒸發(fā)器10和第二冷凝器12是按壓力容器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造的，成本高，安全要求高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了解決現(xiàn)有的以氟利昂為冷媒的電驅(qū)動壓縮式熱泵機(jī)組的不節(jié)能、不環(huán)保、升溫幅度低、成本高及安全性差的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種安全性高的，成本低的節(jié)能高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組，包括管路連接的閃發(fā)箱、第一冷凝器、水蒸氣壓縮機(jī)和第一膨脹閥，閃發(fā)箱與余熱源通過余熱水進(jìn)口管和余熱水出口管連通成循環(huán)回路，余熱水進(jìn)口管內(nèi)伸于閃發(fā)箱，余熱水進(jìn)口管的內(nèi)伸段軸向上設(shè)有多個余熱水噴嘴，閃發(fā)箱通過抽氣管依次連通真空閥和真空泵，余熱水進(jìn)口管、抽氣管和余熱水出口管在閃發(fā)箱上的安裝高度依次遞減。閃發(fā)箱是一臺真空容器，其作用是從余熱水及蒸汽凝水失壓閃發(fā)后獲取熱量。在機(jī)組中的水蒸氣壓縮機(jī)正常工作情況下，會維持閃發(fā)箱內(nèi)足夠高的真空度，當(dāng)余熱水進(jìn)水進(jìn)入閃發(fā)箱通過余熱水噴嘴后，壓力急劇下降、產(chǎn)生閃發(fā)，部分變?yōu)樗魵?，被水蒸氣壓縮機(jī)吸入，沒有變?yōu)樗魵獾挠酂崴懦鰺崃?、溫度下降后滴到閃發(fā)箱內(nèi)；來自第一冷凝器的高溫凝水通過第一膨脹閥進(jìn)入閃發(fā)箱后，壓力急劇下降、產(chǎn)生閃發(fā)，部分變?yōu)樗魵猓凰魵鈮嚎s機(jī)吸入，另一部分放出熱量、溫度下降后滴到閃發(fā)箱內(nèi)。具體地，閃發(fā)箱和第一冷凝器之間通過蒸汽管路和凝水管路連通成循環(huán)回路；水蒸氣壓縮機(jī)安裝于蒸汽管路中，第一膨脹閥安裝于凝水管路中，蒸汽管路和凝水管路之間連通有凝水回流管路，凝水回流管路的進(jìn)口端設(shè)于第一冷凝器與第一膨脹閥之間的凝水管路上，凝水回流管路的出口端設(shè)于水蒸氣壓縮機(jī)與第一冷凝器之間的蒸汽管路上，從凝水 回流管路的進(jìn)口端至其出口端上依次設(shè)有凝水泵和調(diào)節(jié)閥。本實(shí)用新型的凝水回流管路、凝水泵和調(diào)節(jié)閥統(tǒng)稱為蒸汽凝水再氣化裝置，部分凝水在水蒸氣壓縮機(jī)出口處再汽化，將過熱蒸汽轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽的同時增加了第一冷凝器的進(jìn)汽量，達(dá)到了一定的節(jié)能效果。本實(shí)用新型的第一冷凝器為管殼式換熱器或板式換熱器。管殼式換熱器具有承壓性高的優(yōu)點(diǎn)，它由筒體、傳熱管、支撐板、水盤、殼體保溫等組成。板式換熱器高效節(jié)能，傳熱性能好，拆洗方便。在第一冷凝器內(nèi)水蒸氣在較高壓力下冷凝放熱將換熱管內(nèi)用戶回水加熱，用作熱用戶的高溫?zé)嵩?，水蒸氣自身變?yōu)檎羝氐介W發(fā)箱。本實(shí)用新型的水蒸氣壓縮機(jī)為羅茨風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)或蒸汽離心壓縮機(jī)，水蒸氣壓縮機(jī)是一種水蒸氣溫度和壓力的提升設(shè)備。當(dāng)所需高溫?zé)嵩礈囟炔惶邥r通常選用羅茨風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)；羅茨風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)因其抽速大而被稱為快速機(jī)械真空泵，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，機(jī)械效率高，便于維護(hù)和保養(yǎng)；對被輸送氣體中所含的粉塵、液滴和纖維不敏感；轉(zhuǎn)子工作表面不用潤滑，氣體不與油接觸，所輸送氣體純凈。當(dāng)所需高溫?zé)嵩礈囟容^高、甚至超過100°c時通常選用蒸汽離心壓縮機(jī)；蒸汽離心壓縮機(jī)流量大，轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠且維修費(fèi)用低。本實(shí)用新型是一種以水為循環(huán)工質(zhì)的高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組，即是一種以水為制冷劑，利用水在低壓閃發(fā)箱中閃發(fā)獲取余熱源熱量，采用水蒸氣壓縮機(jī)驅(qū)動的水-水熱泵機(jī)組。本實(shí)用新型的最大特色是環(huán)保與節(jié)能。熱泵機(jī)組采用水為工質(zhì)，利用水的相變來完成熱泵的吸熱和放熱過程，水作為工質(zhì)來源豐富、價格便宜、對環(huán)境沒有任何危害，因而是環(huán)保的；本機(jī)組最大的耗能設(shè)備是水蒸氣壓縮機(jī)，水蒸氣壓縮機(jī)的耗功與壓縮介質(zhì)的流量、比容和壓縮比有關(guān)。水蒸氣壓縮機(jī)壓縮的介質(zhì)是水蒸氣，單位質(zhì)量的水的汽化潛熱是常規(guī)電動水源熱泵機(jī)組冷媒的7 8倍，故同樣的制熱量介質(zhì)的質(zhì)量流量是氟利昂冷媒熱泵
機(jī)組質(zhì)量流量的I I;水蒸氣作為介質(zhì)的不利之處是其比容較大，但在熱泵制熱的工況條 O 7
件下(余熱源溫度一般在30°C以上)水蒸氣的蒸發(fā)壓力較高、從而保證水蒸氣的比容較小，就能保證同樣的制熱量、較余熱源升高相同的溫度的情況下水蒸氣壓縮機(jī)的功率較常規(guī)水源熱泵機(jī)組的功率低很多(通常低50%左右)。另外，本機(jī)組設(shè)有蒸汽凝水再氣化裝置(由冷凝水管道、冷凝泵和調(diào)節(jié)閥構(gòu)成)，部分凝水在水蒸氣壓縮機(jī)出口處再汽化，將過熱蒸汽轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽的同時增加了冷凝器的進(jìn)汽量，達(dá)到一定的節(jié)能效果。本實(shí)用新型高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組另一特色是采用閃發(fā)箱獲取低溫余熱。相對于常規(guī)的采用以換熱器獲取余熱的方式，此方式?jīng)]有傳熱溫差損失、所利用的余熱品味更高，此種方式有利于降低冷劑蒸汽的比容、降低水蒸氣壓縮機(jī)的功耗；同時，由于不經(jīng)過換熱器方式獲取余熱，對余熱水的水質(zhì)要求較低，余熱水只要做一般的過濾即可進(jìn)閃發(fā)箱，不用擔(dān)心換熱器管道結(jié)垢引起制熱性能衰減現(xiàn)象。本實(shí)用新型高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組第三特色是溫升高。由于閃發(fā)箱的冷劑蒸汽處于真空狀態(tài)，絕對壓力較低，只要適當(dāng)增加水蒸氣壓縮機(jī)的壓頭就能增加冷凝壓力、從而獲得更高溫度的高溫?zé)嵩础９蚀朔N方式下，可以獲得較低溫余熱源高50°C以上、絕對溫度高于100°C的高溫?zé)嵩?。本?shí)用新型高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組第四特色是成本低、安全可靠。在通常 的運(yùn)行工況下，該機(jī)組各部分處于真空狀態(tài)下，該產(chǎn)品不屬于壓力容器、制造要求低、成本低、安全可靠；同時，本機(jī)組采用水作為工質(zhì)，來源豐富、價格低廉、無冷媒補(bǔ)充成本；而由于傳統(tǒng)的水源熱泵機(jī)組中氟利昂冷媒壓力較高、有泄露、需定期補(bǔ)充冷媒。綜合所述，該產(chǎn)品相對于常規(guī)的水源熱泵機(jī)組在節(jié)能環(huán)保、性能穩(wěn)定、升溫幅度、成本及安全可靠性方面優(yōu)勢明顯，適合各種類型的用戶選用。本實(shí)用新型是以水為循環(huán)工質(zhì)的高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組，其工作過程如下I)機(jī)組啟動機(jī)組啟動前先確認(rèn)閃發(fā)箱絕對壓力，可以通過麥?zhǔn)险婵沼?jì)等真空儀器進(jìn)行測量，若所測量的閃發(fā)箱的絕對壓力不超過當(dāng)時溫度下水蒸氣飽和壓力5Pa則說明閃發(fā)箱內(nèi)不凝性氣體量很少，機(jī)組可以正常啟動；若所測量的閃發(fā)箱的絕對壓力超過當(dāng)時溫度下水蒸氣飽和壓力以上5Pa，則說明閃發(fā)箱內(nèi)有較多不凝性氣體(如空氣)漏入，打開真空閥、開啟真空泵，對機(jī)組進(jìn)行抽真空，同時檢測閃發(fā)箱的絕對壓力，當(dāng)所測量的閃發(fā)箱的絕對壓力不超過當(dāng)時溫度下水蒸氣飽和壓力以上5Pa時，則關(guān)閉真空閥、停止真空泵抽真空，機(jī)組可以正常啟動。機(jī)組啟動時，閃發(fā)箱存有一定量水(水位高度占整個閃發(fā)箱高度的1/3左右)、開啟余熱水泵，閃發(fā)箱的水被加熱到設(shè)計(jì)溫度時開啟水蒸氣壓縮機(jī)、將水蒸氣壓縮升溫、升壓后進(jìn)入第一冷凝器，第一冷凝器中冷劑蒸汽在換熱管外凝結(jié)，當(dāng)換熱管內(nèi)水溫加熱到設(shè)計(jì)溫度時開啟高溫?zé)嵩此?、向熱用戶供熱，?dāng)蒸汽凝水足夠多，到達(dá)適當(dāng)高度后即有凝水從凝水管路流出，流出的水通過第一膨脹閥流進(jìn)閃發(fā)箱，一旦確認(rèn)閃發(fā)箱有冷凝水流進(jìn)時即可開啟凝水泵、同時調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥，當(dāng)冷凝器進(jìn)口蒸汽溫度與冷凝器水蒸氣壓力下的飽和溫度相差5°C以內(nèi)時停止調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥，機(jī)組逐漸運(yùn)行到平穩(wěn)狀態(tài)、達(dá)到熱平衡與質(zhì)平衡。2)機(jī)組運(yùn)行來自余熱源某個溫度(該處取35°C )的余熱水通過余熱水入口管并經(jīng)余熱水噴嘴進(jìn)入閃發(fā)箱，迅速閃發(fā)變?yōu)?1. SmmHg (溫度為30°C )的水蒸氣，閃發(fā)蒸汽被水蒸氣壓縮機(jī)吸入，未閃發(fā)的余熱水溫度降到30°C后滴入閃發(fā)箱，30°C的余熱水通過余熱水出口管回到余熱源加熱；閃發(fā)蒸汽被水蒸氣壓縮機(jī)吸入后壓縮，壓力和溫度升高、變?yōu)閴毫?72mmHg、溫度為85°C的過熱蒸汽，該過熱蒸汽與來自調(diào)節(jié)閥的冷凝水混合變?yōu)閴毫κ?72mmHg、溫度為63°C的飽和水蒸氣；該飽和蒸汽在第一冷凝器中冷凝放熱，將來自熱用戶的50°C熱水加熱至60°c重新供應(yīng)熱用戶使用，同時自身溫度和壓力下降、變?yōu)閑re的蒸汽凝水離開第一冷凝器；一部分蒸汽凝水通過第一膨脹閥降壓后回到閃發(fā)箱閃發(fā)(閃發(fā)后部分變?yōu)?1. 8mmHg、溫度為30°C的蒸汽被水蒸氣壓縮機(jī)吸入，部分變?yōu)?0°C的凝水滴入閃發(fā)箱內(nèi))，另一部分蒸汽凝水通過凝水泵升壓后，經(jīng)調(diào)節(jié)閥與水蒸氣壓縮機(jī)出口的過熱蒸汽混合，汽化為飽和蒸汽、重新回到第一冷凝器。周而復(fù)始，完成制熱循環(huán)。本實(shí)用新型的有益效果是I、環(huán)保且節(jié)能熱泵機(jī)組采用水為工質(zhì)，利用水的相變來完成熱泵的吸熱和放熱過程，水作為工質(zhì)來源豐富、價格便宜、對環(huán)境沒有任何危害。2、無傳熱溫差損失、所利用的余熱品味高且水質(zhì)要求低相對于常規(guī)的采用以換熱器獲取余熱的方式，此方式?jīng)]有傳熱溫差損失、所利用的余熱品味更高，此種方式有利于降低冷劑蒸汽的比容、降低水蒸氣壓縮機(jī)的功耗；同時，由于不經(jīng)過換熱器方式獲取余熱，對余熱水的水質(zhì)要求較低，余熱水只要做一般的過濾即可進(jìn)閃發(fā)箱，不用擔(dān)心換熱器管道結(jié)垢引起制熱性能裳減現(xiàn)象。3、溫升高在真空狀態(tài)下，只要適當(dāng)增加水蒸氣壓縮機(jī)的壓頭即可獲得較低溫余熱源高50°C以上、絕對溫度高于100°C的高溫?zé)嵩础?、安全可靠且成本低在通常的運(yùn)行工況下，該機(jī)組各部分處于真空狀態(tài)下，該產(chǎn)品不屬于壓力容器、制造要求低、成本低、安全可靠；同時，本機(jī)組采用水作為工質(zhì)，來源豐富、價格低廉、無冷媒補(bǔ)充成本；而由于傳統(tǒng)的水源熱泵機(jī)組中氟利昂冷媒壓力較高、有泄露、需定期補(bǔ)充冷媒。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖I是本實(shí)用新型的高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有的以氟利昂為冷媒的電驅(qū)動壓縮式水源熱泵機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、閃發(fā)箱，1-1、余熱水進(jìn)口管，1-2、余熱水出口管，1-3、抽氣管，1-4、余熱水噴嘴，2、第一冷凝器，3、水蒸氣壓縮機(jī)，4、第一膨脹閥，5、真空閥，6、真空泵，7、蒸汽管路，8、凝水管路，9、凝水回流管路，9-1、凝水泵，9-2、調(diào)節(jié)閥，10、蒸發(fā)器，11、壓縮機(jī)，12、第二冷凝器，13、第二膨脹閥。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。如圖I所示的本實(shí)用新型的高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組的最優(yōu)實(shí)施例，其包括管路連接的閃發(fā)箱I、第一冷凝器2、水蒸氣壓縮機(jī)3和第一膨脹閥4，閃發(fā)箱I與余熱源通過余熱水進(jìn)口管1-1和余熱水出口管1-2連通成循環(huán)回路，余熱水進(jìn)口管1-1內(nèi)伸于閃發(fā)箱I，余熱水進(jìn)口管1-1的內(nèi)伸段軸向上設(shè)有多個余熱水噴嘴1-4，閃發(fā)箱I通過抽氣管1-3依次連通真空閥5和真空泵6，余熱水進(jìn)口管1-1、抽氣管1-3和余熱水出口管1-2在閃發(fā)箱I上的安裝高度依次遞減。閃發(fā)箱I是一臺真空容器，其作用是從余熱水及蒸汽凝水失壓閃發(fā)后獲取熱量。在機(jī)組中的水蒸氣壓縮機(jī)3正常工作情況下，會維持閃發(fā)箱I內(nèi)足夠高的真空度，當(dāng)余熱水進(jìn)水進(jìn)入閃發(fā)箱I通過余熱水噴嘴1-4后，壓力急劇下降、產(chǎn)生閃發(fā)，部分變?yōu)樗魵?，被水蒸氣壓縮機(jī)3吸入，沒有變?yōu)樗魵獾挠酂崴懦鰺崃?、溫度下降后滴到閃發(fā)箱I內(nèi)；來自第一冷凝器2的高溫凝水通過第一膨脹閥4進(jìn)入閃發(fā)箱I后，壓力急劇下降、產(chǎn)生閃發(fā)，部分變?yōu)樗魵?，被水蒸氣壓縮機(jī)3吸入，另一部分放出熱量、溫度下降后滴到閃發(fā)箱I內(nèi)。具體地，閃發(fā)箱I和第一冷凝器2之間通過蒸汽管路7和凝水管路8連通成循環(huán)回路；水蒸氣壓縮機(jī)3安裝于蒸汽管路7中，第一膨脹閥4安裝于凝水管路8中，蒸汽管路7和凝水管路8之間連通有凝水回流管路9，凝水回流管路9的進(jìn)口端設(shè)于第一冷凝器2與第一膨脹閥4之間的凝水管路8上，凝水回流管路9的出口端設(shè)于水蒸氣壓縮機(jī)3與第一冷凝器2之間的蒸汽管路7上，從凝水回流管路9的進(jìn)口端至其出口端上依次設(shè)有凝水泵9-1和調(diào)節(jié)閥9-2。本實(shí)施例的凝水回流管路9、凝水泵9-1和調(diào)節(jié)閥9-2為蒸汽凝水再氣化裝置，部分凝水在水蒸氣壓縮機(jī)3出口處再汽化，將過熱蒸汽轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽的同時增加了第一冷凝器2的進(jìn)汽量，達(dá)到了一定的節(jié)能效果。本實(shí)施例的第一冷凝器2為管殼式換熱器，具有承壓性高的優(yōu)點(diǎn)，它由筒體、傳熱管、支撐板、水盤、殼體保溫等組成。在第一冷凝器2內(nèi)水蒸氣在較高壓力下冷凝放熱將換熱管內(nèi)用戶回水加熱，用作熱用戶的高溫?zé)嵩?，水蒸氣自身變?yōu)檎羝氐介W發(fā)箱I。本實(shí)施例的水蒸氣壓縮機(jī)3為蒸汽離心壓縮機(jī)，蒸汽離心壓縮機(jī)適用于高溫?zé)嵩礈囟容^高、甚至超過100°C時的機(jī)組。本實(shí)用新型是以水為循環(huán)工質(zhì)的高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組，其工作過程如下 I)機(jī)組啟動機(jī)組啟動前先確認(rèn)閃發(fā)箱I絕對壓力，可以通過麥?zhǔn)险婵沼?jì)等真空儀器進(jìn)行測量，若所測量的閃發(fā)箱I的絕對壓力不超過當(dāng)時溫度下水蒸氣飽和壓力5Pa則說明閃發(fā)箱I內(nèi)不凝性氣體量很少，機(jī)組可以正常啟動；若所測量的閃發(fā)箱I的絕對壓力超過當(dāng)時溫度下水蒸氣飽和壓力以上5Pa，則說明閃發(fā)箱I內(nèi)有較多不凝性氣體(如空氣)漏入，打開真空閥5、開啟真空泵6，對機(jī)組進(jìn)行抽真空，同時檢測閃發(fā)箱I的絕對壓力，當(dāng)所測量的閃發(fā)箱I的絕對壓力不超過當(dāng)時溫度下水蒸氣飽和壓力以上5Pa時，則關(guān)閉真空閥5、停止真空泵6抽真空，機(jī)組可以正常啟動。機(jī)組啟動時，閃發(fā)箱I存有一定量水(水位高度占整個閃發(fā)箱I高度的1/3左右)、開啟余熱水泵，閃發(fā)箱I的水被加熱到設(shè)計(jì)溫度時開啟水蒸氣壓縮機(jī)3、將水蒸氣壓縮升溫、升壓后進(jìn)入第一冷凝器2，第一冷凝器2中冷劑蒸汽在換熱管外凝結(jié)，當(dāng)換熱管內(nèi)水溫加熱到設(shè)計(jì)溫度時開啟高溫?zé)嵩此?、向熱用戶供熱，?dāng)蒸汽凝水足夠多，到達(dá)適當(dāng)高度后即有凝水從凝水管路8流出，流出的水通過第一膨脹閥4流進(jìn)閃發(fā)箱1，一旦確認(rèn)閃發(fā)箱I有冷凝水流進(jìn)時即可開啟凝水泵9-1、同時調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥9-2，當(dāng)冷凝器進(jìn)口蒸汽溫度與冷凝器水蒸氣壓力下的飽和溫度相差5°C以內(nèi)時停止調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥9-2，機(jī)組逐漸運(yùn)行到平穩(wěn)狀態(tài)、達(dá)到熱平衡與質(zhì)平衡。2)機(jī)組運(yùn)行來自余熱源某個溫度(這里取35°C)的余熱水通過余熱水入口管1-1并經(jīng)余熱水噴嘴1-4進(jìn)入閃發(fā)箱1，迅速閃發(fā)變?yōu)?1. 8mmHg(溫度為30°C )的水蒸氣，閃發(fā)蒸汽被水蒸氣壓縮機(jī)3吸入，未閃發(fā)的余熱水溫度降到30°C后滴入閃發(fā)箱1，30°C的余熱水通過余熱水出口管1-2回到余熱源加熱；閃發(fā)蒸汽被水蒸氣壓縮機(jī)3吸入后壓縮，壓力和溫度升高、變?yōu)閴毫?72mmHg、溫度為85°C的過熱蒸汽，該過熱蒸汽與來自調(diào)節(jié)閥9-2的冷凝水混合變?yōu)閴毫κ?72mmHg、溫度為63°C的飽和水蒸氣；該飽和蒸汽在第一冷凝器2中冷凝放熱，將來自熱用戶的50°C熱水加熱至60°C重新供應(yīng)熱用戶使用，同時自身溫度和壓力下降、變 為61°C的蒸汽凝水離開第一冷凝器2 ;—部分蒸汽凝水通過第一膨脹閥4降壓后回到閃發(fā)箱I閃發(fā)(閃發(fā)后部分變?yōu)?1. 8mmHg、溫度為30°C的蒸汽被水蒸氣壓縮機(jī)3吸入，部分變?yōu)?0°C的凝水滴入閃發(fā)箱I內(nèi))，另一部分蒸汽凝水通過凝水泵9-1升壓后，經(jīng)調(diào)節(jié)閥9-2與水蒸氣壓縮機(jī)3出口的過熱蒸汽混合，汽化為飽和蒸汽、重新回到第一冷凝器2。周而復(fù)始，完成制熱循環(huán)。本實(shí)施例是一種以水為循環(huán)工質(zhì)的高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組，即是一種以水為制冷劑，利用水在低壓閃發(fā)箱I中閃發(fā)獲取余熱源熱量，采用水蒸氣壓縮機(jī)驅(qū)動的水-水熱泵機(jī)組。本實(shí)施例的最大特色是環(huán)保與節(jié)能。熱泵機(jī)組采用水為工質(zhì)，利用水的相變來完成熱泵的吸熱和放熱過程，水作為工質(zhì)來源豐富、價格便宜、對環(huán)境沒有任何危害，因而是環(huán)保的；本機(jī)組最大的耗能設(shè)備是水蒸氣壓縮機(jī)3，水蒸氣壓縮機(jī)3的耗功與壓縮介質(zhì)的流量、比容和壓縮比有關(guān)。水蒸氣壓縮機(jī)3壓縮的介質(zhì)是水蒸氣，單位質(zhì)量的水的汽化潛熱是常規(guī)電動水源熱泵機(jī)組冷媒的7 8倍，故同樣的制熱量介質(zhì)的質(zhì)量流量是氟利昂冷媒熱
泵機(jī)組質(zhì)量流量的I I;水蒸氣作為介質(zhì)的不利之處是其比容較大，但在熱泵制熱的工況O 7
條件下(余熱源溫度一般在30°C以上)水蒸氣的蒸發(fā)壓力較高、從而保證水蒸氣的比容較小，就能保證同樣的制熱量、較余熱源升高相同的溫度的情況下水蒸氣壓縮機(jī)3的功率較常規(guī)水源熱泵機(jī)組的功率低很多(通常低50%左右)。另外，本機(jī)組設(shè)有蒸汽凝水再氣化裝置(由冷凝水管道9、冷凝泵9-1和調(diào)節(jié)閥9-2構(gòu)成)，部分凝水在水蒸氣壓縮機(jī)3出口處再汽化，將過熱蒸汽轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽的同時增加了第一冷凝器2的進(jìn)汽量，達(dá)到一定的節(jié)能效果。本實(shí)用新型高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組另一特色是采用閃發(fā)箱I獲取低溫余熱。相對于常規(guī)的采用以換熱器獲取余熱的方式，此方式?jīng)]有傳熱溫差損失、所利用的余熱品味更高，此種方式有利于降低冷劑蒸汽的比容、降低水蒸氣壓縮機(jī)的功耗；同時，由于不經(jīng)過換熱器方式獲取余熱，對余熱水的水質(zhì)要求較低，余熱水只要做一般的過濾即可進(jìn)閃發(fā)箱1，不用擔(dān)心換熱器的換熱管結(jié)垢引起制熱性能衰減現(xiàn)象。本實(shí)用新型高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組第三特色是溫升高。由于閃發(fā)箱I的冷劑蒸汽處于真空狀態(tài)，絕對壓力較低，只要適當(dāng)增加水蒸氣壓縮機(jī)3的壓頭就能增加冷凝壓力、從而獲得更高溫度的高溫?zé)嵩?。故此種方式下，可以獲得較低溫余熱源高50°C以上、絕對溫度高于100°c的高溫?zé)嵩?。本?shí)用新型高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組第四特色是成本低、安全可靠。在通常的運(yùn)行工況下，該機(jī)組各部分處于真空狀態(tài)下，該產(chǎn)品不屬于壓力容器、制造要求低、成本低、安全可靠；同時，本機(jī)組采用水作為工質(zhì)，來源豐富、價格低廉、無冷媒補(bǔ)充成本；而由于傳統(tǒng)的水源熱泵機(jī)組中氟利昂冷媒壓力較高、有泄露、需定期補(bǔ)充冷媒。綜合所述，該產(chǎn)品相對于常規(guī)的水源熱泵機(jī)組在節(jié)能環(huán)保、性能穩(wěn)定、升溫幅度、成本及安全可靠性方面優(yōu)勢明顯，適合各種類型的用戶選用。以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)·用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求1.ー種高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組，其特征是包括管路連接的閃發(fā)箱(I)、第一冷凝器(2)、水蒸氣壓縮機(jī)(3)和第一膨脹閥(4)，閃發(fā)箱(I)與余熱源通過余熱水進(jìn)ロ管(1-1)和余熱水出口管(1-2)連通成循環(huán)回路，所述余熱水進(jìn)ロ管(1-1)內(nèi)伸于閃發(fā)箱(I)，余熱水進(jìn)ロ管(1-1)的內(nèi)伸段軸向上設(shè)有多個余熱水噴嘴(1-4)，閃發(fā)箱(I)通過抽氣管(1-3)依次連通真空閥(5)和真空泵(6)，余熱水進(jìn)ロ管(1-1)、抽氣管(1-3)和余熱水出口管(1-2)在閃發(fā)箱(I)上的安裝高度依次遞減。
2.如權(quán)利要求I所述的高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組，其特征是所述閃發(fā)箱(I)和第一冷凝器(2)之間通過蒸汽管路(7)和凝水管路(8)連通成循環(huán)回路；所述水蒸氣壓縮機(jī)(3)安裝于蒸汽管路(7)中，所述第一膨脹閥(4)安裝于凝水管路(8)中，蒸汽管路(7)和凝水管路(8)之間連通有凝水回流管路(9)，凝水回流管路(9)的進(jìn)ロ端設(shè)于第一冷凝器(2)與第一膨脹閥(4)之間的凝水管路(8)上，凝水回流管路(9)的出口端設(shè)于水蒸氣壓縮機(jī)(3)與第一冷凝器(2)之間的蒸汽管路(7)上，從凝水回流管路(9)的進(jìn)ロ端至其出口端上依次設(shè)有凝水泵(9-1)和調(diào)節(jié)閥(9-2)。
3.如權(quán)利要求I所述的高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組，其特征是所述第一冷凝器(2)為管殼式換熱器或板式換熱器。
4.如權(quán)利要求I所述的高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組，其特征是所述水蒸氣壓縮機(jī)(3)為羅茨風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)或蒸汽離心壓縮機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于空調(diào)及工藝領(lǐng)域的水源熱泵設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種高效環(huán)保型電驅(qū)動式熱泵機(jī)組，包括管路連接的閃發(fā)箱、第一冷凝器、水蒸氣壓縮機(jī)和第一膨脹閥，閃發(fā)箱與余熱源通過余熱水進(jìn)口管和余熱水出口管連通成循環(huán)回路，余熱水進(jìn)口管內(nèi)伸于閃發(fā)箱，余熱水進(jìn)口管的內(nèi)伸段軸向上設(shè)有多個余熱水噴嘴，閃發(fā)箱通過抽氣管依次連通真空閥和真空泵，余熱水進(jìn)口管、抽氣管和余熱水出口管在閃發(fā)箱上的安裝高度依次遞減。本實(shí)用新型環(huán)保節(jié)能、無傳熱溫差損失、所利用的余熱品味高、水質(zhì)要求低、溫升高、安全可靠且成本低。
文檔編號F25B30/06GK202521955SQ20122018074
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者高林華 申請人:深圳力合電力工程有限公司