一种蒸汽制作装置及直接压缩式热泵系统 |
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| 申请号 | CN201610876585.2 | 申请日 | 2016-09-30 | 公开(公告)号 | CN106439766A | 公开(公告)日 | 2017-02-22 |
| 申请人 | 中能服能源科技股份有限公司; | 发明人 | 周世武; 孙桂祥; 宋春节; 闫丽果; 华成龙; 李秀全; 吴明召; 张志强; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 蒸汽 制作装置及直接压缩式 热 泵 系统，该热泵系统包括蒸汽制作装置、加热后热 水 出口管、冷凝换热器、待加热水进口管、蒸汽输入管和 真空 连接管， 蒸汽压 缩 装置与蒸汽输入管连接，蒸汽输入管与冷凝换热器连接，蒸汽输入管用于将 蒸汽压缩 装置压缩产生的高温高压蒸汽引入冷凝换热器；加热后热水出口管和待加热水进口管分别与冷凝换热器连接，待加热水进口管用于将待加热水送入冷凝换热器，待加热水在冷凝换热器内被蒸汽输入管输入的高温高压蒸汽加热，加热后热水出口管用于将加热后的热水排出冷凝换热器。该系统利用水的低温低压 蒸发 特性，回收低品位热水中的热量，同时对冷凝的 冷却水 加以 回收利用 ，达到节能及 能源 回收再利用的目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种蒸汽制作装置，其特征在于，所述蒸汽制作装置包括低温热源进口管、低温低压蒸发设备、抽真空接管、蒸汽输送管、蒸汽压缩装置和抽真空泵，所述的低温热源进口管与低温低压蒸发设备连接，抽真空接管和蒸汽输送管设置在低温低压蒸发设备的顶部，蒸汽压缩装置与蒸汽输送管连通；抽真空泵与抽真空接管连接；所述的低温热源进口管用于将低温热源热水送入低温低压蒸发设备；所述的抽真空泵和抽真空接管用于使低温低压蒸发设备的内部空间保持在低压状态；所述的蒸汽输送管用于将低温热源热水在低温低压蒸发设备内蒸发产生的蒸汽引入蒸汽压缩装置，所述的蒸汽压缩装置用于将蒸汽输送管引入的蒸汽压缩成为高温高压蒸汽。 |
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| 说明书全文 | 一种蒸汽制作装置及直接压缩式热泵系统技术领域背景技术[0002] 能源是国民经济发展的基础，深入开展节能工作，不仅是缓解能源矛盾和保障国家经济安全的重要措施，而且也是提高经济增长质量和效益的重要途径。本世纪的头20年，我国工业化和城镇化进程将进一步加快，需要较高的能源增长作为支撑。因此，节能工作对促进整个经济社会发展的作用日益凸显，国家已经把节能作为可持续发展的大政策。 [0003] 目前，我国大中型城市普遍存在着集中供热热源不能满足迅速增加的供热需求的情况，而新建大型热源投资高、建设周期长，并受到城市环境容量的强烈制约。 [0004] 为了缓解供热紧张的局面，一些地方盲目发展小型燃煤锅炉房，严重恶化了城市的大气环境；一些城市盲目发展燃气采暖、甚至电热采暖，在带来高采暖成本的同时，也引发了城市的燃气和电力资源的全面紧张。一方面，是燃用高品位的化石燃料来提供低品位的热能用于供暖和提供生活热水；另一方面，城市周边的火力发电厂在发电过程中，通过冷却塔将大量的低品位热量排放到大气中，造成了巨大的能源浪费和明显的环境湿热影响。再者燃煤锅炉湿法脱硫后的循环水直接进入基坑自然冷却，导致低品位热量的浪费。因此，如果能将低品位热源循环冷却水的余热用于供热(采暖、生活热水等)，不仅能够减少低品位热源冷却水散热造成的水蒸发损失和环境的热污染，而且能够缓解采暖带来燃气和电力资源的紧张局面。同时，实现能源的梯级利用，节约大量燃料，提高能源综合利用率。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种蒸汽制作装置及利用该蒸汽制作装置的直接压缩式热泵系统，应用水的低温低压蒸发特性，将蒸发后的蒸汽经压缩机进行压缩升温，最后经过冷凝换热，以此来回收低温热源水中的余热，经换热后的热水可以作为锅炉回水或直接用于采暖供热，冷凝后的冷凝水可以直接作为锅炉补水或者其他用途，达到节能环保及废热回收再利用的目的。 [0006] 为实现上述目的，本发明所述的蒸汽制作装置包括低温热源进口管、低温低压蒸发设备、抽真空接管、蒸汽输送管、蒸汽压缩装置和抽真空泵，所述的低温热源进口管与低温低压蒸发设备连接，抽真空接管和蒸汽输送管设置在低温低压蒸发设备的顶部，蒸汽压缩装置与蒸汽输送管连通；抽真空泵与抽真空接管连接；所述的低温热源进口管用于将低温热源热水送入低温低压蒸发设备；所述的抽真空泵和抽真空接管用于使低温低压蒸发设备的内部空间保持在低压状态；所述的蒸汽输送管用于将低温热源热水在低温低压蒸发设备内蒸发产生的蒸汽引入蒸汽压缩装置，所述的蒸汽压缩装置用于将蒸汽输送管引入的蒸汽压缩成为高温高压蒸汽。 [0007] 所述的蒸汽制作装置还包括低温热源排水管和引水泵，低温热源排水管与低温低压蒸发设备连接，引水泵与低温热源排水管连接，引水泵用于将低温低压蒸发设备中蒸发后的余留水通过低温热源排水管从低温低压蒸发设备中排出。 [0008] 所述的蒸汽为水蒸气。 [0009] 本发明进一步提供一种利用上述蒸汽制作装置的直接压缩式热泵系统，包括上述蒸汽制作装置、加热后热水出口管、冷凝换热器、待加热水进口管、蒸汽输入管和真空连接管，蒸汽制作装置的蒸汽压缩装置与蒸汽输入管连接，蒸汽输入管与冷凝换热器连接，蒸汽输入管用于将蒸汽压缩装置压缩产生的高温高压蒸汽引入冷凝换热器；加热后热水出口管和待加热水进口管分别与冷凝换热器连接，待加热水进口管用于将待加热水送入冷凝换热器，待加热水在冷凝换热器内被蒸汽输入管输入的高温高压蒸汽加热，加热后热水出口管用于将加热后的热水排出冷凝换热器。 [0010] 所述的真空连接管与抽真空接管和抽真空泵连接，抽真空泵和真空连接管用于使冷凝换热器的内部空间保持在低压状态。 [0011] 所述的直接压缩式热泵系统还包括冷凝水排出管和引水泵，所述的冷凝水排出管与冷凝换热器连接，引水泵与冷凝水排出管连接，引水泵用于将高温高压蒸汽换热冷凝后的冷凝水冷凝水经排出管排出冷凝换热器。 [0012] 被热水出口管排出的加热后的热水用作采暖热水或生活热水。 [0013] 本发明具有如下优点：本发明所述的蒸汽制作装置及直接压缩式热泵系统与现有技术相比，通过安装于各类低品位热水、冷却循环水及污水(水温50℃左右)的后端，利用水的低温低压蒸发特性，回收低品位热水中的热量，同时对冷凝的冷却水加以回收利用，达到节能及能源回收再利用的目的，整个装置构造简单，运行可靠，效果稳定，能耗小，价格低廉。附图说明 [0014] 图1是本发明所述的蒸汽制作装置的结构示意图。 [0015] 图2是本发明所述的直接压缩式热泵系统的结构示意图。 具体实施方式[0016] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 [0017] 如图1所示，本发明所述的蒸汽制作装置包括低温热源进口管1、低温低压蒸发设备2、抽真空接管5、蒸汽输送管6、蒸汽压缩装置7和抽真空泵8，所述的低温热源进口管1与低温低压蒸发设备2连接，抽真空接管5和蒸汽输送管6设置在低温低压蒸发设备2的顶部，蒸汽压缩装置7与蒸汽输送管6连通；抽真空泵8与抽真空接管5连接；所述的低温热源进口管1用于将低温热源热水送入低温低压蒸发设备2；所述的抽真空泵8和抽真空接管5用于使低温低压蒸发设备2的内部空间保持在低压状态；所述的蒸汽输送管6用于将低温热源热水在低温低压蒸发设备2内蒸发产生的蒸汽引入蒸汽压缩装置7，所述的蒸汽压缩装置7用于将蒸汽输送管6引入的蒸汽压缩成为高温高压蒸汽。 [0018] 本发明中所述的低温热源是指现有技术中的低品位热水、冷却循环水及污水，其水温为50℃左右，但是并不限于50℃，只要能在低温低压蒸发设备2内实现蒸发的液态流体都可以作为这里的低温热源。“低温低压”是相对于蒸汽压缩装置7压缩后的高温高压蒸汽的状态而言的，即在没有被蒸汽压缩装置7压缩之前的所有水和蒸汽都处于“低温低压”状态，被压缩后的蒸汽处于高温高压状态，因此本发明中所有的低温低压和高温高压对本领域技术人员来说都具有明确的含义，不会造成保护范围的不清楚。 [0019] 所述的蒸汽制作装置还包括低温热源排水管3和引水泵4，低温热源排水管3与低温低压蒸发设备2连接，引水泵4与低温热源排水管3连接，引水泵4用于将低温低压蒸发设备2中蒸发后的余留水通过低温热源排水管3从低温低压蒸发设备2中排出。 [0020] 所述的蒸汽为水蒸气。 [0021] 本发明所述的蒸汽制作装置主要是对低温热源产生的低温低压蒸汽经压缩机升压升温后进行高温蒸汽的制作，其简易工作流程为： [0022] 低温热源热水经低温热源进口管1进入低温低压蒸发设备2，低温低压蒸发设备2内为低压真空状态(并非高真空，只是接近真空)，利用水的低温低压蒸发的特性让低温热源水在低温低压蒸发设备2内不断蒸发，对于蒸发后的余留水经引水泵4引入低温热源排水管3，排出低温低压蒸发设备2完成低温热源水的循环。低温低压蒸发设备2内的蒸汽经蒸汽输送管6进入蒸汽压缩装置7，经蒸汽压缩装置7压缩后生成高温蒸汽。低温低压蒸发设备2与抽真空接管5相连接，经抽真空泵8的抽气作用，保持低温低压蒸发设备2内部处于低压状态。 [0023] 如图2所示，本发明进一步提供一种利用上述蒸汽制作装置的直接压缩式热泵系统，包括上述蒸汽制作装置、加热后热水出口管9、冷凝换热器10、待加热水进口管11、蒸汽输入管15和真空连接管16，蒸汽制作装置的蒸汽压缩装置7与蒸汽输入管15连接，蒸汽输入管15与冷凝换热器10连接，蒸汽输入管15用于将蒸汽压缩装置7压缩产生的高温高压蒸汽引入冷凝换热器10；加热后热水出口管9和待加热水进口管11分别与冷凝换热器10连接，待加热水进口管11用于将待加热水送入冷凝换热器10，待加热水在冷凝换热器10内被蒸汽输入管15输入的高温高压蒸汽加热，加热后热水出口管9用于将加热后的热水排出冷凝换热器10。 [0024] 所述的真空连接管16与抽真空接管5和抽真空泵8连接，抽真空泵8和真空连接管16用于使冷凝换热器10的内部空间保持在低压状态。 [0025] 所述的直接压缩式热泵系统还包括冷凝水排出管12和引水泵13，所述的冷凝水排出管12与冷凝换热器10连接，引水泵13与冷凝水排出管12连接，引水泵13用于将高温高压蒸汽换热冷凝后的冷凝水冷凝水经排出管12排出冷凝换热器10。 [0026] 被热水出口管9排出的加热后的热水用作采暖热水或生活热水。 [0027] 本发明所述的直接压缩式热泵系统安装于低品位热源热水(50℃左右)引出口的后端，充分利用水的低温低压蒸发特性，以及应用蒸汽压缩机的加压升温特性，二者有机结合将低品位热源热水中的热量源源不断的提取出来，并通过冷凝换热器将热量置换到待加热水中，实现余热回收的目的。其简易工作流程包括： [0028] 低温热源热水流程：低温热源热水经低温热源进口管1进入低温低压蒸发设备2，低温低压蒸发设备2内为低压真空状态，利用水的低温低压蒸发的特性让低温热源水在低温低压蒸发设备2内不断蒸发，对于蒸发后的余留水经引水泵4引入低温热源排水管3，排出低温低压蒸发设备2，完成低温热源水的循环。 [0029] 低温低压蒸汽流程：低温低压蒸发设备2内的蒸汽经蒸汽输送管6进入蒸汽压缩装置7，经蒸汽压缩装置7压缩后的高温蒸汽进入冷凝换热器10，在冷凝换热器10内与经待加热水进口管11进入冷凝换热器10的待加热水进行换热，冷凝后的冷凝水被引水泵13引入冷凝水排出管12排出冷凝换热器10，换热后的待加热水经加热后热水出口管9排出冷凝换热器10。 [0030] 抽真空流程：低温低压蒸发设备2和冷凝换热器10分别与抽真空接管5连接，经抽真空泵8抽气保持低温低压蒸发设备2和冷凝换热器10内部处于同低压状态。 [0031] 本发明所述的直接压缩式热泵系统结构紧凑合理，部件分明，大大方便了装置的运输、安装和维修。 [0032] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。 |
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