水源熱泵驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)的制作方法
【專利摘要】一種水源熱泵驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)：系統(tǒng)集成循環(huán)泵、水源熱泵、節(jié)流閥、噴嘴、閃蒸罐、噴嘴引射擴(kuò)壓裝置；利用水源熱泵加熱循環(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】
水源熱泵驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種水源熱栗驅(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:利用水源熱栗產(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所示的水源熱栗驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)，其由1-蒸發(fā)器;2-熱栗工質(zhì)；3-壓縮機(jī);3-1-油分離器;4-冷凝器;5-膨脹閥;5-1-干燥過濾器;5-2-經(jīng)濟(jì)器;6-閃蒸罐;7-過濾器;8-循環(huán)栗;9-止回閥；10-節(jié)流閥；11-噴嘴；12-噴嘴引射擴(kuò)壓裝置組成，其特征在于:
[0011]蒸發(fā)器I工質(zhì)側(cè)通過管道連接壓縮機(jī)3、冷凝器4工質(zhì)側(cè)、干燥過濾器5-1、膨脹閥5，組成水源熱栗循環(huán)回路；
[0012]閃蒸罐6底部出口通過管道連接補(bǔ)水三通、過濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、冷凝器4循環(huán)補(bǔ)水側(cè)、節(jié)流閥10、噴嘴11，組成補(bǔ)水循環(huán)加熱閃蒸回路；
[0013]閃蒸罐6頂部出口通過管道連接噴嘴引射擴(kuò)壓裝置12，組成水蒸汽熱壓縮回路。
[0014]水源熱栗循環(huán)回路中的干燥過濾器5-1出口連接分流三通，一路通過管道串聯(lián)連接膨脹閥5、經(jīng)濟(jì)器5-2蒸發(fā)側(cè)、壓縮機(jī)3補(bǔ)氣口，組成水源熱栗補(bǔ)氣回路;另一路通過管道串聯(lián)連接經(jīng)濟(jì)器5-2過冷側(cè)、膨脹閥5，組成水源熱栗過冷回路。
[0015]水源熱栗循環(huán)回路中的壓縮機(jī)3排氣口與冷凝器4進(jìn)氣口之間通過管道串聯(lián)連接油分離器3-1，油分離器3-1的底部出油口通過管道串聯(lián)連接干燥過濾器5-1、壓縮機(jī)3回油
□ O
[0016]經(jīng)濟(jì)器5-2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:液態(tài)熱載體流經(jīng)蒸發(fā)器I液態(tài)熱載體側(cè)，以使流入蒸發(fā)器I工質(zhì)側(cè)的低壓兩相熱栗工質(zhì)2吸收熱量而蒸發(fā)成為低壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)2，并使液態(tài)熱載體放熱、降溫后排出；熱栗工質(zhì)2由吸氣口吸入壓縮機(jī)3，并壓縮成為高壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)2，而經(jīng)油分離器3-1的分離送入冷凝器4工質(zhì)側(cè)冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質(zhì)2，流經(jīng)干燥過濾器5-1、分流三通后，一路經(jīng)膨脹閥5節(jié)流而成為中壓兩相熱栗工質(zhì)2，再流入經(jīng)濟(jì)器5-2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)2，由補(bǔ)氣口吸入壓縮機(jī)3;另一路則逆流流經(jīng)經(jīng)濟(jì)器5-2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)2，再經(jīng)膨脹閥5節(jié)流而成為低壓兩相熱栗工質(zhì)2，而重新流入蒸發(fā)器I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6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7、循環(huán)栗8、止回閥9、冷凝器4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10的減壓以及噴嘴11的噴淋，而在閃蒸罐6內(nèi)絕熱閃蒸出二次蒸汽，最后η份二次蒸汽在閃蒸罐6頂部設(shè)置的噴嘴引射擴(kuò)壓裝置12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、水源熱栗、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、水源熱栗、節(jié)流閥、噴嘴、閃蒸罐、噴嘴引射擴(kuò)壓裝置；利用水源熱栗加熱循環(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_蒸發(fā)器;2-熱栗工質(zhì)；3-壓縮機(jī);4-冷凝器;5-膨脹閥；6-閃蒸罐;7-過濾器;8-循環(huán)栗;9-止回閥；10-節(jié)流閥；11-噴嘴;12-噴嘴引射擴(kuò)壓裝置。
(五)
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明提出的水源熱栗驅(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:其由蒸發(fā)吸熱量4105kW的蒸發(fā)器1;R124熱栗工質(zhì)2;吸氣量5000m3/h的壓縮機(jī)3;進(jìn)氣量5000m3/h的油分離器3-1;冷凝加熱量5017kW的管殼式冷凝器4;膨脹閥5;接口直徑10mm/壁厚Imm的紫銅干燥過濾器5-1;過冷量205kW的經(jīng)濟(jì)器5-2;直徑100mm/高度1m/壁厚6mm的不銹鋼閃蒸罐6 ；接口直徑200mm/壁厚2.5mm的不銹鋼過濾器7 ；接口直徑200mm/揚(yáng)程7mH20/流量857m3/h的循環(huán)栗8 ；接口直徑200mm/壁厚2.5mm的不銹鋼止回閥9 ;接口直徑200mm/壁厚
2.5mm的不銹鋼節(jié)流閥10;接口直徑200mm/壁厚2.5mm的不銹鋼噴嘴11;引射蒸汽流量7t/h、出口蒸汽流量9t/h的噴嘴引射擴(kuò)壓裝置12組成。
[0027]蒸發(fā)器I工質(zhì)側(cè)通過管道連接壓縮機(jī)3、冷凝器4工質(zhì)側(cè)、干燥過濾器5-1、膨脹閥5，組成水源熱栗循環(huán)回路；
[0028]閃蒸罐6底部出口通過直徑200mm/壁厚2.5mm的不銹鋼管連接接口直徑200mm/壁厚2.5mm的不銹鋼補(bǔ)水三通、過濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、冷凝器4循環(huán)補(bǔ)水側(cè)、節(jié)流閥10、噴嘴11，組成補(bǔ)水循環(huán)加熱閃蒸回路；
[0029]閃蒸罐6頂部出口通過直徑200mm/壁厚2.5mm的不銹鋼管連接噴嘴引射擴(kuò)壓裝置12，組成水蒸汽熱壓縮回路。
[0030]水源熱栗循環(huán)回路中的干燥過濾器5-1出口連接直徑10mm/壁厚Imm的紫銅分流三通，一路通過直徑19mm/壁厚0.6mm的紫銅管串聯(lián)連接膨脹閥5、經(jīng)濟(jì)器5-2蒸發(fā)側(cè)、壓縮機(jī)3補(bǔ)氣口，組成水源熱栗補(bǔ)氣回路;另一路通過直徑10mm/壁厚Imm的紫銅管串聯(lián)連接經(jīng)濟(jì)器5-2過冷側(cè)、膨脹閥5，組成水源熱栗過冷回路。
[0031 ]水源熱栗循環(huán)回路中的壓縮機(jī)3排氣口與冷凝器4進(jìn)氣口之間通過直徑200mm/壁厚1.2mm的紫銅管串聯(lián)連接油分離器3-1，油分離器3-1的底部出油口通過直徑19mm/壁厚0.6_的紫銅管串聯(lián)連接干燥過濾器5-1、壓縮機(jī)3回油口。
[0032]經(jīng)濟(jì)器5-2的蒸發(fā)側(cè)與過冷側(cè)為逆向流動(dòng)。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例中液態(tài)熱載體為飲料生產(chǎn)線上的清洗水，清洗水流經(jīng)蒸發(fā)器I清洗水側(cè)，以使流入蒸發(fā)器I工質(zhì)側(cè)的低壓兩相熱栗工質(zhì)2吸收4105kW熱量而蒸發(fā)成為低壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)2，并使清洗水放熱、降溫后排出；熱栗工質(zhì)2由吸氣口吸入壓縮機(jī)3，并壓縮成為高壓過熱氣態(tài)熱栗工質(zhì)2，而經(jīng)油分離器3-1的分離送入冷凝器4工質(zhì)側(cè)冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質(zhì)2，流經(jīng)干燥過濾器5-1、分流三通后，一路經(jīng)膨脹閥5節(jié)流而成為中壓兩相熱栗工質(zhì)2，再流入經(jīng)濟(jì)器5-2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)2，由補(bǔ)氣口吸入壓縮機(jī)3;另一路則逆流流經(jīng)經(jīng)濟(jì)器5-2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)2，再經(jīng)膨脹閥5節(jié)流而成為低壓兩相熱栗工質(zhì)2，而重新流入蒸發(fā)器I工質(zhì)側(cè)以完成熱栗循環(huán)，同時(shí)把5017kW冷凝熱量釋放給循環(huán)補(bǔ)水側(cè)。
[0034]閃蒸罐6底部出口流量850t/h、溫度87°C的循環(huán)水經(jīng)補(bǔ)水三通與流量7t/h、溫度20°C補(bǔ)水混合后，流經(jīng)過濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、冷凝器4循環(huán)補(bǔ)水側(cè)，吸收另側(cè)5017kW冷凝熱量而升溫至92°C，再經(jīng)節(jié)流閥10的減壓以及噴嘴11的噴淋，而在閃蒸罐6內(nèi)絕熱閃蒸出流量7t/h、溫度87°C的二次蒸汽，最后二次蒸汽在閃蒸罐6頂部設(shè)置的噴嘴引射擴(kuò)壓裝置12中，由流經(jīng)其中的流量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9t/h。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水源熱栗驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)，其由其由蒸發(fā)器(I);熱栗工質(zhì)(2);壓縮機(jī)(3);油分離器(3-1);冷凝器(4);膨脹閥(5);干燥過濾器(5-1);經(jīng)濟(jì)器(5-2);閃蒸罐(6);過濾器(7);循環(huán)栗(8);止回閥(9);節(jié)流閥(10);噴嘴(11);噴嘴引射擴(kuò)壓裝置(12)組成，其特征在于:蒸發(fā)器(I)工質(zhì)側(cè)通過管道連接壓縮機(jī)(3)、冷凝器(4)工質(zhì)側(cè)、干燥過濾器(5-1)、膨脹閥(5)，組成水源熱栗循環(huán)回路；閃蒸罐(6)底部出口通過管道連接補(bǔ)水三通、過濾器(7)、循環(huán)栗(8)、止回閥(9)、冷凝器(4)循環(huán)補(bǔ)水側(cè)、節(jié)流閥(10)、噴嘴(11)，組成補(bǔ)水循環(huán)加熱閃蒸回路；閃蒸罐(6)頂部出口通過管道連接噴嘴引射擴(kuò)壓裝置(12)，組成水蒸汽熱壓縮回路。2.按照權(quán)利要求1所述的水源熱栗驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)，其特征在于:水源熱栗循環(huán)回路中的干燥過濾器(5-1)出口連接分流三通，一路通過管道串聯(lián)連接膨脹閥(5)、經(jīng)濟(jì)器(5-2)蒸發(fā)側(cè)、壓縮機(jī)(3)補(bǔ)氣口，組成水源熱栗補(bǔ)氣回路;另一路通過管道串聯(lián)連接經(jīng)濟(jì)器(5-2)過冷側(cè)、膨脹閥(5)，組成水源熱栗過冷回路。3.按照權(quán)利要求1所述的水源熱栗驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)，其特征在于:水源熱栗循環(huán)回路中的壓縮機(jī)(3)排氣口與冷凝器(4)進(jìn)氣口之間通過管道串聯(lián)連接油分離器(3-1)，油分離器(3-1)的底部出油口通過管道串聯(lián)連接干燥過濾器(5-1)、壓縮機(jī)(3)回油口。4.按照權(quán)利要求1所述的水源熱栗驅(qū)動(dòng)水蒸汽調(diào)制機(jī)，其特征在于:經(jīng)濟(jì)器(5-2)的蒸發(fā)側(cè)與過冷側(cè)為逆向流動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F22B1/00GK205481940SQ201620280684
【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