水源熱泵驅動水蒸汽調制機的制作方法
【專利摘要】一種水源熱泵驅動水蒸汽調制機：系統(tǒng)集成循環(huán)泵、水源熱泵、節(jié)流閥、噴嘴、閃蒸罐、噴嘴引射擴壓裝置；利用水源熱泵加熱循環(huán)補水，以提供閃蒸熱量；利用循環(huán)加熱、節(jié)流、噴淋、閃蒸，持續(xù)產生二次蒸汽；利用蒸汽管網余壓實現(xiàn)二次蒸汽熱壓縮，節(jié)省水蒸汽壓縮機壓縮電費與投資；投資回收期與水源熱泵加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機壓縮的相比較可縮短50％；實現(xiàn)1份高壓水蒸汽調制出n+1份中壓水蒸汽的蒸汽倍增功能。
【專利說明】
水源熱泵驅動水蒸汽調制機
(一)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種水源熱栗驅動水蒸汽調制機。
(二)
【背景技術】
[0002]考慮輸送損失以及最高蒸汽壓力需求，通常蒸汽管網維持1bar以上壓力。然而很多用戶的蒸汽壓力需求只有3_5bar，因此在用熱設備端口設置減溫、減壓閥，來實現(xiàn)用熱壓力需求，從而就浪費了蒸汽管網的余壓。
[0003]現(xiàn)有水源熱栗加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機壓縮制取水蒸汽的工藝流程為:液態(tài)熱載體流經蒸發(fā)器液態(tài)熱載體側，以使流入蒸發(fā)器工質側的低壓兩相熱栗工質吸收熱量而蒸發(fā)成為低壓過熱氣態(tài)熱栗工質，并使液態(tài)熱載體放熱、降溫后排出；熱栗工質由吸氣口吸入壓縮機，并壓縮成為高壓過熱氣態(tài)熱栗工質，而送入冷凝器工質側冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質，最后經膨脹閥節(jié)流而重新成為低壓兩相熱栗工質，流入蒸發(fā)器工質側以完成熱栗循環(huán)，同時把冷凝熱量釋放給循環(huán)補水側。當閃蒸罐底部出口的循環(huán)水經補水三通與補水混合后，流經過濾器、循環(huán)栗、止回閥、冷凝器循環(huán)補水側，而被冷凝熱量加熱升溫，再經節(jié)流閥的減壓以及噴嘴的噴淋，而在閃蒸罐內絕熱閃蒸出二次蒸汽，最后二次蒸汽被閃蒸罐頂部設置的水蒸汽壓縮機吸入并壓縮成為所需壓力的水蒸汽。
[0004]然而該技術難以推廣，其原因為:
[0005](I)水蒸汽壓縮機單位吸氣量的投資10倍于制冷壓縮機；
[0006](2)絕對壓差超過3bar時，水蒸汽壓縮機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的絕對壓差，就需提高水源熱栗的絕對壓差，從而導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，使其項目投資回收期超過7年，因此難以推廣應用。
(三)

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明目的是:利用水源熱栗產生二次蒸汽，利用蒸汽管網余壓實現(xiàn)二次蒸汽熱壓縮，并使蒸汽流量倍增。
[0010]按照附圖1所示的水源熱栗驅動水蒸汽調制機，其由1-蒸發(fā)器;2-熱栗工質；3-壓縮機;3-1-油分離器;4-冷凝器;5-膨脹閥;5-1-干燥過濾器;5-2-經濟器;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-噴嘴引射擴壓裝置組成，其特征在于:
[0011]蒸發(fā)器I工質側通過管道連接壓縮機3、冷凝器4工質側、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水三通、過濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、冷凝器4循環(huán)補水側、節(jié)流閥10、噴嘴11，組成補水循環(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、經濟器5-2蒸發(fā)側、壓縮機3補氣口，組成水源熱栗補氣回路;另一路通過管道串聯(lián)連接經濟器5-2過冷側、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3排氣口與冷凝器4進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3回油
□ O
[0016]經濟器5-2的蒸發(fā)側與過冷側為逆向流動。
[0017]本發(fā)明的工作原理結合附圖1說明如下:液態(tài)熱載體流經蒸發(fā)器I液態(tài)熱載體側，以使流入蒸發(fā)器I工質側的低壓兩相熱栗工質2吸收熱量而蒸發(fā)成為低壓過熱氣態(tài)熱栗工質2，并使液態(tài)熱載體放熱、降溫后排出；熱栗工質2由吸氣口吸入壓縮機3，并壓縮成為高壓過熱氣態(tài)熱栗工質2，而經油分離器3-1的分離送入冷凝器4工質側冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質2，流經干燥過濾器5-1、分流三通后，一路經膨脹閥5節(jié)流而成為中壓兩相熱栗工質2，再流入經濟器5-2蒸發(fā)側，以吸收過冷熱量而蒸發(fā)成為中壓過熱氣態(tài)熱栗工質2，由補氣口吸入壓縮機3;另一路則逆流流經經濟器5-2過冷側而放出過冷熱量成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質2，再經膨脹閥5節(jié)流而成為低壓兩相熱栗工質2，而重新流入蒸發(fā)器I工質側以完成熱栗循環(huán)，同時把冷凝熱量釋放給循環(huán)補水側。閃蒸罐6底部出口的循環(huán)水經補水三通與補水混合后，流經過濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、冷凝器4循環(huán)補水側，吸收另側冷凝熱量而升溫，再經節(jié)流閥10的減壓以及噴嘴11的噴淋，而在閃蒸罐6內絕熱閃蒸出二次蒸汽，最后η份二次蒸汽在閃蒸罐6頂部設置的噴嘴引射擴壓裝置12中，由流經其中的I份高壓水蒸汽引射后擴壓，以調制成為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壓縮制取水蒸汽的技術相比較，本發(fā)明特點如下:
[0019](I)系統(tǒng)集成循環(huán)栗、水源熱栗、節(jié)流閥、噴嘴、閃蒸罐、噴嘴引射擴壓裝置；
[0020](2)利用蒸汽管網余壓實現(xiàn)二次蒸汽熱壓縮，節(jié)省水蒸汽壓縮機壓縮電費與投資；
[0021](3)投資回收期與水源熱栗加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機壓縮的相比較可縮短50%;
[0022](4)實現(xiàn)I份高壓水蒸汽調制出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壓縮制取水蒸汽的技術相比較，本發(fā)明技術優(yōu)勢如下:系統(tǒng)集成循環(huán)栗、水源熱栗、節(jié)流閥、噴嘴、閃蒸罐、噴嘴引射擴壓裝置；利用水源熱栗加熱循環(huán)補水，以提供閃蒸熱量;利用循環(huán)加熱、節(jié)流、噴淋、閃蒸，持續(xù)產生二次蒸汽;利用蒸汽管網余壓實現(xiàn)二次蒸汽熱壓縮，節(jié)省水蒸汽壓縮機壓縮電費與投資;投資回收期與水源熱栗加熱閃蒸和水蒸汽壓縮機壓縮的相比較可縮短50%;實現(xiàn)I份高壓水蒸汽調制出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；3-壓縮機;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-噴嘴引射擴壓裝置。
(五)
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明提出的水源熱栗驅動水蒸汽調制機實施例如附圖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2;吸氣量5000m3/h的壓縮機3;進氣量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的經濟器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的噴嘴引射擴壓裝置12組成。
[0027]蒸發(fā)器I工質側通過管道連接壓縮機3、冷凝器4工質側、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的不銹鋼補水三通、過濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、冷凝器4循環(huán)補水側、節(jié)流閥10、噴嘴11，組成補水循環(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、經濟器5-2蒸發(fā)側、壓縮機3補氣口，組成水源熱栗補氣回路;另一路通過直徑10mm/壁厚Imm的紫銅管串聯(lián)連接經濟器5-2過冷側、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3排氣口與冷凝器4進氣口之間通過直徑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3回油口。
[0032]經濟器5-2的蒸發(fā)側與過冷側為逆向流動。
[0033]本發(fā)明實施例中液態(tài)熱載體為飲料生產線上的清洗水，清洗水流經蒸發(fā)器I清洗水側，以使流入蒸發(fā)器I工質側的低壓兩相熱栗工質2吸收4105kW熱量而蒸發(fā)成為低壓過熱氣態(tài)熱栗工質2，并使清洗水放熱、降溫后排出；熱栗工質2由吸氣口吸入壓縮機3，并壓縮成為高壓過熱氣態(tài)熱栗工質2，而經油分離器3-1的分離送入冷凝器4工質側冷凝成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質2，流經干燥過濾器5-1、分流三通后，一路經膨脹閥5節(jié)流而成為中壓兩相熱栗工質2，再流入經濟器5-2蒸發(fā)側，以吸收過冷熱量而蒸發(fā)成為中壓過熱氣態(tài)熱栗工質2，由補氣口吸入壓縮機3;另一路則逆流流經經濟器5-2過冷側而放出過冷熱量成為高壓過冷液態(tài)熱栗工質2，再經膨脹閥5節(jié)流而成為低壓兩相熱栗工質2，而重新流入蒸發(fā)器I工質側以完成熱栗循環(huán)，同時把5017kW冷凝熱量釋放給循環(huán)補水側。
[0034]閃蒸罐6底部出口流量850t/h、溫度87°C的循環(huán)水經補水三通與流量7t/h、溫度20°C補水混合后，流經過濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、冷凝器4循環(huán)補水側，吸收另側5017kW冷凝熱量而升溫至92°C，再經節(jié)流閥10的減壓以及噴嘴11的噴淋，而在閃蒸罐6內絕熱閃蒸出流量7t/h、溫度87°C的二次蒸汽，最后二次蒸汽在閃蒸罐6頂部設置的噴嘴引射擴壓裝置12中，由流經其中的流量2t/h、絕壓1bar水蒸汽引射后擴壓，以調制成為絕壓3bar水蒸汽，實現(xiàn)制汽量9t/h。
【主權項】
1.一種水源熱栗驅動水蒸汽調制機，其由其由蒸發(fā)器(I);熱栗工質(2);壓縮機(3);油分離器(3-1);冷凝器(4);膨脹閥(5);干燥過濾器(5-1);經濟器(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);噴嘴引射擴壓裝置(12)組成，其特征在于:蒸發(fā)器(I)工質側通過管道連接壓縮機(3)、冷凝器(4)工質側、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水三通、過濾器(7)、循環(huán)栗(8)、止回閥(9)、冷凝器(4)循環(huán)補水側、節(jié)流閥(10)、噴嘴(11)，組成補水循環(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壓裝置(12)，組成水蒸汽熱壓縮回路。2.按照權利要求1所述的水源熱栗驅動水蒸汽調制機，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)、經濟器(5-2)蒸發(fā)側、壓縮機(3)補氣口，組成水源熱栗補氣回路;另一路通過管道串聯(lián)連接經濟器(5-2)過冷側、膨脹閥(5)，組成水源熱栗過冷回路。3.按照權利要求1所述的水源熱栗驅動水蒸汽調制機，其特征在于:水源熱栗循環(huán)回路中的壓縮機(3)排氣口與冷凝器(4)進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(3)回油口。4.按照權利要求1所述的水源熱栗驅動水蒸汽調制機，其特征在于:經濟器(5-2)的蒸發(fā)側與過冷側為逆向流動。
【文檔編號】F22B1/00GK205481940SQ201620280684
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】侴喬力, 陳江, 侴雨宏, 魏蔚
【申請人】侴喬力, 陳江