一种基于空气源二氧化碳热泵的小型蒸汽发生装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于空气源二氧化碳热泵的小型蒸汽发生装置及方法，该装置包括机械蒸汽再压缩装置、真空储热罐和空气源二氧化碳热泵；其方法为：首先用二氧化碳热泵持续加热真空储热罐内的水；然后通过机械蒸汽再压缩装置使真空储热罐内产生接近真空的条件，使得储热罐内水达到沸点而蒸发，可以得到低温低压的蒸汽；最后低温低压蒸汽通过机械蒸汽再压缩装置的压缩来提升温度和压力，以达到工艺上的参数，从而形成一个以空气源二氧化碳热泵为热源的小型蒸汽发生装置；本蒸汽发生装置可利用较少电能将水生成工艺上需要的蒸汽，满足局部使用蒸汽的需求同时经济合理。
【专利说明】
一种基于空气源二氧化碳热泵的小型蒸汽发生装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种小型蒸汽发生装置，具体涉及一种基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前宾馆酒店的洗衣房和医院的消毒室等都需要大量蒸汽，传统解决方案为市政蒸汽热源或自建蒸汽锅炉，以上都需要建立蒸汽输送管网，除输送热损失外还要有较高的维护成本，同时无法根据需求实时控制锅炉出力，造成设备偏大，使用率低下。如果以上功能房间使用小型蒸汽发生装置，即可解决管网损失及维护费用，还可按需制汽。但是电热蒸汽发生器的运行费用较高，因此需要一种节能的小型电力蒸汽发生装置。
[0003]近年来，二氧化碳热栗热水器在国内外取得了长足的发展，不同于一般CFC热栗热水器，二氧化碳热栗热水器可在最低气温-20 0C的情况下提供90 0C的热水，并且较CFC热栗有较高的性能系数，其自然工质二氧化碳无毒、不可燃、臭氧破坏指数ODP为0、全球变暖潜值GWP为I，是热栗系统工质替代中最有潜力的天然工质之一。二氧化碳热栗系统凭借其独特的性能，可以很轻松的制取60°C以上的热水，良好的特性使得即使在低温的环境下，也可以达到较高的能效比和热水温度。
[0004]机械蒸汽再压缩装置，其基本原理就是利用从蒸发器中分离出来的二次蒸汽在经过压缩机之后，温度、压力升高，焓值增大，温度升高后的蒸汽再送回到蒸发器的加热室，作为加热蒸汽使用使蒸发器内的溶液继续蒸发，而本身则冷凝成水，重复上述过程。机械蒸汽再压缩装置已实现商业运行多年，并有较为成熟的设计和制造经验。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置及方法，通过使空气源二氧化碳热栗、真空储热罐和机械蒸汽再压缩装置相结合的方式，使得可以通过空气源热栗制取符合工艺参数要求的蒸汽。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置，包括依次连接的空气源二氧化碳热栗1、真空储热罐2和机械蒸汽再压缩装置5，所述真空储热罐2连接有进水管道3和低温蒸汽管道4，真空储热罐2内部设置有加热盘管7用以连接空气源二氧化碳热栗I的气体冷却器，外部进行保温处理，真空储热罐2内部还设置有液位控制器9，进水管道3上设置补水电磁阀;所述真空储热罐2通过低温蒸汽管道4连接机械蒸汽再压缩装置5的入口，机械蒸汽再压缩装置5的出口连接高温蒸汽管道6。
[0008]所述空气源二氧化碳热栗I的制冷剂为二氧化碳。
[0009]所述真空储热罐2的罐体上设温度计、真空压力表，底部的泄污管道8上设有手动排污阀。
[0010]所述真空储热罐2的加热盘管7内的换热介质为软化水或导热油。[0011 ]所述机械蒸汽再压缩装置5内设置变频机构，根据实际需要蒸汽量来制取蒸汽。
[0012]所述真空储热罐2的体积取蒸汽发生量的1/10。
[0013]上述所述基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置产生蒸汽的方法，空气源二氧化碳热栗I制取的热量持续加热真空储热罐2内的水，通过机械蒸汽再压缩装置5使真空储热罐2内产生接近真空的条件，使得真空储热罐内水达到沸点而蒸发，得到低温低压的蒸汽;低温低压的蒸汽通过机械蒸汽再压缩装置5的压缩来提升温度和压力，变成高温高压的蒸汽，以达到工艺上的参数要求，若单级压缩无法达到要求的温度，则采用二级压缩来达到要求;真空储热罐2内的液位控制器9联动补水电磁阀，当罐内水位低于最低值自动打开补水，当液位达到高点则自动关闭电磁阀;罐体底部设手动排污阀，经过一段时间使用后需要人工清理。
[0014]与现有的蒸汽发生装置相比，本发明具有如下优点:
[0015]1、与电热蒸汽发生器相比，运行费用大大降低，节能节费效果显著。
[0016]2、与市政蒸汽热源、自建燃气锅炉相比，无需建设复杂管道，免去输送热损失和管道维护成本，并能实时根据负荷需求改变蒸汽供应量，设备利用率高。
【附图说明】
[0017]图1为本发明装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0019]如图1所示，本发明一种基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置，包括依次连接的空气源二氧化碳热栗1、真空储热罐2和机械蒸汽再压缩装置5，所述真空储热罐2连接有进水管道3和低温蒸汽管道4，真空储热罐2内部设置有加热盘管7用以连接空气源二氧化碳热栗I的气体冷却器，外部进行保温处理，真空储热罐2内部还设置有液位控制器9，进水管道3上设置补水电磁阀；所述真空储热罐2通过低温蒸汽管道4连接机械蒸汽再压缩装置5的入口，机械蒸汽再压缩装置5的出口连接高温蒸汽管道6。所述空气源二氧化碳热栗I的制冷剂为二氧化碳。
[0020]作为本发明的优选实施方式，所述真空储热罐2的罐体上设温度计、真空压力表，底部的泄污管道8上设有手动排污阀。
[0021]作为本发明的优选实施方式，所述真空储热罐2的加热盘管7内的换热介质为软化水或导热油。
[0022]作为本发明的优选实施方式，所述机械蒸汽再压缩装置5内设置变频机构，根据实际需要蒸汽量来制取蒸汽。
[0023]所述真空储热罐2的体积取蒸汽发生量的1/10。
[0024]本发明基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置产生蒸汽的方法，空气源二氧化碳热栗I制取的热量持续加热真空储热罐2内的水，通过机械蒸汽再压缩装置5使真空储热罐2内产生接近真空的条件，使得真空储热罐内水达到沸点而蒸发，得到低温低压的蒸汽;低温低压的蒸汽通过机械蒸汽再压缩装置5的压缩来提升温度和压力，变成高温高压的蒸汽，以达到工艺上的参数要求，若单级压缩无法达到要求的温度，还可以采用二级压缩来达到要求;真空储热罐2内的液位控制器9联动补水电磁阀，当罐内水位低于最低值自动打开补水，当液位达到高点则自动关闭电磁阀；储热罐的体积取蒸汽发生量的1/10，S卩6分钟左右的蒸汽量。罐体底部设手动排污阀，经过一段时间使用后需要人工清理。
【主权项】
1.一种基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置，其特征在于:包括依次连接的空气源二氧化碳热栗(I)、真空储热罐(2)和机械蒸汽再压缩装置(5)，所述真空储热罐(2)连接有进水管道(3)和低温蒸汽管道(4)，真空储热罐(2)内部设置有加热盘管(7)用以连接空气源二氧化碳热栗(I)的气体冷却器，外部进行保温处理，真空储热罐(2)内部还设置有液位控制器(9)，进水管道(3)上设置补水电磁阀；所述真空储热罐(2)通过低温蒸汽管道(4)连接机械蒸汽再压缩装置(5)的入口，机械蒸汽再压缩装置(5)的出口连接高温蒸汽管道(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置，其特征在于:所述空气源二氧化碳热栗(I)的制冷剂为二氧化碳。3.根据权利要求1所述的一种基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置，其特征在于:所述真空储热罐(2)的罐体上设温度计、真空压力表，底部的泄污管道(8)上设有手动排污阀。4.根据权利要求1所述的一种基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置，其特征在于:所述真空储热罐(2)的加热盘管(7)内的换热介质为软化水或导热油。5.根据权利要求1所述的一种基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置，其特征在于:所述机械蒸汽再压缩装置(5)内设置变频机构，根据实际需要蒸汽量来制取蒸汽。6.根据权利要求1所述的一种基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置，其特征在于:所述真空储热罐(2)的体积取蒸汽发生量的1/10。7.权利要求1至6任一项所述基于空气源二氧化碳热栗的小型蒸汽发生装置产生蒸汽的方法，其特征在于:空气源二氧化碳热栗(I)制取的热量持续加热真空储热罐(2)内的水，通过机械蒸汽再压缩装置(5)使真空储热罐(2)内产生接近真空的条件，使得真空储热罐内水达到沸点而蒸发，得到低温低压的蒸汽;低温低压的蒸汽通过机械蒸汽再压缩装置(5)的压缩来提升温度和压力，变成高温高压的蒸汽，以达到工艺上的参数要求，若单级压缩无法达到要求的温度，则采用二级压缩来达到要求;真空储热罐(2)内的液位控制器(9)联动补水电磁阀，当罐内水位低于最低值自动打开补水，当液位达到高点则自动关闭电磁阀;罐体底部设手动排污阀，经过一段时间使用后需要人工清理。
【文档编号】F22B1/00GK105841124SQ201610362251
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】徐方军, 安建良
【申请人】陕西盛田能源服务股份有限公司