本发明涉及余热回收技术领域，具体涉及一种高效co2热泵余热回收装置。
背景技术：
co2热泵是一种环保高效的热泵技术，与现有热泵相比，具有出水温度高(60-90℃)、能效高、使用环保制冷剂等突出优势，特别适合利用低温余热(比如电厂冷却水余热、工业废水余热、下水道余热、地铁余热等)回收替代锅炉进行集中供暖，随着北方煤改电等环保举措的实施，co2热泵必将成为我国北方清洁供暖的主要技术。
利用co2热泵进行余热回收过程中，余热与蒸发器中的制冷剂进行换热。其中制冷剂在蒸发器中吸热发生相变，产生蒸汽，整个过程制冷剂温度基本保持不变；而用于加热的余热温度降低，实现部分热量的回收利用。在常规热泵系统中，蒸发器内的制冷剂工质压力基本保持恒定。当蒸发压力设定较高时，热泵系统效率提高，但余热回收率较低；而采用低蒸发压力时，蒸发温度降低，提高了余热的利用率，但热泵系统的热效率会随之降低。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种高效co2热泵余热回收装置，基于余热梯级利用的原则，在有效提高余热回收率的同时提高热泵系统的热效率。
为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种高效co2热泵余热回收装置，包括压缩机、气体冷却器、节流阀、余热蒸发器和气液分离器，所述余热蒸发器包括余热流体管道、制冷剂管道、分液包、毛细管和引射器，制冷剂管道包括制冷剂高压管道和制冷剂低压管道，压缩机的出口与气体冷却器的制冷剂入口相连，气体冷却器的制冷剂出口经节流阀与制冷剂高压管道的入口相连，制冷剂高压管道的出口与分液包的入口相连，分液包的气体出口与引射器的工作流体入口相连，分液包的液体出口经毛细管与制冷剂低压管道的入口相连，制冷剂低压管道的出口与引射器的引射流体入口相连，引射器的出口与气液分离器的入口相连，气液分离器的气体出口与压缩机的入口相连。
进一步地，所述余热蒸发器采用套管式换热器，制冷剂管道套设在余热流体管道中。
进一步地，所述余热蒸发器中，余热流体与制冷剂的流动方向一致。
进一步地，所述余热流体管道包括多层平行设置的主管，各层主管之间通过设置在端部的支管连通。
进一步地，所述制冷剂高压管道和制冷剂低压管道均为单一管一体成型，承压性能好，不易泄露。
进一步地，所述分液包为球壳型结构的气液分离器，结构简单，分液效率高。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明采用单一蒸发器实现多个温度区间的传热，有效提升了余热利用率。通过引射器提升压缩机入口压力，从而有效降低压缩机功耗，提高热泵系统的热效率。此外，本发明装置还具有结构简单，易于加工，承压性能好和制作成本低等优点。
附图说明
图1为本发明co2热泵余热回收装置的结构示意图。
图2为本发明余热蒸发器的结构示意图。
附图标记说明：1-压缩机；2-气体冷却器；3-供热流体出口；4-供热流体入口；5-余热蒸发器；6-余热流体入口；7-余热流体出口；8-毛细管；9-引射器；10-气液分离器；11-分液包；12-节流阀；13-制冷剂高压管道；14-制冷剂低压管道；15-主管；16-支管。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例：
如图1和图2所示，一种高效co2热泵余热回收装置，包括压缩机1、气体冷却器2、供热流体出口3、供热流体入口4、余热蒸发器5、气液分离器10和节流阀12。
余热蒸发器5采用套管式换热器，制冷剂走内管，余热流体走外管，包括余热流体入口6、余热流体出口7、毛细管8、引射器9、分液包11、余热流体管道和制冷剂管道。
制冷剂管道依据制冷剂压力不同而分为上下两层，上层为制冷剂高压管道13，其内的制冷剂压力较高，下层为制冷剂低压管道14，其内的制冷剂压力较低，两层管道中间通过分液包11和毛细管8连接。制冷剂高压管道13和制冷剂低压管道14均由单一铜管一体成型(弯曲成图2所示形状)，除两端接口以外，不设其他接口，以确保其承压和密封性能。
余热流体管道包括多层从上往下平行设置的主管15，各层主管15之间通过端部的支管16连通。制冷剂高压管道13和制冷剂低压管道14中间部分套设在各主管15内，端部伸出主管15外面。
系统各部件的连接方式如下：压缩机1的出口与气体冷却器2的制冷剂入口相连，气体冷却器2的制冷剂出口经节流阀12与制冷剂高压管道13的入口相连，制冷剂高压管道13的出口与分液包11的入口相连，分液包11的气体出口与引射器9的工作流体入口相连，分液包11的液体出口经毛细管8与制冷剂低压管道14的入口相连，制冷剂低压管道14的出口与引射器9的引射流体入口相连，引射器9的出口与气液分离器10的入口相连，气液分离器10的气体出口与压缩机1的入口相连。
本发明装置的工作原理是：
制冷剂流体经过压缩机1后温度升高，高温制冷剂进入气体冷却器2中与外部供热流体进行换热，制冷剂温度降低，外部供热流体温度升高，向外供热；温度较低的制冷剂流体经过节流阀12后温度与压力降低，然后进入余热蒸发器5中吸热，余热蒸发器5出口处连接的气液分离器10用于分离气态和液态制冷剂；气态制冷剂从气液分离器中10分离，然后进入压缩机1，至此完成热泵循环。
余热蒸发器5中，余热流体由顶部主管15左端的余热流体入口6进入，然后自上而下流动，最后从底部主管15右端的余热流体出口7流出。制冷剂的入口位于制冷剂高压管道13顶部左端，制冷剂的出口位于制冷剂低压管道14底部右端，使得余热流体与制冷剂流体在管内的流动方向一致。
从节流阀12出来的低温制冷剂流体进入冷剂高压管道13与外部温度较高的余热流体进行一次换热，余热流体温度降低，制冷剂温度升高后进入分液包11。分液包11是一种简易的气液分离器，采用球壳型结构，结构简单，分液效率高，入口设置在中间。分液包11分离出来的高压制冷剂蒸汽通过顶部的气体出口进入引射器9，作为引射器9的工作流体；液态制冷剂则从底部的液体出口流出，经过毛细管8后进入制冷剂低压管道14时压力下降，由于此时制冷剂压力较低，因此可以与一次换热后的余热流体进行二次换热，进一步吸收余热流体的热量变成低压制冷剂蒸汽进入引射器9，作为引射器9的引射流体。引射器9提升低压蒸汽的压力送入气液分离器10，从而提高了压缩机1入口压力，从而有效降低压缩机1的功耗、提高了热泵系统的热效率。
综上，本发明通过带引射器的余热蒸发器实现多温位的余热利用，并有效提高压缩机入口压力，在提高热泵系统热效率的同时实现了余热的高效利用。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。