离心式高温热泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热能与动力工程领域，特别是涉及一种离心式高温热泵。
【背景技术】
[0002]热电联产集中供热系统在我国北方城镇供热中的应用十分普遍。升高集中供热系统的一次网供水温度，有利于远距离输送热水，大幅度提升热水的传输效率。在传统的热电联产集中供热系统中，通常采用吸收式热泵或非水制冷剂离心式热泵对一次水进行加热，提高一次网供水温度。吸收式热泵吸收发电后的乏气和冷凝水中的能量对一次水加热，其包括发生、冷凝、蒸发、吸收以及冷却水与低压水蒸气换热等五个过程，但只有吸收、冷凝过程对一次水进行两级加热；非水制冷剂离心式热泵利用汽驱或电驱方式回收乏气中的热量，其包括冷凝、蒸发以及冷却水与水蒸气换热等三个过程，但只有冷凝过程对一次水进行一级加热。
【发明内容】
[0003]鉴于此，本发明提供了一种换热过程少，加热级数多，能效比高的离心式高温热栗O
[0004]为达到发明目的，本发明提供一种离心式高温热泵，包括多级压缩机，驱动装置和N个汽水换热器；
[0005]所述多级压缩机包括壳体，设置在所述壳体内的转动轴和固定在所述转动轴上的N个叶轮；
[0006]所述壳体分为N段，每段壳体内都设置有一个叶轮，所述每段壳体和位于所述每段壳体内的所述叶轮构成所述多级压缩机的一级；
[0007]所述转动轴穿过所述壳体的一端与所述驱动装置连接，能够在所述驱动装置的带动下转动；
[0008]所述多级压缩机的每一级都对应一个所述汽水换热器，并与对应的所述汽水换热器连通；
[0009]所述N个汽水换热器之间依次连通；
[0010]其中，N为大于等于3的整数。
[0011]作为一种可实施例，每个所述汽水换热器的回流管路上都设置有节流装置。
[0012]作为一种可实施例，还包括连通所述多级压缩机的第η级对应的汽水换热器和第η+1级壳体的降温装置；
[0013]其中，I彡 η 彡 Ν-1。
[0014]作为一种可实施例，所述降温装置包括喷液装置，凝结水泵和喷液回路；
[0015]所述喷液装置设置在所述多级压缩机的第η+1级壳体内；
[0016]所述喷液回路连通所述多级压缩机的第η级对应的所述汽水换热器和所述第η+1级壳体内的所述喷液装置；
[0017]所述凝结水泵设置在所述喷液管路上。
[0018]作为一种可实施例，所述降温装置还包括集液装置和集液管路；
[0019]所述集液装置设置在所述多级压缩机的第η+1级壳体内，且位于所述喷液装置下方；
[0020]所述集液管路连通所述多级压缩机的第η级对应的所述汽水换热器和所述集液
目.ο
[0021 ] 作为一种可实施例，所述驱动装置为电机或汽轮机。
[0022]作为一种可实施例，还包括与所述汽轮机连通的第Ν+1汽水换热器；
[0023]所述第Ν+1汽水换热器与所述多级压缩机的第N级对应的汽水换热器连通。
[0024]作为一种可实施例，所述第Ν+1汽水换热器的回流管路上设置有节流装置。
[0025]作为一种可实施例，所述壳体为渐缩式梯阶结构。
[0026]作为一种可实施例，所述N的值为3。
[0027]本发明的有益效果包括:
[0028]本发明的离心式高温热泵，多级压缩机内的多级叶轮对乏气进行N级压缩，并在相应的汽水换热器中进行冷凝换热，实现对一次水的梯级加热，使得传热过程更加匹配，换热效率更加高效，仅在汽水换热器中进行冷凝换热，换热过程少，热量损失少，能有效提高离心式高温热泵的能效比。同时，直接对发电后的乏气进行压缩，充分利用水蒸气发电后的余热，节约环保。采用汽轮机作为驱动装置的离心式高温热泵，节约高品位的电能，能效较尚O
【附图说明】
[0029]图1为本发明的离心式高温热泵的一实施例的结构示意图；
[0030]图2为本发明的离心式高温热泵的另一实施例的结构示意图；
[0031]图3为本发明的离心式高温热泵的又一实施例的结构示意图。
[0032]附图标记说明:
[0033]I多级压缩机，10壳体，11转动轴，12 一级叶轮，13 二级叶轮，14三级叶轮，2驱动装置，20电机，21汽轮机，30第一汽水换热器，31第二汽水换热器，32第三汽水换热器，33第四汽水换热器，40第一节流装置，41第二节流装置，42第三节流装置，43第四节流装置，50第一喷液装置，51第一冷凝水泵，52第一集液装置，53第二喷液装置，54第二冷凝水泵，55第二集液装置。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明离心式高温热泵进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035]参见图1，本发明实施例提供一种离心式高温热泵，包括多级压缩机1，驱动装置2和N个汽水换热器3。多级压缩机I包括壳体10，设置在壳体10内的转动轴11和固定在转动轴11上的N个叶轮。壳体10分为N段，每段壳体内都设置有一个叶轮，每段壳体和位于每段壳体内的叶轮构成多级压缩机的一级，转动轴11穿过壳体10的一端与驱动装置2连接，能够在驱动装置2的带动下转动，多级压缩机I的每一级都对应一个汽水换热，并与对应的汽水换热器连通，N个汽水换热器之间依次连通，其中，N为大于等于3的整数。
[0036]本发明的离心式高温热泵，驱动装置2带动转动轴11旋转，转动轴I旋转带动N个叶轮的串联工作，发电后的乏气进入多级压缩机I后，多级压缩机I中的一级叶轮对乏气进行一级压缩，压缩后的蒸汽部分进入一级叶轮对应的汽水换热器中，与该汽水换热器中的一次水进行换热，另一部分进入二级叶轮中进行二级压缩，进行二级压缩后的蒸汽部分进入二级叶轮对应的汽水换热器中，与该汽水换热器中的一次水进行换热器，另一部分进入三级叶轮中进行三级压缩，依次类推，至少进行三级压缩和换热，实现对一次水梯级加热，使得传热过程更匹配，换热效率更高。并且，本发明的离心式高温热泵仅在汽水换热器中进行一个冷凝换热，换热过程少，热量损失少，能将离心式高温热泵的能效比提高10%以上。其中，多级压缩机I的第一级对应的汽水换热器上设有一次水进水口，一次水通过该进水口流入汽水换热器中，多级压缩机的第N级对应的汽水换热器上设有一次水出水口，经过多级加热后的一次水通过该出水口流出。多个汽水换热器之间依次连通，进行换热后的一次水依次向其后的汽水换热器中流动，直至在多级压缩机第N级对应的汽水换热器中流出温度最高的一次水，达到制热出水温度较高的效果，实现高效的远距离输送热水。其中，乏气进入多级压缩机的位置为多级压缩机的第一级。多级压缩机的壳体10为筒状结构，叶轮在壳体10内顺次等间隔设置，每个叶轮和每个叶轮所在的壳体构成多级压缩机的一级。
[0037]其中，需要说明的是，本发明的离心式高温热泵，直接对发电后的乏气进行压缩，充分利用了水蒸气发电后的余热，达到节能环保的效果。
[0038]作为一种可实施方式，每个汽水换热器的回流管路上都设置有节流装置。节流装置有降温、减压的作用，回流管路连通汽水换热器和锅炉，换热后的冷凝水经节流装置降温、减压后输送回锅炉。
[0039]参见图1，在其中一个实施例中，多级压缩机内有三个叶轮，分别为一级叶轮12，二级叶轮13和三级叶轮14，多级压缩机分为三段，一级叶轮12和一级叶轮12所在的壳体构成压缩机的第一级，二级叶轮13和二级叶轮13所在的壳体构成压缩机的第二级，三级叶轮14和三级叶轮14所在的壳体构成压缩机的第三级，与多级压缩机的第一级连通的汽水换热器为第一汽水换热器30，与多级压缩机的第二级连通的汽水换热器为第二汽水换热器31，与多级压缩机的第三级连通的汽水换热器为第三汽水换热器32，第一汽水换热器30的回流管路上设置有第一节流装置40，第一汽水换热器30内的冷凝水经过第一节流装置40降温、减压后返回锅炉；第二汽水换热器31的回流管路上设置有第二节流装置41，第二汽水换热器31内的冷凝水经过第二节流装置41降温、减压后，返回锅炉；第三汽水换热器32的回流管路上设置有第三节流装置42，第三汽水换热器32内的冷凝水经过第三节流装置42降温、减压后，返回锅炉。
[0040]作为一种可实施方式，还包括连通多级压缩机的第η级对应的汽水换热器与多级压缩机的第η+1级壳体的降温装置，其中，I < n ( N-1o
[0041]作为一种可实施方式，降温装置包括喷液装置，凝结水泵和喷液回路。喷液装置设置在多级压缩机的第η+1级壳体内，喷液回路连通多级压缩机的第η级对应的汽水换热器和所述第η+1级壳体内的喷液装置，凝结水泵设置在喷液管路上。
[0042]作为一种可实施方式，降温装置还包括集液装置和集液管路。集液装置设置在多级压缩机的第η+1级壳体内，且位于喷液装置下方，集液管路连通多级压缩机的第η级对应的汽水换热器和集液