本实用新型属于高温热泵技术领域，尤其涉及一种高效热泵蒸汽机组。
背景技术：
随着国际能源问题的日益突出，如何高效地使用能源、回收各种余热和减小排热对环境的污染成为人们关注的焦点，热泵蒸汽机组是一种新型的蒸汽发生设备，它是利用逆卡诺循环理论，通过大面积的吸热装置吸收低温热源中的能量，以制冷剂为媒介，制冷剂在蒸发器中吸收低温热源中的能量，再经压缩机压缩制热后，将低品味的热能转化为高品位的热能，通过换热装置将热量传递给水中，实现加热水到一定的温度的目的，之后通过电阻辅助加热，将热水加热到沸点从而产生水蒸气。带电辅助加热的热泵蒸汽机组是一种可替代锅炉、电加热等传统蒸汽发生装置，以其能源消耗少，环境污染小、使用方便、适用范围广等优点渐渐被广大用户所接收。
一般传统的热泵蒸汽机组前期的显热加热由热泵机组完成，后期的潜热加热由辅助电加热完成。通常由热泵系统将水加热到70℃，然后由辅助电加热加热到100℃至产生蒸汽。由于水从常温到变成100℃的水蒸气过程中所需要的热量主要是在汽化过程中的潜热热量，在实际应用过程中，由于普通热泵系统的加热温度受限，所以相对节能的热泵系统只负责前期的低温部分加热，而整个能耗较大的后期高温加热则由能耗较高的辅助电加热完成。所以整个热泵蒸汽机组的节能效果不是特别理想。另外辅助电加热本身的热效率偏低，能耗偏高，而且使用寿命短、安全性不高。
技术实现要素：
本实用新型针对上述的现有的热泵系统存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、成本低廉且前期加热温度高、耗能低的高效热泵蒸汽机组。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为，本实用新型提供一种高效热泵蒸汽机组，包括蒸汽系统以及与蒸汽系统相配合完成换热的换热系统，其中，所述蒸汽系统包括通过管道依次连接的水箱以及辅助加热装置，所述辅助加热装置用于将水二次加热至产生水蒸气；所述换热系统包括通过管道构成环路的压缩机、四通阀、换热器、蒸发器，所述换热器与水箱之间接触换热，所述管道内填充有制冷剂，所述水箱包括沿管道间隔设置的中温水箱和高温水箱，所述换热器沿压缩机至蒸发器方向依次设置的高温换热器和中温换热器，所述高温换热器与高温水箱接触换热，所述换热器与蒸发器之间还设置有补气换热器，所述补气换热器分别与压缩机和蒸发器连通。
作为优选，所述辅助加热装置为电磁感应加热装置。
作为优选，所述蒸发器与压缩机之间还设置有油气分离器。
作为优选，所述四通阀为电磁四通阀。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，
1、本实用新型通过提供一种高效热泵蒸汽机组，利用阶梯升温，有效的提高了前期低温加热的温度，使进入到辅助加热装置内为水气混合物，采用直接式蒸汽发生，使本机组极短时间内快速产生蒸汽，同时，具有耗能低、使用寿命长等优点，适合大规模推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1提供的高效热泵蒸汽机组的结构示意图；
以上各图中，1、中温水箱；2、高温水箱；3、辅助加热装置；4、水泵；5、压缩机；6、四通阀；7、高温换热器；8、中温换热器；9、补气换热器；10、蒸发器；11、油气分离器；12、膨胀阀；13、电磁阀。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1，如图1所示，本实施例提供一种高效热泵蒸汽机组，包括蒸汽系统以及与蒸汽系统相配合完成换热的换热系统，如同背景技术所描述的功能一样，本系统的主要是利用换热来将水进行加热，以达到获得蒸汽的目的，因此，本实施例机组所包括蒸汽系统和换热系统为两条不相通的线路，其中，所述蒸汽系统包括通过管道依次连接的水箱以及辅助加热装置3，辅助加热装置3用于将水二次加热至产生水蒸气；具体说，水箱内水经常初期的换热后温度得到一定的提升后，然后再经辅助加热装置加热至产生水蒸气。
而换热系统包括通过管道构成环路的压缩机5、四通阀6、换热器、蒸发器10，这里需要表述的是，在本实施例中，蒸发器10与压缩机5之间也需经过四通阀6，换热器与水箱之间接触换热，管道内填充有制冷剂，制冷剂为现今比较常用的物质，故在本实施例中，不加详细的描述，本实施例重点改进的地方在于，本实施例所提供的水箱包括沿管道间隔设置的中温水箱1和高温水箱2，本实施例所指的沿管道是指沿水流方向设置，而换热器沿压缩机5至蒸发器10方向依次设置的高温换热器7和中温换热器8，高温换热器7与高温水箱2接触换热，当然，中温换热器与中温水箱接触换热，在本实施例中，将原来的一次性换热改为阶梯换热的方式，有效的提高了前期的水温加热，使最终进入辅助加热装置内的水，可以达到75～90℃，为了更好的提高蒸发器的换热效果，在本实施例中，在换热器与蒸发器10之间还设置有补气换热器9，补气换热器9分别与压缩机5和蒸发器10连通，补气换热器9的主要作用是将从中温换热器内换热后的制冷剂再次进行换热，将热量通过压缩机5上的补气口(图中未示出)，回输到压缩机5，这样就进一步的降低了进入蒸发器10内制冷剂的温度，以提高换热效果，进而提高水箱内的水温，补气换热器9为现有技术，故在本实施例中，对其结构不加详细的描述。
通过上述的设置，采用阶梯加热和补气换热器9的设置，进一步提高水在水箱内的温度，使进入辅助加热装置3内的水可以达到水汽混合的状态，进而降低了辅助加热装置3所需的能耗，辅助加热装置3为电磁加热装置或电阻加热装置。
考虑到辅助加热装置3是完成蒸汽获得的关键部位，因此，在本实施例中，辅助加热装置3为电磁感应加热装置，本实施例所提供的电磁感应加热装置主要由电感加热直喷式腔体、电磁线圈温度压力检测元件组成，使整个机组没有使用传统的电加热管，排除加热管老化故障，因此，提高了辅助加热装置的使用寿命，同时，也是本机组使用的更加安全、放心，电感加热直喷式腔体、电磁线圈温度压力检测元件均为现有技术，因此，不加详细描述。
为了使压缩机5能够得到更好的工作，在本实施例中，在蒸发器10与压缩机5之间还设置有油气分离器11，在前文中已经提及，蒸发器10与压缩机5之间也是通过四通阀6进行连通，因此在本实施例中的油气分离器11设置在压缩机5和四通阀6之间的管路上。
为了使本机组的使用更加智能化、自动化，故在本实施例中，整个系统采用PLC控制，因此，本实施例所采用的四通阀6为电磁四通阀，水箱与辅助加热装置3之间的管道上也设置了相应的电磁阀13，在蒸发器10以及补气换热器9上的管道均采用膨胀阀12。
通过上述的设置，蒸发器吸收低温热量，经油气分离器处理后，进入压缩机，压缩机将低温低压的能量压缩成高温高压的能量，然后输送至高温换热器，经高温换热器换热后，继续输送至中温换热器对水箱进行加热，经中温水箱换热后，热量降低，制冷剂然后经过补气换热器进行再次换热后，热量输送回压缩机，低温的制冷剂则输送给蒸发器进行吸热。
而蒸汽系统则是先将原水输送至中温水箱，经中温水箱换热加热后，输送至高温水箱，最终，进入辅助加热装置的水达到了75～90℃，使进入辅助加热装置的水为水气混合物，因此，可以在几分钟内，将水加热至蒸发，同时，采用电感加热直喷式腔体高速将水直接进行蒸发，蒸汽系统不存留液体，同时，电感加热直喷式腔体容积在30L以下，因此不属于压力容器，确保安全可靠。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。