一种采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置的制作方法

本发明涉及热泵，特别是涉及一种采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置。

背景技术：

1、工业或民用领域中，传统制取高温水蒸汽，大部分都是通过锅炉加热水至100℃以上产生高温蒸汽，锅炉一种能量转换设备，“锅”是容纳水和蒸汽的受压部件，对水进行加热、汽化和汽水分离，“炉”是进行燃料燃烧或其他热能放热的场所，有燃烧设备和燃烧室炉膛及放热烟道等。锅与炉两者进行着热量转换过程，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅炉中产生的高温蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，其可分为燃气锅炉和电热锅炉，燃气锅炉能效相比电热锅炉要高70%。

2、但是，这种使用锅炉加热水产生高温蒸汽的方式，产热效率较低，且由于其单纯使用温度升高产生蒸汽，故能耗和运营成本均较高，同时锅炉水的加热还需要其他可燃性物质的辅助，多采用煤炭，燃烧后产生的气体直接排空会造成环境污染，若不直接排放，还需要进行后续净化处理，又是一笔不少的开支。另一方面，有不少企业比如钢铁厂，电厂，冶金行业等工业生产中产生大量的余热/废热直接排放到大气中，造成资源的极大浪费，而且为了达到排放标准，企业必须要采购相应设备对废水废气进行降温后再排放，无疑给企业增加不必要的经济负担和压力。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置。

2、为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置，包括高温热泵组件和虹吸组件，所述高温热泵组件包括蒸发器、压缩机和冷凝器，所述虹吸组件包括虹吸罐和蒸汽压缩机；

4、其中，所述蒸发器内制冷介质管路的出口端与所述压缩机的入口端连接，所述压缩机的出口端与所述冷凝器内第一介质管路的入口端连接，所述第一介质管路的出口端与所述制冷介质管路的入口端连接；

5、所述虹吸罐的底部出液端与所述冷凝器内第二介质管路的入口端连接，所述第二介质管路的出口端延伸至所述虹吸罐内的上部，所述蒸汽压缩机的入口端伸至所述虹吸罐内的上部，所述蒸汽压缩机的出口端与蒸汽需求端连接。

6、作为本发明所述采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置的一种优选方案，其中：所述蒸发器内传热介质管路的出口端和入口端均与余热源连接。

7、作为本发明所述采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置的一种优选方案，其中：还包括干燥过滤器，所述干燥过滤器设置在所述第一介质管路的出口端与所述制冷介质管路的入口端之间。

8、作为本发明所述采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置的一种优选方案，其中：还包括节流阀，所述节流阀设置在所述干燥过滤器与所述制冷介质管路的入口端之间。

9、作为本发明所述采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置的一种优选方案，其中：还包括与所述虹吸罐连接的补水管路，所述补水管路上设置有补水泵。

10、作为本发明所述采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置的一种优选方案，其中：所述虹吸罐内设置有液位传感器。

11、作为本发明所述采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置的一种优选方案，其中：所述虹吸罐高于所述冷凝器。

12、作为本发明所述采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置的一种优选方案，其中：所述虹吸罐与所述冷凝器之间的高度差大于等于2m。

13、本发明的有益效果是：

14、（1）本发明中蒸发器可充分利用工业废热或余热的低品位热源对制冷介质进行加热，并在冷凝器中转化为高品位热源，以生产高温水蒸气，制热能效比能达到3.1以上，即产热效率是电热锅炉的3.1倍，在相同运营成本的情况下，比燃气锅炉的效率提升42%，在废热余热回收、节能减排和降低能耗方面具有显著的优势。

15、（2）本发明在冷凝器中直接生成高温水蒸气，再通过蒸发压缩机将高温蒸汽输送至用户末端生产工艺中使用，不需要使用蒸汽发生器等部件，进一步降低了设备成本。

技术特征：

1.一种采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置，其特征在于：包括高温热泵组件(100)和虹吸组件(200)，所述高温热泵组件(100)包括蒸发器(110)、压缩机(120)和冷凝器(130)，所述虹吸组件(200)包括虹吸罐(210)和蒸汽压缩机(220)；

2.根据权利要求1所述的采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置，其特征在于：所述蒸发器(110)内传热介质管路的出口端和入口端均与余热源连接。

3.根据权利要求1所述的采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置，其特征在于：还包括干燥过滤器(140)，所述干燥过滤器(140)设置在所述第一介质管路的出口端与所述制冷介质管路的入口端之间。

4.根据权利要求3所述的采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置，其特征在于：还包括节流阀(150)，所述节流阀(150)设置在所述干燥过滤器(140)与所述制冷介质管路的入口端之间。

5.根据权利要求1所述的采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置，其特征在于：还包括与所述虹吸罐(210)连接的补水管路，所述补水管路上设置有补水泵(230)。

6.根据权利要求1所述的采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置，其特征在于：所述虹吸罐(210)内设置有液位传感器。

7.根据权利要求1所述的采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置，其特征在于：所述虹吸罐(210)高于所述冷凝器(130)。

8.根据权利要求7所述的采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置，其特征在于：所述虹吸罐(210)与所述冷凝器(130)之间的高度差大于等于2m。

技术总结
本发明公开了一种采用热泵虹吸技术制取高温水蒸气的装置，涉及热泵技术领域，包括高温热泵组件和虹吸组件，所述高温热泵组件包括蒸发器、压缩机和冷凝器，所述虹吸组件包括虹吸罐和蒸汽压缩机；其中，所述蒸发器内制冷介质管路的出口端与所述压缩机的入口端连接，所述压缩机的出口端与所述冷凝器内第一介质管路的入口端连接，所述第一介质管路的出口端与所述制冷介质管路的入口端连接；所述虹吸罐的底部出液端与所述冷凝器内第二介质管路的入口端连接，所述第二介质管路的出口端延伸至所述虹吸罐内的上部。本发明制热能效比能达到3.1以上，在相同运营成本的情况下，比燃气锅炉的效率提升42%，在废热余热回收、节能减排和降低能耗方面具有显著的优势。

技术研发人员：余鹏飞,曹东明
受保护的技术使用者：江苏宝加重工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16