专利名称：中高温电动压缩式热泵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制造出水温度达到75℃～95℃的中高温水源热泵，该热泵采用电动螺杆压缩机作为热泵的动力来源，采用地热或废热作为热源。
背景技术：
出水温度可以达到75℃～95℃的各种供热方式中，有燃煤锅炉、燃油燃气锅炉、热电联产和电锅炉等多种方式。燃煤锅炉的效率低，而且对环境存在较大污染，一般在大城市的中心地带被禁止使用；燃油燃气锅炉的效率虽然较高，但由于运行费用居高不下，推广存在这很大的困难。同时，因为油和气是属于高品位能源，用来供应75℃～95℃的热能，是巨大的浪费，所以也不为国家的能源政策所鼓励；热电联产方式虽然解决了能源效率和有效能源效率两方面的问题，做到了能源的梯级利用，但其规模一般较大，难以做到中小型化的灵活应用；电锅炉是最不经济的供热方式，其运行费用高，总能源效率低下。热泵是一种节能环保的装置，它能够吸收低品位的能源，耗费少量的高品位能源(如电能)，获得大量的较高品位的能源，如果能够采用热泵来供应热水，一方面充分利用自然界和人工废弃能源中间的低品位部分，另一方面又能够减少稀缺资源(如油和气)的利用，可以成为在各种供热方式中有竞争力的技术。
但热泵应用在供应热能方面，一直存在着一些局限，例如供水温度不能太高。采用普通制冷剂的电动压缩式热泵装置，其出口温度最多只能达到45℃～55℃，如果再高就会造成冷凝压力过高，循环性能劣化，使热泵在中高温领域上(例如末端为散热片方式的集中供热、区域热水供应、物料干燥)的应用受到很大的限制。同时，普通低温热泵的制热效率一般在3.5左右。
在热泵热源方面，普通热泵可以利用各种自然和非自然热源，但对于温度达到25℃～50℃的废热或地热热源，并不能做到有效利用废热中的能量，来达到提升能源品位的目的。如果不能充分利用这部分较高温度的废热热能，等同于资源的浪费。
发明内容
为了克服上述燃煤锅炉、燃油燃气锅炉、热电联产和电锅炉等多种供热方式的诸多问题，本实用新型提供了一种中高温电动压缩式热泵装置，该装置能够有效地提高热泵出口温度，同时还具有比较高的制热效率。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是为使热泵出口温度进一步提高，热泵的工质不再采用普通的中温制冷剂如R22和R134a等，而采用特制的高温制冷剂(如R142b，R406a)，经过实践证明，采用这种工质的电动压缩式热泵，出水温度可以达到85℃，最高可以达到95℃，同时还具有比较高的制热效率，例如在冷凝温度为85℃的情况下，其制热效率可以达到℃4.5。
在系统形式上，充分利用制冷热泵行业的最新研究成果，采用两级经济器压缩循环的方式，进一步提高了单位质量工质的制热量，从而比普通热泵进一步提高了系统的制热效率，为使螺杆式压缩机适应两级经济运行的方式，必须采用特制的带有两级经济循环的螺杆式压缩机。
本系统采用的冷凝器和蒸发器为壳管式换热器，高温工质为非共沸混合工质，为此开发了适合系统运行的冷凝器和蒸发器，在原有基础上进行了强化传热的措施，传热效率比普通壳管式提高20％。
采用这种电动压缩式热泵装置，其制热效率达到4.5以上，能源利用效率最高可以达到1.2以上，超过了普通的水源热泵，也远远领先于燃油燃气锅炉和电锅炉等，是一种非常高效的节能装置。
中高温电动压缩式热泵装置比传统技术具有略高的初投资，在运行费用方面，由于其能源综合利用效率远远超过常规的燃油燃气锅炉，虽然电价比同等热值的油和气要贵，但其运行费用仍然能够降低一倍左右，所以在投资回报方面具有相当大的优势。除此之外，由于利用清洁能源，所以有利于环境保护事业。
本实用新型与现存技术相比，具有如下特点1.供水温度高，可以使热泵供水温度由原来的55℃，提高到95℃，从而大大拓宽了热泵的利用领域；2.能源利用效率高，如上所述，能源利用效率比普通的电动压缩热泵提高了30％，比燃油燃气锅炉效率提升更多；3.夏季还可以用来制冷，此时能源利用效率下降了，但仍然于一般的电动压缩热泵相当，同时，如果夏季有制热水的实用要求，该机组还可以同时制作生活热水，冷热联产，能量利用效果更好；4.市场前景好，本装置在初投资方面可能比常规锅炉高一些，但可以在很短时间内通过运行费用的节约而得到收回；5.适用面广，如上所述，本装置可以应用在集中供热、区域热水供应、物料干燥等诸多方面。
图1是本适用新型的系统原理图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示1为压缩机，压缩机通过管路与冷凝器2相连，冷凝器2与高压经济器3相连，高压经济器3下面的阀门是高压膨胀阀4，高压膨胀阀通过管路与高压经济器的出口管道相连，高压经济器的出口又与低压经济器5和低压膨胀阀6相连，低压膨胀阀通过管道也与低压经济器相连，低压经济器的出口与回热器7相连，然后再次通过膨胀阀8进入蒸发器9中，蒸发器9的出口又回到回热器中，然后联入压缩机；高压经济器和低压经济器各有一路管道连接到压缩机上。
工作过程压缩机出口的高温高压蒸汽进入到冷凝器中，被凝结成为高温高压的液体，该冷凝器采用壳管式结构，制冷剂在管内凝结，凝结后首先进入高压经济器中，高压膨胀阀中通过少量的制冷剂，在膨胀阀中被节流降温后进入到高压经济器中，进行闪蒸并与在管内流动的冷凝液换热，吸收了制冷剂的部分热量后成为压力略低的制冷剂蒸汽又被重新吸收回到压缩机中，降温后的冷凝液再进入到低压经济器中，与通过低压膨胀阀的少量闪蒸制冷剂蒸汽再次进行换热，闪蒸后的制冷剂蒸汽再进入到压缩机中的另外一个经济循环入口中进行压缩，制冷液离开低压经济器后还要进入回热器中，与刚刚从蒸发器出来的低温低压蒸汽进行换热，在提高低温低压蒸汽的过热度的同时，制冷液的温度再次降低，然后通过膨胀阀进入蒸发器中全部蒸发成为低温低压的蒸汽，再通过回热器后返回到压缩机完成一次循环。
蒸发器侧留有热源水入口，25℃～50℃的废热或地热热源在蒸发器中放热后排放；冷凝器侧是热泵供水的入口和出口，热水在这里温度可以被加热到75℃～95℃后，通过机组外的水泵等设备输送到用户侧。
权利要求1.一种中高温电动压缩式热泵装置，系统主要包括其特征是压缩机通过冷凝器与高压经济器相连，高压经济器下面的阀门是高压膨胀阀，高压膨胀阀通过管路与高压经济器的出口管道相连，高压经济器的出口又与低压经济器和低压膨胀阀相连，低压膨胀阀通过管道也与低压经济器相连，低压经济器的出口与回热器相连，然后再次通过膨胀阀进入蒸发器中，蒸发器的出口又回到回热器中，然后联入压缩机；高压经济器和低压经济器各有一路管道连接到压缩机上。
2.根据权利要求1所述的中高温电动压缩式热泵装置，其特征在于压缩机采用两级经济循环。
3.根据权利要求1所述的中高温电动压缩式热泵装置，其特征在于热泵所用工质为一种特制的高温制冷剂(如R142b，R406a)，能够满足75℃～95℃的热泵出水温度要求。
专利摘要一种中高温电动压缩式热泵，它是由压缩机、冷凝器、高压经济器、高压膨胀阀、低压经济器、低压膨胀阀、回热器、膨胀阀和蒸发器组成，采用特制的高温制冷剂作为循环工质，同时采用以两级经济循环方式，能够制取出水温度达到75℃～95℃的高温水，具有非常高的能源利用效率，可以广泛应用在末端为散热片方式的集中供热、区域热水供应、物料干燥等方面。
文档编号F25B30/02GK2643252SQ0326447
公开日2004年9月22日 申请日期2003年6月18日 优先权日2003年6月18日
发明者孟富春, 董明 申请人:北京清源世纪科技有限公司