专利名称：喷射增焓相变增压水蒸汽热泵的制作方法
技术领域：
喷射增焓相变增压水蒸汽热泵，属热泵系统设备(F25B)。( 二)
背景技术：
蒸发节能、低压水蒸汽的回用、冷凝废水的余热回收等均是当 今节能环保需要急迫解决的问题。解决此问题的途径只能是将低压水蒸汽增压后循环利 用。水蒸汽的循环利用需要节能型热泵。热泵的作用就是将低压水蒸汽增压为高压水蒸 汽。现有的水蒸汽热泵有机械压缩式和喷射压缩式两种，分别通过机械压缩方式和高压 水蒸汽引射方式使低压水蒸汽增温增压，两者均为绝热压缩过程。从原理上讲，对饱和水 蒸汽进行绝热压缩，其终态必为过热状态，其中80%以上的能量消耗于蒸汽的过热，不足 20%的能量用于增压，且随压缩比的增大而陡增，也就是说，水蒸汽绝热压缩是非常耗能的 过程。例如将80°C的饱和水蒸汽增压为100°C压力下的水蒸汽，压缩比2. 1，理论的绝热 压缩能耗为167kj/kg，实际情况远大于此数值。在相同要求下，若采用喷射热泵增压，压缩 比1. 8-2. 0，引射系数0. 8-1. 0，相当于喷射热泵的压缩能耗为2500-2740kj/kg。但仔细分 析饱和水蒸汽的热力性质，便发现，饱和水蒸汽的温度和压力变化很大时，其热焓变化并不 大。见表1中，100°C与80°C饱和水蒸汽的热焓差仅32kj/kg，而Ikwh电的热能是3545kj。 表权利要求
1.喷射增焓相变增压水蒸汽热泵，其特征是i)设同轴顺次连接的被增压水蒸汽的进汽室(1)、有加热外套的一支以上拉瓦尔喷管 组件(2、2A)、收敛段有加热外套的一支以上收敛-扩张型扩压器组件(3、3A)以及扩容减压 管；其中，加热外套是指分别在拉瓦尔喷管(2. 2)和扩压器收敛段(3. 7)外壁固定加热 片，并在加热片外装有密闭的通有蒸汽的喷管加热套(2.6)和收敛段加热套(3.6) ；ii)拉 瓦尔喷管进口蒸汽压强P2a为低压水蒸汽压强；且进口蒸汽压强P2a/出口蒸汽压强Pa > 2 ； iii)从拉瓦尔喷管出口面Ob)处至收敛-扩张型扩压器喉道出口(3C)处这一段(Lx)汽 流干度X< 1 ； iv)收敛-扩张型扩压器出口压强Pa3 <拉瓦尔喷管进口压强P2a 扩容减 压管⑷采用圆柱-圆锥-圆柱形，进口面积\乂出口面积S4b >3。
2.按权利要求1所述水蒸汽热泵，其特征是喷管加热套(2.6)和收敛段加热套(3.6) 之间设有蒸汽通道O. 7)，并在喷管加热套(2. 首端设加热蒸汽进口 O. 5)，在收敛段加 热套(3. 6)末端设冷凝水出口 (3. 4)。
3.按权利要求1所述水蒸汽热泵，其特征是两支以上的拉瓦尔喷管组件(2A)和收 敛-扩张型扩压器组件(3A)各采用一个整体的多喷管加热套(2. 6A)和多管收敛段加热套 (3. 6A)。
4.按权利要求3所述水蒸汽热泵，其特征是多喷管加热套(2.6A)和多管收敛段加热套 (3.6A)之间设有蒸汽通道(2. 7A)，并在多喷管加热套首端设加热蒸汽进口(2.5A)，在多管 收敛段加热套末端设冷凝水出口(3.4A)。
5.按权利要求1所述水蒸汽热泵，其特征是进汽室(1)、有加热外套的一支以上拉瓦尔 喷管组件0、2A)和收敛段有加热外套的一支以上扩压器组件(3、3A)之间用法兰螺拴连接 或焊接。
全文摘要
喷射增焓相变增压水蒸汽热泵，设同轴顺次连接的进汽室、有加热外套的一支以上拉瓦尔喷管组件、收敛段有加热外套的一支以上收敛-扩张型扩压器组件及扩容减压管；加热外套是在外壁固定加热片和外装密闭的蒸汽加热套。喷管进口为低压水蒸汽，且进口压强大于出口的2倍，喷管出口至扩压器喉道汽流干度X＜1；扩压器出口小于喷管进口压强。利用拉瓦尔喷管和真空技术，将低压水蒸汽加速为超音速的含湿蒸汽，利用湿蒸汽特性使汽流在等温状态下增焓，利用扩压器将超音速湿蒸汽流转变为低亚音速的饱和水蒸汽，利用饱和水蒸汽温度、压力、热焓对应的特性实现非压缩方式的相变增压，热泵能耗比现有机械压缩器低数倍，比蒸汽喷射热泵低数十倍。可用于水蒸汽增压回热系统。
文档编号F25B30/00GK102128521SQ20111008768
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者魏仕英 申请人:魏仕英