专利名称：一种高温蒸汽热泵系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用低品位余热产生蒸汽的高温蒸汽热泵系统装置，尤其是利用工业废热(20°C 40°C )产生蒸汽的高温蒸汽热泵系统。
背景技术：
余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17% _67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的 60%。随着工业企业淘汰落后生产能力工作的推进和技改项目的相继启动，新型余热回收技术的不断涌现，高温热泵技术就是其中的一种，高温热泵就是一种用来回收工业余热极为有效的技术。热泵是以消耗一部分高质能(机械能、电能等)或高温位能为代价，通过热力循环，把热能由低温物体转移到高温物体的能量利用系统。不断地应用于各种余热的回收，余热回收技术必将会在节电、节水、节汽等方面发挥出更多、更重要的作用。我国工业的进一步发展，蒸汽的需求量在不断的增加，而由于能源的紧缺，对蒸汽的供应跟不上需求，蒸汽的价格就比以前高出了许多，怎么提供生产所需要的蒸汽，而又能节约能源，成为人们关注的焦点，
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够利用工业废热解决生产所需要的蒸汽问题的利用低品位余热产生蒸汽的高温蒸汽热泵系统，该系统能够有效的回收工业废热，对浪费的能源进行热回收，同时解决了普通热泵无法在低于100°C的条件下产生蒸汽的缺陷。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是包括与工业废水相连通的蒸发器，蒸发器的出口通过气液分离器与热泵循环系统压缩机的入口相连通，所述的压缩机的出口依次通过管路与加热器、冷凝器、储液器、干燥过滤器及蒸发器的入口相连通，所述的冷凝器的入水口还经管路与自来水相连，冷凝器的出水口经回热器与水蒸汽压缩机相连通。本实用新型的干燥过滤器与蒸发器之间的管路上还安装有热力膨胀阀。冷凝器自来水入口管道上还安装有两个截止阀，在两截止阀之间安装有减压阀。所述的压缩机采用半封闭螺杆压缩机，且压缩机还经管路与油冷却器相连通。所述的水蒸汽压缩机采用中间补水，保证压缩过程的温度不会太高。本实用新型产生蒸汽的方法节流后的汽液两相混合物进入到蒸发器中，在蒸发器中吸收工业废水中的热量， 调节热力膨胀阀保证合理的过热度，使制冷剂蒸发成为过热蒸气，经过气液分离器后在压缩机中被压缩成为高温高压的气体，然后在冷凝器中放出热量，另一侧的水吸收热量蒸发，成为水蒸汽，被冷却后的高压制冷剂液体进入储液器，流经储液器后的制冷剂经过干燥并且过滤掉里面的杂质后截留变成汽液两相混合物。水经过减压之后，从截止阀流进冷凝器的水在冷凝器中吸收制冷剂排出的热量， 蒸发变成低于饱和大气压所对应的较低温水蒸汽，流经回热器后变成过热蒸气，然后在水蒸汽压缩机中被压缩成为高温高压的蒸汽，可以满足工业生产的需求。本实用新型采用热泵循环和水蒸汽产生循环相结合的方式，先在冷凝器即水蒸汽发生器中把水变成0. 47bar，80°C左右的低温低压蒸汽，经过水蒸汽压缩机的压缩后变成高温高压的工业生产用水蒸汽。本实用新型解决了目前只能燃煤或者燃气生产蒸汽的现状，提供了一种利用工业废热(20°C 40°C )生产蒸汽，降低对能源的消耗，提出在负压(绝对压力为0. 47bar)产生蒸汽的方法，有效的回收了工业废热，结合具有优越节能性的热泵系统，实现了完美的结
I=I O
图1是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。参见图1，本实用新型包括与工业废水相连通的蒸发器7，蒸发器7的出口通过气液分离器8与热泵循环系统压缩机1的入口相连通，所述的压缩机1的出口依次通过管路与加热器2、冷凝器3、储液器4、干燥过滤器5、热力膨胀阀6及蒸发器7的入口相连通，所述的压缩机1采用半封闭螺杆压缩机，且压缩机1还经管路与油冷却器9相连通。所述的冷凝器3的入水口还经管路与自来水相连，在所述的冷凝器3自来水入口管道上还安装有两个截止阀11，在两截止阀11之间安装有减压阀10，冷凝器3的出水口经回热器2与水蒸汽压缩机12相连通。本实用新型使用的制冷剂是R245fa。本实用新型的工作原理热泵循环系统压缩机1排出的高温高压制冷剂气体进入回热器2，在回热器2中冷却，排出的热量使水蒸汽成为过热蒸气，制冷剂的冷却在冷凝器3中进行，被冷却后的高压制冷剂液体进入储液器4，然后流经干燥过滤器5，经过干燥并且过滤后的制冷剂进入热力膨胀阀6，经节流后变成汽液两相混合物。汽液两相的制冷剂进入到蒸发器7中，在蒸发器 7中吸收工业废水中的热量，使制冷剂蒸发成为过热蒸气，经过气液分离器8后回到压缩机 1。 水流过减压阀10之后压力降低，然后从截止阀11流进冷凝器3 (蒸汽产生器)，蒸汽产生器中的水吸收制冷剂排出的热量，蒸发变成为低于饱和大气压所对应的较低温水蒸汽，经过回热器2加热后变成过热蒸气，然后在水蒸汽压缩机12中被压缩成为高温高压的蒸汽，可以满足工业生产的需求。本实用新型使用的制冷剂是R245fa。本实用新型的冷凝器3中，水是在负压下(绝对压力为0. 47bar)下蒸发成为该压力下的饱和蒸汽的。 本实用新型的水蒸汽压缩机排出的水蒸汽为2bar，200°C。
权利要求1.一种高温蒸汽热泵系统，其特征在于包括与工业废水相连通的蒸发器(7)，蒸发器 (7)的出口通过气液分离器(8)与热泵循环系统压缩机(1)的入口相连通，所述的压缩机 (1)的出口依次通过管路与加热器O)、冷凝器(3)、储液器G)、干燥过滤器( 及蒸发器 (7)的入口相连通，所述的冷凝器(3)的入水口还经管路与自来水相连，冷凝器(3)的出水口经回热器⑵与水蒸汽压缩机(12)相连通，所述的水蒸汽压缩机(12)采用中间补水。
2.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于所述的干燥过滤器(5)与蒸发器(7)之间的管路上还安装有热力膨胀阀(6)。
3.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于所述的冷凝器(3)自来水入口管道上还安装有两个截止阀(11)，在两截止阀(11)之间安装有减压阀(10)。
4.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于所述的压缩机(1)采用半封闭螺杆压缩机，且压缩机(1)还经管路与油冷却器(9)相连通。
专利摘要本实用新型公开了一种利用低品位余热产生蒸汽的高温蒸汽热泵系统，该系统由热泵循环装置和水蒸汽产生循环装置组成，热泵系统回收工业废热(20℃-40℃)，在冷凝器中放出热量，另一侧的水则吸热蒸发成为80℃的水蒸汽，再经过回热器吸收热量，成为负压力下的过热蒸气，通过水蒸汽压缩机的加压来供给工业生产用，既回收了工业废热又解决了普通热泵无法在100℃下产生蒸汽的矛盾，是创新的系统形式，本实用新型的创新点在于把节能性优越的热泵系统和水蒸汽产生循环结合在一起，另一创新点是在负压下产生水蒸汽，来充分利用回收的废热并解决了普通热泵无法克服的问题。
文档编号F25B41/06GK202133185SQ201120182988
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者曹锋, 胡斌, 邢子文 申请人:西安交通大学