用于余热回收的活塞式高温热泵装置制造方法

用于余热回收的活塞式高温热泵装置制造方法
【专利摘要】一种用于余热回收的活塞式高温热泵装置，属于热泵【技术领域】；该装置由高温热泵机组、高温热水回路以及低温冷水回路三个部分组成；采用两级压缩两级节流活塞式制冷循环，降低机组的压缩比，改善机组在高温工况下的工作条件，提高机组效率，实现大跨度温升。与现有技术相比，本实用新型采用高温热泵替代锅炉供热，节约了一次能源，降低了能耗，并且环保效益显著；采用冷热同时供应的高温热泵装置，进一步降低了工业生产中的设备能耗，节能效果显著；采用两级压缩两级节流的热泵循环系统，不仅降低了压缩比，提高了工作效率，而且改善了机组在高温工况下的工作环境，延长了机组的寿命。
【专利说明】用于余热回收的活塞式高温热泵装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种活塞式高温热泵装置，属于热泵【技术领域】，尤其涉及一种用于余热回收的活塞式高温热泵装置。

【背景技术】
[0002]传统工业生产中，高温热水基本上由燃煤、燃气、燃油锅炉提供，其存在以下问题:使用锅炉会存在能耗大、环保效益差、经济性低等诸多问题；工业生产中会产生大量的余热，传统工艺会通过冷却水塔将其释放到大气中去，造成了极大的资源浪费，并且加剧了温室效应。
[0003]随着热泵技术的发展，工业生产中的锅炉逐渐被高温热泵所取代。它以各生产工艺中排放的大量余热作为低温热源，在压缩机的驱动下产生高温热源，为需要加热的工艺提供热量，既缓解了环境问题，又降低了能耗。
[0004]然而，工业生产中除了需要高温热源，仍存在许多需要冷却的工艺。采用热泵只是单方面降低了供热能耗，制冷方面仍由制冷机组完成，没有得到完整改善。如果能将供热与制冷在同一个设备上实现，并且能够保证有较高的性能系数，那么这将是节能技术上的又一大进步。


【发明内容】

[0005]针对以上问题，本实用新型的目的在于提供了一种用于余热回收的活塞式高温热泵装置，该装置为一种双活塞式高温热泵机组，通过回收工业余热，可以同时提供75°C?85°C的高温热水与10?15°C的低温冷水，实现供热与制冷的同时进行。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种用于余热回收的活塞式高温热泵装置，该装置由高温热泵机组、高温热水回路以及低温冷水回路三个部分组成；所述高温热泵机组包括低压压缩机、油分离器、高压压缩机、单向阀、冷凝器、高温储液器、过滤干燥器、电磁阀、一级膨胀阀、气液分离器、二级膨胀阀、蒸发器；高温热水回路包括冷凝器、热端水泵、热端热交换器；低温冷水回路包括蒸发器、冷端水泵、冷端热交换器。
[0007]其中，低压压缩机与高压压缩机出口均设有油分离器，高压压缩机、单向阀、冷凝器、高温储液器、过滤干燥器、电磁阀、一级膨胀阀、气液分离器依次连接，气液分离器液体出口管道依次连接二级膨胀阀、蒸发器、低压压缩机，气体出口与低压压缩机出口管道汇合之后与高压压缩机入口管道相连。
[0008]所述热端水泵、热端热交换器与冷凝器通过管道依次相连，共同构成高温热水回路，为需要加热的工艺提供热量。
[0009]所述冷端水泵、冷端热交换器与蒸发器通过管道依次连接，共同构成低温冷水回路，为需要冷却的工艺提供冷量。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果。
[0011]1、采用高温热泵替代锅炉供热，节约了一次能源，降低了能耗，并且环保效益显著;
[0012]2、采用冷热同时供应的高温热泵装置，进一步降低了工业生产中的设备能耗，节能效果显著；
[0013]3、采用两级压缩两级节流的热泵循环系统，不仅降低了压缩比，提高了工作效率，而且改善了机组在高温工况下的工作环境，延长了机组的寿命。

【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的整体结构示意图。
[0015]图中:1、低压压缩机；2、油分离器；3、高压压缩机；4、单向阀；5、冷凝器；6、热端水泵；7、热端热交换器；8、高温储液器；9、过滤干燥器；10、电磁阀；11、一级膨胀阀；12、气液分离器；13、二级膨胀阀；14、蒸发器；15、冷端水泵；16、冷端热交换器。

【具体实施方式】
[0016]以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0017]如图1所示，一种用于余热回收的活塞式高温热泵装置，该装置由高温热泵机组、高温热水回路以及低温冷水回路三个部分组成；所述高温热泵机组包括低压压缩机1、油分离器2、高压压缩机3、单向阀4、冷凝器5、高温储液器8、过滤干燥器9、电磁阀10、一级膨胀阀11、气液分离器12、二级膨胀阀13、蒸发器14 ;高温热水回路包括冷凝器5、热端水泵6、热端热交换器7 ;低温冷水回路包括蒸发器14、冷端水泵15、冷端热交换器16。
[0018]其中，低压压缩机I与高压压缩机3出口均设有油分离器2，高压压缩机3、单向阀4、冷凝器5、高温储液器8、过滤干燥器9、电磁阀10、一级膨胀阀11、气液分离器12依次连接，气液分离器12液体出口管道依次连接二级膨胀阀13、蒸发器14、低压压缩机1，气体出口与低压压缩机I出口管道汇合之后与高压压缩机3入口管道相连。
[0019]所述热端水泵6、热端热交换器7与冷凝器5通过管道依次相连，共同构成高温热水回路，为需要加热的工艺提供热量。
[0020]所述冷端水泵15、冷端热交换器16与蒸发器14通过管道依次连接，共同构成低温冷水回路，为需要冷却的工艺提供冷量。
[0021]该活塞式高温热泵装置，其工作过程如下，从蒸发器14出来的低压制冷剂蒸汽先进入低压压缩机1，被压缩至中间压力，然后进入油分离器2，第一次分离出制冷剂蒸汽中的润滑油；第一次分离的润滑油回流至低压压缩机I中继续润滑，制冷剂蒸汽进入高压压缩机3，被进一步压缩至冷凝压力，从而变为高温高压蒸汽；再经过单向阀4后进入冷凝器5，在冷凝器5中释放热量后变为高压液体；接下来依次通过高温储液器8、过滤干燥器9以及电磁阀10，经一级膨胀阀11节流后变为中间压力下的湿蒸汽；湿蒸汽进入气液分离器12被分离为中间压力下的饱和气体和饱和液体；分离出的气体与低压压缩机I出口排气混合，一起进入高压压缩机3中被压缩至冷凝压力；分离出的液体经二级膨胀阀13进一步节流后变为低压湿蒸汽，进入蒸发器14，吸收热量后变为低压过热蒸汽，完成了制冷剂循环。
[0022]高温热水回路中，从高温热交换器7出来的高温热媒释放了部分热量，温度有所降低，进入冷凝器5吸收制冷剂的热量后温度得到回升，在高温水泵6的驱动下继续进入热端热交换器7中为需要加热的工艺提供热量，实现制热。
[0023]低温冷水回路中，从冷端热交换器16出来的低温冷却水吸收了部分热量，温度有所升高，进入蒸发器14释放热量后温度得到降低，在低温水泵15的驱动下继续进入冷端热交换器16中为需要冷却的工艺提供冷量，实现制冷。
[0024]本装置所述的热泵工质采用的是高温热泵混合制冷剂。
【权利要求】
1.一种用于余热回收的活塞式高温热泵装置，其特征在于:该装置由高温热泵机组、高温热水回路以及低温冷水回路三个部分组成；所述高温热泵机组包括低压压缩机(I)、油分离器(2)、高压压缩机(3)、单向阀(4)、冷凝器(5)、高温储液器(8)、过滤干燥器(9)、电磁阀(10)、一级膨胀阀(11)、气液分离器(12)、二级膨胀阀(13)以及蒸发器(14);高温热水回路包括冷凝器(5)、热端水泵￠)、热端热交换器(7);低温冷水回路包括蒸发器(14)、冷端水泵(15)、冷端热交换器(16)；其中，低压压缩机(I)与高压压缩机(3)出口均设有油分离器(2)，高压压缩机(3)、单向阀(4)、冷凝器(5)、高温储液器(8)、过滤干燥器(9)、电磁阀(10)、一级膨胀阀(11)、气液分离器(12)依次连接，气液分离器(12)液体出口管道依次连接二级膨胀阀(13)、蒸发器(14)、低压压缩机(I)，气体出口与低压压缩机⑴出口管道汇合之后与高压压缩机(3)入口管道相连；所述热端水泵出)、热端热交换器(7)与冷凝器(5)通过管道依次相连，共同构成高温热水回路，为需要加热的工艺提供热量；所述冷端水泵(15)、冷端热交换器(16)与蒸发器(14)通过管道依次连接，共同构成低温冷水回路，为需要冷却的工艺提供冷量。
2.根据权利要求1所述的一种用于余热回收的活塞式高温热泵装置，其特征在于:本装置所述的热泵工质采用的是高温热泵混合制冷剂。
【文档编号】F25B29/00GK204100644SQ201420375016
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】唐志伟, 杨银静, 张宏宇, 蔡博, 楚萧, 聂荣华 申请人:北京工业大学