一种引射式热泵型换热机组
技术领域
本发明属于采暖、供热系统及节能技术领域,特别涉及一种引射式热泵型换热机组,具体说是涉及采暖、供热水的一种热泵型换热机组。不仅能够用于工业余热回收,大幅提高热回收率,而且还能使集中供热系统的一次网供、回水温差大幅增大,提高一次网输送能力,主要用于集中供热系统,也可用于工业余热低温供热系统和太阳能热利用领域以回收高温热能所蕴含的有用能。
背景技术
随着城市集中供热规模的不断增加和城市容积率的提高,北方城镇供热负荷的需求急剧增长,因环保因素的限制,新建集中热源一般在远离市区的郊区,集中热源产生的高温热水需要长距离的输送,从而导致管网输送能耗较高、管网投资较高,集中供热成本较高。此外,随着城市容积率的不断增大,原有供热管网辖区的建筑供热面积急剧增大、供热负荷需求急剧增长,已凸显出冬季供热需求与热网热量供应能力不足之间的矛盾。常规集中供热技术的供/回水温度一般为130℃/60℃左右。由于一次网回水温度受到用户处用热要求的限制,而不能再进一步降低。
如何大幅降低一次网回水温度、增大供回水温差,提高一次网输送能力,扩大集中热源供热半径、降低供热成本是目前亟待解决的技术难题,
发明内容
本发明的目的是针对北方城镇集中供热存在的问题提供了一种新型引射式热泵型换热机组,引射式换热机组的水路系统分为一次网侧管路和二次网侧管路两部分,根据不同用户的实际工程需求,引射式换热机组的二次网侧管路有三种连接方式;其特征在于,第一种连接方式,引射式热泵型换热机组是通过连接管路把引射式热泵和换热器有机的结合在一起;引射式热泵由发生器G、冷凝器C、引射器EJ、蒸发器E及泵P通过管路连接组成;其中,发生器G的腔体两端分别连接引射器EJ和泵P;引射器EJ和泵P再连接冷凝器C的腔体两端;发生器G内管一端和水水换热器WEX下内管一端连接,水水换热器WEX下内管的另一端和蒸发器E内管的一端连接,蒸发器E内管的另一端作为一次网热水出口;发生器G内管另一端为一次网热水进口;冷凝器C内管一端连接和水水换热器WEX上内管一端连接后作为二次网热水出口;蒸发器E腔体两端连接分别连接V1阀门和引射器EJ侧面接头相接,V1阀门再和泵P与冷凝器C腔体的公共接头连接;冷凝器C内管另一端和V2阀门连接,V2阀门再与V3阀门连接,该连接头作为二次网热水进口;V3阀门再与水水换热器WEX上内管的另一端接通。
所述第一种连接方式的管路分为一次网侧管路和二次网侧管路两部分;一次网侧管路采用串联方式,即一次网热水首先作为驱动热源进入发生器G放热降温后;再进入水水换热器WEX继续放热降温后;然后作为低温热源进入蒸发器E进一步放热降温,最后作为一次网回水返回到一次网侧管路;二次网侧管路采用并联方式,即二次网热水分两路,一路热水进入冷凝器C,在引射式热泵内部被热泵工质加热升温;另一路热水进入水水换热器WEX被一次网热水加热升温后与来自冷凝器C的二次网热水汇合,然后作为二次网供水输送到各个热用户。
第二种连接方式与第一种连接方式基本相同,不同的是去掉,V2阀门与V3阀门,水水换热器WEX上内管的一端改接到冷凝器C内管的一端,冷凝器C内管的另一端为二次网热水出口,水水换热器WEX上内管的另一端直接为二次网热水进口;该连接方式的二次网侧管路采用串联方式,二次网热水依次流经水水换热器WEX和冷凝器C。
第三种连接方式与第一种连接方式基本相同,不同的是采用水水换热器WEX1和水水换热器WEX2两级串联方式,二者的上内管一端的公共连接处和冷凝器C内管的一端相接,水水换热器WEX2上内管另一端为二次网热水出口,水水换热器WEX1上内管另一端与V2阀门一端连接,冷凝器C内管的另一端与V3阀门连接,V2阀门与V3阀门的的公共连接处为二次网热水进口;水水换热器WEX1和水水换热器WEX2下内管串联后的两端分别与蒸发器E、发生器G的下内管连接;该连接方式的二次网热水分两路,一路热水流经水水换热器WEX1、另一热水流经冷凝器C,然后两路热水汇合后,再一起流经水水换热器WEX2,被加热升温后输送到热用户。
本发明的有益效果是在引射式热泵内部的热泵工质进入发生器G中,被一次网热水加热后变成蒸气,进入引射器EJ,同来自蒸发器E的热泵工质蒸气,两路热泵工质汇合后,流入冷凝器C被二次网热水冷凝成液体;该热泵工质液体分两路,一路热泵工质液体进入泵P,被加压后输送到发生器G,另一路热泵工质液体经V1阀门降压节流后,进入蒸发器E,被一次网热水加热变成热泵工质蒸气,然后被来自发生器G中的高压热泵工质蒸气抽吸到引射器EJ中,热泵工质如此循环;因此通过引射式换热机组实现热量转移,降低回水温度以便于更好的回收热源处的废热或太阳能,提高热源效率,在满足二次网热用户用热需求的前提下,对一次网供水进行梯级利用,同时也可以增大一次侧管路的供回水温差,提高热网输送能力,降低热网初投资。
附图说明
图1为第一种系统组成及管路连接方式。
图2为第二种系统组成及管路连接方式。
图3为第三种系统组成及管路连接方式。
图中标号:
G-发生器;C-冷凝器;EJ-引射器;E-蒸发器;WEX1、WEX2-换热器;V-阀门;P-泵;1out-一次网热水出;1in-一次网热水进;2out-二次网热水出;2in-二次网热水进;
具体实施方式
本发明提供了一种新型引射式热泵型换热机组,引射式换热机组的水路系统分为一次网侧管路和二次网侧管路两部分;能够在满足二次网热用户用热需求的前提下,对一次网供水进行梯级利用,大幅降低一次网回水温度,提高一次网供、回水温差,提高热网输送能力,降低热网初投资。本发明根据不同用户的实际工程需求,引射式换热机组的二次侧管路有三种连接方式;下面结合附图予以进一步说明。
如图1所示第一种系统组成及管路连接方式,图中,引射式热泵型换热机组是通过连接管路把引射式热泵和换热器有机的结合在一起;引射式热泵由发生器G、冷凝器C、引射器EJ、蒸发器E及泵P通过管路连接组成;引射式热泵换热机组的水路系统分为一次网侧管路和二次网侧管路两部分。一次侧管路采用串联方式,二次侧管路采用并联方式,其中,发生器G的腔体两端分别连接引射器EJ和泵P;引射器EJ和泵P再连接冷凝器C的腔体两端;发生器G内管一端和水水换热器WEX下内管一端连接,水水换热器WEX下内管的另一端和蒸发器E内管的一端连接,蒸发器E内管的另一端作为一次网热水出口;发生器G内管另一端为一次网热水进口;冷凝器C内管一端连接和水水换热器WEX上内管一端连接后作为二次网热水出口;蒸发器E腔体两端连接分别连接V1阀门和引射器EJ侧面接头相接,V1阀门再和泵P与冷凝器C腔体的公共接头连接;冷凝器C内管另一端和V2阀门连接,V2阀门再与V3阀门连接,该连接头作为二次网热水进口;V3阀门再与水水换热器WEX上内管的另一端接通;
该连接方式的管路系统分为一次网侧管路和二次网侧管路两部分;一次网侧管路采用串联方式,即一次网热水首先作为驱动热源进入发生器G放热降温后;再进入水水换热器WEX继续放热降温后;然后作为低温热源进入蒸发器E进一步放热降温,最后作为一次网回水返回到一次网侧管路;二次网侧管路采用并联方式,二次网热水分两路,一路热水进入冷凝器C,在引射式热泵内部被热泵工质加热升温;另一路热水进入水水换热器WEX被一次网热水加热升温后与来自冷凝器C的二次网热水汇合,流入冷凝器C被二次侧热水冷凝成液体;热泵工质液体分两路,一路热泵工质液体进入泵P,被加压后输送到发生器G,另一路热泵工质液体经V1阀门降压节流后,进入蒸发器E被一次侧管路的热水加热变成热泵工质蒸气,然后被来自发生器G中的高压热泵工质蒸气抽吸到引射器EJ中,完成一个循环,热泵工质如此循环。然后作为二次网供水输送到各个热用户。
如图2所示为第二种系统组成及管路连接方式;本发明第二种连接方式与第一种连接方式基本相同,不同的是去掉V2阀门与V3阀门,水水换热器WEX上内管的一端改接到冷凝器C内管的一端,冷凝器C内管的另一端为二次网热水出口,水水换热器WEX上内管的另一端直接为二次网热水进口;该连接方式的二次网侧管路采用串联方式,二次网热水依次流经水水换热器WEX和冷凝器C。
如图3所示为第三种系统组成及管路连接方式。第三种连接方式与第一种连接方式基本相同,不同的是采用水水换热器WEX1和水水换热器WEX2两级串联方式,二者的上内管一端的公共连接处和冷凝器C内管的一端相接,水水换热器WEX2上内管另一端为二次网热水出口,水水换热器WEX1上内管另一端与V2阀门一端连接,冷凝器C内管的另一端与V3阀门连接,V2阀门与V3阀门的的公共连接处为二次网热水进口;水水换热器WEX1和水水换热器WEX2下内管串联后的两端分别与蒸发器E、发生器G的下内管连接;该连接方式的二次网热水分两路,一路热水流经水水换热器WEX1、另一热水流经冷凝器C,然后两路热水汇合后,再一起流经水水换热器WEX2,被加热升温后输送到热用户。
本发明的引射式换热机组通过热量转移,降低回水温度以便于更好的回收热源处的废热或太阳能,提高热源效率,同时也可以增大一次侧管路的供回水温差,提高热网输送能力,降低热网初投资。