CN102261631B - 一种热泵蒸汽机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蒸汽机，尤其是涉及一种对热泵蒸汽机的结构改良。一种热泵蒸汽机，其特征在于，该热泵蒸汽机包括一个热泵系统、通过一个换向阀(4)与所述热泵系统连接的板式换热器(5)、一端通过所述换向阀(4)与所述热泵系统连接另一端分别通过第一控制装置和第二控制装置与所述热泵系统连接的翅片换热器(10)以及与所述板式换热器(5)连接的蒸汽发生系统。因此，本发明具有如下优点：节能效果显著、无任何废烟废气的排放，对环境不会造成污染。

Description

一种热泵蒸汽机

技术领域

本发明涉及一种蒸汽机，尤其是涉及一种对热泵蒸汽机的结构改良。

背景技术

当今社会能源问题作为一个首要问题，节约能源显得尤为重要。在传统的需要蒸气的场所，一般采用的锅炉或者电加热器直接对水加热用来产生蒸气，但随着对能源、环境问题的关注，节能、环保显得尤为重要，热泵蒸汽发生器作为一种新的产品，在使用上不能能大大降低能源的消耗，而且不会产生常规能源的使用所造成的环境问题，对当今节能型社会显得尤为重要。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的主要采用锅炉或电加热器直接加热，锅炉主要以煤、天然气或者柴油作为能源，使用时会对环境造成大量污染，并且这些装置占地面积较大，操作较为复杂。电加热器全部采用电能对水加热，能源效率低，需要消耗大量电能等的技术问题；提供了一种节能效果显著、无任何废烟废气的排放，对环境不会造成污染的一种热泵蒸汽机。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种热泵蒸汽机，其特征在于，该热泵蒸汽机包括一个热泵系统、通过一个换向阀与所述热泵系统连接的板式换热器、一端通过所述换向阀与所述热泵系统连接另一端分别通过第一控制装置和第二控制装置与所述热泵系统连接的翅片换热器以及与所述板式换热器连接的蒸汽发生系统。

在上述的热泵蒸汽机，所述的热泵系统包括压缩机以及一端分别与压缩机和上述换向阀相连的油气分离器，该热泵系统还包括一个与所述压缩机相连的气液分离器以及一个通过气液分离器与所述压缩机相连的热交换储液器，所述油气分离器另一端还通过一个回油毛细管分别与所述压缩机以及气液分离器相连，所述的热交换储液器还与上述板式换热器相连。

在上述的热泵蒸汽机，所述的蒸汽发生系统包括一个一端与上述板式换热器相连而另一端连接有蒸汽出口管的蒸汽发生器、一个一端与上述板式换热器相连而另一端连接有冷水进口管的自动温控阀以及一个控制所述自动温控阀的控制器。

在上述的热泵蒸汽机，所述的第一控制装置包括依次相连的干燥过滤器、膨胀阀以及第一单向阀，所述的干燥过滤器还与上述热交换储液器相连，所述的第一单向阀还与上述翅片换热器相连。

在上述的热泵蒸汽机，所述的第二控制装置包括依次相连的第二单向阀、过滤器以及毛细管，所述的第二单向阀还分别与上述热交换储液器以及板式换热器相连，所述的毛细管还分别与上述第一单向阀以及翅片换热器相连。

在上述的热泵蒸汽机，所述的油气分离器以及换向阀之间还设置有依次连接的高压表、高压控制器以及高压截止阀。

在上述的热泵蒸汽机，所述的气液分离器以及热交换储液器之间还设置有依次连接的低压表、低压控制器以及低压截止阀。

在上述的热泵蒸汽机，所述的蒸汽发生器以及板式换热器之间还设置有一个温度传感器，上述的控制器还与所述的温度传感器相连。

在上述的热泵蒸汽机，所述的换向阀为四通换向阀。

因此，本发明具有如下优点：节能效果显著、无任何废烟废气的排放，对环境不会造成污染。

附图说明

附图1是本发明的一种结构原理图；

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，压缩机1、油气分离器2、回油毛细管3、换向阀4、板式换热器5、热交换储液器6、干燥过滤器7、膨胀阀8、第一单向阀9、翅片换热器10、气液分离器11、毛细管12、过滤器13、第二单向阀14、高压表15、高压控制器16、高压截止阀17、低压表18、低压控制器19、低压截止阀20、冷水进水管21、自动温控阀22、蒸汽发生器23、蒸汽出口管24、控制器25、温度传感器26。

实施例：

热泵蒸汽机，包括一个热泵系统、通过一个换向阀4与热泵系统连接的板式换热器5、一端通过所述换向阀4与热泵系统连接另一端分别通过第一控制装置和第二控制装置与所述热泵系统连接的翅片换热器10以及与板式换热器5连接的蒸汽发生系统，换向阀4为四通换向阀。

热泵系统包括压缩机1以及一端分别与压缩机1和上述换向阀4相连的油气分离器2，该热泵系统还包括一个与所述压缩机1相连的气液分离器11以及一个通过气液分离器11与所述压缩机1相连的热交换储液器6，所述油气分离器2另一端还通过一个回油毛细管3分别与所述压缩机1以及气液分离器11相连，所述的热交换储液器6还与上述板式换热器5相连，油气分离器2以及换向阀4之间还设置有依次连接的高压表15、高压控制器16以及高压截止阀17，气液分离器11以及热交换储液器6之间还设置有依次连接的低压表18、低压控制器19以及低压截止阀20。

蒸汽发生系统包括一个一端与上述板式换热器5相连而另一端连接有蒸汽出口管24的蒸汽发生器23、一个一端与上述板式换热器5相连而另一端连接有冷水进口管21的自动温控阀22以及一个控制所述自动温控阀22的控制器25，蒸汽发生器23以及板式换热器5之间还设置有一个温度传感器26，控制器25还与所述的温度传感器26相连。

第一控制装置包括依次相连的干燥过滤器7、膨胀阀8以及第一单向阀9，所述的干燥过滤器7还与上述热交换储液器6相连，所述的第一单向阀9还与上述翅片换热器10相连；第二控制装置包括依次相连的第二单向阀14、过滤器13以及毛细管12，所述的第二单向阀14还分别与上述热交换储液器6以及板式换热器5相连，所述的毛细管12还分别与上述第一单向阀9以及翅片换热器10相连。

工作时，对于热泵系统，压缩机1通电开始运行，将高温冷媒压缩成高温高压的气态工质进入油气分离器2，其中夹杂的压缩机油通过回油毛细管3回到压缩机1，经过分离油后的冷媒由四通换向阀4的D管进入四通换向阀4，从C管出然后进入板式换热器5，高温高压的冷媒在板式换热器5中冷凝释放热量，将热量交换给通过板式换热器5的水中。释放热量后的冷媒变成低温高压物质出板式换热器5从热交换储液器6的A端进入，剩下的热量释放，后从B端出热交换储液器6，经过干燥过滤器7的干燥过滤后经过膨胀阀8节流，一瞬间高压中温冷媒膨胀，体积膨胀后压力和温度降低，之后经过第一单向阀9进入翅片换热器10，利用翅片换热器10从空气中吸收大量热量。之后再通过四通换向阀4的E端进入，从S端出四通换向阀)4后再次进入热交换储液器6的C端，吸收部分热量后从D端出，进入气液分离器11，之后回到压缩机1，完成一个循环。另外毛细管12、过滤器13以及第二单向阀14组成的另一支路为化霜支路，在翅片换热器10上结霜时，作为冷凝器融霜。高压表15、高压控制器16、高压截止阀17分别用来观察系统冷媒高压、高压保护、冷媒的注入与释放。低压表18、低压控制器19、低压截止阀20分别用来观察系统冷媒低压、低压保护、低压侧冷媒的注入与释放。

对于蒸汽发生系统：从冷水进口管21流入的冷水经过自动温控阀22对其流量调节后，进入板式换热器5中吸收冷媒冷凝释放的热量，将水温度升高，达到设定温度出板式换热器5后进入蒸汽发生器23，经过里面的多组加热棒加热后直接变成蒸汽从蒸汽出口管24出。其中控制器25将温度传感器26采集到的模拟温度信号转变成数字信号后进行处理，对自动温控阀22的开启度进行调节，确保通过板式换热器5后的热水温度达到设定值，如70℃。同时可对控制器25设置，调整蒸汽发生器23中加热棒工作数量，调整蒸汽出口管24产生蒸汽的速度。

采用本发明后，1)节能效果显著：

以将1吨水从20℃先到100℃计算：

a、使用电加热，需要消耗电能：1000kg*80℃/860Kcal/kwh*95％＝97.9kwh，即使用电量97.9度，然后再继续加热将100℃水变成水蒸气；

b、使用热泵蒸汽机，先用直热型热泵将水温从20℃加热到70℃设置成出水70℃，能效比300％，然后用电辅助加热到100℃，需要消耗电能：1000kg*50℃/860Kcal/kwh*300％+1000kg*30℃/860Kcal/kwh*95％)＝52.5kwh，即用热泵蒸汽机加热需要消耗电能52.9度。

2无任何废烟废气的排放，对环境不会造成污染。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了压缩机1、油气分离器2、回油毛细管3、换向阀4、板式换热器5、热交换储液器6、干燥过滤器7、膨胀阀8、第一单向阀9、翅片换热器10、气液分离器11、毛细管12、过滤器13、第二单向阀14、高压表15、高压控制器16、高压截止阀17、低压表18、低压控制器19、低压截止阀20、冷水进水管21、自动温控阀22、蒸汽发生器23、蒸汽出口管24、控制器25、温度传感器26等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (8)

1.一种热泵蒸汽机，其特征在于，该热泵蒸汽机包括一个热泵系统、通过一个换向阀(4)与所述热泵系统连接的板式换热器(5)、一端通过所述换向阀(4)与所述热泵系统连接另一端分别通过第一控制装置和第二控制装置与所述热泵系统连接的翅片换热器(10)以及与所述板式换热器(5)连接的蒸汽发生系统；

所述的第一控制装置包括依次相连的干燥过滤器(7)、膨胀阀(8)以及第一单向阀(9)，所述的干燥过滤器(7)还与上述热交换储液器(6)相连，所述的第一单向阀(9)还与上述翅片换热器(10)相连。

2.根据权利要求1所述的热泵蒸汽机，其特征在于，所述的热泵系统包括压缩机(1)以及一端分别与压缩机(1)和上述换向阀(4)相连的油气分离器(2)，该热泵系统还包括一个与所述压缩机(1)相连的气液分离器(11)以及一个通过气液分离器(11)与所述压缩机(1)相连的热交换储液器(6)，所述油气分离器(2)另一端还通过一个回油毛细管(3)分别与所述压缩机(1)以及气液分离器(11)相连，所述的热交换储液器(6)还与上述板式换热器(5)相连。

3.根据权利要求1所述的热泵蒸汽机，其特征在于，所述的蒸汽发生系统包括一个一端与上述板式换热器(5)相连而另一端连接有蒸汽出口管(24)的蒸汽发生器(23)、一个一端与上述板式换热器(5)相连而另一端连接有冷水进口管(21)的自动温控阀(22)以及一个控制所述自动温控阀(22)的控制器(25)。

4.根据权利要求1所述的热泵蒸汽机，其特征在于，所述的第二控制装置包括依次相连的第二单向阀(14)、过滤器(13)以及毛细管(12)，所述的第二单向阀(14)还分别与上述热交换储液器(6)以及板式换热器(5)相连，所述的毛细管(12)还分别与上述第一单向阀(9)以及翅片换热器(10)相连。

5.根据权利要求2所述的热泵蒸汽机，其特征在于，所述的油气分离器(2)以及换向阀(4)之间还设置有依次连接的高压表(15)、高压控制器(16)以及高压截止阀(17)。

6.根据权利要求2所述的热泵蒸汽机，其特征在于，所述的气液分离器(11)以及热交换储液器(6)之间还设置有依次连接的低压表(18)、低压控制器(19)以及低压截止阀(20)。

7.根据权利要求3所述的热泵蒸汽机，其特征在于，所述的蒸汽发生器(23)以及板式换热器(5)之间还设置有一个温度传感器(26)，上述的控制器(25)还与所述的温度传感器(26)相连。

8.根据权利要求1所述的热泵蒸汽机，其特征在于，所述的换向阀(4)为四通换向阀。