CN112050176A - 储热式增强型热泵蒸汽机组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及储热式增强型热泵蒸汽机组，具有第一热泵机组、保温水箱、闪蒸罐、第二热泵机组及压缩机，保温水箱与第一热泵机组连接形成热水供应系统；闪蒸罐用于接收保温水箱提供的热水并提供使该热水闪蒸汽化的环境；第二热泵机组用于对保温水箱提供的热水再升温，获得过热水，过热水依次经过高温热池、过热器后输送给闪蒸罐；压缩机设置在闪蒸罐的输出端，用于将闪蒸罐闪蒸输出的低压蒸汽提升压力。本发明采用热泵制热技术配合储热方式，具有良好的节能效果，高温热池可预先储热，然后再将保温水箱提供的热水快速加热升温，充分利用工作间隙储存热量，达到错峰用电，大大减少运行费用。整个系统结构简单、可靠，运行稳定、安全，投资成本低。

Description

储热式增强型热泵蒸汽机组
技术领域
本发明涉及蒸汽设备技术领域，尤其是涉及工业用蒸汽设备。
背景技术
目前工业生产中，有的需要蒸汽加热成型或蒸汽保温定型等，而所需要的蒸汽主要是通过锅炉生产蒸汽，锅炉采用燃烧燃料来加热水，使水汽化变成高温、高压水蒸汽，燃料主要是煤炭、燃油及燃气，而燃煤锅炉的缺点是不环保，硫含量大，燃烧排放的废气会对空气造成严重污染；而且囤积煤炭也需要占用大量的场地，灰尘较多。燃油锅炉存在燃油价格高，使用成本高，运输和储存燃料的风险高，容易发生事故；燃气锅炉的使用是有条件的，只有在有燃气管道的地方才能使用，在一些落后的地方没有燃气；同时对于锅炉燃烧还存在燃烧率及热辐射不均的问题，极大影响蒸汽生成率及质量。随后出现了利用电加热模式生产蒸汽，可较好地解决锅炉生产存在的问题，但现有的电加热蒸汽发生设备用电量大，高峰用电时间，电价较高，以至于生产运行成本高，不利于企业发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储热式增强型热泵蒸汽机组，利用热泵技术配合储热，不仅解决了锅炉燃烧生产蒸汽存在的技术问题，同时也有效降低用电量及运行成本。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
储热式增强型热泵蒸汽机组，其具有：
第一热泵机组，
保温水箱，该保温水箱与第一热泵机组连接形成热水供应系统；
闪蒸罐，该闪蒸罐用于接收保温水箱提供的热水并提供使该热水闪蒸汽化的环境；
第二热泵机组，该第二热泵机组用于对保温水箱提供的热水再升温，获得过热水，该过热水依次经过高温热池、过热器后输送给闪蒸罐；
压缩机，该压缩机设置在闪蒸罐的输出端，用于将闪蒸罐闪蒸输出的低压蒸汽提升压力，获得适于工业生产使用的高压蒸汽。
上述方案进一步是，所述第一热泵机组是空气源高温热泵机组；所述第二热泵机组是水源高温热泵机组。
上述方案进一步是，所述闪蒸罐内部的水面上方设有蒸汽喷头，蒸汽喷头连通过热器的输出端，蒸汽喷头的喷射方向与水面呈一夹角。
上述方案进一步是，所述闪蒸罐还设有水位控制器，该水位控制配合电磁阀进行自动补水，电磁阀设置在闪蒸罐的进水管上。
上述方案进一步是，所述蒸汽喷头有两个，两个蒸汽喷头的喷射方向相互交叉。
上述方案进一步是，所述高温热池至少包括有保温外壳、储热内芯以及附设在储热内芯上的换热器，保温外壳包裹储热内芯，换热器的输入端连接第二热泵机组，而换热器的输出端连接过热器。
上述方案进一步是，所述换热器是埋设在储热内芯内部的蛇形管。
上述方案进一步是，所述压缩机是活塞式压缩机。
本发明采用热泵制热技术配合储热方式，热泵系统本身具有良好的节能效果，将其与保温水箱相结合，实现了能量的储备利用，能源利用率高，节能效果更加显著。高温热池可预先储热，然后再将保温水箱提供的热水快速加热升温，充分利用工作间隙储存热量，达到错峰用电，大大减少了运行费用。过热器提供稳定的过热蒸汽给闪蒸罐，以此将闪蒸罐内的水迅速沸腾汽化，获得闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽再通过压缩机加压，形成工业生产需要的蒸汽。整个系统结构简单、可靠，运行稳定、安全，投资成本低，解决了锅炉燃烧生产蒸汽存在的技术问题，有效降低用电量及运行成本，符合产业推广应用。
附图说明：
附图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参阅图1所示，是本发明的较佳实施例示意图，本发明有关一种储热式增强型热泵蒸汽机组，其具有第一热泵机组1，保温水箱2、闪蒸罐3、第二热泵机组4、高温热池5、过热器6及压缩机7。
该保温水箱2与第一热泵机组1连接形成热水供应系统，采用热泵技术，节能高效，保温水箱2的水温达到85~90℃，以便后续快速的汽化，减少汽化时间。该闪蒸罐3用于接收保温水箱2提供的热水并提供使该热水闪蒸汽化的环境，采用闪蒸技术，减少能耗，降低运行成本。该第二热泵机组4用于对保温水箱2提供的热水再升温，获得过热水，该过热水依次经过高温热池5、过热器6后输送给闪蒸罐3，过热蒸汽输入闪蒸罐将闪蒸罐内的水迅速沸腾汽化，获得闪蒸蒸汽。本实施例中，保温水箱2输出的管道上设有高压水泵21和自动调整阀22，以提供稳定、适宜的水压；在自动调整阀22的输出端形成两条支路，分别连接闪蒸罐3和第二热泵机组4。高温热池5可预先储热，然后再将第二热泵机组4提供的过热水快速加热升温到设定的高温，该高温热池5充分利用工作间隙储存热量，储热式工作，达到错峰用电，大大减少了运行费用，提升工作效率。过热器6把高温热池5输出的饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，然后提供稳定的过热蒸汽给闪蒸罐，以此有助于闪蒸罐的闪蒸功效。该压缩机7设置在闪蒸罐3的输出端，用于将闪蒸罐3闪蒸输出的低压蒸汽提升压力，获得适于工业生产使用的高压蒸汽。优选地，压缩机7是活塞式压缩机，体形小，方便组装实施，且有效控制及调整蒸汽压力，适合不同场合使用。整个系统结构简单、可靠，运行稳定、安全，投资成本低，解决了锅炉燃烧生产蒸汽存在的技术问题，有效降低用电量及运行成本，符合产业推广应用。
参阅图1所示，本实施例中，优选第一热泵机组1是空气源高温热泵机组，利用自然能量，节能环保；所述第二热泵机组4是水源高温热泵机组，可充分利用回收热，减少浪费，节能环保。两组热泵机组配合，达到增强型工作体系，并有效节约能源，降低运行成本，具有极佳经济效益和社会效益。
参阅图1所示，本实施例中，所述闪蒸罐3内部的水面上方设有蒸汽喷头31，蒸汽喷头31连通过热器6的输出端，蒸汽喷头31的喷射方向与水面呈一夹角。进一步地，本实施例的闪蒸罐3内部设有两个蒸汽喷头31，该两个蒸汽喷头31的喷射方向相互交叉，增加覆盖面，有助于闪蒸罐3内的水吸热汽化；优选地，两个蒸汽喷头31的喷射方向交叉点位于水面以下，增加过热蒸汽作用效果。所述闪蒸罐3还设有水位控制器32，该水位控制32配合电磁阀33进行自动补水，电磁阀33设置在闪蒸罐3的进水管上，该结构自动化控制闪蒸罐3内的水量，保证闪蒸效果，以此生产出连续、品质好的闪蒸蒸汽。
参阅图1所示，本实施例中，所述高温热池5至少包括有保温外壳51、储热内芯52以及附设在储热内芯52上的换热器53，保温外壳51包裹储热内芯52，有效保护储热内芯，防止热量损耗。储热内芯52由储热材料构成，如采用熔融盐类相变储热材料、高温金属或陶瓷储热材料等，适合中高温领域储热使用；储热内芯52还可通过插接式组装加热元件（图中未示），如活动插入碳素纤维加热管，不仅方便组装及拆换等，且可充分利用工作间隙加热储存热量，通过错峰用电等方式，采用低价位电加热，大大减少了系统运行费用。换热器53的输入端连接第二热泵机组4，而换热器53的输出端连接过热器6，使第二热泵机组4提供的过热水经过换热器53吸热升温至设定温度，本实施例优选换热器53是埋设在储热内芯52内部的蛇形管，结构简单，投资成本低，换热效果好。
本发明采用热泵制热技术配合储热方式，热泵系统本身具有良好的节能效果，将其与保温水箱相结合，实现了能量的储备利用，能源利用率高，节能效果更加显著。高温热池可预先储热，然后再将保温水箱提供的热水快速加热升温，充分利用工作间隙储存热量，达到错峰用电，大大减少了运行费用。过热器提供稳定的过热蒸汽给闪蒸罐，以此将闪蒸罐内的水迅速沸腾汽化，获得闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽再通过压缩机加压，形成工业生产需要的蒸汽。整个系统结构简单、可靠，运行稳定、安全，投资成本低，解决了锅炉燃烧生产蒸汽存在的技术问题，有效降低用电量及运行成本，符合产业推广应用。
以上虽然结合附图描述了本发明的较佳具体实施例，但本发明不应被限制于与以上的描述和附图完全相同的结构和操作，对本技术领域的技术人员来说，在不超出本发明构思和范围的情况下通过逻辑分析、推理或者有限的实验还可对上述实施例作出许多等效改进和变化，但这些改进和变化都应属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.储热式增强型热泵蒸汽机组，其特征在于，具有：
第一热泵机组（1），
保温水箱（2），该保温水箱（2）与第一热泵机组（1）连接形成热水供应系统；
闪蒸罐（3），该闪蒸罐（3）用于接收保温水箱（2）提供的热水并提供使该热水闪蒸汽化的环境；
第二热泵机组（4），该第二热泵机组（4）用于对保温水箱（2）提供的热水再升温，获得过热水，该过热水依次经过高温热池（5）、过热器（6）后输送给闪蒸罐（3）；
压缩机（7），该压缩机（7）设置在闪蒸罐（3）的输出端，用于将闪蒸罐（3）闪蒸输出的低压蒸汽提升压力，获得适于工业生产使用的高压蒸汽。
2.根据权利要求1所述的储热式增强型热泵蒸汽机组，其特征在于，所述第一热泵机组（1）是空气源高温热泵机组；所述第二热泵机组（4）是水源高温热泵机组。
3.根据权利要求1所述的储热式增强型热泵蒸汽机组，其特征在于，所述闪蒸罐（3）内部的水面上方设有蒸汽喷头（31），蒸汽喷头（31）连通过热器（6）的输出端，蒸汽喷头（31）的喷射方向与水面呈一夹角。
4.根据权利要求1或3所述的储热式增强型热泵蒸汽机组，其特征在于，所述闪蒸罐（3）还设有水位控制器（32），该水位控制（32）配合电磁阀（33）进行自动补水，电磁阀（33）设置在闪蒸罐（3）的进水管上。
5.根据权利要求3所述的储热式增强型热泵蒸汽机组，其特征在于，所述蒸汽喷头（31）有两个，两个蒸汽喷头（31）的喷射方向相互交叉。
6.根据权利要求1所述的储热式增强型热泵蒸汽机组，其特征在于，所述高温热池（5）至少包括有保温外壳（51）、储热内芯（52）以及附设在储热内芯（52）上的换热器（53），保温外壳（51）包裹储热内芯（52），换热器（53）的输入端连接第二热泵机组（4），而换热器（53）的输出端连接过热器（6）。
7.根据权利要求6所述的储热式增强型热泵蒸汽机组，其特征在于，所述换热器（53）是埋设在储热内芯（52）内部的蛇形管。
8.根据权利要求1所述的储热式增强型热泵蒸汽机组，其特征在于，所述压缩机（7）是活塞式压缩机。
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