CN201155886Y

CN201155886Y - 高温热泵专用取热装置

Info

Publication number: CN201155886Y
Application number: CNU2008200788240U
Authority: CN
Inventors: 王子君; 李宝山; 秦丽娟; 朱天榆; 杜秋平; 包四星; 陈军
Original assignee: BEIJING HUEYA ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING HUEYA ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2018-01-30

Abstract

本实用新型公开了一种高温热泵专用的取热装置，其包括有通过管道依次循环连接并形成封闭回路的蒸发器、压缩机、油分离器、冷凝器、热膨胀机及所述蒸发器，在所述蒸发器、压缩机、油分离器及冷凝器构成的封闭回路内填充有非共沸混合工质，同时所述蒸发器与低温流体供应设备连接，所述冷凝器与高温热流体设备连接。利用该取热装置可以使低温热流体中的热转换成高温热流体，从而可以被再利用。

Description

高温热泵专用取热装置

技术领域

本实用新型关于一种取热装置，具体地说，关于一种从低温中获得高温热能的取热装置。

背景技术

现有生活中的取热都是通过加热(暖气、电加热)方式实现，利用压缩机工作原理的都是制冷装置，而在工业生产中，对一些低温热能的再次利用都是通过热交换器来发挥其效能，而没有利用压缩机来使热能升级，以便应用于需在高温热能的工业生产，而对于工业生产来说，往往需要的是高温热能，因此急需具有热能升级功能的装置出现，来实现现有工业生产中被浪费掉的许多低温热能的重新使用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种能将低温能转换成高温热能输出使用的高温热泵专用取热装置。

为了实现上述目的，本实用新型中的高温热泵专用的取热装置包括有通过管道依次循环连接并形成封闭回路的蒸发器、压缩机、油分离器、冷凝器、热膨胀机及所述蒸发器，在所述蒸发器、压缩机、油分离器、冷凝器及热膨胀机构成的封闭回路内填充有非共沸混合工质，同时所述蒸发器与低温流体供应设备连接，所述冷凝器与高温热流体设备连接。

所述非共沸混合工质为碳氢化合物，该碳氢化合物中包括有环己烷、正己烷及甲苯。

所述碳氢化合物中所述环己烷的含量为小于等于60％、所述正己烷的含量为小于等于35％，所述甲苯的含量为大于等于5％。

在所述蒸发器与所述压缩机、及所述冷凝器与所述热膨胀机之间设置有用于进行热交换的热经济器。

所述热经济器为微细内肋管结构。

所述微细内肋管内的微肋的数目为62，肋高为0.2毫米，螺旋角为23度。

所述压缩机的出口与入口之间设置有确保所述压缩机安全工作的旁路。

本实用新型中高温热泵专用的取热装置利用非共沸混合工质吸取低温热流体中的热量而气化，经压缩机压缩形成高温气体，再经冷凝器进行热交换，而使热量升级，产生高温的热流体，实现低温取热的目的。

附图说明

图1为本实用新型中高温热泵专用取热装置的结构示意图；

图2为本实用新型中热经济器的结构示意图。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而所附附图仅提供参考与说明，并非用来对本实用新型加以限制。

如图1所示，本实用新型中的高温热泵专用取热装置包括有通过管道依次循环连接并形成封闭回路的蒸发器1、压缩机3、油分离器4、冷凝器5、热膨胀机6及蒸发器1，在蒸发器1、压缩机3、油分离器4、冷凝器5及热膨胀机6构成的封闭回路内填充有非共沸混合工质，同时蒸发器1与低温流体供应设备连接，冷凝器5与高温热流体设备连接。

另，为了使热量能充分使用，在蒸发器1与压缩机3、及冷凝器5与热膨胀机6之间增加设置热经济器2，如图2所示，本实用新型中的热经济器2采用微细内肋管20结构，包括有外壳体22，在外壳体上设有制冷剂液体进口23、制冷剂气体出口24，载冷剂出口25与载冷剂进口26，其中制冷剂液体进口23、制冷剂气体出口24与内部的微细内肋管20构成封闭的循环回路，载冷剂出口25与载冷剂进口26构成另一封闭的回路，两回路互不相通。微细内肋管20内的微肋21的数目为62，肋高为0.2毫米，螺旋角为23度，可以使管内流动雷诺数大幅度增加，可以弥补由于传热温差不足所导致的传热效率低的弊病，起到优化传热的效果。本实用新型中各部件(蒸发器、压缩机、油分离器、冷凝器、热膨胀机、热经济器)均采用市售成熟产品，因此对每个部件的具体结构与工作原理不再另行说明。

为了达到特殊要求的高温及同时具有较高的能效比(COP)，本实用新型中的所采用的非共沸混合工质为碳氢化合物，该碳氢化合物中包括有含量为小于等于60％的环己烷、含量为小于等于35％的正己烷及含量为大于等于5％的甲苯。

本实用新型中取热装置的工作过程如下：

由工艺装置过来的低温热流体(约140～150℃)进入本实用新型取热装置中的蒸发器1，在蒸发器1内发生热交换，进入蒸发器1的低温流体经热交换后排放，而蒸发器1内的非共沸混合工质经热交换后吸取低温热流体中的热量由液态变为气态，即变为低压蒸汽，此低压蒸汽进入热经济器2进一步吸取由冷凝器5来的非共沸混合工质的热量，然后进入压缩机3，经压缩机3压缩升压成为高压高温气体，使其能位得到提升(温度约180～190℃)，能位提升后的非共沸混合工质进入冷凝器6再进行热交换，使非共沸混合工质成为液体后进入热经济器2与低压气体状态的非共沸混合工质换热，并经热膨胀机6进入蒸发器1进行周而复始的循环，而需加热的流体在冷凝器5中吸取非共沸混合工质的热量后(温度约170～180℃)形成高温热流体，去往所需的设备(图中未示出)。

本实用新型中的压缩机3可以是离心式压缩机，由增安型异步电动机(或汽轮机)、液力偶合器、齿轮箱、润滑油系统、干气密封等部分组成。由于压缩机3在低流量工况下会产生喘振现象，因此在压缩机3的出口与进口之间设置有单向阀7，利用该单向阀设置一条旁路(俗称防喘振线)，在压缩机正常工作时，单向阀关闭，当压缩机的振动和温度异常时，单向阀7会开启，补充一定的非共沸混合工质进入压缩机或卸放出一定的非共沸混合工质，确保压缩机的正常工作。

综上所述，本实用新型中的取热装置具有下述优点：

1、由于非共沸混合工质具有低温气体的特征，并且在蒸发与冷凝过程中温度是变化的，可以较好的适应变温热源情况，减少冷凝与蒸发过程中的传热温差，实现非等温制冷或制热。

2、由于热经济器的使用，可经进一步的弥补由于传热温差不足所导致的传热效率低的弊病，起到优化传热的效果。

3、非共沸混合工质在恒定的压力下蒸发或冷凝时，其蒸发或冷凝的温度以及气相和液相的组分均是变化的，这样可以降低制热循环的压缩比，从而有利于压缩机的安全运行。

4、由于旁路的设置，可以确保压缩机的正常运行。

Claims

1、一种高温热泵专用的取热装置，其特征在于，包括有通过管道依次循环连接并形成封闭回路的蒸发器、压缩机、油分离器、冷凝器、热膨胀机及所述蒸发器，在所述蒸发器、压缩机、油分离器、冷凝器及热膨胀机构成的封闭回路内填充有非共沸混合工质，同时所述蒸发器与低温流体供应设备连接，所述冷凝器与高温热流体设备连接。

2、根据权利要求1中所述的高温热泵专用的取热装置，其特征在于，所述非共沸混合工质为碳氢化合物，该碳氢化合物中包括有环己烷、正己烷及甲苯。

3、根据权利要求2中所述的高温热泵专用的取热装置，其特征在于，所述碳氢化合物中所述环己烷的含量为小于等于60％、所述正己烷的含量为小于等于35％，所述甲苯的含量为大于等于5％。

4、根据权利要求1至3中所述的高温热泵专用的取热装置，其特征在于，在所述蒸发器与所述压缩机、及所述冷凝器与所述热膨胀机之间设置有用于进行热交换的热经济器。

5、根据权利要求4中所述的高温热泵专用的取热装置，其特征在于，所述热经济器为微细内肋管结构。

6、根据权利要求5中所述的高温热泵专用的取热装置，其特征在于，所述微细内肋管内的微肋的数目为62，肋高为0.2毫米，螺旋角为23度。

7、根据权利要求1至3中所述的高温热泵专用的取热装置，其特征在于，在所述压缩机的出口与入口之间设置有确保所述压缩机安全工作的旁路。