CN201229091Y - 一种增效热泵装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种增效热泵装置，它至少由蒸汽锅炉、引射器、冷却水箱、水位控制器、利用蒸汽的终端设备、冷却水装置和升温后冷却水进水阀组成。由于本装置将蒸汽通过一个引射器，把动力蒸汽中的压力势能用于喷射制冷，引入了大量被引射的蒸汽，造成蒸汽质量流量增加，混合蒸汽的潜热质量增值而使热量也被增值转换成机械能、再转换成热能；或者直接转换成热能，使蒸汽中含有的能量基本全部被利用。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及蒸汽利用机械领域，特别是一种增效热泵装置。
背景技术
蒸汽通常被用于作为动力源或作为热源。在作为动力源时，蒸汽的潜热通常被浪费。如热电厂，仅利用了蒸汽的动能来驱动蒸汽机发电，蒸汽的潜热都在冷却塔中经散热冷却而被浪费。
而当蒸汽作为热源时，其压力势能又被浪费，如蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组、蒸汽加热器等，也只利用了蒸汽的潜热能，而蒸汽的压力势能未被利用也浪费了。
本实用新型使用了引射泵作为压力势能提取器，可把热源动力蒸汽中的一部分压力势能提取出来。但在以往的使用蒸汽的机械设备中，这类设备的使用并非完善地利用了蒸汽中的全部能量，它们在能量转换过程中有下列缺陷：一般引射泵装置通常被用于引射输送泵、引射混合加热、引射式制冷等，但未用于增效热泵。其中，引射输送泵、蒸汽喷射制冷，都仅利用了蒸汽的压力势能，而蒸汽的潜热能均未被利用。所以，蒸汽喷射式制冷的效率极低，通常效率为0.3-0.5。
发明内容
为了充分利用蒸汽的压力势能和潜热能，克服现有使用蒸汽的机械设备效率低的缺点，本实用新型使用了引射泵作为压力势能提取器，可把热源动力蒸汽中的压力势能提取出来，然后，将动力蒸汽的压力势能和蒸汽的潜热能进行分别利用，使蒸汽能量总综合利用率大幅度提高。
为此，本实用新型设计了一种增效热泵装置，它至少由蒸汽锅炉、引射器、冷却水箱、水位控制器、利用蒸汽的终端设备、冷却水装置和升温后冷却水进水阀组成。蒸汽锅炉的锅炉进水口接锅炉进水，蒸汽锅炉的锅炉蒸汽出口接引射器进口，引射器出口接利用蒸汽的终端设备的增量增能蒸汽进口，利用蒸汽的终端设备的低温蒸汽出口接蒸汽锅炉回汽口，引射器抽吸口接冷却水箱上部的冷却水箱出汽口，冷却水箱进水口接升温后冷却水进水阀的出水口，升温后冷却水进水阀的进水口接冷却水装置的冷却水出水口，冷却水箱出水口接冷却水回水口，水位控制器在冷却水箱上，水位控制器传感端置于冷却水箱中，水位控制器执行端在升温后冷却水进水阀处，它用来控制冷却水箱的进水量，使冷却水箱的上部始终保持一定的水蒸汽空间；冷却水装置装入利用蒸汽的终端设备的主机上，用于主机散热；外来补充冷却水接入冷却水装置的补充冷却水进水口。
由于本实用新型增效热泵装置原理是将蒸汽通过一个压力势能提取器，把动力蒸汽中的压力势能转换成机械能、再转换成热能；或者直接转换成热能，使蒸汽中含有的能量基本全部被利用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
附图为本实用新型的组成原理示意图。
图中：1、蒸汽锅炉，2、引射器，3、冷却水箱，4、水位控制器、5、利用蒸汽的终端设备，6、冷却水装置，7、锅炉进水口，8、锅炉蒸汽出口，9、引射器进口，10、引射器出口，11、增量增能蒸汽进口，12、低温蒸汽出口，13、锅炉回汽口，14、引射器抽吸口，15、冷却水箱出汽口，16、冷却水箱进水口，17、升温后冷却水进水阀，18、冷却水出水口，19、冷却水箱出水口，20、冷却水回水口，21、水位控制器传感端，22、水位控制器执行端，23、补充冷却水进水口，24、利用蒸汽的终端设备输出，25、水蒸汽空间。
具体实施方式：
附图为本实用新型的组成原理示意图。
图中，本实用新型设计了一种增效热泵装置，它至少由蒸汽锅炉1、引射器2、冷却水箱3、水位控制器4、利用蒸汽的终端设备5、冷却水装置6和升温后冷却水进水阀17组成。蒸汽锅炉1的锅炉进水口7接锅炉进水，蒸汽锅炉1的锅炉蒸汽出口8接引射器进口9，引射器出口10接利用蒸汽的终端设备5的增量增能蒸汽进口11，利用蒸汽的终端设备5的低温蒸汽出口12接蒸汽锅炉回汽口13，引射器抽吸口14接冷却水箱3上部的冷却水箱出汽口15，冷却水箱进水口16接升温后冷却水进水阀17的出水口，升温后冷却水进水阀17的进水口接冷却水装置6的冷却水出水口18，冷却水箱出水口19接冷却水回水口20，水位控制器4在冷却水箱3上，水位控制器传感端21置于冷却水箱3中，水位控制器执行端22在升温后冷却水进水阀17处，它用来控制冷却水箱3的进水量，使冷却水箱3的上部始终保持一定的水蒸汽空间25；冷却水箱3内的水被抽汽冷却后，由冷却水箱出水口19流出，流到冷却水装置6的冷却水回水口20；冷却水装置6装入利用蒸汽的终端设备5的主机上，用于主机散热；外来补充冷却水接入冷却水装置6的补充冷却水进水口23。该装置使蒸汽锅炉1输出的动力蒸汽中的能量获得增效利用。
本增效热泵装置中，对蒸汽的压力势能和蒸汽的潜热能进行了综合利用：首先，由水经蒸汽锅炉1变成高压高温的动力蒸汽，将动力蒸汽的压力势能通过引射器2做功进行利用，高温高压蒸汽驱动引射器2工作，产生高速低压，使需要冷却降温的冷却水箱3压力降低，冷却水箱3中的水因压力降低而蒸发成为水蒸气，冷却水箱3中的水体因为水蒸汽蒸发而降温，达到制冷的效果。同时，蒸发后的水蒸汽被引射器2带走，并在引射器2中与原有高压动力蒸汽混合和增压，形成低压混合蒸汽。此时，低压混合蒸汽因为混入了被引射的蒸汽，使其质量流量大于原有动力蒸汽的质量和流量，被增值后的低压混合蒸汽再作为热源用于利用蒸汽的终端设备5加热，释放出蒸汽的主要能量——蒸汽潜热。本实用新型的引射器2完成了低温冷却水箱3中的热量向高温混合蒸汽方向的热量搬送，因此具备热泵的含义。
压力势能提取器使用引射泵技术的方案是：是用动力蒸汽作为压力源，使用一个引射器2，引射过程依靠消耗蒸汽的压力附带的高速形态的动能，造成被引射水液蒸发，蒸发获得的额外蒸汽与引射后的原有的蒸汽混合，形成增值蒸汽，再去推动利用蒸汽的终端设备5，例如推动制冷和加热机械，由此提高了蒸汽能量的利用率。
本实用新型使蒸汽压力势能和潜热能被分别利用而增值。首先，蒸汽的压力势能用于喷射制冷，同时因喷射制冷引入了大量被引射的蒸汽，造成蒸汽质量流量增加，混合蒸汽的潜热因为质量增值而使热量也被增值。
在常规蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组中，蒸汽仅作为加热源，机组只利用了蒸汽的潜热。而在本实用新型中，动力蒸汽首先利用压力势能喷射制冷，获得所需要的制冷量，同时，喷射制冷时被引射的低温低压蒸汽，通过与动力蒸汽混合和升压后，仍然保持气态的状态，具备对应的混合压力下的饱和蒸汽的潜热能，将增值后的蒸汽潜热能用于驱动蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组工作，潜热能在此被有效释放出来，除了动力蒸汽放出潜热外，被引射的蒸汽在此也释放出潜热，由于混合蒸汽(动力蒸汽+被引射的蒸汽)的潜热大于了动力蒸汽的潜热，使蒸汽的总热能增加，从而使蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组的制冷量增加，这样，消耗相同蒸汽的蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组的能效比大幅增加。
例如，蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷机组，是以0.4-0.8Mpa的蒸汽作为热动力，通常情况下，蒸汽压力越高，机组的制冷效率也越高，但当蒸汽压力大于0.8Mpa后，其机组效率增加甚微，按现有技术水平，双效吸收式制冷机组的效率约为1.25-1.35。
根据制冷原理，系统在制冷时，必须放出冷凝热，通常采用冷却塔排热。采用本实用新型后，将动力蒸汽的压力势能转变成的动能，通过对冷却水的高温段进行引射制冷降温，可减少冷却负荷，减小冷却塔的配置规格。同时，通过引射后，冷却水的一部分热量转变成水蒸汽，混入动力蒸汽之中，混合蒸汽的热能增加，增值后的混合蒸汽再作为吸收式制冷机组的热源。由此，使相同动力蒸汽的制冷量大幅增加。结果，在引射制冷和混合蒸汽所提供制冷量增加的双重贡献下，可使蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷机组的能效比达到2.0，较常规机组的能效比提高47％。
Claims (1)
1、一种增效热泵装置，它至少由蒸汽锅炉、利用蒸汽的终端设备及冷却水装置组成；其特征在于：它还有引射器、冷却水箱和水位控制器；蒸汽锅炉的锅炉进水口接锅炉进水，蒸汽锅炉的锅炉蒸汽出口接引射器进口，引射器出口接利用蒸汽的终端设备的增量增能蒸汽进口，利用蒸汽的终端设备的低温蒸汽出口接蒸汽锅炉回汽口，引射器抽吸口接冷却水箱上部的冷却水箱出汽口，冷却水箱进水口接升温后冷却水进水阀的出水口，升温后冷却水进水阀的进水口接冷却水装置的冷却水出水口，冷却水箱出水口接冷却水回水口，水位控制器在冷却水箱上，水位控制器传感端置于冷却水箱中，水位控制器执行端在升温后冷却水进水阀处，它用来控制冷却水箱的进水量，使冷却水箱的上部始终保持一定的水蒸汽空间；冷却水装置装入利用蒸汽的终端设备的主机上，用于主机散热；外来补充冷却水接入冷却水装置的补充冷却水进水口。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103994602A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-20 | 驻马店市奥搏豪森假日酒店有限公司 | 一种高能效比的热泵系统及其控制方法 |
| CN105423399A (zh) * | 2014-11-01 | 2016-03-23 | 熵零股份有限公司 | 一种供热方法及其装置 |
| CN107165679A (zh) * | 2014-10-22 | 2017-09-15 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 一种冷凝式动能动力转换装置及其热动力系统 |
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2008
- 2008-06-18 CN CNU2008200638277U patent/CN201229091Y/zh not_active Expired - Lifetime
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