CN201314730Y - 工业余热型超高温热泵机组 - Google Patents

工业余热型超高温热泵机组 Download PDF

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周清村
葛建民
沙风岐
吕耀军
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周清村
吕耀军
葛建民
沙风岐
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Abstract

本实用新型公开了一种工业余热型超高温热泵机组，该装置包括用于吸收工业余热水热量的低温热泵制热循环装置、用于释放热量加热循环热水的高温热泵制热循环装置和蒸发冷凝器，低温热泵制热循环装置连接所述蒸发冷凝器构成低温制热循环，高温热泵制热循环装置连接所述蒸发冷凝器构成高温制热循环。本实用新型可以制取常规热泵无法达到的超高温热水，同时降低了传热损失，提高了热交换效率，并且利用大温差小流量提高了供热系统的运行效率。

Description

工业余热型超高温热泵机组
技术领域
本实用新型涉及一种热交换技术，尤其是涉及一种利用工业余热水的工业余热型超高温热泵机组。
背景技术
在我国北方地区大部分都是通过暖气片采暖，其用于释放热量的供暖热水温度一般都要求在65℃以上，而普通热泵机组的热水出水温度一般为45℃，为了提高热泵机组的出水温度，大都采用两级或多级水循环的原理来逐级提升水温，将水进行逐级换热提温，其基本原理是通过一级热泵循环将水温升高30℃左右，而为了能够得到符合要求的采暖水温，需要通过多级循环才可以将水温提升到所需要求。这种方式不仅存在着中间水进行换热带来的传热损失问题，降低了热交换效率，而且机组庞大，运行效率较低。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种降低了传热损失、提高了热交换效率和运行效率的工业余热型超高温热泵机组。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：工业余热型超高温热泵机组，该装置包括用于吸收工业余热水热量的低温热泵制热循环装置、用于释放热量加热循环热水的高温热泵制热循环装置和蒸发冷凝器，所述低温热泵制热循环装置连接所述蒸发冷凝器构成低温制热循环，所述高温热泵制热循环装置连接所述蒸发冷凝器构成高温制热循环。
作为一种改进，所述低温热泵制热循环装置包括低温制热循环压缩机、用于连接工业余热水输送管路并吸收工业余热水热量的蒸发器、低温制热循环节流装置和用于输送工质的管，所述低温制热循环压缩机的输出端通过管连接所述蒸发冷凝器的低温制热循环输入口I，所述蒸发冷凝器的低温制热循环输出口II通过管连接所述低温制热循环节流装置，所述低温制热循环节流装置通过管连接所述蒸发器的低温制热循环输入端，所述蒸发器的低温制热循环输出端通过管连接所述低温制热循环压缩机的输入端。
作为进一步的改进，所述高温热泵制热循环装置包括高温制热循环压缩机、用于连接循环热水输送管路并加热循环热水的冷凝器、高温制热循环节流装置和和用于输送工质的管，所述高温制热循环压缩机的输出端通过管连接所述冷凝器的高温制热循环输入端，所述冷凝器的高温制热循环输出端通过管连接所述高温制热循环节流装置，所述高温制热循环节流装置通过管连接所述蒸发冷凝器的高温制热循环输入口III，所述蒸发冷凝器的高温制热循环输出口IV通过管连接所述高温制热循环压缩机的输入端。
上述技术方案的工业余热型超高温热泵机组，由于是采用了由蒸发冷凝器将两个制热循环——低温制热循环和高温制热循环结合起来，由低温制热循环吸收工业余热水热量后，通过蒸发冷凝器将低温制热循环系统所吸收的热量进行释放而由高温制热循环进行吸收实现热量的传递转移，之后通过高温制热循环再释放热量用于加热循环热水从而实现提供热水的目的，这样本工业余热型超高温热泵机组通过两级制热循环，由蒸发冷凝器直接蒸发和冷凝，直接将水温提升到所需温度(出水温度可高达95℃)，来达到制取高温热水的目的，没有通过中间水进行换热，消除了由中间水换热带来的传热损失，省去了水泵的耗功，不仅降低了低温制热循环侧的冷凝温度，还提高了高温制热侧的蒸发温度，机组的运行效率更高。使用本工业余热型超高温热泵机组时利用的工业余热水温度只需≥20℃即可，而出水温度可高达80℃～95℃，所以余热回收的范围大，同时循环热水侧的进出口温差大(例如可以实现70℃水进，加热后95℃水出，温差高达25℃)，是普通热泵机组(水40℃进，45℃出，温差为5℃)温差的5倍，加热能力强，在同样的供热量条件下，热水泵的流量减少至普通热泵机组的1/5倍，所以热水泵的耗功下降为普通热泵机组的20％，系统运行节能显著。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
附图是本实用新型工业余热型超高温热泵机组流程示意图；
具体实施方式
如附图所示，工业余热型超高温热泵机组，该装置包括用于吸收工业余热水8热量的低温热泵制热循环装置、用于释放热量加热循环热水9的高温热泵制热循环装置和蒸发冷凝器1，低温热泵制热循环装置连接蒸发冷凝器1构成低温制热循环，高温热泵制热循环装置连接蒸发冷凝器1构成高温制热循环。通过蒸发冷凝器1将低温制热循环系统所吸收的热量进行释放而由高温制热循环进行吸收实现热量的传递转移，之后通过高温制热循环再释放热量用于加热循环热水从而实现提供热水目的。
其中，低温热泵制热循环装置包括低温制热循环压缩机4、用于连接工业余热水8的输送管路并吸收工业余热水热量的蒸发器3、低温制热循环节流装置6和用于输送工质的管10，低温制热循环压缩机4的输出端通过管10连接蒸发冷凝器1的低温制热循环输入口I，蒸发冷凝器1的低温制热循环输出口II通过管10连接低温制热循环节流装置6，低温制热循环节流装置6通过管10连接蒸发器3的低温制热循环输入端，蒸发器3的低温制热循环输出端通过管10连接低温制热循环压缩机4的输入端。
而高温热泵制热循环装置包括高温制热循环压缩机5、用于连接循环热水输送管路并加热循环热水的冷凝器2、高温制热循环节流装置7和用于输送工质的管10，高温制热循环压缩机5的输出端通过管10连接冷凝器2的高温制热循环输入端，冷凝器2的高温制热循环输出端通过管10连接高温制热循环节流装置7，高温制热循环节流装置7通过管10连接蒸发冷凝器1的高温制热循环输入口III，蒸发冷凝器1的高温制热循环输出口IV通过管连接高温制热循环压缩机5的输入端。
在实际使用中，低温制热循环节流装置6和高温制热循环节流装置7可以分别采用节流阀的形式。
本工业余热型超高温热泵机组的工作流程如附图所示：
在低温制热循环中，低温制冷工质在蒸发器3中吸收工业余热水中的热量，使工业余热水温度降低(如目前一般来说由≥20℃降为≥15℃)，而低温制冷工质蒸发吸热由液态变成气态经管10输送被低温制热循环压缩机4吸入进行压缩变成高温高压气体，高温高压的气态低温制冷工质经管10输送进入蒸发冷凝器1的低温制热循环输入口I，并在其中被高温侧的高温制冷工质冷却冷凝成液态后由低温制热循环输出口II经管输送到低温制热循环节流装置节流阀，经节流阀的节流降压后输送到蒸发器3进行蒸发吸热，源源不断地吸取工业余热水中的热量；
在高温制热循环中，高温制冷工质在蒸发冷凝器1中吸收低温制冷工质的热量使低温制冷工质冷却冷凝由气态变成液态，而高温制冷工质蒸发吸热由液态变成气态后由蒸发冷凝器1的高温制热循环输出口IV输出并经管10被高温制热循环压缩机5吸入进行压缩变成高温高压气体，高温高压的气态高温制冷工质经管进入冷凝器2并在其中向循环热水释放热量使水温度升高(如目前一般来说由65℃～70℃升温为80℃～95℃)，同时高温制冷工质也被冷却冷凝成液态输送到高温制热循环节流装置节流阀，经其节流降压后再经蒸发冷凝器1的高温制热循环输入口III进入蒸发冷凝器1中进行蒸发吸热，源源不断地吸取低温制冷工质的热量。
以上是本申请的一具体实施方式，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1、工业余热型超高温热泵机组，其特征在于：该装置包括用于吸收工业余热水(8)热量的低温热泵制热循环装置、用于释放热量加热循环热水(9)的高温热泵制热循环装置和蒸发冷凝器(1)，所述低温热泵制热循环装置连接所述蒸发冷凝器(1)构成低温制热循环，所述高温热泵制热循环装置连接所述蒸发冷凝器(1)构成高温制热循环。
2、如权利要求1所述的工业余热型超高温热泵机组，其特征在于：所述低温热泵制热循环装置包括低温制热循环压缩机(4)、用于连接工业余热水输送管路并吸收工业余热水热量的蒸发器(3)、低温制热循环节流装置(6)、和用于输送工质的管(10)，所述低温制热循环压缩机(4)的输出端通过管(10)连接所述蒸发冷凝器(1)的低温制热循环输入口I，所述蒸发冷凝器(1)的低温制热循环输出口II通过管(10)连接所述低温制热循环节流装置(6)，所述低温制热循环节流装置(6)通过管(10)连接所述蒸发器(3)的低温制热循环输入端，所述蒸发器(3)的低温制热循环输出端通过管(10)连接所述低温制热循环压缩机(4)的输入端。
3、如权利要求1或2所述的工业余热型超高温热泵机组，其特征在于：所述高温热泵制热循环装置包括高温制热循环压缩机(5)、用于连接循环热水输送管路并加热循环热水的冷凝器(2)、高温制热循环节流装置(7)和用于输送工质的管(10)，所述高温制热循环压缩机(5)的输出端通过管(10)连接所述冷凝器(2)的高温制热循环输入端，所述冷凝器(2)的高温制热循环输出端通过管(10)连接所述高温制热循环节流装置(7)，所述高温制热循环节流装置(7)通过管(10)连接所述蒸发冷凝器(1)的高温制热循环输入口III，所述蒸发冷凝器(1)的高温制热循环输出口IV通过管(10)连接所述高温制热循环压缩机(5)的输入端。
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