CN206817992U - 一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵及其系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵及其系统,该设备及其系统主要应用于钢厂冲渣水余热回收领域,通过负压自冷却蒸汽喷射式热泵及其系统,消耗少量电能或高压蒸气,提取钢厂冲渣水中的余热为建筑物进行供暖,由冲渣水进水口(1)、不凝性气体分离器(2)、蒸发器(3)、喷射泵(4)、高压水泵(5)、冷凝器(6)、高温水循环泵(7)、高温水换热器(8)、过冷器(9)、调节阀(10)、冲渣水出水管(11)、冲渣水排水泵(12)、真空泵A(14)、真空泵B(15)、末端水进水口(16)、末端水出水口(17)、冲渣水出水口(18)组成。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵及其系统,该设备及其系统主要应用于钢厂冲渣水余热回收领域,通过负压自冷却蒸汽喷射式热泵及其系统,消耗少量电能或高压蒸气,提取钢厂冲渣水中的余热为建筑物进行供暖。
背景技术
随着能源的日益紧张,节能问题成为当今全球关注的焦点。在积极开发新能源的同时,也越来越重视回收和利用余热资源,高效的利用余热资源也是解决能源紧张的一种有效途径。在许多工业领域存在着大量的余热资源,钢厂冲渣水中所含有的余热资源具有代表性,其温度范围为50-70℃,水量巨大。现今,这种钢厂冲渣水中所蕴含的能量大部分都直接排放到环境中,造成资源浪费,如将其回收利用,具有一定的经济效益和社会效益。
钢厂冲渣水的热利用一直是人们关注的重点,尤其冬季为建筑供热,可减少常规能源的消耗。但是,钢厂冲渣水一般水质较差,如冲渣水含有CaO、SiO2、MgO、Al2O3以及少量的Fe2O3,杂质在冲渣水中以固体颗粒或悬浮物的形式存在,如不采取相应的技术措施,直接对建筑物进行供热,杂质将会使采暖系统中的管道、设备、阀门、散热器发生大面积淤积、堵塞,影响系统的运行安全。
发明内容
为解决直接利用钢厂冲渣水供热,杂质将会使采暖系统中的管道、设备、阀门、散热器发生大面积淤积、堵塞,本实用新型提供了负压自冷却蒸汽喷射式热泵及其系统。
应用原理:
1、如图1、图4所示,一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,由冲渣水进水口、不凝性气体分离器、蒸发器、喷射泵、高压水泵、冷凝器、高温水循环泵、高温水换热器、过冷器、调节阀、冲渣水出水管、冲渣水排水泵、真空泵A、真空泵B、末端水进水口、末端水出水口、冲渣水出水口组成,外界冲渣水由冲渣水进水口进入不凝性气体分离器,冲渣水经过不凝性气体分离器分离不凝性气体后,进入蒸发器,由高压水泵将冷凝器中的冷凝水由工作流体进口高速打入喷射泵,在喷射泵的作用下,蒸发器产生负压,蒸发器内的压力低于冲渣水饱和水蒸汽压力,一小部分冲渣水不断蒸发吸热变为水蒸汽,剩余大部分冲渣水自身被冷却,释放热量,蒸发的水蒸汽被喷射泵吸入的吸气室,在喷射泵的混合段与喷嘴喷出的高压水换热、冷凝、混合,提高喷嘴喷出的高压水的温度,经过喷射泵的喉管段、扩压段,由压缩流体出口回流到冷凝器;冷凝器的冷凝水温度提高后,通过高温水循环泵进入高温水换热器与从末端进水口进入的末端循环水进行换热,通过充分的热交换后末端循环水由末端水出水口排出,高温水被冷却,一部分水进入过冷器与排出冷凝器的冷凝水换热,吸收排出冷凝器的冷凝水热量后,再混合进入冷凝器;排出冷凝器的冷凝水经调节阀与冲渣水出水管中的冲渣水混合后,经冲渣水排水泵排出系统;真空泵A排出不凝性气体分离器中的不凝性气体,真空泵B排出冷凝器中的不凝性气体。
2、如图1所示,进入蒸发器的冲渣水,一少部分冲渣水蒸发成水蒸气,水蒸气含有极少的较小的颗粒杂质,不影响系统的压缩换热,冲渣水蒸发时自身被冷却降温,通过冲渣水的蒸发这种方式将冲渣水中热量提取出来,冲渣水中含有的杂质同被冷却降温的冲渣水通过冲渣水出水管、冲渣水排水泵由冲渣水出水管排出。
3、如图1所示,冷凝器中的液位由调节阀进行调节,冷凝器中的液位高于设定值时,调节阀开度增加,冷凝器中的液位低于设定值时,调节阀开度减小,蒸发器中的液位由冲渣水排水泵变频控制,蒸发器中的液位高于设定值时,冲渣水排水泵的频率增加,蒸发器中的液位低于设定值时,冲渣水排水泵频率减小。
4、如图2、图4所示,一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,外界冲渣水由冲渣水进水口进入不凝性气体分离器,冲渣水经过不凝性气体分离器分离不凝性气体后,进入蒸发器,高温高压蒸汽通过蒸汽进汽管进入喷射泵,在喷射泵的作用下,蒸发器内的压力低于冲渣水饱和水蒸汽压力,一小部分冲渣水不断蒸发吸热变为水蒸汽,剩余大部分冲渣水自身被冷却,释放热量,蒸发的水蒸汽被喷射泵吸入的吸气室,在喷射泵的混合段与喷嘴喷出的高温高压蒸汽混合,经过喷射泵的喉管段、扩压段,提高混合蒸汽的压力、温度,由压缩流体出口回流到冷凝器,与冷凝器内的喷淋水进行换热,高温高压水蒸汽冷凝,与喷淋水混合形成高温水,高温水通过高温水循环泵进入高温水换热器与从末端进水口进入的末端循环水进行换热,通过充分的热交换后末端循环水由末端水出水口排出,高温水被冷却,一部分水进入过冷器与排出冷凝器的冷凝水换热,吸收排出冷凝器的冷凝水热量后,再混合进入冷凝器;排出冷凝器的冷凝水经调节阀与冲渣水出水管中的冲渣水混合后,经冲渣水排水泵排出系统;真空泵A排出不凝性气体分离器中的不凝性气体,真空泵B排出冷凝器中的不凝性气体。
5、如图3、图4所示,一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,外界冲渣水由冲渣水进水口进入不凝性气体分离器,冲渣水经过不凝性气体分离器分离不凝性气体后,进入蒸发器,高温高压蒸汽通过蒸汽进汽管进入喷射泵,在喷射泵的作用下,蒸发器内的压力低于冲渣水饱和水蒸汽压力,一小部分冲渣水不断蒸发吸热变为水蒸汽,剩余大部分冲渣水自身被冷却,释放热量,蒸发的水蒸汽被喷射泵吸入的吸气室,在喷射泵的混合段与喷嘴喷出的高温高压蒸汽混合,经过喷射泵的喉管段、扩压段,提高混合蒸汽的压力、温度,由压缩流体出口进入高温水换热器,与从末端进水口进入的末端循环水进行换热,通过充分的热交换后末端循环水由末端水出水口排出,高温高压水蒸汽冷凝成冷凝水经调节阀与冲渣水出水管中的冲渣水混合后,经冲渣水排水泵排出系统。
6、如图4所示,一种冲渣水供热系统,由高炉、冲渣水过滤器、蓄水池、冲渣水循环泵、切换阀A、切换阀B、冲渣水供水管、负压自冷却蒸汽喷射式热泵、冲渣水回水管、末端循环水泵、末端供水管、末端系统、末端回水管组成,供热时,切换阀A关闭,切换阀B开启,冲渣水由冲渣水过滤器粗过滤后,进入蓄水池,再由冲渣水循环泵加压经切换阀B、冲渣水供水管输送至负压自冷却蒸汽喷射式热泵提取冲渣水中的热量,被冷却的冲渣水经冲渣水回水管,回到高炉循环利用;末端循环水由末端回水管进入负压自冷却蒸汽喷射式热泵换热,末端循环水温度被提高后,经末端循环水泵、末端供水管进入末端系统对建筑物进行供热,循环水温度降低后,由末端回水管进入负压自冷却蒸汽喷射式热泵循环换热。
附图说明
图1-本实用新型提供的一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵第一种结构示意图
图2-本实用新型提供的一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵第二种结构示意图
图3-本实用新型提供的一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵第三种结构示意图
图4-喷射泵结构图
图5-本实用新型提供的一种冲渣水供热系统图
附图图面说明
图1、图2、图3、图4,1-冲渣水进水口;2-不凝性气体分离器;3-蒸发器;4-喷射泵;5-高压水泵;6-冷凝器;7-高温水循环泵;8-高温水换热器;9-过冷器;10-调节阀;11-冲渣水出水管;12-冲渣水排水泵;13-蒸汽进汽管;14-真空泵A;15-真空泵B;16-末端水进水口;17-末端水出水口;18-冲渣水出水口;19-工作流体进口;20-吸气室;21-喷嘴;22-混合段;23-喉管段;24-扩压段;25-压缩流体出口;26-引射流体进口;27-高炉;28-冲渣水过滤器;29-蓄水池;30-冲渣水循环泵;31-切换阀A;32-切换阀B;33-冲渣水供水管;34-负压自冷却蒸汽喷射式热泵;35-冲渣水回水管;36-末端循环水泵;37-末端供水管;38-末端系统;39-末端回水管。
具体实施方式
1、如图1、图4所示,一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,由冲渣水进水口(1)、不凝性气体分离器(2)、蒸发器(3)、喷射泵(4)、高压水泵(5)、冷凝器(6)、高温水循环泵(7)、高温水换热器(8)、过冷器(9)、调节阀(10)、冲渣水出水管(11)、冲渣水排水泵(12)、真空泵A(14)、真空泵B(15)、末端水进水口(16)、末端水出水口(17)、冲渣水出水口(18)组成,外界冲渣水由冲渣水进水口(1)进入不凝性气体分离器(2),冲渣水经过不凝性气体分离器(2)分离不凝性气体后,进入蒸发器(3),由高压水泵(5)将冷凝器(6)中的冷凝水由工作流体进口(19)高速打入喷射泵(4),在喷射泵(4)的作用下,蒸发器(3)产生负压,蒸发器(3)内的压力低于冲渣水饱和水蒸汽压力,一小部分冲渣水不断蒸发吸热变为水蒸汽,剩余大部分冲渣水自身被冷却,释放热量,蒸发的水蒸汽被喷射泵(4)吸入的吸气室(20),在喷射泵(4)的混合段(22)与喷嘴(21)喷出的高压水换热、冷凝、混合,提高喷嘴(21)喷出的高压水的温度,经过喷射泵(4)的喉管段(23)、扩压段(24),由压缩流体出口(25)回流到冷凝器(6);冷凝器(6)的冷凝水温度提高后,通过高温水循环泵(7)进入高温水换热器(8)与从末端进水口进入的末端循环水进行换热,通过充分的热交换后末端循环水由末端水出水口(17)排出,高温水被冷却,一部分水进入过冷器(9)与排出冷凝器(6)的冷凝水换热,吸收排出冷凝器(6)的冷凝水热量后,再混合进入冷凝器(6);排出冷凝器(6)的冷凝水经调节阀(10)与冲渣水出水管(11)中的冲渣水混合后,经冲渣水排水泵(12)排出系统;真空泵A(14)排出不凝性气体分离器(2)中的不凝性气体,真空泵B(15)排出冷凝器(6)中的不凝性气体。
2、如图1所示,进入蒸发器(3)的冲渣水,一少部分冲渣水蒸发成水蒸气,水蒸气含有极少的较小的颗粒杂质,不影响系统的压缩换热,冲渣水蒸发时自身被冷却降温,通过冲渣水的蒸发这种方式将冲渣水中热量提取出来,冲渣水中含有的杂质同被冷却降温的冲渣水通过冲渣水出水管(11)、冲渣水排水泵(12)由冲渣水出水管排出。
3、如图1所示,冷凝器(6)中的液位由调节阀(10)进行调节,冷凝器(6)中的液位高于设定值时,调节阀(10)开度增加,冷凝器(6)中的液位低于设定值时,调节阀(10)开度减小,蒸发器(3)中的液位由冲渣水排水泵(12)变频控制,蒸发器(3)中的液位高于设定值时,冲渣水排水泵(12)的频率增加,蒸发器(3)中的液位低于设定值时,冲渣水排水泵(12)频率减小。
4、如图2、图4所示,一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,外界冲渣水由冲渣水进水口(1)进入不凝性气体分离器(2),冲渣水经过不凝性气体分离器(2)分离不凝性气体后,进入蒸发器(3),高温高压蒸汽通过蒸汽进汽管(13)进入喷射泵(4),在喷射泵(4)的作用下,蒸发器(3)内的压力低于冲渣水饱和水蒸汽压力,一小部分冲渣水不断蒸发吸热变为水蒸汽,剩余大部分冲渣水自身被冷却,释放热量,蒸发的水蒸汽被喷射泵(4)吸入的吸气室(20),在喷射泵(4)的混合段(22)与喷嘴(21)喷出的高温高压蒸汽混合,经过喷射泵(4)的喉管段(23)、扩压段(24),提高混合蒸汽的压力、温度,由压缩流体出口(25)回流到冷凝器(6),与冷凝器内(6)的喷淋水进行换热,高温高压水蒸汽冷凝,与喷淋水混合形成高温水,高温水通过高温水循环泵(7)进入高温水换热器(8)与从末端进水口进入的末端循环水进行换热,通过充分的热交换后末端循环水由末端水出水口(17)排出,高温水被冷却,一部分水进入过冷器(9)与排出冷凝器(6)的冷凝水换热,吸收排出冷凝器(6)的冷凝水热量后,再混合进入冷凝器(6);排出冷凝器(6)的冷凝水经调节阀(10)与冲渣水出水管(11)中的冲渣水混合后,经冲渣水排水泵(12)排出系统;真空泵A(14)排出不凝性气体分离器(2)中的不凝性气体,真空泵B(15)排出冷凝器(6)中的不凝性气体。
5、如图3、图4所示,一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,外界冲渣水由冲渣水进水口(1)进入不凝性气体分离器(2),冲渣水经过不凝性气体分离器(2)分离不凝性气体后,进入蒸发器(3),高温高压蒸汽通过蒸汽进汽管(13)进入喷射泵(4),在喷射泵(4)的作用下,蒸发器(3)内的压力低于冲渣水饱和水蒸汽压力,一小部分冲渣水不断蒸发吸热变为水蒸汽,剩余大部分冲渣水自身被冷却,释放热量,蒸发的水蒸汽被喷射泵(4)吸入的吸气室(20),在喷射泵(4)的混合段(22)与喷嘴(21)喷出的高温高压蒸汽混合,经过喷射泵(4)的喉管段(23)、扩压段(24),提高混合蒸汽的压力、温度,由压缩流体出口(25)进入高温水换热器(8),与从末端进水口(16)进入的末端循环水进行换热,通过充分的热交换后末端循环水由末端水出水口(17)排出,高温高压水蒸汽冷凝成冷凝水经调节阀(10)与冲渣水出水管(11)中的冲渣水混合后,经冲渣水排水泵(12)排出系统。
6、如图4所示,一种冲渣水供热系统,由高炉(27)、冲渣水过滤器(28)、蓄水池(29)、冲渣水循环泵(30)、切换阀A(31)、切换阀B(32)、冲渣水供水管(33)、负压自冷却蒸汽喷射式热泵(34)、冲渣水回水管(35)、末端循环水泵(36)、末端供水管(37)、末端系统(38)、末端回水管(39)组成,供热时,切换阀A(31)关闭,切换阀B(32)开启,冲渣水由冲渣水过滤器(28)粗过滤后,进入蓄水池(29),再由冲渣水循环泵(30)加压经切换阀B(32)、冲渣水供水管(33)输送至负压自冷却蒸汽喷射式热泵(34)提取冲渣水中的热量,被冷却的冲渣水经冲渣水回水管(35),回到高炉循环利用;末端循环水由末端回水管(39)进入负压自冷却蒸汽喷射式热泵(34)换热,末端循环水温度被提高后,经末端循环水泵(36)、末端供水管进入末端系统(38)对建筑物进行供热,循环水温度降低后,由末端回水管(39)进入负压自冷却蒸汽喷射式热泵(34)循环换热。
Claims (6)
1.一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,其特征在于由冲渣水进水口(1)、不凝性气体分离器(2)、蒸发器(3)、喷射泵(4)、高压水泵(5)、冷凝器(6)、高温水循环泵(7)、高温水换热器(8)、过冷器(9)、调节阀(10)、冲渣水出水管(11)、冲渣水排水泵(12)、真空泵A(14)、真空泵B(15)、末端水进水口(16)、末端水出水口(17)、冲渣水出水口(18)组成,外界冲渣水由冲渣水进水口(1)进入不凝性气体分离器(2),冲渣水经过不凝性气体分离器(2)分离不凝性气体后,进入蒸发器(3),由高压水泵(5)将冷凝器(6)中的冷凝水由工作流体进口(19)高速打入喷射泵(4),在喷射泵(4)的作用下,蒸发器(3)产生负压,蒸发器(3)内的压力低于冲渣水饱和水蒸汽压力,一小部分冲渣水不断蒸发吸热变为水蒸汽,剩余大部分冲渣水自身被冷却,释放热量,蒸发的水蒸汽被喷射泵(4)吸入的吸气室(20),在喷射泵(4)的混合段(22)与喷嘴(21)喷出的高压水换热、冷凝、混合,提高喷嘴(21)喷出的高压水的温度,经过喷射泵(4)的喉管段(23)、扩压段(24),由压缩流体出口(25)回流到冷凝器(6);冷凝器(6)的冷凝水温度提高后,通过高温水循环泵(7)进入高温水换热器(8)与从末端进水口进入的末端循环水进行换热,通过充分的热交换后末端循环水由末端水出水口(17)排出,高温水被冷却,一部分水进入过冷器(9)与排出冷凝器(6)的冷凝水换热,吸收排出冷凝器(6)的冷凝水热量后,再混合进入冷凝器(6);排出冷凝器(6)的冷凝水经调节阀(10)与冲渣水出水管(11)中的冲渣水混合后,经冲渣水排水泵(12)排出系统;真空泵A(14)排出不凝性气体分离器(2)中的不凝性气体,真空泵B(15)排出冷凝器(6)中的不凝性气体。
2.根据权利要求1所述的一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,其特征在于进入蒸发器(3)的冲渣水,一少部分冲渣水蒸发成水蒸气,水蒸气含有极少的较小的颗粒杂质,不影响系统的压缩换热,冲渣水蒸发时自身被冷却降温,通过冲渣水的蒸发这种方式将冲渣水中热量提取出来,冲渣水中含有的杂质同被冷却降温的冲渣水通过冲渣水出水管(11)、冲渣水排水泵(12)由冲渣水出水管排出。
3.根据权利要求1所述的一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,其特征在于冷凝器(6)中的液位由调节阀(10)进行调节,冷凝器(6)中的液位高于设定值时,调节阀(10)开度增加,冷凝器(6)中的液位低于设定值时,调节阀(10)开度减小,蒸发器(3)中的液位由冲渣水排水泵(12)变频控制,蒸发器(3)中的液位高于设定值时,冲渣水排水泵(12)的频率增加,蒸发器(3)中的液位低于设定值时,冲渣水排水泵(12)频率减小。
4.一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,其特征在于外界冲渣水由冲渣水进水口(1)进入不凝性气体分离器(2),冲渣水经过不凝性气体分离器(2)分离不凝性气体后,进入蒸发器(3),高温高压蒸汽通过蒸汽进汽管(13)进入喷射泵(4),在喷射泵(4)的作用下,蒸发器(3)内的压力低于冲渣水饱和水蒸汽压力,一小部分冲渣水不断蒸发吸热变为水蒸汽,剩余大部分冲渣水自身被冷却,释放热量,蒸发的水蒸汽被喷射泵(4)吸入的吸气室(20),在喷射泵(4)的混合段(22)与喷嘴(21)喷出的高温高压蒸汽混合,经过喷射泵(4)的喉管段(23)、扩压段(24),提高混合蒸汽的压力、温度,由压缩流体出口(25)回流到冷凝器(6),与冷凝器(6)内的喷淋水进行换热,高温高压水蒸汽冷凝,与喷淋水混合形成高温水,高温水通过高温水循环泵(7)进入高温水换热器(8)与从末端进水口进入的末端循环水进行换热,通过充分的热交换后末端循环水由末端水出水口(17)排出,高温水被冷却,一部分水进入过冷器(9)与排出冷凝器(6)的冷凝水换热,吸收排出冷凝器(6)的冷凝水热量后,再混合进入冷凝器(6);排出冷凝器(6)的冷凝水经调节阀(10)与冲渣水出水管(11)中的冲渣水混合后,经冲渣水排水泵(12)排出系统;真空泵A(14)排出不凝性气体分离器(2)中的不凝性气体,真空泵B(15)排出冷凝器(6)中的不凝性气体。
5.一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,其特征在于外界冲渣水由冲渣水进水口(1)进入不凝性气体分离器(2),冲渣水经过不凝性气体分离器(2)分离不凝性气体后,进入蒸发器(3),高温高压蒸汽通过蒸汽进汽管(13)进入喷射泵(4),在喷射泵(4)的作用下,蒸发器(3)内的压力低于冲渣水饱和水蒸汽压力,一小部分冲渣水不断蒸发吸热变为水蒸汽,剩余大部分冲渣水自身被冷却,释放热量,蒸发的水蒸汽被喷射泵(4)吸入的吸气室(20),在喷射泵(4)的混合段(22)与喷嘴(21)喷出的高温高压蒸汽混合,经过喷射泵(4)的喉管段(23)、扩压段(24),提高混合蒸汽的压力、温度,由压缩流体出口(25)进入高温水换热器(8),与从末端进水口(16)进入的末端循环水进行换热,通过充分的热交换后末端循环水由末端水出水口(17)排出,高温高压水蒸汽冷凝成冷凝水经调节阀(10)与冲渣水出水管(11)中的冲渣水混合后,经冲渣水排水泵(12)排出系统。
6.一种冲渣水供热系统,其特征在于包含权利要求1-5所述的一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵,由高炉(27)、冲渣水过滤器(28)、蓄水池(29)、冲渣水循环泵(30)、切换阀A(31)、切换阀B(32)、冲渣水供水管(33)、负压自冷却蒸汽喷射式热泵(34)、冲渣水回水管(35)、末端循环水泵(36)、末端供水管(37)、末端系统(38)、末端回水管(39)组成,供热时,切换阀A(31)关闭,切换阀B(32)开启,冲渣水由冲渣水过滤器(28)粗过滤后,进入蓄水池(29),再由冲渣水循环泵(30)加压经切换阀B(32)、冲渣水供水管(33)输送至负压自冷却蒸汽喷射式热泵(34)提取冲渣水中的热量,被冷却的冲渣水经冲渣水回水管(35),回到高炉循环利用;末端循环水由末端回水管(39)进入负压自冷却蒸汽喷射式热泵(34)换热,末端循环水温度被提高后,经末端循环水泵(36)、末端供水管进入末端系统(38)对建筑物进行供热,循环水温度降低后,由末端回水管(39)进入负压自冷却蒸汽喷射式热泵(34)循环换热。
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CN201621433719.5U CN206817992U (zh) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | 一种负压自冷却蒸汽喷射式热泵及其系统 |
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