CN211575602U - 一种带引射器的水蒸气热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带引射器的水蒸气热泵系统，包括闪蒸罐(2)，闪蒸罐底部的液态工质出口，通过膨胀阀(7)与蒸发器(1)的第一工质进口相连通；蒸发器的第一热泵工质出口，与引射器(5)的被引射端相连通；引射器的制冷剂出口，与闪蒸罐内部相连通；冷凝器的工质出口与比例调节阀的进液口相连通；比例调节阀的第一出液口，与引射器的喷嘴端相连通；蒸发器的第二工质进口，通过第一电磁阀(6)与进料管相连通。本实用新型通过在水蒸气热泵上增加一个引射器，提高热泵压缩机的吸气压力，降低节流损失；同时对压缩机喷水降温，降低排气温度。

Description

一种带引射器的水蒸气热泵系统

技术领域

本实用新型涉及余热回收技术领域，特别是涉及一种带引射器的水蒸气热泵系统。

背景技术

目前，随着经济科技快速发展，能源消耗日益严重。目前，余热回收利用成为人们关注的热点。在生产生活中存在大量较低温度(例如30℃～40℃)的低品位余热，例如制冷系统冷凝热，这部分低品位余热往往直接排放到环境中，造成大量能源浪费。如何高效回收低品位热量，是目前面临的重要问题。

水蒸气热泵作为余热回收一种重要技术手段，越来越多应用在余热回收领域。由于水蒸气具有分子量低、绝热指数高以及比容大的物理性质，决定了水蒸气热泵系统具有压差小、压比大、单位容积制冷量小、容积流量大、排气温度高等特点，对压缩机要求高，因此造成水蒸气热泵效率较低。

因此，在回收工业中较低温度(例如30℃～40℃)的低品位热量时，如何提高水蒸气热泵效率，降低系统压比和排气温度，成为低品位余热回收的重要问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术问题，提供一种带引射器的水蒸气热泵系统。

为此，本实用新型提供了一种带引射器的水蒸气热泵系统，包括蒸发器、闪蒸罐、热泵压缩机、冷凝器和引射器，其中：

闪蒸罐底部的液态工质出口，通过膨胀阀与蒸发器的第一工质进口相连通；

蒸发器的第一热泵工质出口，与引射器的被引射端相连通；

引射器的制冷剂出口，与闪蒸罐内部相连通；

闪蒸罐上部右侧的蒸汽出口，与热泵压缩机的蒸汽进口相连通；

热泵压缩机的蒸汽出口通过第三电磁阀，与冷凝器的工质进口相连通；

冷凝器的工质出口，与比例调节阀的进液口相连通；

比例调节阀的第一出液口，与引射器的喷嘴端相连通；

蒸发器的第二工质进口，通过第一电磁阀与进料管相连通。

其中，闪蒸罐上部左侧具有的排气口，通过第二电磁阀与真空泵相连通。

其中，比例调节阀的第二出液口，与热泵压缩机的工质水进口相连通。

其中，冷凝器的冷却水进口与冷却水进水管相连通；

冷凝器的冷却水出口与冷却水出水管相连通。

其中，蒸发器的第二工质出口通过一根排出管，与外部容器相连通。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种带引射器的水蒸气热泵系统，其通过在水蒸气热泵上增加一个引射器，提高热泵压缩机的吸气压力，降低节流损失，同时对压缩机喷水降温，降低压缩机排气温度、压比及功耗，使热泵压缩机的选择范围更宽，有效回收工业中低品位余热，具有节能减排效果，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种带引射器的水蒸气热泵系统的结构示意图；

图中：1.蒸发器；2.闪蒸罐；3.热泵压缩机；4.冷凝器；5.引射器；

6.第一电磁阀；7.膨胀阀；8.真空泵；9.第二电磁阀；10.第三电磁阀；

11.冷却水进水管；12.冷却水出水管；13.比例调节阀；61.进料管；62.排出管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1，本实用新型提供了一种带引射器的水蒸气热泵系统，包括蒸发器1、闪蒸罐2、热泵压缩机3、冷凝器4和引射器5，其中：

闪蒸罐2底部的液态工质出口，通过膨胀阀7与蒸发器1的第一工质进口相连通；

蒸发器1的第一热泵工质出口，与引射器5的被引射端相连通；

引射器5的制冷剂出口，与闪蒸罐2内部相连通(通过中空的管道)；

闪蒸罐2上部右侧的蒸汽出口，与热泵压缩机3的蒸汽进口相连通(通过中空的管道)；

热泵压缩机3的蒸汽出口通过第三电磁阀10，与冷凝器4的工质进口相连通(通过中空的管道)；

冷凝器4的工质出口，与比例调节阀13的进液口a相连通；

需要说明的是，冷凝器4的工质进口与工质出口之间，通过中空的工质换热管相连通，该换热管位于冷凝器4中。

比例调节阀13的第一出液口b，与引射器5的喷嘴端相连通(通过中空的管道)。

具体实现上，闪蒸罐2上部左侧具有的排气口，通过第二电磁阀9与真空泵8相连通(通过中空的管道)。

具体实现上，比例调节阀13的第二出液口c，与热泵压缩机3的工质水进口相连通(通过中空的管道)，用于对热泵压缩机3进行喷水降温。

具体实现上，冷凝器4的冷却水进口与冷却水进水管11相连通，冷却水进水管11用于接收外界冷却水，具体可以用于连接外部的自来水管道(具体可以通过供水泵与外部的自来水管道相连通)；

冷凝器4的冷却水出口与冷却水出水管12相连通，冷却水出水管12用于输出加热后的水给用户使用，具体可以连接外部的用户用水设备(例如用户的储水器或者用户的安装有龙头的家用热水管道)。

需要说明的是，冷凝器4的冷却水进口与冷却水出口之间，通过中空的冷却水换热管相连通，该换热管位于冷凝器4中，且与冷凝器4中的工质换热管相接触。

具体实现上，蒸发器1的第二工质进口，通过第一电磁阀6与进料管61相连通；

蒸发器1的第二工质出口通过一根排出管62，与外部容器相连通(例如一个中空的储液罐)。

需要说明的是，需要说明的是，蒸发器1的第二工质进口与第二工质出口之间，通过一根中空的第二工质换热管相连通，该换热管位于蒸发器1中。此外，蒸发器1的第一热泵工质进口与第一热泵工质出口之间，通过一根中空的第一工质换热管相连通，该换热管位于蒸发器1中，且与第二工质换热管相接触。

具体实现上，进料管61，用于输入外部的低品位热量介质。

需要说明的是，对于本实用新型，具体实现上，低品位热量是指温度在30℃至60℃之间的低温余热，如制冷系统的冷凝热。

具体实现上，当低品位热量工质由外部制冷系统提供时，进料管61与制冷压缩机连接，制冷压缩机产生的制冷剂蒸汽通过进料管61进入换热器5或蒸发器1。

对于本实用新型，具体实现上，蒸发器1的作用是回收低品位热源的热量，蒸发器1可以采用降膜蒸发器，例如可以采用上海定泰蒸发器有限公司生产的DTZFQ O2型降膜蒸发器。

对于本实用新型，具体实现上，闪蒸罐2的作用是：让高压的饱和水进入比较低压的容器中后，由于压力的突然降低，使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水，例如可以采用南通源泉压力容器有限公司生产的闪蒸罐。

对于本实用新型，具体实现上，热泵压缩机3的作用是将低压水蒸气压缩成高温高压水蒸气，例如可以采用上海汉钟精机股份有限公司生产的RC2型螺杆压缩机。

对于本实用新型，具体实现上，冷凝器4的作用是将系统回收的热量转移给用户，冷凝器4可以采用板式换热器，例如可以采用上海嘉遵机械设备有限公司生产的JZGL30型板式换热器。

对于本实用新型，具体实现上，引射器5的作用是利用冷凝器4出来的高压流体引射蒸发器1出来的低压蒸汽，提高低压蒸汽压力，例如可以采用浙江亿镨能源科技有限公司生产的YPH-5型引射器。

在本实用新型中，需要说明的是，任意两个相互连通的部件之间是通过一段管道相连通。

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面就本实用新型的工作过程进行说明。

对于带引射器的水蒸气热泵：在水蒸气热泵开式启动前，先通过真空泵8、第二电磁阀9排出水蒸气热泵系统内不凝性气体，完成排气后，关闭真空泵8、第二电磁阀9，系统开始正常运行。

低品位热量工质通过第一电磁阀6进入蒸发器1释放热量，降温后排出蒸发器1；低温的工质水进入蒸发器1中，吸收低品位热量工质释放的热量，升温至30℃～40℃后蒸发；来自比例调节阀13的高温高压工质水，进入引射器5产生卷吸流动，将蒸发器1的蒸汽吸入引射器5，两股流体(即包括高温高压工质水和蒸发器1的蒸汽)在引射器5内混合后，以高于蒸发压力的状态进入闪蒸罐2进行气液分离；闪蒸罐2内分离的蒸汽进入热泵压缩机3，被压缩成高温高压水蒸气，高温高压的水蒸汽经第三电磁阀10进入冷凝器4，与外界冷却水进行换热；外界冷却水经冷却水进水管11进入冷凝器4进行换热，升温后，再通过冷却水排水管12向外排出供给用户使用；水蒸气经过冷凝器4冷凝后形成的冷凝水，经比例调节阀13分为两路，一路进入热泵压缩机3进行喷水降温，另一路进入引射器5产生卷吸流动；闪蒸罐2内分离后的液态工质水，后经膨胀阀7节流降压后进入蒸发器1继续吸热参与下一轮循环。

在本实用新型中，具体实现上，如图1所示，带引射器的水蒸气热泵系统采用水为工质，能够产生70℃～90℃热水，可用于供暖、洗浴等日常生产生活领域。

在本实用新型中，具体实现上，如图1所示，带引射器的水蒸气热泵通过比例调节阀13将冷凝器4产生的一部分冷凝水注入热泵压缩机3，对压缩机进行喷水降温，以降低排气温度，保护热泵压缩机3。

在本实用新型中，具体实现上，如图1所示，引射器5通过来自比例调节阀13的高温高压工质水，在引射器5中产生卷吸流动，将蒸发器1的蒸汽吸入引射器5，两股流体在引射器5内混合后，以高于蒸发压力的状态进入闪蒸罐2，提高了吸气压力，降低热泵压缩机3压比和功耗。

需要说明的是，对于本实用新型，工质水在蒸发器壳程与管程内。较低温度(例如30℃～40℃)的低品位热源换热蒸发；来自比例调节阀的高温高压工质水进入引射器产生卷吸流动，将蒸发器的蒸汽吸入引射器，两股流体在引射器内混合后，以高于蒸发压力的状态进入闪蒸罐气液分离；其中，分离的蒸汽，经过热泵压缩机压缩后与外界冷却水换热，冷却水升温到70℃～90℃后供给用户使用；而分离的液体，通过膨胀阀节流降压后进入蒸发器吸热蒸发；同时将冷凝器出来的冷凝水通过比例调节阀对压缩机喷水降温。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种带引射器的水蒸气热泵系统，其通过在水蒸气热泵上增加一个引射器，提高热泵压缩机的吸气压力，降低节流损失，同时对压缩机喷水降温，降低压缩机排气温度、压比及功耗，使热泵压缩机的选择范围更宽，有效回收工业中低品位余热，具有节能减排效果，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种带引射器的水蒸气热泵系统，其特征在于，包括蒸发器(1)、闪蒸罐(2)、热泵压缩机(3)、冷凝器(4)和引射器(5)，其中：

闪蒸罐(2)底部的液态工质出口，通过膨胀阀(7)与蒸发器(1)的第一工质进口相连通；

蒸发器(1)的第一热泵工质出口，与引射器(5)的被引射端相连通；

引射器(5)的制冷剂出口，与闪蒸罐(2)内部相连通；

闪蒸罐(2)上部右侧的蒸汽出口，与热泵压缩机(3)的蒸汽进口相连通；

热泵压缩机(3)的蒸汽出口通过第三电磁阀(10)，与冷凝器(4)的工质进口相连通；

冷凝器(4)的工质出口，与比例调节阀(13)的进液口相连通；

比例调节阀(13)的第一出液口，与引射器(5)的喷嘴端相连通；

蒸发器(1)的第二工质进口，通过第一电磁阀(6)与进料管(61)相连通。

2.如权利要求1所述的带引射器的水蒸气热泵系统，其特征在于，闪蒸罐(2)上部左侧具有的排气口，通过第二电磁阀(9)与真空泵(8)相连通。

3.如权利要求1所述的带引射器的水蒸气热泵系统，其特征在于，比例调节阀(13)的第二出液口，与热泵压缩机(3)的工质水进口相连通。

4.如权利要求1至3中任一项所述的带引射器的水蒸气热泵系统，其特征在于，冷凝器(4)的冷却水进口与冷却水进水管(11)相连通；

冷凝器(4)的冷却水出口与冷却水出水管(12)相连通。

5.如权利要求1至3中任一项所述的带引射器的水蒸气热泵系统，其特征在于，蒸发器(1)的第二工质出口通过一根排出管(62)，与外部容器相连通。

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