一種基于空氣源二氧化碳熱泵的小型蒸汽發生裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于空氣源二氧化碳熱泵的小型蒸汽發生裝置及方法，該裝置包括機械蒸汽再壓縮裝置、真空儲熱罐和空氣源二氧化碳熱泵；其方法為：首先用二氧化碳熱泵持續加熱真空儲熱罐內的水；然后通過機械蒸汽再壓縮裝置使真空儲熱罐內產生接近真空的條件，使得儲熱罐內水達到沸點而蒸發，可以得到低溫低壓的蒸汽；最后低溫低壓蒸汽通過機械蒸汽再壓縮裝置的壓縮來提升溫度和壓力，以達到工藝上的參數，從而形成一個以空氣源二氧化碳熱泵為熱源的小型蒸汽發生裝置；本蒸汽發生裝置可利用較少電能將水生成工藝上需要的蒸汽，滿足局部使用蒸汽的需求同時經濟合理。
【專利說明】
一種基于空氣源二氧化碳熱泵的小型蒸汽發生裝置及方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種小型蒸汽發生裝置，具體涉及一種基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置及方法。
【背景技術】
[0002]目前賓館酒店的洗衣房和醫院的消毒室等都需要大量蒸汽，傳統解決方案為市政蒸汽熱源或自建蒸汽鍋爐，以上都需要建立蒸汽輸送管網，除輸送熱損失外還要有較高的維護成本，同時無法根據需求實時控制鍋爐出力，造成設備偏大，使用率低下。如果以上功能房間使用小型蒸汽發生裝置，即可解決管網損失及維護費用，還可按需制汽。但是電熱蒸汽發生器的運行費用較高，因此需要一種節能的小型電力蒸汽發生裝置。
[0003]近年來，二氧化碳熱栗熱水器在國內外取得了長足的發展，不同于一般CFC熱栗熱水器，二氧化碳熱栗熱水器可在最低氣溫-20 0C的情況下提供90 0C的熱水，并且較CFC熱栗有較高的性能系數，其自然工質二氧化碳無毒、不可燃、臭氧破壞指數ODP為0、全球變暖潛值GWP為I，是熱栗系統工質替代中最有潛力的天然工質之一。二氧化碳熱栗系統憑借其獨特的性能，可以很輕松的制取60°C以上的熱水，良好的特性使得即使在低溫的環境下，也可以達到較高的能效比和熱水溫度。
[0004]機械蒸汽再壓縮裝置，其基本原理就是利用從蒸發器中分離出來的二次蒸汽在經過壓縮機之后，溫度、壓力升高，焓值增大，溫度升高后的蒸汽再送回到蒸發器的加熱室，作為加熱蒸汽使用使蒸發器內的溶液繼續蒸發，而本身則冷凝成水，重復上述過程。機械蒸汽再壓縮裝置已實現商業運行多年，并有較為成熟的設計和制造經驗。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置及方法，通過使空氣源二氧化碳熱栗、真空儲熱罐和機械蒸汽再壓縮裝置相結合的方式，使得可以通過空氣源熱栗制取符合工藝參數要求的蒸汽。
[0006]為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0007]—種基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置，包括依次連接的空氣源二氧化碳熱栗1、真空儲熱罐2和機械蒸汽再壓縮裝置5，所述真空儲熱罐2連接有進水管道3和低溫蒸汽管道4，真空儲熱罐2內部設置有加熱盤管7用以連接空氣源二氧化碳熱栗I的氣體冷卻器，外部進行保溫處理，真空儲熱罐2內部還設置有液位控制器9，進水管道3上設置補水電磁閥;所述真空儲熱罐2通過低溫蒸汽管道4連接機械蒸汽再壓縮裝置5的入口，機械蒸汽再壓縮裝置5的出口連接高溫蒸汽管道6。
[0008]所述空氣源二氧化碳熱栗I的制冷劑為二氧化碳。
[0009]所述真空儲熱罐2的罐體上設溫度計、真空壓力表，底部的泄污管道8上設有手動排污閥。
[0010]所述真空儲熱罐2的加熱盤管7內的換熱介質為軟化水或導熱油。[0011 ]所述機械蒸汽再壓縮裝置5內設置變頻機構，根據實際需要蒸汽量來制取蒸汽。
[0012]所述真空儲熱罐2的體積取蒸汽發生量的1/10。
[0013]上述所述基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置產生蒸汽的方法，空氣源二氧化碳熱栗I制取的熱量持續加熱真空儲熱罐2內的水，通過機械蒸汽再壓縮裝置5使真空儲熱罐2內產生接近真空的條件，使得真空儲熱罐內水達到沸點而蒸發，得到低溫低壓的蒸汽;低溫低壓的蒸汽通過機械蒸汽再壓縮裝置5的壓縮來提升溫度和壓力，變成高溫高壓的蒸汽，以達到工藝上的參數要求，若單級壓縮無法達到要求的溫度，則采用二級壓縮來達到要求;真空儲熱罐2內的液位控制器9聯動補水電磁閥，當罐內水位低于最低值自動打開補水，當液位達到高點則自動關閉電磁閥;罐體底部設手動排污閥，經過一段時間使用后需要人工清理。
[0014]與現有的蒸汽發生裝置相比，本發明具有如下優點:
[0015]1、與電熱蒸汽發生器相比，運行費用大大降低，節能節費效果顯著。
[0016]2、與市政蒸汽熱源、自建燃氣鍋爐相比，無需建設復雜管道，免去輸送熱損失和管道維護成本，并能實時根據負荷需求改變蒸汽供應量，設備利用率高。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0019]如圖1所示，本發明一種基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置，包括依次連接的空氣源二氧化碳熱栗1、真空儲熱罐2和機械蒸汽再壓縮裝置5，所述真空儲熱罐2連接有進水管道3和低溫蒸汽管道4，真空儲熱罐2內部設置有加熱盤管7用以連接空氣源二氧化碳熱栗I的氣體冷卻器，外部進行保溫處理，真空儲熱罐2內部還設置有液位控制器9，進水管道3上設置補水電磁閥；所述真空儲熱罐2通過低溫蒸汽管道4連接機械蒸汽再壓縮裝置5的入口，機械蒸汽再壓縮裝置5的出口連接高溫蒸汽管道6。所述空氣源二氧化碳熱栗I的制冷劑為二氧化碳。
[0020]作為本發明的優選實施方式，所述真空儲熱罐2的罐體上設溫度計、真空壓力表，底部的泄污管道8上設有手動排污閥。
[0021]作為本發明的優選實施方式，所述真空儲熱罐2的加熱盤管7內的換熱介質為軟化水或導熱油。
[0022]作為本發明的優選實施方式，所述機械蒸汽再壓縮裝置5內設置變頻機構，根據實際需要蒸汽量來制取蒸汽。
[0023]所述真空儲熱罐2的體積取蒸汽發生量的1/10。
[0024]本發明基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置產生蒸汽的方法，空氣源二氧化碳熱栗I制取的熱量持續加熱真空儲熱罐2內的水，通過機械蒸汽再壓縮裝置5使真空儲熱罐2內產生接近真空的條件，使得真空儲熱罐內水達到沸點而蒸發，得到低溫低壓的蒸汽;低溫低壓的蒸汽通過機械蒸汽再壓縮裝置5的壓縮來提升溫度和壓力，變成高溫高壓的蒸汽，以達到工藝上的參數要求，若單級壓縮無法達到要求的溫度，還可以采用二級壓縮來達到要求;真空儲熱罐2內的液位控制器9聯動補水電磁閥，當罐內水位低于最低值自動打開補水，當液位達到高點則自動關閉電磁閥；儲熱罐的體積取蒸汽發生量的1/10，S卩6分鐘左右的蒸汽量。罐體底部設手動排污閥，經過一段時間使用后需要人工清理。
【主權項】
1.一種基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置，其特征在于:包括依次連接的空氣源二氧化碳熱栗(I)、真空儲熱罐(2)和機械蒸汽再壓縮裝置(5)，所述真空儲熱罐(2)連接有進水管道(3)和低溫蒸汽管道(4)，真空儲熱罐(2)內部設置有加熱盤管(7)用以連接空氣源二氧化碳熱栗(I)的氣體冷卻器，外部進行保溫處理，真空儲熱罐(2)內部還設置有液位控制器(9)，進水管道(3)上設置補水電磁閥；所述真空儲熱罐(2)通過低溫蒸汽管道(4)連接機械蒸汽再壓縮裝置(5)的入口，機械蒸汽再壓縮裝置(5)的出口連接高溫蒸汽管道(6)。2.根據權利要求1所述的一種基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置，其特征在于:所述空氣源二氧化碳熱栗(I)的制冷劑為二氧化碳。3.根據權利要求1所述的一種基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置，其特征在于:所述真空儲熱罐(2)的罐體上設溫度計、真空壓力表，底部的泄污管道(8)上設有手動排污閥。4.根據權利要求1所述的一種基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置，其特征在于:所述真空儲熱罐(2)的加熱盤管(7)內的換熱介質為軟化水或導熱油。5.根據權利要求1所述的一種基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置，其特征在于:所述機械蒸汽再壓縮裝置(5)內設置變頻機構，根據實際需要蒸汽量來制取蒸汽。6.根據權利要求1所述的一種基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置，其特征在于:所述真空儲熱罐(2)的體積取蒸汽發生量的1/10。7.權利要求1至6任一項所述基于空氣源二氧化碳熱栗的小型蒸汽發生裝置產生蒸汽的方法，其特征在于:空氣源二氧化碳熱栗(I)制取的熱量持續加熱真空儲熱罐(2)內的水，通過機械蒸汽再壓縮裝置(5)使真空儲熱罐(2)內產生接近真空的條件，使得真空儲熱罐內水達到沸點而蒸發，得到低溫低壓的蒸汽;低溫低壓的蒸汽通過機械蒸汽再壓縮裝置(5)的壓縮來提升溫度和壓力，變成高溫高壓的蒸汽，以達到工藝上的參數要求，若單級壓縮無法達到要求的溫度，則采用二級壓縮來達到要求;真空儲熱罐(2)內的液位控制器(9)聯動補水電磁閥，當罐內水位低于最低值自動打開補水，當液位達到高點則自動關閉電磁閥;罐體底部設手動排污閥，經過一段時間使用后需要人工清理。
【文檔編號】F22B1/00GK105841124SQ201610362251
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】徐方軍, 安建良
【申請人】陜西盛田能源服務股份有限公司