離心式高溫熱泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱能與動力工程領域，特別是涉及一種離心式高溫熱泵。
【背景技術】
[0002]熱電聯產集中供熱系統在我國北方城鎮供熱中的應用十分普遍。升高集中供熱系統的一次網供水溫度，有利于遠距離輸送熱水，大幅度提升熱水的傳輸效率。在傳統的熱電聯產集中供熱系統中，通常采用吸收式熱泵或非水制冷劑離心式熱泵對一次水進行加熱，提高一次網供水溫度。吸收式熱泵吸收發電后的乏氣和冷凝水中的能量對一次水加熱，其包括發生、冷凝、蒸發、吸收以及冷卻水與低壓水蒸氣換熱等五個過程，但只有吸收、冷凝過程對一次水進行兩級加熱；非水制冷劑離心式熱泵利用汽驅或電驅方式回收乏氣中的熱量，其包括冷凝、蒸發以及冷卻水與水蒸氣換熱等三個過程，但只有冷凝過程對一次水進行一級加熱。
【發明內容】
[0003]鑒于此，本發明提供了一種換熱過程少，加熱級數多，能效比高的離心式高溫熱栗O
[0004]為達到發明目的，本發明提供一種離心式高溫熱泵，包括多級壓縮機，驅動裝置和N個汽水換熱器；
[0005]所述多級壓縮機包括殼體，設置在所述殼體內的轉動軸和固定在所述轉動軸上的N個葉輪；
[0006]所述殼體分為N段，每段殼體內都設置有一個葉輪，所述每段殼體和位于所述每段殼體內的所述葉輪構成所述多級壓縮機的一級；
[0007]所述轉動軸穿過所述殼體的一端與所述驅動裝置連接，能夠在所述驅動裝置的帶動下轉動；
[0008]所述多級壓縮機的每一級都對應一個所述汽水換熱器，并與對應的所述汽水換熱器連通；
[0009]所述N個汽水換熱器之間依次連通；
[0010]其中，N為大于等于3的整數。
[0011]作為一種可實施例，每個所述汽水換熱器的回流管路上都設置有節流裝置。
[0012]作為一種可實施例，還包括連通所述多級壓縮機的第η級對應的汽水換熱器和第η+1級殼體的降溫裝置；
[0013]其中，I彡 η 彡 Ν-1。
[0014]作為一種可實施例，所述降溫裝置包括噴液裝置，凝結水泵和噴液回路；
[0015]所述噴液裝置設置在所述多級壓縮機的第η+1級殼體內；
[0016]所述噴液回路連通所述多級壓縮機的第η級對應的所述汽水換熱器和所述第η+1級殼體內的所述噴液裝置；
[0017]所述凝結水泵設置在所述噴液管路上。
[0018]作為一種可實施例，所述降溫裝置還包括集液裝置和集液管路；
[0019]所述集液裝置設置在所述多級壓縮機的第η+1級殼體內，且位于所述噴液裝置下方；
[0020]所述集液管路連通所述多級壓縮機的第η級對應的所述汽水換熱器和所述集液
目.ο
[0021 ] 作為一種可實施例，所述驅動裝置為電機或汽輪機。
[0022]作為一種可實施例，還包括與所述汽輪機連通的第Ν+1汽水換熱器；
[0023]所述第Ν+1汽水換熱器與所述多級壓縮機的第N級對應的汽水換熱器連通。
[0024]作為一種可實施例，所述第Ν+1汽水換熱器的回流管路上設置有節流裝置。
[0025]作為一種可實施例，所述殼體為漸縮式梯階結構。
[0026]作為一種可實施例，所述N的值為3。
[0027]本發明的有益效果包括:
[0028]本發明的離心式高溫熱泵，多級壓縮機內的多級葉輪對乏氣進行N級壓縮，并在相應的汽水換熱器中進行冷凝換熱，實現對一次水的梯級加熱，使得傳熱過程更加匹配，換熱效率更加高效，僅在汽水換熱器中進行冷凝換熱，換熱過程少，熱量損失少，能有效提高離心式高溫熱泵的能效比。同時，直接對發電后的乏氣進行壓縮，充分利用水蒸氣發電后的余熱，節約環保。采用汽輪機作為驅動裝置的離心式高溫熱泵，節約高品位的電能，能效較尚O
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明的離心式高溫熱泵的一實施例的結構示意圖；
[0030]圖2為本發明的離心式高溫熱泵的另一實施例的結構示意圖；
[0031]圖3為本發明的離心式高溫熱泵的又一實施例的結構示意圖。
[0032]附圖標記說明:
[0033]I多級壓縮機，10殼體，11轉動軸，12 一級葉輪，13 二級葉輪，14三級葉輪，2驅動裝置，20電機，21汽輪機，30第一汽水換熱器，31第二汽水換熱器，32第三汽水換熱器，33第四汽水換熱器，40第一節流裝置，41第二節流裝置，42第三節流裝置，43第四節流裝置，50第一噴液裝置，51第一冷凝水泵，52第一集液裝置，53第二噴液裝置，54第二冷凝水泵，55第二集液裝置。
【具體實施方式】
[0034]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例對本發明離心式高溫熱泵進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0035]參見圖1，本發明實施例提供一種離心式高溫熱泵，包括多級壓縮機1，驅動裝置2和N個汽水換熱器3。多級壓縮機I包括殼體10，設置在殼體10內的轉動軸11和固定在轉動軸11上的N個葉輪。殼體10分為N段，每段殼體內都設置有一個葉輪，每段殼體和位于每段殼體內的葉輪構成多級壓縮機的一級，轉動軸11穿過殼體10的一端與驅動裝置2連接，能夠在驅動裝置2的帶動下轉動，多級壓縮機I的每一級都對應一個汽水換熱，并與對應的汽水換熱器連通，N個汽水換熱器之間依次連通，其中，N為大于等于3的整數。
[0036]本發明的離心式高溫熱泵，驅動裝置2帶動轉動軸11旋轉，轉動軸I旋轉帶動N個葉輪的串聯工作，發電后的乏氣進入多級壓縮機I后，多級壓縮機I中的一級葉輪對乏氣進行一級壓縮，壓縮后的蒸汽部分進入一級葉輪對應的汽水換熱器中，與該汽水換熱器中的一次水進行換熱，另一部分進入二級葉輪中進行二級壓縮，進行二級壓縮后的蒸汽部分進入二級葉輪對應的汽水換熱器中，與該汽水換熱器中的一次水進行換熱器，另一部分進入三級葉輪中進行三級壓縮，依次類推，至少進行三級壓縮和換熱，實現對一次水梯級加熱，使得傳熱過程更匹配，換熱效率更高。并且，本發明的離心式高溫熱泵僅在汽水換熱器中進行一個冷凝換熱，換熱過程少，熱量損失少，能將離心式高溫熱泵的能效比提高10%以上。其中，多級壓縮機I的第一級對應的汽水換熱器上設有一次水進水口，一次水通過該進水口流入汽水換熱器中，多級壓縮機的第N級對應的汽水換熱器上設有一次水出水口，經過多級加熱后的一次水通過該出水口流出。多個汽水換熱器之間依次連通，進行換熱后的一次水依次向其后的汽水換熱器中流動，直至在多級壓縮機第N級對應的汽水換熱器中流出溫度最高的一次水，達到制熱出水溫度較高的效果，實現高效的遠距離輸送熱水。其中，乏氣進入多級壓縮機的位置為多級壓縮機的第一級。多級壓縮機的殼體10為筒狀結構，葉輪在殼體10內順次等間隔設置，每個葉輪和每個葉輪所在的殼體構成多級壓縮機的一級。
[0037]其中，需要說明的是，本發明的離心式高溫熱泵，直接對發電后的乏氣進行壓縮，充分利用了水蒸氣發電后的余熱，達到節能環保的效果。
[0038]作為一種可實施方式，每個汽水換熱器的回流管路上都設置有節流裝置。節流裝置有降溫、減壓的作用，回流管路連通汽水換熱器和鍋爐，換熱后的冷凝水經節流裝置降溫、減壓后輸送回鍋爐。
[0039]參見圖1，在其中一個實施例中，多級壓縮機內有三個葉輪，分別為一級葉輪12，二級葉輪13和三級葉輪14，多級壓縮機分為三段，一級葉輪12和一級葉輪12所在的殼體構成壓縮機的第一級，二級葉輪13和二級葉輪13所在的殼體構成壓縮機的第二級，三級葉輪14和三級葉輪14所在的殼體構成壓縮機的第三級，與多級壓縮機的第一級連通的汽水換熱器為第一汽水換熱器30，與多級壓縮機的第二級連通的汽水換熱器為第二汽水換熱器31，與多級壓縮機的第三級連通的汽水換熱器為第三汽水換熱器32，第一汽水換熱器30的回流管路上設置有第一節流裝置40，第一汽水換熱器30內的冷凝水經過第一節流裝置40降溫、減壓后返回鍋爐；第二汽水換熱器31的回流管路上設置有第二節流裝置41，第二汽水換熱器31內的冷凝水經過第二節流裝置41降溫、減壓后，返回鍋爐；第三汽水換熱器32的回流管路上設置有第三節流裝置42，第三汽水換熱器32內的冷凝水經過第三節流裝置42降溫、減壓后，返回鍋爐。
[0040]作為一種可實施方式，還包括連通多級壓縮機的第η級對應的汽水換熱器與多級壓縮機的第η+1級殼體的降溫裝置，其中，I < n ( N-1o
[0041]作為一種可實施方式，降溫裝置包括噴液裝置，凝結水泵和噴液回路。噴液裝置設置在多級壓縮機的第η+1級殼體內，噴液回路連通多級壓縮機的第η級對應的汽水換熱器和所述第η+1級殼體內的噴液裝置，凝結水泵設置在噴液管路上。
[0042]作為一種可實施方式，降溫裝置還包括集液裝置和集液管路。集液裝置設置在多級壓縮機的第η+1級殼體內，且位于噴液裝置下方，集液管路連通多級壓縮機的第η級對應的汽水換熱器和集液