喷射增焓相变增压水蒸汽热泵制造技术

喷射增焓相变增压水蒸汽热泵，设同轴顺次连接的进汽室、有加热外套的一支以上拉瓦尔喷管组件、收敛段有加热外套的一支以上收敛-扩张型扩压器组件及扩容减压管；加热外套是在外壁固定加热片和外装密闭的蒸汽加热套。喷管进口为低压水蒸汽，且进口压强大于出口的2倍，喷管出口至扩压器喉道汽流干度X＜1；扩压器出口小于喷管进口压强。利用拉瓦尔喷管和真空技术，将低压水蒸汽加速为超音速的含湿蒸汽，利用湿蒸汽特性使汽流在等温状态下增焓，利用扩压器将超音速湿蒸汽流转变为低亚音速的饱和水蒸汽，利用饱和水蒸汽温度、压力、热焓对应的特性实现非压缩方式的相变增压，热泵能耗比现有机械压缩器低数倍，比蒸汽喷射热泵低数十倍。可用于水蒸汽增压回热系统。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

喷射增焓相变增压水蒸汽热泵(一 )
喷射增焓相变增压水蒸汽热泵，属热泵系统设备(F25B)。( 二)
技术介绍
蒸发节能、低压水蒸汽的回用、冷凝废水的余热回收等均是当今节能环保需要急迫解决的问题。解决此问题的途径只能是将低压水蒸汽增压后循环利用。水蒸汽的循环利用需要节能型热泵。热泵的作用就是将低压水蒸汽增压为高压水蒸汽。现有的水蒸汽热泵有机械压缩式和喷射压缩式两种，分别通过机械压缩方式和高压水蒸汽引射方式使低压水蒸汽增温增压，两者均为绝热压缩过程。从原理上讲，对饱和水蒸汽进行绝热压缩，其终态必为过热状态，其中80%以上的能量消耗于蒸汽的过热，不足 20%的能量用于增压，且随压缩比的增大而陡增，也就是说，水蒸汽绝热压缩是非常耗能的过程。例如将80°C的饱和水蒸汽增压为100°C压力下的水蒸汽，压缩比2. 1，理论的绝热压缩能耗为167kj/kg，实际情况远大于此数值。在相同要求下，若采用喷射热泵增压，压缩比1. 8-2. 0，引射系数0. 8-1. 0，相当于喷射热泵的压缩能耗为2500-2740kj/kg。但仔细分析饱和水蒸汽的热力性质，便发现，饱和水蒸汽的温度和压力变化很大时，其热焓变化并不大。见表1中，100°C与80°C饱和水蒸汽的热焓差仅32kj/kg，而Ikwh电的热能是3545kj。 表权利要求1.喷射增焓相变增压水蒸汽热泵，其特征是i)设同轴顺次连接的被增压水蒸汽的进汽室(1)、有加热外套的一支以上拉瓦尔喷管组件(2、2A)、收敛段有加热外套的一支以上收敛-扩张型扩压器组件(3、3A)以及扩容减压管；其中，加热外套是指分别在拉瓦尔喷管(2. 2)和扩压器收敛段(3. 7)外壁固定加热片，并在加热片外装有密闭的通有蒸汽的喷管加热套(2.6)和收敛段加热套(3.6) ；ii)拉瓦尔喷管进口蒸汽压强P2a为低压水蒸汽压强；且进口蒸汽压强P2a/出口蒸汽压强P2b > 2 ；iii)从拉瓦尔喷管出口面Ob)处至收敛-扩张型扩压器喉道出口(3C)处这一段(Lx) 汽流干度X< 1 ；iv)收敛-扩张型扩压器出口压强Pa<拉瓦尔喷管进口压强P2a;v)扩容减压管⑷采用圆柱-圆锥-圆柱形，进口面积、乂出口面积S4b >3。2.按权利要求1所述水蒸汽热泵，其特征是喷管加热套(2.6)和收敛段加热套(3.6) 之间设有蒸汽通道O. 7)，并在喷管加热套(2. 首端设加热蒸汽进口 O. 5)，在收敛段加热套(3. 6)末端设冷凝水出口 (3. 4)。3.按权利要求1所述水蒸汽热泵，其特征是两支以上的拉瓦尔喷管组件(2A)和收敛-扩张型扩压器组件(3A)各采用一个整体的多喷管加热套(2. 6A)和多管收敛段加热套 (3. 6A)。4.按权利要求3所述水蒸汽热泵，其特征是多喷管加热套(2.6A)和多管收敛段加热套 (3.6A)之间设有蒸汽通道(2. 7A)，并在多喷管加热套首端设加热蒸汽进口(2.5A)，在多管收敛段加热套末端设冷凝水出口(3.4A)。5.按权利要求1所述水蒸汽热泵，其特征是进汽室(1)、有加热外套的一支以上拉瓦尔喷管组件0、2A)和收敛段有加热外套的一支以上扩压器组件(3、3A)之间用法兰螺拴连接或焊接。专利摘要喷射增焓相变增压水蒸汽热泵，设同轴顺次连接的进汽室、有加热外套的一支以上拉瓦尔喷管组件、收敛段有加热外套的一支以上收敛-扩张型扩压器组件及扩容减压管；加热外套是在外壁固定加热片和外装密闭的蒸汽加热套。喷管进口为低压水蒸汽，且进口压强大于出口的2倍，喷管出口至扩压器喉道汽流干度X＜1；扩压器出口小于喷管进口压强。利用拉瓦尔喷管和真空技术，将低压水蒸汽加速为超音速的含湿蒸汽，利用湿蒸汽特性使汽流在等温状态下增焓，利用扩压器将超音速湿蒸汽流转变为低亚音速的饱和水蒸汽，利用饱和水蒸汽温度、压力、热焓对应的特性实现非压缩方式的相变增压，热泵能耗比现有机械压缩器低数倍，比蒸汽喷射热泵低数十倍。可用于水蒸汽增压回热系统。文档编号F25B30/00GK202109700SQ20112010206公开日2012年1月11日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日专利技术者魏仕英 申请人:魏仕英本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．喷射增焓相变增压水蒸汽热泵，其特征是：ｉ）设同轴顺次连接的被增压水蒸汽的进汽室（１）、有加热外套的一支以上拉瓦尔喷管组件（２、２Ａ）、收敛段有加热外套的一支以上收敛－扩张型扩压器组件（３、３Ａ）以及扩容减压管（４）；其中，加热外套是指分别在拉瓦尔喷管（２．２）和扩压器收敛段（３．７）外壁固定加热片，并在加热片外装有密闭的通有蒸汽的喷管加热套（２．６）和收敛段加热套（３．６）；ｉｉ）拉瓦尔喷管进口蒸汽压强Ｐ２ａ为低压水蒸汽压强；且进口蒸汽压强Ｐ２ａ／出口蒸汽压强Ｐ２ｂ＞２；ｉｉｉ）从拉瓦尔喷管出口面（２ｂ）处至收敛－扩张型扩压器喉道出口（３Ｃ）处这一段（Ｌｘ）汽流干度Ｘ＜１；ｉｖ）收敛－扩张型扩压器出口压强Ｐ３ｂ＜拉瓦尔喷管进口压强Ｐ２ａ；ｖ）扩容减压管（４）采用圆柱－圆锥－圆柱形，进口面积Ｓ４ａ／出口面积Ｓ４ｂ＞３。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏仕英，
申请(专利权)人：魏仕英，
类型：实用新型
国别省市：90