[实用新型]变声速增压热泵式换热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及热能装置领域，尤其是热泵式换热装置。

背景技术

无论是工业领域还是生活领域都离不开以蒸汽为热源的供热系统。为了提高热能的利用效率一般采用由热源产生蒸汽的一级热网通过换热器将热能传输给作为二级热网的应用终端。目前常用的换热器有波纹板式换热器、螺旋板式换热器，和管壳式换热器等。这些换热器的一级热网介质和二级热网介质是分隔开的，分隔板即为传热面，一般流道狭窄、阻力大、压力损失大、介质需要用大功率泵输送直接影响到电量耗用大，运行费用高；因为在传热面两侧温差大，在二级热网传热侧面易结垢且清洗困难，维护保养费用高，而且设备较大，占地面积大，还需多台循环泵配合起来运行。为了克服上述换热器的缺点，开发出了热泵式换热装置，就是将蒸汽介质直接喷射入水介质中，没有传热面，在汽液混合过程中直接发生传热、传质、能量和动量的传递，产生迅速加热和增压的双重效果，不仅使出水温度达到供热的要求，而且在设计工况下基本上可取代循环泵，具有换热效率高、不结垢、不泄漏，维护工作量小、造价低的效果。此种热泵式换热装置还存在着蒸汽与进水量的配比是固定不可调的，所以对于一台具体的热泵式换热装置不能满足不同工况下对不同的汽水配比的要求，进而影响效率的进一步提高和建设成本的进一步降低。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种结构简单，操作方便，能在线改变传热介质压力、流量的变声速增压热泵式换热装置。

实现上述目的的技术方案为：

变声速增压热泵式换热装置，在壳体内部中段，具有蒸汽喷管，在蒸汽喷管侧面上方的壳体上装有蒸汽进口，在蒸汽喷管缩口部分的侧面相邻壳体上装有进水口，在蒸汽喷嘴前端为汽水混合腔，在汽水混合腔前端为扩压器，蒸汽喷管上部外侧面与相邻的壳体内侧面为活动接触，在蒸汽喷管的蒸汽进口端的中心位置装有中心轴，中心轴向上延伸，从壳体上端盖伸出，中心轴通过螺纹与壳体上端盖转动连接在中心轴上端装有手轮。

本实用新型在工作时可转动手轮，使蒸汽喷管在壳体内上、下移动，以便根据热网的要求，调节进水口的大小，控制进水量，调节传热介质的压力，具备了增压的功能和良好的变工况适应性。本实用新型利用很低的蒸汽压力和蒸汽的潜热，达到传热介质快速加压加热，并以声速或亚声速、跨声速喷出，不但可输出高于蒸汽压力若干倍的出水压力，而且还达到了一定的流量，从而减少驱动泵的功率；在传热介质的高速冲刷下能有效避免水击、汽蚀，正常运行时噪声小于70分贝。

本实用新型的工作条件为：

进汽压力：0.05MPa-1.0MPa

进水压力：0.05MPa-1.3MPa

供水温度：55℃-130℃

供水压力：0.1MPa-1.5MPa

本实用新型具有以下有益效果：

1、节电：实现无泵自增压输出，换热器配置循环泵时功率可以较传统换热器配备的循环泵功率小50％-100％，因此节电50％-100％。

2、节省蒸汽、换热效率高：热效率为99％以上，十年不变，换热过程中无冷凝水热损耗，因此可大大节省蒸汽耗量(10％以上)。

3、不结垢：无换热面，在高速汽、水冲刷的其它面上也不结垢，可节省检修费用及时间，不需用软化水处理系统，水质适应性强，可直接使用井水和自来水。

4、无需专用补水系统，蒸汽和冷水混合后变成冷凝水参与系统运行，系统压力不断升高，需要配备安全阀排水降压。

5、免维护：无运转部件和严格的密封要求，无需清垢和防锈处理，结构十年内免维护使用。

6、安装方便：结构轻便体积小，可根据安装条件布置现场，占用空间小，大量节省基建投资费用，改造原系统时旧设备无须拆除，部分设备可继续配套使用；改造时间短，基本不影响设备正常运行，节省土地、安装费用60％以上。

7、坚固耐用，系统故障率低，安全性、可靠性大为提高：可在任何现场条件下使用，如露天、潮湿、灰尘、振动和环境差的窄小空间。

8、投资回报率高，一年基本可收回全部投资。

本实用新型的应用范围如下：

1、以蒸汽为热源的工业热水系统，如发电、纺织、印染、皮革、酿酒、造纸以及其它须热水的生产工艺过程；

2、以蒸汽为热源的集中供热系统，如生活区、办公楼、宾馆、厂房等采暖和生活热水系统；

3、作为高效均质混合设备可用于给定计量、搅拌、均压、消毒杀菌等。如印染和混奶的均质器，重油与蒸汽的混合器等；

4、电力行业，可代替换高低压加热器，除盐水加热器等；