[发明专利]一种多压力级补气式高温热泵蒸汽系统

说明书

本发明涉及一种多压力级补气式高温热泵蒸汽系统，属于高温热泵系统应用扩展领域，所述热泵蒸汽系统包含热源入口，热源节流阀，蒸发器，热源出口，补气压缩机，主体压缩机，冷凝器，回热控制阀组，第一回热器，过冷器，一级膨胀阀，第一闪蒸器和二级膨胀阀等组件构成，通过系统内多级压力调控，有效提高系统制热效果及制蒸汽效率，高温热泵循环模块部分采用低压、中压、高压以及补气压四级压力有效控制循环冷媒的工作状态，降低系统内压缩机的耗功，提升系统制热效果进而提升了制蒸汽的效率，有利于高温热泵系统结构优化及热泵制蒸汽领域的进一步发展。

技术领域

本发明涉及了一种高温热泵蒸汽系统，特别涉及了一种多压力级补气式高温热泵蒸汽系统。

背景技术

随着热泵技术应用愈发广泛，人们希望将其用于蒸汽生产领域，因此对于热泵系统的供热温度要求逐步提升，导致了该种工况下系统压缩机的压比增大，然而现阶段对于高温热泵系统的研究相对不成熟，特别是对于较大压比工况下依然沿用传统热泵系统进行研究，以致大压比工况下热泵系统中压缩机的等熵效率、容积效率等性能参数较低，系统的制热性能不理想，此外当冷凝温度过高时，所采用冷媒在工作过程中易出现液击压缩机现象，极大降低了压缩机的使用寿命。为此本发明所提出了一种多压力级补气式高温热泵蒸汽系统，通过两台压缩机设置四级压力，分别为高压冷凝压力、低压蒸发压力、中压闪蒸压力及补气压力，当高、低压条件选定时，通过中压与补气压共同调控系统的热力学性能，使的系统最优阈值进一步得到精确，而采用补气的方式降低压缩机的功耗，调控冷媒的排气过热度，提升系统内高温热泵系统的制热量，以此提高系统的制蒸汽效率。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种多压力级补气式高温热泵蒸汽系统。

一种多压力级补气式高温热泵蒸汽系统，所述高温热泵蒸汽系统由供热源模块、高温热泵循环模块和蒸发模块组成，所述供热源模块、高温热泵循环模块和蒸发模块由热源入口、热源节流阀、蒸发器、热源出口、补气压缩机、主体压缩机、冷凝器、过冷器，回热控制阀组、第一回热器、一级膨胀阀、第一闪蒸器、第二回热器、二级膨胀阀、蒸发系统膨胀阀、第二闪蒸器、蒸汽出口、第一节流阀、汇流三通、第二节流阀、补充水入口和水泵组成，所述蒸发器、冷凝器、过冷器、第一回热器和第二回热器均包含热端和冷端；

所述供热源模块为：所述热源入口、热源节流阀、蒸发器的热端和热源出口依次连接构成供热源模块；

所述高温热泵循环模块为：所述蒸发器的冷端出口、补气压缩机、主体压缩机、冷凝器热端和过冷器热端依次连接进行冷媒补气与初步过冷，所述回热控制阀组的一侧与第一回热器的热端连接构成回热侧，所述回热控制阀组的另一侧与过冷器的热端出口连接构成过流侧，所述过流侧与和回热侧汇合后经过一级膨胀阀与第一闪蒸器连接，第一闪蒸器的一端通过第一回热器的冷端与主体压缩机连接，另一端与第二回热器热端入口连接，第二回热器热端出口连接二级膨胀阀，二级膨胀阀通过蒸发器冷端连接第二回热器的冷端，第二回热器的冷端出口与补气压缩机连接构成；

所述蒸发模块为：过冷器冷端与冷凝器冷端连接，冷凝器的冷端出口通过蒸发系统膨胀阀连接第二闪蒸器，第二闪蒸器一侧连接蒸汽出口，另一侧连接第一节流阀，补充水入口连接第二节流阀，第二节流阀与汇流三通的一侧连接，汇流三通另外两侧分别与第一节流阀和水泵连接，水泵与过冷器的冷端入口连接构成。

进一步地，所述蒸发器包括蒸发器管程和蒸发器壳程，蒸发器的热端设置两个通口分别是蒸发器的热端进口和出口，蒸发器的冷端设置两个通口，分别是蒸发器的冷端进口和出口，热源节流阀通过蒸发器的热端的进口与所述蒸发器管程连接，通过蒸发器管程向蒸发器壳程传热。