专利名称：一种两级蒸发喷射式换热机组的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种两级蒸发喷射式换热机组，能大幅增大集中供热系统的一次网供、回水温差，提高一次网输送能力，属于能源技术领域，还主要用于工业余热、太阳能利用以大幅提高热利用率。
背景技术：
随着城市集中供热规模的不断增加和城市容积率的提高，北方城镇供热负荷的需求急剧增长，因环保因素的限制，新建集中热源一般在远离市区的郊区，集中热源产生的高温热水需要长距离的输送，从而导致管网输送能耗较高、管网投资较高，集中供热成本较高。此外，随着城市容积率的不断增大，原有供热管网因其辖区的建筑供热面积急剧增大、 供热负荷需求急剧增长，已凸显出热网供热能力不足的问题。对于常规换热机组，一次网供水温度因管网保温材料耐温极限的限制，不宜高于130°C ；—次网回水温度受到二次网回水温度的限制。常规集中供热技术的供/回水温度一般为130°C /70°C左右。如何大幅降低一次网回水温度、增大供回水温差以提高一次网热量输送能力，扩大集中热源供热半径、降低供热成本是目前亟待解决的技术难题，鉴于集中供热热源的供热能力不足和大量工业余热的浪费的现状，采用何种技术及何种设备以高效回收利用工业余热是目前工业余热供热技术亟待解决的关键技术。
发明内容
针对北方城镇集中供热存在的问题及工业余热浪费严重的现象，本发明提供了一种两级蒸发喷射式换热机组，能够在满足二次网供热参数的前提下，对一次网供水的热量进行梯级利用，大幅降低一次网回水温度，提高一次网供、回水温差。同时，较低温度的一次网回水有利于工业余热回收和太阳能利用。本发明提供的两级蒸发喷射式换热机组由两级蒸发喷射式热泵、水水换热器、水路系统及附件组成；其中，两级蒸发喷射式热泵由发生器、冷凝器、高压蒸发器、低压蒸发器、汽-汽喷射器、液-汽喷射器、回热器、工质循环泵、节流装置及连接管路构成，两级蒸发喷射式热泵的工质管路系统(工质循环流程)如下来自工质循环泵的高压工质液体进入发生器被一次侧管路的热水加热，发生出高压工质蒸气后，进入汽-汽喷射器引射来自回热器的过热工质蒸气，并在汽-汽喷射器内混合、减速增压后，进入冷凝器被二次侧管路的热水冷凝成液体后，进入储液罐，然后液体工质分两路，一路经工质循环泵加压后，进入发生器被一次侧管路的高温热水加热，发生出高压工质蒸气；另一路进入回热器被来自高压蒸发器的工质蒸气冷却后，又分为A、B两路，A路工质经节流装置节流降压后，进入低压蒸发器，被一次侧管路的热水加热而变成低压工质蒸气后，再被B路工质引射至液-汽喷射器内混合、减速增压后，进入高压蒸发器，被一次网热水加热蒸发后，进入回热器进一步被来自储液罐的液态工质加热而变成过热蒸气后，进入汽-汽喷射器，从而完成一个热泵循环；
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两级蒸发喷射式换热机组的水路系统分为一次侧管路和二次侧管路两部分，一次侧管路采用串联方式，一次网热水首先作为驱动热源进入发生器放热降温后，进入水水换热器继续放热降温，然后作为低温热源进入高压蒸发器、低压蒸发器进一步放热降温，最后作为一次侧管路的回水。二次侧管路可采用并联、串联及倒串联三种方式，采用并联方式时，二次侧管路的回水被二次侧循环水泵加压后，分为两路，一路进入水水换热器被一次侧热水加热升温，另一路进入冷凝器被热泵工质加热升温，然后两路二次侧热水汇合，最后作为二次网供水；采用串联方式时，二次侧管路的回水在二次侧循环水泵加压后，进入水水换热器被一次侧管路的热水加热升温后，进入冷凝器被热泵工质继续加热升温后，作为二次侧管路的供水；采用倒串联方式时，二次侧管路的回水在二次侧循环水泵加压后，先进入冷凝器被热泵工质加热升温后，进入水水换热器被一次侧管路的热水进一步加热升温，最后作为二次侧管路的供水。根据不同用户的实际工程需求，本发明根据两级蒸发喷射式换热机组的水路连接方式，被分成三种连接方式第一种连接方式两级蒸发喷射式换热机组的二次侧管路采用并联，如图1所示；第二种连接方式两级蒸发喷射式换热机组的二次侧管路采用串联， 二次侧回水依次进入水水换热器、冷凝器，如图2所示；第三种连接方式两级蒸发喷射式换热机组的二次侧管路采用倒串联，二次侧回水依次进入冷凝器、水水换热器，如图3所
7J\ ο根据二次侧循环水泵安装位置的不同，在上面的三种系统组成及连接管路方式的基础上，又分出三种连接方式第四种连接方式系统组成及管路连接方式与第一种方式相同，二次侧循环水泵安装在二次侧供水的干管上，如图4所示；第五种连接方式系统组成及管路连接方式与第二种方式相同，二次侧循环水泵安装在二次侧供水的干管上，如图 5所示；第六种连接方式系统组成及管路连接方式与第三种方式相同，二次侧循环水泵安装在二次侧供水的干管上，如图6所示。本发明提供的两级蒸发喷射式换热机组，能大幅增大集中供热系统的一次网供、 回水温差，提高一次网输送能力，还主要用于工业余热、太阳能利用以大幅提高热利用率。
图1为本发明的第一种系统组成及管路连接方式。图2为本发明的第二种系统组成及管路连接方式。图3为本发明的第三种系统组成及管路连接方式。图4为本发明的第四种系统组成及管路连接方式。图5为本发明的第五种系统组成及管路连接方式。图6为本发明的第六种系统组成及管路连接方式。图中标号G_发生器；C-冷凝器；ΕΛ、EJ2-汽-汽喷射器、液-汽喷射器；S-储液罐；Eh、E1-高压蒸发器、低压蒸发器；WEX-水水换热器；IEX-回热器；V。V2-阀门；Vr-节流装置；PK-工质循环泵；PW_ 二次侧循环水泵；l。ut_ —次侧管路的热水出；Iin- —次侧管路的热水进；2。ut-二次侧管路的热水出；2in-二次侧管路的热水进。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例1 第一种系统组成及管路连接方式，如图1所示，两级蒸发喷射式换热机组由两级蒸发喷射式热泵、水水换热器WEX、水路系统及附件(二次侧循环水泵Pw、阀门V等附件)组成。其中水路系统又分为一次侧管路系统和二次侧管路系统。通过水路系统把两级蒸发喷射式热泵和水水换热器WEX有机的结合在一起，构成两级蒸发喷射式换热机组。其中，两级蒸发喷射式热泵由发生器G、冷凝器C、高压蒸发器&、低压蒸发器&、 汽-汽喷射器EJ1、液-汽喷射器EJ2、回热器IEX、工质循环泵Pk、节流装置Vk及连接管路构成。两级蒸发喷射式热泵的工质管路系统(工质循环流程)如下来自工质循环泵Pk的高压工质液体进入发生器G被一次侧管路的热水加热，发生出高压工质蒸气后，进入汽-汽喷射器EJ1引射来自回热器IEX的过热工质蒸气，并在汽-汽喷射器EJ1内混合、减速增压后； 进入冷凝器C被二次侧管路的热水冷凝成液体后，进入储液罐S，然后液态工质分两路，一路经工质循环泵加压后，进入发生器G被一次侧管路的高温热水加热，发生出高压工质蒸气；另一路工质进入回热器IEX被来自高压蒸发器&的工质蒸气冷却后，又分出A、B两路，A路工质经节流装置\节流降压后，进入低压蒸发器&，被一次侧热水加热，而变成低压工质蒸气后，再被B路工质引射至液-汽喷射器EJ2内混合、减速增压后，进入高压蒸发器 &，被一次侧管路的热水加热蒸发后，进入回热器IEX进一步被来自储液罐S的液态工质加热而变成过热蒸气后，被来自发生器的高压工质蒸气引射至汽-汽喷射器EJ1内，从而完成一个热泵工质循环。两级蒸发喷射式换热机组的水路系统分为一次侧管路和二次侧管路两部分。一次侧管路采用串联方式，一次网热水首先作为驱动热源进入发生器G放热降温后，进入水水换热器WEX加热二次侧管路的热水而继续放热降温后，然后作为低温热源依次进入高压蒸发器&、低压蒸发器&，进一步放热降温，最后作为一次侧管路的回水。二次侧管路采用并联方式，二次侧管路的回水被二次侧循环水泵Pw加压后，分为两路一路进入水水换热器 WEX被一次侧热水加热升温，另一路进入冷凝器C被热泵工质加热升温，两路热水被加热升温后汇合，最后作为二次侧管路的供水。第四种连接方式，其系统组成及管路连接方式与第一种相同，两者不同之处在于二次侧循环水泵Pw被安装在二次侧管路的供水干管上，如图4所示。实施例2 第二种系统组成及管路连接方式，如图2所示，两级蒸发喷射式换热机组由两级蒸发喷射式热泵、水水换热器WEX、水路系统及附件(循环水泵Pw、阀门V等附件) 组成。通过水路系统把两级蒸发喷射式热泵和水水换热器WEX有机的结合在一起，构成两级蒸发喷射式换热机组。其中，两级蒸发喷射式热泵由发生器G、冷凝器C、高压蒸发器&、低压蒸发器&、 汽-汽喷射器EJ1、液-汽喷射器EJ2、回热器IEX、工质循环泵Pk、节流装置Vk及连接管路构成。两级蒸发喷射式热泵的工质管路系统(工质循环流程)如下来自工质循环泵Pk的高压工质液体进入发生器G被一次侧管路的热水加热而发生出高压工质蒸气后，进入汽-汽喷射器EJ1引射来自回热器IEX的过热工质蒸气，并在汽-汽喷射器EJ1内混合、减速增压后；进入冷凝器C被二次侧管路的热水冷凝成液体后，进入储液罐S，然后液态工质分两路， 一路经工质循环泵加压后，进入发生器G被一次侧管路的高温热水加热，发生出高压工质蒸气；另一路工质进入回热器IEX被来自高压蒸发器4的工质蒸气冷却后，又分出A、B 两路，A路工质经节流装置\节流降压后，进入低压蒸发器&，被一次侧热水加热，而变成低压工质蒸气后，再被B路工质引射至液-汽喷射器EJ2内混合、减速增压后，进入高压蒸发器 &，被一次侧管路的热水加热蒸发后，进入回热器IEX进一步被来自储液罐S的液态工质加热而变成过热蒸气后，被来自发生器的高压工质蒸气引射至汽-汽喷射器EJ1内，从而完成一个热泵工质循环。两级蒸发喷射式换热机组的水路系统分为一次侧管路和二次侧管路两部分。一次侧管路采用串联方式，一次网热水首先作为驱动热源进入发生器G放热降温后，进入水水换热器WEX加热二次侧管路的热水而继续放热降温后，然后作为低温热源依次进入高压蒸发器&、低压蒸发器&，进一步放热降温，最后作为一次侧管路的回水。二次侧管路采用串联方式，二次侧管路的回水被二次侧循环水泵Pw加压后，依次进入水水换热器WEX、冷凝器 C，被加热升温后，作为二次侧管路的供水输送至热用户。第五种连接方式，其系统组成及管路连接方式与第二种相同，两者不同之处在于二次侧循环水泵Pw被安装在二次侧管路的供水干管上，如图5所示。实施例3 第三种系统组成及管路连接方式，如图3所示，两级蒸发喷射式换热机组由两级蒸发喷射式热泵、水水换热器WEX、水路系统及附件(二次侧循环水泵Pw、阀门V等附件)组成。通过水路系统把两级蒸发喷射式热泵和水水换热器WEX有机的结合在一起， 构成两级蒸发喷射式换热机组。其中，两级蒸发喷射式热泵由发生器G、冷凝器C、高压蒸发器&、低压蒸发器&、 汽-汽喷射器EJ1、液-汽喷射器EJ2、回热器IEX、工质循环泵Pk、节流装置Vk及连接管路构成。两级蒸发喷射式热泵的工质管路系统(工质循环流程)如下来自工质循环泵Pk的高压工质液体进入发生器G被一次侧管路的热水加热而发生出高压工质蒸气后，进入汽-汽喷射器EJ1引射来自回热器IEX的过热工质蒸气，并在汽-汽喷射器EJ1内混合、减速增压后，进入冷凝器C被二次侧管路的热水冷凝成液体后，进入储液罐S，然后液态工质分两路， 一路经工质循环泵加压后，进入发生器G被一次侧管路的高温热水加热，发生出高压工质蒸气；另一路工质进入回热器IEX被来自高压蒸发器&的工质蒸气冷却后，又分出A、B 两路，A路工质经节流装置\节流降压后，进入低压蒸发器&，被一次侧热水加热，而变成低压工质蒸气后，再被B路工质引射至液-汽喷射器EJ2内混合、减速增压后，进入高压蒸发器 &，被一次侧管路的热水加热蒸发后，进入回热器IEX进一步被来自储液罐S的液态工质加热而变成过热蒸气后，被来自发生器的高压蒸气引射至汽-汽喷射器EJ1内，从而完成一个热泵工质循环。两级蒸发喷射式换热机组的水路系统分为一次侧管路和二次侧管路两部分。一次侧管路采用串联方式，一次网热水首先作为驱动热源进入发生器G放热降温后，进入水水换热器WEX加热二次侧管路的热水而继续放热降温后，然后作为低温热源依次进入高压蒸发器&、低压蒸发器&，进一步放热降温，最后作为一次侧管路的回水。二次侧管路采用倒串联方式，二次侧管路的回水被二次侧循环水泵Pw加压后，依次进入冷凝器C、水水换热器 WEX，被加热升温后，作为二次侧管路的供水输送至热用户。第六种连接方式，其系统组成及管路连接方式与第三种相同，两者不同之处在于二次侧循环水泵Pw被安装在二次侧管路的供水干管上，如图6所示。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种两级蒸发喷射式换热机组，其特征在于，该两级蒸发喷射式换热机组由两级蒸发喷射式热泵、水水换热器(WEX)、水路系统及附件组成；其中，两级蒸发喷射式热泵由发生器(G)、冷凝器(C)、高压蒸发器(Eh)、低压蒸发器妬)、汽-汽喷射器(ΕΛ)、液-汽喷射器(EJ2)、回热器(IEX)、工质循环泵(Ρκ)、节流装置(Vk)及连接管路构成，两级蒸发喷射式热泵的工质管路系统如下来自工质循环泵(Pk) 的高压工质液体进入发生器(G)被一次侧管路的热水加热，发生出高压工质蒸气后，进入汽-汽喷射器(EJ1)抽吸来自回热器(IEX)的过热工质蒸气，并在汽-汽喷射器(EJ1)内混合、减速增压后，进入冷凝器(C)被二次侧管路的热水冷凝成液体后，进入储液罐，然后液体工质分两路，一路经工质循环泵(Pk)加压后，进入发生器(G)被一次侧管路的高温热水加热，发生出高压工质蒸气；另一路进入回热器(IEX)被来自高压蒸发器(Eh)的工质蒸气冷却后，又分为A、B两路，A路工质经节流装置(Vk)节流降压后，进入低压蒸发器(E1)，被一次侧管路的热水加热而变成低压工质蒸气后，再被B路工质引射至液-汽喷射器(EJ2)内混合、减速增压后，进入高压蒸发器(Eh)，被一次网热水加热蒸发后，进入回热器进一步被来自储液罐( 的液态工质加热而变成过热蒸气后，被汽-汽喷射器(EJ1)引射，从而完成一个热泵循环；所述水路系统分为一次侧管路和二次侧管路两部分。
2.根据权利要求1所述的两级蒸发喷射式换热机组，其特征在于一次侧管路采用串联方式，一次网热水首先作为驱动热源进入发生器(G)放热降温后，进入水水换热器(WEX) 继续放热降温，然后作为低温热源进入高压蒸发器(Eh)、低压蒸发器(E1)进一步放热降温， 最后作为一次侧管路的回水。
3.根据权利要求1所述的两级蒸发喷射式换热机组，其特征在于二次侧管路采用并联、串联或倒串联三种方式，采用并联方式时，二次侧管路的回水被二次侧循环水泵(Pw)加压后，分为两路，一路进入水水换热器(WEX)被一次侧热水加热升温，另一路进入冷凝器被热泵工质加热升温，然后两路二次侧热水汇合，最后作为二次网供水；采用串联方式时，二次侧管路的回水在二次侧循环水泵(Pw)加压后，进入水水换热器(WEX)被一次侧管路的热水加热升温后，进入冷凝器(C)被热泵工质继续加热升温后，作为二次侧管路的供水；采用倒串联方式时，二次侧管路的回水在二次侧循环水泵(Pw)加压后，先进入冷凝器(C)被热泵工质加热升温后，进入水水换热器(WEX)被一次侧管路的热水进一步加热升温，最后作为二次侧管路的供水。
4.根据权利要求3所述的两级蒸发喷射式换热机组，其特征在于二次侧循环水泵 (Pw)安装有两种，第一种安装在二次侧回水的干管上；第二种安装在二次侧供水的干管上。
全文摘要
本发明公开了属于能源技术领域的一种两级蒸发喷射式换热机组，两级蒸发喷射式换热机组由两级蒸发喷射式热泵、水水换热器、水路系统及附件组成；两级蒸发喷射式热泵由发生器、冷凝器、高压蒸发器、低压蒸发器、汽-汽喷射器、液-汽喷射器、回热器、工质循环泵、节流装置及连接管路构成，两级蒸发喷射式换热机组的水路系统分为一次侧管路和二次侧管路两部分。本发明提供的两级蒸发喷射式换热机组能大幅增大集中供热系统的一次网供、回水温差，提高一次网输送能力，还主要用于工业余热、太阳能利用以大幅提高热利用率。
文档编号F24D3/18GK102538051SQ20121004137
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者史永征, 孙方田, 李德英, 王娜, 王瑞祥 申请人:北京建筑工程学院