本發明涉及噴射式大溫差換熱系統的技術領域,尤其涉及一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統。
背景技術:
噴射式熱泵屬于熱能驅動熱泵的一種,在高溫熱源的驅動下,由沸騰器內產生的高壓工作流體引射由蒸發器產生的低壓引射流體,兩股流體混合之后成為中壓混合流體進入冷凝器內冷凝放熱,從而將低溫熱源內的熱量提取至高位熱源中。基于此特點,將噴射式熱泵系統與外部調試換熱器相結合,構建噴射式大溫差換熱系統,從而實現供熱工程管網中一、二次水的深度換熱。傳統的噴射式大溫差換熱系統如圖1所示,主要由沸騰器1、冷凝器4、蒸發器10、第一噴射器2、調試換熱器21以及相關聯的管路設備以及輸運設備構成。沸騰器1在高溫一次水的作用下,將其中的氟利昂制冷劑工質沸騰后產生高溫高壓的工作蒸氣通過第一工作蒸氣管路30進入第一噴射器2中;同樣,蒸發器10在溫度較低的一次水作用下,將其中的冷劑工質蒸發為低壓的引射蒸氣通過第一引射蒸汽管路43進入第一噴射器2內。在高壓工作蒸氣的作用下,低壓的引射蒸氣被引射,壓力提升后混合為中壓混合蒸氣通過第一一混合蒸氣管路32進入冷凝器4中進行冷凝,釋放熱量,工質蒸氣變化液態,從第一冷凝器液態制冷劑管路36流出冷凝器進入集液器5后并分為兩股,一股通過蒸發器液態制冷劑節流管路42流經第二節流膨脹閥9進入蒸發器10內;另一股通過沸騰器液態制冷劑管路37,經過冷劑泵8進入沸騰器1內,從而完成冷劑工質的循環。另一方面,高溫的一次水從一次水入口70流入系統,通過一次水管路72依次經過沸騰器1、調試換熱器21以及蒸發器10,溫度降低,釋放熱量后從一次水出口75流出系統。二次水通過二次水入口80流入系統,分為兩股,一股通過第一二次水管路81經過冷凝器4吸收冷凝熱,另一股通過第二二次水管路84經過調適換熱器21與一次水進行熱量的交換后,與第一股水混合后從二次水出口86流出系統。在此過程中,一次水得到了多次降溫,在一定的工況條件下能夠將出口溫度降至二次水入口溫度以下,從而實現大溫差的換熱過程。
然而,由于受到噴射器設備自身結果以及引射混合劇烈程度的影響,在一、二次水換熱的工況條件下,噴射式熱泵循環內的噴射器噴射系數總是維持在一個較低的水平,從而導致單臺熱泵循環的循環效率較低,進而影響噴射式大溫差換熱系統的換熱效果。
技術實現要素:
針對上述產生的問題,本發明的目的在于提供一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統。
為了實現上述目的,本發明采取的技術方案為:
一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,包括:第一換熱系統和第二換熱系統,其中,所述第一換熱系統和所述第二換熱系統之間通過若干管路連接;
所述第一換熱系統包括:第一沸騰器1、第一噴射器2、第二噴射器3、第一冷凝器4、第一換熱器6、第一冷劑泵8、第一蒸發器10,所述第一沸騰器1包括第一輸送通道和第二輸送通道,所述第一冷凝器4包括第三輸送通道和第四輸送通道,所述第一換熱器6包括第五輸送通道和第六輸送通道,所述第一蒸發器10包括第七輸送通道和第八輸送通道,所述第一噴射器2包括第一噴射器入口、第一引射入口和第一噴射器出口,所述第二噴射器3包括第二噴射器入口、第二引射入口和第二噴射器出口;
所述第一噴射器入口和第二噴射器入口均與第一輸送通道的出口連接,所述第一噴射器出口和所述第二噴射器出口均與第三輸送通道的入口連接,第三輸送通道的出口分別與第一冷劑泵8的入口、第五輸送通道的入口和第六輸送通道的入口連接,第一輸送通道的入口和第一冷劑泵8的出口連接,第五輸送通道的出口和所述第二引射入口連接,第六輸送通道的出口和第七輸送通道的入口連接,第七輸送通道的出口和第一引射入口連接;
所述第二換熱系統包括:第二沸騰器11、第三噴射器12、第四噴射器13、第二冷凝器14、第二換熱器16、第二冷劑泵18、第二蒸發器20,所述第二沸騰器11包括第十一輸送通道和第十二輸送通道,所述第二冷凝器14包括第十三輸送通道和第十四輸送通道,所述第二換熱器16包括第十五輸送通道和第十六輸送通道,所述第二蒸發器20包括第十七輸送通道和第十八輸送通道,所述第三噴射器12包括第三噴射器入口、第三引射入口和第三噴射器出口,所述第四噴射器13包括第四噴射器入口、第四引射入口和第四噴射器出口;
所述第三噴射器入口和第四噴射器入口均與第十一輸送通道的出口連接,所述第三噴射器出口和所述第四噴射器出口均與第十三輸送通道的入口連接,第十三輸送通道的出口分別與第二冷劑泵18的入口、第十五輸送通道的入口和第十六輸送通道的入口連接,第十一輸送通道的入口和第二冷劑泵18的出口連接,第十五輸送通道的出口和所述第四引射入口連接,第十六輸送通道的出口和第十七輸送通道的入口連接,第十七輸送通道的出口和第三引射入口連接。
上述的設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,其中,所述第一換熱系統還包括:第一集液器5、第一節流膨脹閥7和第二節流膨脹閥9,所述第三輸送通道的出口處連接有所述第一集液器5,所述第五輸送通道的入口處連接有所述第一節流膨脹閥7,所述第七輸送通道的入口處連接有所述第二節流膨脹閥9。
上述的設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,其中,所述第二換熱系統還包括:第二集液器15、第三節流膨脹閥17和第四節流膨脹閥19,所述第十三輸送通道的出口處連接有所述第二集液器15,所述第十五輸送通道的入口處連接有所述第三節流膨脹閥17,所述第十七輸送通道的入口處連接有所述第四節流膨脹閥19。
上述的設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,其中,還包括:二次水入口80和二次水出口86,所述二次水入口80和第四輸送通道的一端連接,第四輸送通道的另一端和第十四輸送通道的一端連接,第十四輸送通道的另一端和二次水出口86連接。
上述的設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,其中,所述第一換熱系統還包括:第三換熱器22,所述第三換熱器22包括第九輸送通道和第十輸送通道,所述第一噴射器出口和所述第二噴射器出口均與第九輸送通道的一端連接,第九輸送通道的另一端和所述第三輸送通道的入口連接,第十輸送通道的兩端分別與所述第一輸送通道的入口和所述第一冷劑泵8的出口連接。
上述的設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,其中,所述第二換熱系統還包括:第四換熱器23,所述第四換熱器23包括第十九輸送通道和第二十輸送通道,所述第三噴射器出口和所述第四噴射器出口均與第十九輸送通道的一端連接,第十九輸送通道的另一端和所述第十三輸送通道的入口連接,第二十輸送通道的兩端分別與所述第十一輸送通道的入口和所述第二冷劑泵18的出口連接。
上述的設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,其中,還包括:一次水入口70、一次水出口75和調試換熱器21,其中,所述調試換熱器21包括第二十一輸送通道和第二十二輸送通道,所述一次水入口70和第二輸送通道的入口連接,第二輸送通道的出口和第十二輸送通道的入口連接,第十二輸送通道的出口和第二十二輸送通道的入口連接,第二十二輸送通道的出口和第十八輸送通道的入口連接,第十八輸送通道的出口和第八輸送通道的入口連接,第八輸送通道的出口和所述一次水出口75連接,第二十一輸送通道的兩端分別與所述二次水入口80和所述二次水出口86連接。
上述的設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,其中,還包括:一次水入口70、一次水出口75和調試換熱器21,其中,所述調試換熱器21包括第二十一輸送通道和第二十二輸送通道,所述一次水入口70和第二輸送通道的入口連接,第二輸送通道的出口和第十二輸送通道的入口連接,第十二輸送通道的出口和第二十二輸送通道的入口連接,第二十二輸送通道的出口和第十八輸送通道的入口連接,第十八輸送通道的出口和第八輸送通道的入口連接,第八輸送通道的出口和所述一次水出口75連接,第二十一輸送通道的兩端分別與所述二次水入口80和所述二次水出口86連接。
上述的設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,其中,還包括:一次水入口70、一次水出口75和調試換熱器21,其中,所述調試換熱器21包括第二十一輸送通道和第二十二輸送通道,所述一次水入口70和第十二輸送通道的入口連接,第十二輸送通道的出口和第二輸送通道的入口連接,第二輸送通道的出口和第二十二輸送通道的入口連接,第二十二輸送通道的出口和第十八輸送通道的入口連接,第十八輸送通道的出口和第八輸送通道的入口連接,第八輸送通道的出口和所述一次水出口75連接,第二十一輸送通道的兩端分別與所述二次水入口80和所述二次水出口86連接。
上述的設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,其中,還包括:第五換熱器24和第六換熱器25,所述第五換熱器24包括第二十三輸送通道和第二十四輸送通道,所述第六換熱器25包括第二十五輸送通道和第二十六輸送通道;
第二十三輸送通道的一端和所述第十輸送通道連接,第二十三輸送通道的另一端和所述第一輸送通道的入口連接,第二十五輸送通道的一端和所述第二十輸送通道連接,第二十五輸送通道的另一端和所述第十一輸送通道的入口連接;
所述第二輸送通道的出口和第二十四輸送通道的入口連接,第二十四輸送通道的出口和第二十六輸送通道的入口連接,第二十六輸送通道的出口和所述第二十二輸送通道的入口連接。
本發明由于采用了上述技術,使之與現有技術相比具有的積極效果是:
(1)本發明通過對傳統的噴射式大溫差換熱系統進行改進,安裝由第一節流膨脹閥和第一換熱器組成的過冷裝置,對第一蒸發器液態制冷劑過冷管路中的工質進行過冷,從而加熱第一液態制冷劑節流管路中的工質,使節流降溫降壓的液體冷劑過冷一部分冷凝器出口液體冷劑,制冷量增大,排氣溫度降低,提高噴射式制冷循環系統循環效率。
(2)本發明采用雙段噴射式結構構建了大溫差換熱系統,實現了對一次水能量“溫度對口、梯級利用”的利用,對一次水與二次水進行了雙段的降溫與升溫,有效的提升了系統中對熱能的利用,提升了各段中噴射式熱泵循環的運行效率,增強了整個換熱機組的換熱效果與換熱量。
(3)本發明由于分段設置的作用,使得每段中的噴射器都能夠在相對適宜且穩定的工況條件下運行,使得大溫差換熱機組整體運行更加穩定。
附圖說明
圖1是傳統噴射式大溫差換熱系統的結構示意圖。
圖2是本發明的一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統的具體實施方式一的結構示意圖。
圖3是本發明的一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統的具體實施方式二的結構示意圖。
圖4是本發明的一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統的具體實施方式三的結構示意圖。
附圖中:1、第一沸騰器;2、第一噴射器;3、第二噴射器;4、第一冷凝器;5、第一集液器;6、第一換熱器;7、第一節流膨脹閥;8、第一冷劑泵;9、第二節流膨脹閥;10、第一蒸發器;11、第二沸騰器;12、第三噴射器;13、第四噴射器;14、第二冷凝器;15、第二集液器;16、第二換熱器;17、第三節流膨脹閥;18、第二冷劑泵;19、第四節流膨脹閥;20、第二蒸發器;21、調試換熱器;22、第三換熱器;23、第四換熱器;24、第五換熱器;25、第六換熱器;30、第一工作蒸氣管路;31、第二一工作蒸氣管路;32、第一一混合蒸氣管路;33、第二二工作蒸氣管路;34、第一二混合蒸氣管路;35、第二混合蒸氣管路;36、第一冷凝器液態制冷劑管路;37、第一沸騰器液態制冷劑管路;38、第二冷凝器液態制冷劑管路;39、第一液態制冷劑節流管路;40、第二引射蒸氣管路;41、第一蒸發器液態制冷劑過冷管路;42、第一蒸發器液態制冷劑節流管路;43、第一引射蒸汽管路;44、第五混合蒸氣管路;45、第三沸騰器液態冷劑管路;46、第四沸騰器液態冷劑管路;47、第三沸騰器液態制冷劑管路;50、第三工作蒸氣管路;51、第四一工作蒸氣管路;52、第三一混合蒸氣管路;53、第四二工作蒸氣管路;54、第三二混合蒸氣管路;55、第四混合蒸氣管路;56、第三冷凝器液態制冷劑管路;57、第二沸騰器液態制冷劑管路;58、第四冷凝器液態制冷劑管路;59、第二液態制冷劑節流管路;60、第四引射蒸氣管路;61、第二蒸發器液態制冷劑過冷管路;62、第二蒸發器液態制冷劑節流管路;63、第三引射蒸汽管路;64、第六混合蒸氣管路;65、第五沸騰器液態冷劑管路;66、第六沸騰器液態冷劑管路;67、第四沸騰器液態制冷劑管路;70、一次水入口;71、第一一次水管路;72、第二一次水管路;73、第三一次水管路;74、第四一次水管路;75、一次水出口;80、二次水入口;81、第一一二次水管路;82、第一二二次水管路;83、第一三二次水管路;84、第二一二次水管路;85、第二二二次水管路;86、二次水出口。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明,但不作為本發明的限定。
請參照圖1所示,示出了一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統,包括:第一換熱系統和第二換熱系統,其中,第一換熱系統和第二換熱系統之間通過若干管路連接;
第一換熱系統包括:第一沸騰器1、第一噴射器2、第二噴射器3、第一冷凝器4、第一換熱器6、第一冷劑泵8、第一蒸發器10,第一沸騰器1包括第一輸送通道和第二輸送通道,第一冷凝器4包括第三輸送通道和第四輸送通道,第一換熱器6包括第五輸送通道和第六輸送通道,第一蒸發器10包括第七輸送通道和第八輸送通道,第一噴射器2包括第一噴射器入口、第一引射入口和第一噴射器出口,第二噴射器3包括第二噴射器入口、第二引射入口和第二噴射器出口;
第一噴射器入口和第二噴射器入口均與第一輸送通道的出口連接,第一噴射器出口和第二噴射器出口均與第三輸送通道的入口連接,第三輸送通道的出口分別與第一冷劑泵8的入口、第五輸送通道的入口和第六輸送通道的入口連接,第一輸送通道的入口和第一冷劑泵8的出口連接,第五輸送通道的出口和第二引射入口連接,第六輸送通道的出口和第七輸送通道的入口連接,第七輸送通道的出口和第一引射入口連接;
第二換熱系統包括:第二沸騰器11、第三噴射器12、第四噴射器13、第二冷凝器14、第二換熱器16、第二冷劑泵18、第二蒸發器20,第二沸騰器11包括第十一輸送通道和第十二輸送通道,第二冷凝器14包括第十三輸送通道和第十四輸送通道,第二換熱器16包括第十五輸送通道和第十六輸送通道,第二蒸發器20包括第十七輸送通道和第十八輸送通道,第三噴射器12包括第三噴射器入口、第三引射入口和第三噴射器出口,第四噴射器13包括第四噴射器入口、第四引射入口和第四噴射器出口;
第三噴射器入口和第四噴射器入口均與第十一輸送通道的出口連接,第三噴射器出口和第四噴射器出口均與第十三輸送通道的入口連接,第十三輸送通道的出口分別與第二冷劑泵18的入口、第十五輸送通道的入口和第十六輸送通道的入口連接,第十一輸送通道的入口和第二冷劑泵18的出口連接,第十五輸送通道的出口和第四引射入口連接,第十六輸送通道的出口和第十七輸送通道的入口連接,第十七輸送通道的出口和第三引射入口連接。
進一步,在一種較佳實施例中,第一換熱系統還包括:第一集液器5、第一節流膨脹閥7和第二節流膨脹閥9,第三輸送通道的出口處連接有第一集液器5,第五輸送通道的入口處連接有第一節流膨脹閥7,第七輸送通道的入口處連接有第二節流膨脹閥9。
進一步,在一種較佳實施例中,第二換熱系統還包括:第二集液器15、第三節流膨脹閥17和第四節流膨脹閥19,第十三輸送通道的出口處連接有第二集液器15,第十五輸送通道的入口處連接有第三節流膨脹閥17,第十七輸送通道的入口處連接有第四節流膨脹閥19。
進一步,在一種較佳實施例中,還包括:二次水入口80和二次水出口86,二次水入口80和第四輸送通道的一端連接,第四輸送通道的另一端和第十四輸送通道的一端連接,第十四輸送通道的另一端和二次水出口86連接。
進一步,在一種較佳實施例中,第一換熱系統還包括:第三換熱器22,第三換熱器22包括第九輸送通道和第十輸送通道,第一噴射器出口和第二噴射器出口均與第九輸送通道的一端連接,第九輸送通道的另一端和第三輸送通道的入口連接,第十輸送通道的兩端分別與第一輸送通道的入口和第一冷劑泵8的出口連接。
進一步,在一種較佳實施例中,第二換熱系統還包括:第四換熱器23,第四換熱器23包括第十九輸送通道和第二十輸送通道,第三噴射器出口和第四噴射器出口均與第十九輸送通道的一端連接,第十九輸送通道的另一端和第十三輸送通道的入口連接,第二十輸送通道的兩端分別與第十一輸送通道的入口和第二冷劑泵18的出口連接。
進一步,在一種較佳實施例中,還包括:一次水入口70、一次水出口75和調試換熱器21,其中,調試換熱器21包括第二十一輸送通道和第二十二輸送通道,一次水入口70和第二輸送通道的入口連接,第二輸送通道的出口和第十二輸送通道的入口連接,第十二輸送通道的出口和第二十二輸送通道的入口連接,第二十二輸送通道的出口和第十八輸送通道的入口連接,第十八輸送通道的出口和第八輸送通道的入口連接,第八輸送通道的出口和一次水出口75連接,第二十一輸送通道的兩端分別與二次水入口80和二次水出口86連接。
進一步,在一種較佳實施例中,還包括:一次水入口70、一次水出口75和調試換熱器21,其中,調試換熱器21包括第二十一輸送通道和第二十二輸送通道,一次水入口70和第二輸送通道的入口連接,第二輸送通道的出口和第十二輸送通道的入口連接,第十二輸送通道的出口和第二十二輸送通道的入口連接,第二十二輸送通道的出口和第十八輸送通道的入口連接,第十八輸送通道的出口和第八輸送通道的入口連接,第八輸送通道的出口和一次水出口75連接,第二十一輸送通道的兩端分別與二次水入口80和二次水出口86連接。
進一步,在一種較佳實施例中,還包括:一次水入口70、一次水出口75和調試換熱器21,其中,調試換熱器21包括第二十一輸送通道和第二十二輸送通道,一次水入口70和第十二輸送通道的入口連接,第十二輸送通道的出口和第二輸送通道的入口連接,第二輸送通道的出口和第二十二輸送通道的入口連接,第二十二輸送通道的出口和第十八輸送通道的入口連接,第十八輸送通道的出口和第八輸送通道的入口連接,第八輸送通道的出口和一次水出口75連接,第二十一輸送通道的兩端分別與二次水入口80和二次水出口86連接。
進一步,在一種較佳實施例中,還包括:第五換熱器24和第六換熱器25,第五換熱器24包括第二十三輸送通道和第二十四輸送通道,第六換熱器25包括第二十五輸送通道和第二十六輸送通道;
第二十三輸送通道的一端和第十輸送通道連接,第二十三輸送通道的另一端和第一輸送通道的入口連接,第二十五輸送通道的一端和第二十輸送通道連接,第二十五輸送通道的另一端和第十一輸送通道的入口連接;
第二輸送通道的出口和第二十四輸送通道的入口連接,第二十四輸送通道的出口和第二十六輸送通道的入口連接,第二十六輸送通道的出口和第二十二輸送通道的入口連接。
以上僅為本發明較佳的實施例,并非因此限制本發明的實施方式及保護范圍。
本發明在上述基礎上還具有如下實施方式:
本發明的進一步實施例中,噴射式熱泵屬于熱能驅動熱泵的一種,在高溫熱源的驅動下,由沸騰器內產生的高壓工作流體引射由蒸發器產生的低壓引射流體,兩股流體混合之后成為中壓混合流體進入冷凝器內冷凝放熱,從而將低溫熱源內的熱量提取至高位熱源中。基于此特點,將噴射式熱泵系統與外部調試換熱器相結合,構建噴射式大溫差換熱系統,從而實現供熱工程管網中一、二次水的深度換熱。傳統的噴射式大溫差換熱系統如圖1所示,主要由沸騰器1、冷凝器4、蒸發器10、第一噴射器2、調適換熱器21以及相關聯的管路設備以及輸運設備構成。沸騰器1在高溫一次水的作用下,將其中的氟利昂制冷劑工質沸騰后產生高溫高壓的工作蒸氣通過第一工作蒸氣管路30進入第一噴射器2中;同樣,蒸發器10在溫度較低的一次水作用下,將其中的冷劑工質蒸發為低壓的引射蒸氣通過第一引射蒸汽管路43進入第一噴射器2內。在高壓工作蒸氣的作用下,低壓的引射蒸氣被引射,壓力提升后混合為中壓混合蒸氣通過第一一混合蒸氣管路32進入冷凝器4中進行冷凝,釋放熱量,工質蒸氣變化液態,從第一冷凝器液態制冷劑管路36流出冷凝器進入集液器5后并分為兩股,一股通過蒸發器液態制冷劑節流管路42流經第二節流膨脹閥9進入蒸發器10內;另一股通過沸騰器液態制冷劑管路37,經過冷劑泵8進入沸騰器1內,從而完成冷劑工質的循環。另一方面,高溫的一次水從一次水入口70流入系統,通過一次水管路72依次經過沸騰器1、調試換熱器21以及蒸發器10,溫度降低,釋放熱量后從一次水出口75流出系統。二次水通過二次水入口80流入系統,分為兩股,一股通過第一一二次水管路81經過冷凝器4吸收冷凝熱,另一股通過第二一二次水管路84經過調試換熱器21與一次水進行熱量的交換后,與第一股水混合后從二次水出口86流出系統。在此過程中,一次水得到了多次降溫,在一定的工況條件下能夠將出口溫度降至二次水入口溫度以下,從而實現大溫差的換熱過程。
本發明的進一步實施例中,技術方案一,依照圖2進行描述,一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統包括:第一沸騰器1、第一噴射器2、第二噴射器3、第一冷凝器4、第一集液器5、第一換熱器6、第一節流膨脹閥7、第一冷劑泵8、第二節流膨脹閥9、第一蒸發器10、第二沸騰器11、第三噴射器12、第四噴射器13、第二冷凝器14、第二集液器15、第二換熱器16、第三節流膨脹閥17、第二冷劑泵18、第四節流膨脹閥19、第二蒸發器20、調試換熱器21、第一工作蒸氣管路30、第二一工作蒸氣管路31、第一一混合蒸氣管路32、第二二工作蒸氣管路33、第一二混合蒸氣管路34、第二混合蒸氣管路35、第一冷凝器液態制冷劑管路36、第一沸騰器液態制冷劑管路37、第二冷凝器液態制冷劑管路38、第一液態制冷劑節流管路39、第二引射蒸氣管路40、第一蒸發器液態制冷劑過冷管路41、第一蒸發器液態制冷劑節流管路42、第一引射蒸汽管路43、第三工作蒸氣管路50、第四一工作蒸氣管路51、第三一混合蒸氣管路52、第四二工作蒸氣管路53、第三二混合蒸氣管路54、第四混合蒸氣管路55、第三冷凝器液態制冷劑管路56、第二沸騰器液態制冷劑管路57、第四冷凝器液態制冷劑管路58、第二液態制冷劑節流管路59、第四引射蒸氣管路60、第二蒸發器液態制冷劑過冷管路61、第二蒸發器液態制冷劑節流管路62、第三引射蒸汽管路63、一次水入口70、第一一次水管路71、第二一次水管路72、第三一次水管路73、第四一次水管路74、一次水出口75、二次水入口80、第一一二次水管路81、第一二二次水管路82、第一三二次水管路83、第二一二次水管路84、第二二二次水管路85、二次水出口86。
內部循環工質管路的連接方式為:第一沸騰器1出口連接第一工作蒸氣管路30,第一工作蒸氣管路30分成兩路,一路通過第二一工作蒸氣管路31與第一噴射器2相連通,第一噴射器2出口連接第一一混合蒸氣管路32,另一路通過第二二工作蒸氣管路33與第二噴射器3相連通,第二噴射器3出口連接第一二混合蒸氣管路34,第一一混合蒸氣管路32和第一二混合蒸氣管路34匯成一路與第二混合蒸氣管路35相連通,第二混合蒸氣管路35與冷凝器4相連通,冷凝器4通過第一冷凝器液態制冷劑管路36與集液器5相連通,第一冷凝器液態制冷劑管路36分為兩路,一路通過第一沸騰器液態制冷劑管路37經過冷劑泵8與沸騰器1相連通,另一路通過第二冷凝器液態制冷劑管路38再分成兩路,一路連接到第一液態制冷劑節流管路39,經過第一節流膨脹閥7進入第一換熱器6,第一換熱器6出口通過第二引射蒸氣管路40回到第二噴射器3,另一路通過第一蒸發器液態制冷劑過冷管路41進入第一換熱器6,第一換熱器6出口通過第一蒸發器液態制冷劑節流管路42,經過第二節流膨脹閥9與第一蒸發器10相連通,第一蒸發器10出口通過第一引射蒸汽管路43回到第一噴射器2,第二沸騰器11出口連接第三工作蒸氣管路50,第三工作蒸氣管路50分成兩路,一路通過第四一工作蒸氣管路51與第三噴射器12相連通,第三噴射器12出口連接第三一混合蒸氣管路52,另一路通過第四二工作蒸氣管路53與第四噴射器13相連通,第四噴射器13出口連接第三二混合蒸氣管路54,第三一混合蒸氣管路52和第三二混合蒸氣管路54匯成一路與第四混合蒸氣管路55相連通,第四混合蒸氣管路55與第二冷凝器14相連通,第二冷凝器14通過第三冷凝器液態制冷劑管路56與第二集液器15相連通,第三冷凝器液態制冷劑管路56分為兩路,一路通過第二沸騰器液態制冷劑管路57經過第二冷劑泵18與第二沸騰器11相連通,另一路通過第四冷凝器液態制冷劑管路58再分成兩路,一路連接到第二液態制冷劑節流管路59,經過第三節流膨脹閥17進入第二換熱器16,第二換熱器16出口通過第四引射蒸氣管路60回到第四噴射器13,另一路通過第二蒸發器液態制冷劑過冷管路61進入第二換熱器16,第二換熱器16出口通過第二蒸發器液態制冷劑節流管路62,經過第四節流膨脹閥19與第二蒸發器20相連通,第二蒸發器20出口通過第三引射蒸汽管路63回到第三噴射器12。
外部水循環的連接關系為:第一沸騰器1通過第一一次水管路71與第二沸騰器11相連通,第二沸騰器11通過第二一次水管路72與調試換熱器21相連通,調試換熱器21通過第三一次水管路73與第二蒸發器20相連通,第二蒸發器20通過第四一次水管路74與第一蒸發器10相連通。進入系統的二次水分為兩個通路,其中一路通過第二一二次水管路84流經調試換熱器21并繼續通過第二二二次水管路85,另一路通過第一一二次水管路81流經第一冷凝器4,繼續通過第一二二次水管路82流經第二冷凝器14,繼續通過第一三二次水管路83,兩路混合后從二次水出口86流出系統。
本發明的進一步實施例中,依據此結構,第一沸騰器1、第二沸騰器11、第一蒸發器10、第二蒸發器20由一次水加熱,第一冷凝器4及第二冷凝器14由二次水進行冷卻。一次水與第二一二次水管84中的二次水在調試換熱器中進行熱量的交換。
本發明的進一步實施例中,在該發明的技術方案一中,采用了雙段形式的噴射式大溫差換熱系統,通過第一換熱器6,第一節流膨脹閥7和第二節流膨脹閥9使集液器5出口的部分工質過冷,從而提升了噴射式大溫差換熱系統中熱泵循環的運行效率,并通過能量梯級利用,提升了換熱系統整體的換熱效果,此外,在該系統內,二次水通過并聯管路分別通過了調試換熱器21和第一冷凝器4及第二冷凝器14。
本發明的進一步實施例中,一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統的運行流程包括外部水流程與內部工質循環流程,其中,外部水流程如下:
高溫的一次水通過系統一次水入口70流入大溫差換熱機組中,通過一次水管路依次流過第一沸騰器1,第二沸騰器11,調試換熱器21,第二蒸發器20,第一蒸發器10,溫度逐漸降低后從一次水出口75流出。二次水通過二次水入口80進入大溫差換熱機組后分為兩股,一股通過第一一二次水管路81進入第一冷凝器4內吸收冷凝熱,并繼續通過第一二二次水管路82進入第二冷凝器14內吸收冷凝熱,另外一股通過第二一二次水管路84進入調試換熱器21內與一次水進行換熱,最后兩股水混合后通過二次水出口86流出機組。
第一段的噴射式熱泵循環與第二段的噴射式熱泵循環具有相同的結構,因此兩者的運行流程相同,以第一段噴射式熱泵循環為例,說明內部循環工質的運行流程:
在高溫一次水的作用下,液態工質在第一沸騰器1中轉變為高溫高壓的氣態工質通過第一工作蒸氣管路30分成兩路,一路通過第二一工作蒸氣管路31進入第一噴射器2引射來自第一引射蒸汽管路43的低壓蒸氣,兩流體混合后變成中壓流體流出第一噴射器2進入第一一混合蒸氣管路32,另一路通過第二二工作蒸氣管路33進入第二噴射器3引射來自第二引射蒸氣管路40的低壓蒸氣,兩流體混合后變成中壓流體流出第二噴射器3進入第一二混合蒸氣管路34,來自第一一混合蒸氣管路32和第一二混合蒸氣管路34的中壓流體匯成一路通過第二混合蒸氣管路35進入第一冷凝器4中,氣態工質在第一冷凝器4中冷凝放熱變為液態工質,通過第一冷凝器液態制冷劑管路36進而分為兩路,一路通過第一沸騰器液態制冷劑管路37在第一冷劑泵8的作用下進入第一沸騰器1中繼續沸騰,另一路通過第二冷凝器液態制冷劑管路38再分成兩路,一路通過第一蒸發器液態制冷劑過冷管路41進入第一換熱器6,液態制冷劑在第一換熱器6中過冷,過冷的液態制冷劑通過第二節流膨脹閥9降溫降壓后進入第一蒸發器10蒸發吸熱變成低壓氣態制冷劑,低壓氣態制冷劑通過第一引射蒸汽管路43進入第一噴射器2,另一路通過第一液態制冷劑節流管路39進入第一節流膨脹閥7降溫降壓,降溫降壓后的液態制冷劑進入第一換熱器6蒸發吸熱變成低壓氣態制冷劑,低壓氣態制冷劑再通過第二引射蒸氣管路40進入第二噴射器3,從而完成工質的循環,在工質循環中,由于過冷裝置的設置,回收了冷凝后液態工質的多余熱量,提升了熱泵系統的循環效率。
本發明的進一步實施例中,技術方案二,依照圖3進行描述,一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統包括:第一沸騰器1、第一噴射器2、第二噴射器3、第一冷凝器4、第一集液器5、第一換熱器6、第一節流膨脹閥7、第一冷劑泵8、第二節流膨脹閥9、第一蒸發器10、第二沸騰器11、第三噴射器12、第四噴射器13、第二冷凝器14、第二集液器15、第二換熱器16、第三節流膨脹閥17、第二冷劑泵18、第四節流膨脹閥19、第二蒸發器20、調試換熱器21、第三換熱器22、第四換熱器23、第一工作蒸氣管路30、第二一工作蒸氣管路31、第一一混合蒸氣管路32、第二二工作蒸氣管路33、第一二混合蒸氣管路34、第二混合蒸氣管路35、第一冷凝器液態制冷劑管路36、第一沸騰器液態制冷劑管路37、第二冷凝器液態制冷劑管路38、第一液態制冷劑節流管路39、第二引射蒸氣管路40、第一蒸發器液態制冷劑過冷管路41、第一蒸發器液態制冷劑節流管路42、第一引射蒸汽管路43、第五混合蒸氣管路44、第三沸騰器液態冷劑管路45、第四沸騰器液態冷劑管路46、第三工作蒸氣管路50、第四一工作蒸氣管路51、第三一混合蒸氣管路52、第四二工作蒸氣管路53、第三二混合蒸氣管路54、第四混合蒸氣管路55、第三冷凝器液態制冷劑管路56、第二沸騰器液態制冷劑管路57、第四冷凝器液態制冷劑管路58、第二液態制冷劑節流管路59、第四引射蒸氣管路60、第二蒸發器液態制冷劑過冷管路61、第二蒸發器液態制冷劑節流管路62、第三引射蒸汽管路63、第六混合蒸氣管路64、第五沸騰器液態冷劑管路65、第六沸騰器液態冷劑管路66、一次水入口70、第一一次水管路71、第二一次水管路72、第三一次水管路73、第四一次水管路74、一次水出口75、二次水入口80、第一一二次水管路81、第一二二次水管路82、第一三二次水管路83、第二一二次水管路84、第二二二次水管路85、二次水出口86。
內部循環工質管路的連接方式為:第一沸騰器1出口連接第一工作蒸氣管路30,第一工作蒸氣管路30分成兩路,一路通過第二一工作蒸氣管路31與第一噴射器2相連通,第一噴射器2出口連接第一一混合蒸氣管路32,另一路通過第二二工作蒸氣管路33與第二噴射器3相連通,第二噴射器3出口連接第一二混合蒸氣管路34,第一一混合蒸氣管路32和第一二混合蒸氣管路34匯成一路與第五混合蒸氣管路44相連通,第五混合蒸氣管路44與第三換熱器22相連通,第三換熱器22出口連接第二混合蒸氣管路35,第二混合蒸氣管路35與第一冷凝器4相連通,第一冷凝器4通過第一冷凝器液態制冷劑管路36與集液器5相連通,第一冷凝器液態制冷劑管路36分為兩路,一路通過第四沸騰器液態冷劑管路46與第一冷劑泵8相連通,第一冷劑泵8出口連接第三沸騰器液態冷劑管路45,第三沸騰器液態冷劑管路45與第三換熱器22相連通,第三換熱器22出口連接第一沸騰器液態制冷劑管路37,第一沸騰器液態制冷劑管路37與第一沸騰器1相連通,另一路通過第二冷凝器液態制冷劑管路38再分成兩路,一路連接到第一液態制冷劑節流管路39,經過第一節流膨脹閥7進入第一換熱器6,第一換熱器6出口通過第二引射蒸氣管路40回到第二噴射器3,另一路通過第一蒸發器液態制冷劑過冷管路41進入第一換熱器6,第一換熱器6出口通過第一蒸發器液態制冷劑節流管路42,經過第二節流膨脹閥9與蒸發器10相連通,蒸發器10出口通過第一引射蒸汽管路43回到第一噴射器2,第二沸騰器11出口連接第三工作蒸氣管路50,第三工作蒸氣管路50分成兩路,一路通過第四一工作蒸氣管路51與第三噴射器12相連通,第三噴射器12出口連接第三一混合蒸氣管路52,另一路通過第四二工作蒸氣管路53與第四噴射器13相連通,第四噴射器13出口連接第三二混合蒸氣管路54,第三一混合蒸氣管路52和第三二混合蒸氣管路54匯成一路與第六混合蒸氣管路64相連通,第六混合蒸氣管路64與第四換熱器23相連通,第四換熱器23出口連接第四混合蒸氣管路55,第四混合蒸氣管路55與第二冷凝器14相連通,第二冷凝器14通過第三冷凝器液態制冷劑管路56與第二集液器15相連通,第三冷凝器液態制冷劑管路56分為兩路,一路通過第六沸騰器液態冷劑管路66與第二冷劑泵18相連通,第二冷劑泵18出口連接第五沸騰器液態冷劑管路65,第五沸騰器液態冷劑管路65與第四換熱器23相連通,第四換熱器23出口連接第二沸騰器液態制冷劑管路57,第二沸騰器液態制冷劑管路57與第二沸騰器11相連通,另一路通過第四冷凝器液態制冷劑管路58再分成兩路,一路連接到第二液態制冷劑節流管路59,經過第三節流膨脹閥17進入第二換熱器16,第二換熱器16出口通過第四引射蒸氣管路60回到第四噴射器13,另一路通過第二蒸發器液態制冷劑過冷管路61進入第二換熱器16,第二換熱器16出口通過第二蒸發器液態制冷劑節流管路62,經過第四節流膨脹閥19與第二蒸發器20相連通,第二蒸發器20出口通過第三引射蒸汽管路63回到第三噴射器12。
外部水循環的連接關系為:第一沸騰器1通過第一一次水管路71與第二沸騰器11相連通,第二沸騰器11通過第二一次水管路72與調試換熱器21相連通,調試換熱器21通過第三一次水管路73與第二蒸發器20相連通,第二蒸發器20通過第四一次水管路74與第一蒸發器10相連通。進入系統的二次水分為兩個通路,其中一路通過第二一二次水管路84流經調試換熱器21并繼續通過第二二二次水管路85,另一路通過第一一二次水管路81流經第一冷凝器4,繼續通過第一二二次水管路82流經第二冷凝器14,繼續通過第一三二次水管路83,兩路混合后從二次水出口86流出系統。
本發明的進一步實施例中,依據此結構,第一沸騰器1、第二沸騰器11、第一蒸發器10、第二蒸發器20由一次水加熱,第一冷凝器4及第二冷凝器14由二次水進行冷卻。一次水與第二一二次水管路84中的二次水在調試換熱器中進行熱量的交換。
本發明的進一步實施例中,本實施方式的外部水運行流程與具體實施方式一完全相同,第一段的噴射式熱泵循環與第二段的噴射式熱泵循環具有相同的結構,因此兩者的運行流程相同,以第一段噴射式熱泵循環為例,說明內部循環工質的運行流程:
高溫熱源通過高溫熱源入口70流入第一沸騰器1后從高溫熱源出口75流出,在其中釋放熱量,液態制冷工質在第一沸騰器1中轉變為高溫高壓的氣態工質通過第一工作蒸氣管路30分成兩路,一路通過第二一工作蒸氣管路31進入第一噴射器2,引射來自第一蒸發器10內的低壓氣態制冷劑,其中兩流體混合后成為中壓氣態制冷劑流出第一噴射器2,另一路通過第二二工作蒸氣管路33進入第二噴射器3,引射來自第一換熱器6中的低壓氣態制冷劑,其中兩流體混合后成為中壓氣態制冷劑流出第二噴射器3,從第一噴射器2流出的流體和第二噴射器3流出的流體混合進入第三換熱器22中,在第三換熱器22中釋放熱量預熱進入沸騰器的液態工質,從而減少第一沸騰器1中耗費的熱量,高溫蒸氣流出第三換熱器22后進入第一冷凝器4中,高溫高壓的氣態工質在第一冷凝器4中冷凝放熱變為液態工質,通過第一冷凝器液態制冷劑管路36分為兩路;一路通過第四沸騰器液態冷劑管路46在第一冷劑泵8的作用下進入第三換熱器22吸收熱量后再通過第一沸騰器液態制冷劑管路37進入第一沸騰器1內繼續沸騰,另外一路通過第二冷凝器液態制冷劑管路38再分成兩路,一路在第一節流膨脹閥7的作用下降溫降壓進入第一換熱器6吸收熱量成為低壓氣態制冷劑后回到第二噴射器3完成了一部分工質循環,另一路直接進入第一換熱器6中過冷,之后在第二節流膨脹閥9的作用下降溫降壓,流入第一蒸發器10內繼續蒸發后成為低壓氣態制冷劑,通過第一引射蒸汽管路43回到第一噴射器2,從而完成工質的循環,在工質循環中,采用過熱蒸氣的熱量預熱進入沸騰器的液態工質,從而減少第一沸騰器1中耗費的熱量,進一步提升熱泵系統的循環效率,進而提升噴射式大溫差換熱系統的運行效果。
本發明的進一步實施例中,技術方案三,如圖4所示,在技術方案二的基礎上,為了能夠進一步提升雙段噴射式大溫差換熱機組中噴射式熱泵循環部分的運行效率,進一步對進入第一沸騰器1與第二沸騰器11的液態工質進行預熱。因此,在本方案中,增設第五換熱器24與第六換熱器25。其中,第五換熱器24設置在第二一次水管路72、第三一次水管路73與第一沸騰器液態制冷劑管路37、第三沸騰器液態制冷劑管路47之間,具體來說,該設備設置于一次水管路的調試換熱器21與第一沸騰器1之間,在沸騰器液態工質管路上位于第三換熱器22與第一沸騰器1之間,第六換熱器25設置在第三一次水管路73、第四一次水管路74與第二沸騰器液態制冷劑管路57、第四沸騰器液態制冷劑管路67之間,具體來說,該設備設置于一次水管路上的調試換熱器21與第一沸騰器1之間,在沸騰器液態工質管路上位于第四換熱器23與第二沸騰器11之間。
本發明的進一步實施例中,一種設置有多個噴射器的大溫差換熱系統的運行流程包括外部水流程與內部工質循環流程,其中,外部水流程如下:
高溫的一次水通過系統一次水入口70流入大溫差換熱機組中,通過一次水管路依次流過第二沸騰器11,第一沸騰器1,第五換熱器24、第六換熱器25,調適換熱器21,第二蒸發器20,第一蒸發器10,溫度逐漸降低后從一次水出口77流出。二次水通過二次水入口80進入大溫差換熱機組后分為兩股,一股通過第一一二次水管路81進入第一冷凝器4內吸收冷凝熱,并繼續通過第一二二次水管路82進入第二冷凝器14內吸收冷凝熱,另外一股通過第二一二次水管路84進入調試換熱器21內與一次水進行換熱,最后兩股水混合后通過二次水出口86流出機組。
同理,以第一段噴射式熱泵部分來說明內部工質的循環流程,高溫熱源通過高溫熱源入口70流入第一沸騰器1后從高溫熱源出口77流出,在其中釋放熱量,液態制冷工質在第一沸騰器1中轉變為高溫高壓的氣態工質通過第一工作蒸氣管路30分成兩路,一路通過第二一工作蒸氣管路31進入第一噴射器2,引射來自第一蒸發器10內的低壓氣態制冷劑,其中兩流體混合后成為中壓氣態制冷劑流出第一噴射器2,,另一路通過第二二工作蒸氣管路33進入第二噴射器3,引射來自第一換熱器6中的低壓氣態制冷劑,其中兩流體混合后成為中壓氣態制冷劑流出第二噴射器3,從第一噴射器2流出的流體和第二噴射器3流出的流體混合進入第三換熱器22中,在第三換熱器22中釋放熱量預熱進入沸騰器的液態工質,從而減少第一沸騰器1中耗費的熱量,高溫蒸氣流出第三換熱器22后進入第一冷凝器4中,高溫高壓的氣態工質在第一冷凝器4中冷凝放熱變為液態工質,通過第一冷凝器液態制冷劑管路36分為兩路;一路通過第四沸騰器液態冷劑管路46在第一冷劑泵8的作用下進入第三換熱器22吸收熱量后再通過第三沸騰器液態制冷劑管路47進入第五換熱器24,吸收熱量后再通過第一沸騰器液態制冷劑管路37,進入第一沸騰器1內繼續沸騰,另外一路通過第二冷凝器液態制冷劑管路38再分成兩路,一路在第一節流膨脹閥7的作用下降溫降壓進入第一換熱器6吸收熱量成為低壓氣態制冷劑后回到第二噴射器3完成了一部分工質循環,另一路直接進入第一換熱器6中過冷,之后在第二節流膨脹閥9的作用下降溫降壓,流入第一蒸發器10內繼續蒸發后,通過第一引射蒸汽管路43成為低壓氣態制冷劑回到第一噴射器2,從而完成工質的循環,在工質循環中,采用過熱蒸氣的熱量預熱進入沸騰器的液態工質,從而減少第一沸騰器1中耗費的熱量,進一步提升熱泵系統的循環效率,進而提升噴射式大溫差換熱系統的運行效果。
本發明的進一步實施例中,與傳統的單段的噴射式大溫差換熱系統相比,通過對傳統的噴射式大溫差換熱系統進行改進,使節流降溫降壓的液體冷劑過冷一部分冷凝器出口液體冷劑,制冷量增大,排氣溫度降低,提高噴射式制冷循環系統循環效率。
本發明的進一步實施例中,與傳統的單段的噴射式大溫差換熱系統相比,采用雙段噴射式結構構建了大溫差換熱系統,實現了對一次水能量“溫度對口、梯級利用”的利用,對一次水與二次水進行了雙段的降溫與升溫,有效的提升了系統中對熱能的利用,提升了各段中噴射式熱泵循環的運行效率,增強了整個換熱機組的換熱效果與換熱量。
本發明的進一步實施例中,與傳統的單段的噴射式大溫差換熱系統相比,由于分段設置的作用,使得每段中的噴射器都能夠在相對適宜且穩定的工況條件下運行,使得大溫差換熱機組整體運行更加穩定。
本發明的進一步實施例中,用于供熱工程中,通過對噴射式大溫差換熱系統進行改進,使節流降溫降壓的液體冷劑過冷一部分冷凝器出口液體冷劑,制冷量增大,排氣溫度降低,采用雙段噴射式結構構建了大溫差換熱系統,實現了對一次水能量的利用,對一次水與二次水進行了雙段的降溫與升溫,有效的提升了系統中對熱能的利用,使得每段中的噴射器都能夠在相對適宜且穩定的工況條件下運行,使得大溫差換熱機組運行更加穩定,提升了噴射式熱泵循環的運行效率。
以上僅為本發明較佳的實施例,并非因此限制本發明的實施方式及保護范圍,對于本領域技術人員而言,應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案,均應當包含在本發明的保護范圍內。