一種兩級噴射式換熱機組及其工作方式的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于能源技術領域，尤其涉及一種兩級噴射式換熱機組及其工作方式。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)換熱器的換熱驅(qū)動力是高低溫熱源間的換熱溫差，所以即使是換熱效果最好的逆流式換熱器，高溫熱源的出口溫度也必須高于低溫熱源的進口溫度。由熱力學第二定律可知，傳統(tǒng)換熱器的熵產(chǎn)極大，高溫熱源的做功能力被白白地浪費掉了，導致傳統(tǒng)換熱器的換熱效率比較低下。
[0003]從加大供熱一次管網(wǎng)熱輸送能力，降低供熱一次管網(wǎng)回水溫度的角度出發(fā)，清華大學的付林在其申報的專利(200820079020.2)中提出了基于吸收式熱泵的大溫差換熱機組。但該專利中，由于吸收式熱泵體積較大、設備昂貴、運行復雜，該換熱機組的實際應用性受到了很大的局限。鑒于吸收式熱泵的上述缺陷，北京建筑工程學院的孫方田在其申報的專利(201210041639.5)中提出了基于噴射式熱泵的換熱機組。雖然噴射式熱泵的結構簡單，系統(tǒng)初投資較低，但其仍然沿用通過水水換熱器來加大熱泵高低位熱源溫差的方法，而且出熱泵冷凝器的二次網(wǎng)熱水和出水水換熱器的二次網(wǎng)熱水直接進行混合換熱，系統(tǒng)換熱效率仍然不高。
[0004]如何更加簡單高效地進行換熱，降低高溫熱源的出口溫度，經(jīng)濟高效地提高換熱器的換熱效率，一直是目前能源技術領域急待解決的技術難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種兩級噴射式換熱機組及其工作方式。
[0006]一種兩級噴射式換熱機組，包括:高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、高壓噴射器、低壓噴射器、高壓蒸發(fā)器、低壓蒸發(fā)器、高壓冷凝器、低壓冷凝器、高壓儲液器、低壓儲液器、節(jié)流閥、冷劑泵；
[0007]其中，高溫熱源進口與高壓發(fā)生器相連，高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、高壓噴射器、低壓噴射器依次通過高溫熱源主管路與高溫熱源相連，高壓發(fā)生器蒸汽出口與高壓噴射器工作噴嘴入口相連，高壓噴射器出口與高壓冷凝器入口相連，高壓冷凝器出口與高壓儲液器入口相連，高壓儲液器出口分為兩路:一路通過冷劑泵與高壓發(fā)生器入口相連，另一路與低壓發(fā)生器入口相連；
[0008]低壓發(fā)生器蒸汽出口與低壓噴射器工作噴嘴入口相連，低壓噴射器出口與低壓冷凝器入口相連，低壓冷凝器出口與低壓儲液器入口相連，低壓儲液器出口分為兩路:一路與高壓蒸發(fā)器入口相連，另一路通過節(jié)流閥與低壓蒸發(fā)器相連；
[0009]高壓蒸發(fā)器出口與高壓噴射器的接收室相連，低壓蒸發(fā)器出口與低壓噴射器的接收室相連；
[0010]低溫熱源進口與低壓冷凝器相連，低壓冷凝器、高壓冷凝器依次通過低溫熱源主管路與低溫熱源相連。
[0011]一種兩級噴射式換熱機組的工作方式，包括:高溫熱源依次流過高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、高壓蒸發(fā)器、低壓蒸發(fā)器進行逐級降溫，在相應的溫度條件下，依次產(chǎn)生不同溫度壓力的冷劑蒸汽；
[0012]低壓發(fā)生器蒸汽出口的高溫高壓冷劑蒸汽通過低壓噴射器引射來自低壓蒸發(fā)器的低溫低壓冷劑蒸汽，在低壓噴射器中充分混合加壓后，形成中間溫度壓力的冷劑蒸汽，然后在低壓冷凝器中冷凝放熱，加熱低溫熱源；
[0013]中間溫度壓力的冷劑蒸汽在低壓冷凝器中冷凝后，形成低壓冷劑液儲存在低壓儲液器中，然后被分為兩路:一路直接進入高壓蒸發(fā)器中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)，另一路經(jīng)節(jié)流閥進行降壓節(jié)流，然后進入低壓蒸發(fā)器中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)；
[0014]高壓發(fā)生器蒸汽出口的高溫高壓冷劑蒸汽通過高壓噴射器引射來自高壓蒸發(fā)器的低溫低壓冷劑蒸汽，在高壓噴射器中充分混合加壓后，形成中間溫度壓力的冷劑蒸汽，然后在高壓冷凝器中冷凝放熱，加熱出低壓冷凝器的低溫熱源；
[0015]中間溫度壓力的冷劑蒸汽在高壓冷凝器中冷凝后，形成高壓冷劑液儲存在高壓儲液器中，然而后被分為兩路:一路直接進入低壓發(fā)生器中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)，另一路經(jīng)冷劑泵加壓后，進入高壓發(fā)生器中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)；
[0016]對應的低溫熱源依次流經(jīng)低壓冷凝器、高壓冷凝器，實現(xiàn)低溫熱源的逐級加熱。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:高溫熱源依次流經(jīng)兩級噴射式熱泵的高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、高壓蒸發(fā)器、低壓蒸發(fā)器，逐級進行降溫；低溫熱源依次流經(jīng)兩級噴射式熱泵的低壓冷凝器和高壓冷凝器，逐級進行升溫；同時，其他形式的熱源，也可按照其溫度范圍，接入相應溫度區(qū)間的發(fā)生器、蒸發(fā)器、冷凝器中。
[0018]通過高溫熱源在低壓發(fā)生器中的放熱降溫，加大了高壓發(fā)生器和高壓蒸發(fā)器間的溫差，使高壓噴射式熱泵得以正常運行。通過高溫熱源在高壓蒸發(fā)器中的放熱降溫，加大了低壓發(fā)生器和低壓蒸發(fā)器間的溫差，使低壓噴射式熱泵得以正常運行；實現(xiàn)了 “溫度對口、梯級利用”原則，低溫熱源依次流經(jīng)兩級噴射式熱泵的低壓冷凝器和高壓冷凝器，逐級進行升溫，整個換熱機組的換熱效率得到了極大地提升；高壓儲液器里的高壓冷劑液體直接流入低壓發(fā)生器中進行蒸發(fā)吸熱，低壓儲液器里的低壓冷劑液體直接流入高壓蒸發(fā)器中進行蒸發(fā)吸熱；同時，高壓儲液器里的高壓冷劑液體經(jīng)過冷劑泵加壓后進入高壓發(fā)生器中蒸發(fā)吸熱，低壓儲液器里的低壓冷劑液體經(jīng)節(jié)流閥降壓節(jié)流后進入低壓蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱，減少整個換熱機組的循環(huán)泵功和節(jié)流損失。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的基本原理示意圖，
[0020]其中，Hin-高溫熱源進口 ；Hout-高溫熱源出口 ；Lin_低溫熱源進口 ；Lout_低溫熱源出口 ；E1-低壓蒸發(fā)器；E2-高壓蒸發(fā)器；G1-低壓發(fā)生器；G2-高壓發(fā)生器；C1_低壓冷凝器；C2-高壓冷凝器；RT1-低壓儲液器；RT2-高壓儲液器；EJ1-低壓噴射器；EJ2_高壓噴射器；TV-節(jié)流閥；RP-冷劑泵。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。
[0022]一種兩級噴射式換熱機組，如圖1所示，高溫熱源依次流過高壓發(fā)生器G2、低壓發(fā)生器G1、高壓蒸發(fā)器E2、低壓蒸發(fā)器El進行逐級降溫，在相應的溫度條件下，依次產(chǎn)生不同溫度壓力的冷劑蒸汽。
[0023]低壓發(fā)生器Gl出口的高溫高壓冷劑蒸汽通過低壓噴射器EJl引射來自低壓蒸發(fā)器El的低溫低壓冷劑蒸汽，在低壓噴射器EJl中充分混合加壓后，形成中間溫度壓力的冷劑蒸汽，然后在低壓冷凝器Cl中冷凝放熱，加熱低溫熱源。
[0024]中間溫度壓力的冷劑蒸汽在低壓冷凝器Cl中冷凝后，形成低壓冷劑液儲存在低壓儲液器RTl中。而后被分為兩路，一路直接進入高壓蒸發(fā)器E2中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)，一路經(jīng)節(jié)流閥TV進行降壓節(jié)流，然后進入低壓蒸發(fā)器El中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)。
[0025]同理，高壓發(fā)生器G2出口的高溫高壓冷劑蒸汽通過高壓噴射器EJ2引射來自高壓蒸發(fā)器E2的低溫低壓冷劑蒸汽，在高壓噴射器EJ2中充分混合加壓后，形成中間溫度壓力的冷劑蒸汽，然后在高壓冷凝器C2中冷凝放熱，加熱出低壓冷凝器Cl的低溫熱源。
[0026]中間溫度壓力的冷劑蒸汽在高壓冷凝器C2中冷凝后，形成高壓冷劑液儲存在高壓儲液器RT2中。而后被分為兩路，一路直接進入低壓發(fā)生器Gl中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)，一路經(jīng)冷劑泵RP加壓后，進入高壓發(fā)生器G2中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)。
[0027]對應的低溫熱源依次流經(jīng)低壓冷凝器Cl、高壓冷凝器C2，實現(xiàn)低溫熱源的逐級加熱，該加熱過程完全符合“溫度對口、梯級利用”原則，極大地提高了換熱機組的換熱效率。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種兩級噴射式換熱機組，其特征在于，包括:高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、高壓噴射器、低壓噴射器、高壓蒸發(fā)器、低壓蒸發(fā)器、高壓冷凝器、低壓冷凝器、高壓儲液器、低壓儲液器、節(jié)流閥、冷劑泵； 其中，高溫熱源進口與高壓發(fā)生器相連，高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、高壓噴射器、低壓噴射器依次通過高溫熱源主管路與高溫熱源相連，高壓發(fā)生器蒸汽出口與高壓噴射器工作噴嘴入口相連，高壓噴射器出口與高壓冷凝器入口相連，高壓冷凝器出口與高壓儲液器入口相連，高壓儲液器出口分為兩路:一路通過冷劑泵與高壓發(fā)生器入口相連，另一路與低壓發(fā)生器入口相連； 低壓發(fā)生器蒸汽出口與低壓噴射器工作噴嘴入口相連，低壓噴射器出口與低壓冷凝器入口相連，低壓冷凝器出口與低壓儲液器入口相連，低壓儲液器出口分為兩路:一路與高壓蒸發(fā)器入口相連，另一路通過節(jié)流閥與低壓蒸發(fā)器相連； 高壓蒸發(fā)器出口與高壓噴射器的接收室相連，低壓蒸發(fā)器出口與低壓噴射器的接收室相連； 低溫熱源進口與低壓冷凝器相連，低壓冷凝器、高壓冷凝器依次通過低溫熱源主管路與低溫熱源相連。
2.一種兩級噴射式換熱機組的工作方式，其特征在于，包括:高溫熱源依次流過高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、高壓蒸發(fā)器、低壓蒸發(fā)器進行逐級降溫，在相應的溫度條件下，依次產(chǎn)生不同溫度壓力的冷劑蒸汽； 低壓發(fā)生器蒸汽出口的高溫高壓冷劑蒸汽通過低壓噴射器引射來自低壓蒸發(fā)器的低溫低壓冷劑蒸汽，在低壓噴射器中充分混合加壓后，形成中間溫度壓力的冷劑蒸汽，然后在低壓冷凝器中冷凝放熱，加熱低溫熱源； 中間溫度壓力的冷劑蒸汽在低壓冷凝器中冷凝后，形成低壓冷劑液儲存在低壓儲液器中，然后被分為兩路:一路直接進入高壓蒸發(fā)器中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)，另一路經(jīng)節(jié)流閥進行降壓節(jié)流，然后進入低壓蒸發(fā)器中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)； 高壓發(fā)生器蒸汽出口的高溫高壓冷劑蒸汽通過高壓噴射器引射來自高壓蒸發(fā)器的低溫低壓冷劑蒸汽，在高壓噴射器中充分混合加壓后，形成中間溫度壓力的冷劑蒸汽，然后在高壓冷凝器中冷凝放熱，加熱出低壓冷凝器的低溫熱源； 中間溫度壓力的冷劑蒸汽在高壓冷凝器中冷凝后，形成高壓冷劑液儲存在高壓儲液器中，然而后被分為兩路:一路直接進入低壓發(fā)生器中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)，另一路經(jīng)冷劑泵加壓后，進入高壓發(fā)生器中吸收高溫熱源熱量進行蒸發(fā)； 對應的低溫熱源依次流經(jīng)低壓冷凝器、高壓冷凝器，實現(xiàn)低溫熱源的逐級加熱。
【專利摘要】本發(fā)明屬于能源技術領域，尤其涉及一種兩級噴射式換熱機組及其工作方式，包括：高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、高壓噴射器、低壓噴射器、高壓蒸發(fā)器、低壓蒸發(fā)器、高壓冷凝器、低壓冷凝器、高壓儲液器、低壓儲液器、節(jié)流閥、冷劑泵；高溫熱源依次流經(jīng)兩級噴射式熱泵的高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、高壓蒸發(fā)器、低壓蒸發(fā)器，逐級進行降溫；低溫熱源依次流經(jīng)兩級噴射式熱泵的低壓冷凝器和高壓冷凝器，逐級進行升溫；實現(xiàn)了“溫度對口、梯級利用”原則，整個換熱機組的換熱效率得到了極大地提升，減少整個換熱機組的循環(huán)泵功和節(jié)流損失。
【IPC分類】F25B19-02
【公開號】CN104676946
【申請?zhí)枴緾N201510056403
【發(fā)明人】高巖, 程博, 胡文舉
【申請人】北京建筑大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月3日