[实用新型]热动离心式水源热泵机组

说明书

技术领域：本发明以热电厂等高能耗、多余热环境为背景，是一种新型水源热泵机组，以蒸汽或余热为动力，以汽轮机为机械动力，用离心式压缩机推动工质在系统中循环流动，并通过汽轮机原有标配的自动调速系统对汽轮机输出轴调速，进而间接与进口零级可调导向叶片-出口可调扩压器联动来实现对压缩机的流量调节，利用汽轮机乏汽等余热实现二次梯级加热从而完成制热功能的一种装置(压缩机进气流量≥50m3/min)。

背景技术：人居空间离不开热能，而制取热能的传统方法就是燃烧各类燃料或者消耗电。用燃烧像煤这样的低品质燃料的方法来制热，不仅要失去大量的不好再生的基础能源，而且极易造成环境污染；而用电这样高品质能源制热，表面上看方便洁净，但从电的生产过程来看，用电制热实际所消耗的能源和所造成的环境负担更大、更不好收拾……热泵可以通过消耗少量高品质能源，吸取大量的低品质热能，将合成后的较高品质热能泵送给用户。实验证明，热泵制取热能所消耗的基础能源比传统制热设备节省一倍甚至几倍。

热泵按工作原理分类，有机械压缩式热泵(本发明属于此类型)、吸收式热泵、化学热泵、蒸汽喷射式热泵、半导体热泵等。目前，大型建筑中央空调项目所采用的热泵机组大多都是机械压缩式热泵和吸收式热泵，其压缩机的驱动装置主要是电动机、内燃机和燃气轮机，离心压缩机热泵虽动平衡特性好，振动小，制热量调节范围大，寿命长，但离心压缩机气流通道过窄，流量调节范围偏小(70-100％，康普艾公司有直流调速螺杆机，调速范围为20～100％)，在冷凝压力太高时容易发生喘振，使制热系数低且不稳定。

发明内容：本发明是以热电环境为应用平台，以汽轮机为机械动力的水源热泵机组。该热泵机组包括：蒸发器、由汽轮机驱动的离心压缩机、冷凝器(一级加热器)、二级加热器、高引射系数蒸汽喷射器、节流膨胀部件和循环泵等。通过汽轮机原有标配的自动调速系统对汽轮机输出轴调速进而间接与进口零级可调导向叶片-出口可调扩压器联动来实现对压缩机的流量调节，并利用汽轮机乏汽等余热借助高引射系数蒸汽喷射器来实现二次梯级加热。

本发明创造的优点：增加了离心压缩机气流通道，流量调节范围得到了大幅度提高；机组运行平稳，稳定工作区(从堵塞点到喘振点)宽裕，离心压缩机动平衡特性进一步得到提高，整机振动更小，运行更为可靠；机组运行过程中的调节手段更有效、合理；并且制热量调节范围广，工质流量调节度大；能源利用更合理、更经济，余热利用率更高，制热系数明显加大，整机寿命增长；降低动力能源的品质等级。

主要技术数据如下：

系统工质循环压力波动范围可以保持在1％-3％；

流量调节范围：60-100％；

运行噪音：85-90dB；

热量调节范围：65-90℃；

制热系数：3.2-3.6。

附图说明：

图为热动离心式水源热泵机组示意图。

具体实施方式：

图中1、低品质热源进水端；            7、冷凝器(一级加热器)；

    2、蒸发器；                      8、节流膨胀部件；

    3、汽轮机；                      9、低品质热源出水端；

    4、离心压缩机；                  10、载热体入口；

    5、蒸汽喷射器；                  11、载热体出口。

    6、二级加热器；

在离心压缩机4进出口分别装设有由作动筒控制的零级可调叶片和尾部可调扩压器；利用热电厂丰富的汽轮机3的余汽，在冷凝器(一级加热器)7的后部增设二级加热器6，并由引射系数较高的蒸汽喷射器5为其提供热能。

在蒸发器2冷侧循环回路，启动其循环泵使低品质热源水进行系统循环，并达到管流平稳；在冷凝器(一级加热器)和二级加热器形成的循环回路中，启动其循环泵使载热流体进行系统循环，亦达到管流平稳；在由蒸发器冷侧、离心压缩机、冷凝器热侧、节流膨胀部件(包括节流阀、调节阀等)8形成的回路中，启动离心压缩机，调节节流阀使工质液汽液相变循环；根据具体工况通过汽轮机调速系统对其输出轴进行转速调节，进而间接与进口零级可调导向叶片-出口可调扩压器联动来实现对压缩机流量的系统调节，使其达到最佳运行状态；蒸发器热侧可形成浅制冷效应(⊿t≈10℃)；冷凝器冷侧可形成制热效应(⊿t≈40℃)；通过蒸汽喷射器，可综合调节机组总体工况，使系统平稳运行，进而制冷-制热效应将获得进一步加强和巩固。