[发明专利]热泵蒸汽发生装置

说明书

本发明涉及制热技术领域，公开了一种热泵蒸汽发生装置，包括通过气冷器换热耦合的二氧化碳热泵系统和水蒸汽发生系统；二氧化碳热泵系统包括膨胀机，气冷器的放热侧出口与膨胀机的进口连接，膨胀机的出口与气冷器的放热侧进口连接；水蒸汽发生系统包括给水泵，给水泵与气冷器的吸热侧进口连接；膨胀机与给水泵通过传动轴传动连接。本发明提供的装置，二氧化碳热泵系统以二氧化碳作为循环工质，能够充分利用其相变潜热，膨胀机能够有效回收超临界二氧化碳节流时的膨胀功，并将其通过传动轴传递给给水泵，从而提高热泵效率，降低水蒸汽发生系统给水泵的功耗，提高能源利用效果，使装置更为清洁环保。

技术领域

本发明涉及制热技术领域，特别是涉及一种热泵蒸汽发生装置。

背景技术

高温水蒸汽是工、农、商、医、食品等行业最常用的热介质。当下，高温蒸汽主要通过燃油燃煤锅炉产生，不仅能耗较大，且对环境污染也较大。随着生态文明建设的日益推进，传统燃油燃煤锅炉势必要被淘汰，因此，以电力为首的清洁能源开发与利用将赢得热能用户的青睐。

二氧化碳热泵利用二氧化碳作为循环工质，通过充分利用二氧化碳循环工质的相变潜热，可以以较小的电力代价产生大量的高品质热能。如何进一步提升二氧化碳热泵蒸汽装置的效率，是当下亟待研究解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种热泵蒸汽发生装置，用以提升二氧化碳热泵蒸汽装置的效率。

本发明实施例提供一种热泵蒸汽发生装置，包括通过气冷器换热耦合的二氧化碳热泵系统和水蒸汽发生系统；

所述二氧化碳热泵系统包括膨胀机，所述气冷器的放热侧出口与所述膨胀机的进口连接，所述膨胀机的出口与所述气冷器的放热侧进口连接；所述水蒸汽发生系统包括给水泵，所述给水泵与所述气冷器的吸热侧进口连接；所述膨胀机与所述给水泵通过传动轴传动连接。

其中，所述二氧化碳热泵系统还包括二氧化碳压缩机和蒸发器，所述二氧化碳压缩机、所述气冷器、所述膨胀机和所述蒸发器依次连接，所述蒸发器的出口与所述二氧化碳压缩机的进口连接。

其中，所述二氧化碳热泵系统还包括储液器和气液分离器；

所述储液器的进口与所述膨胀机的出口连接，所述储液器包括气路出口和液路出口，所述气路出口与所述二氧化碳压缩机的进口连接，所述液路出口经所述蒸发器与所述气液分离器的进口连接，所述气液分离器的出口与所述二氧化碳压缩机的进口连接。

其中，所述二氧化碳热泵系统还包括回热器，所述气冷器的放热侧出口通过所述回热器的过冷侧与所述膨胀机的进口连接，所述蒸发器的出口通过所述回热器的过热侧与所述二氧化碳压缩机的进口连接。

其中，所述气路出口设有减压阀，所述气液分离器的出口设有第一单向阀。

其中，所述二氧化碳压缩机与所述气冷器之间设有第二单向阀。

其中，所述二氧化碳压缩机与所述气冷器之间设有油分离器。

其中，所述水蒸汽发生系统还包括闪蒸罐和水蒸汽压缩机，所述给水泵的出口通过所述气冷器的吸热侧与所述闪蒸罐的进口连接，所述闪蒸罐的蒸汽出口与所述水蒸汽压缩机的蒸汽进口连接。

其中，所述水蒸汽发生系统还包括补水泵，所述补水泵的进水口与所述闪蒸罐的热水出口连接，所述补水泵的出水口与所述水蒸汽压缩机的补水进口连接。