熱泵電汽水鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鍋爐，特別是一種節(jié)能熱泵鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)鍋爐是中國主要的熱能動力設(shè)備，鍋爐行業(yè)是與人類共存的永恒產(chǎn)業(yè)，尤其是在中國還是一個(gè)不斷發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。20世紀(jì)80年代以后，中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化，鍋爐行業(yè)更加突出，全國鍋爐制造企業(yè)增加近二分之一，并形成了獨(dú)立開發(fā)研制一代又一代新產(chǎn)品的能力，產(chǎn)品的技術(shù)性能已接近發(fā)達(dá)國家水平。鍋爐是經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)代不可缺少的商品，未來將如何發(fā)展，是非常值得研究的。
[0003]蒸汽鍋爐指的是把水加熱到一定參數(shù)并生產(chǎn)高溫蒸汽的工業(yè)鍋爐，水在鍋筒中受熱變成蒸氣，通過電、油或者氣體燃燒發(fā)出熱量提供能量，就是蒸氣鍋爐的原理。蒸汽鍋爐按照燃料(電、油、氣)可以分為電蒸汽鍋爐、燃油蒸汽鍋爐、燃?xì)庹羝仩t三種；按照構(gòu)造可以分為立式蒸汽鍋爐、臥式蒸汽鍋爐，中小型蒸汽鍋爐多為單、雙回程的立式結(jié)構(gòu)，大型蒸汽鍋爐多為三回程的臥式結(jié)構(gòu)。各種鍋爐中，由于資源限制，許多企業(yè)不得不使用電鍋爐，電鍋爐也滿足“清潔生產(chǎn)”的要求，有相當(dāng)大的市場應(yīng)用。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的蒸汽鍋爐將通過電、油、氣體的燃燒能轉(zhuǎn)換為熱能。最多等值于燃燒放出的能量或電能提供的能量。能效比基本在95%以上，小于100%。而水源熱泵熱水器和空氣源熱泵熱水器都是利用熱泵的熱搬運(yùn)技術(shù)，在現(xiàn)有技術(shù)中一般都是將水加熱到70攝氏度左右，達(dá)不到沸騰。由于目前工業(yè)動力需要提供高溫高壓蒸汽，因此在無法沸騰的狀態(tài)下無法有效利用其能源。因此有些鍋爐采用了后半段電加熱，達(dá)到高溫蒸汽的輸出，然而20攝氏度左右的冷水加熱到70攝氏度時(shí)，溫差為5 O攝氏度，因此其每Ig水需要的熱量為50卡。而采用其他能源燃燒后從70攝氏度到100攝氏度還需要30卡熱量，因此如果先采用熱泵技術(shù)加熱到70攝氏度，再用其他能源加熱鍋爐的話已經(jīng)將能效比大大降低了。如果Ig水從100攝氏度水變?yōu)?00攝氏度蒸汽還需要吸收約532卡的熱量。因此從70攝氏度的水變?yōu)?00攝氏度的水蒸氣所需要熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于20攝氏度升到70攝氏度的高效獲取的熱量。因此所高效獲得的熱量不到總熱量的1/10，因此采用熱泵技術(shù)混合常規(guī)加熱方法比簡單采用電、油、燃?xì)獾燃訜岬哪苄嵘⒉幻黠@，反而造成產(chǎn)品噪音大大增加，系統(tǒng)復(fù)雜性和操作性增加，成本造價(jià)也大幅提升。因此市面上常用的熱泵結(jié)合高溫蒸汽階段的電、油、燃?xì)饧訜岬漠a(chǎn)品并不常見。此外，現(xiàn)有技術(shù)中還有采用熱泵技術(shù)加半導(dǎo)體熱泵技術(shù)加熱，可以達(dá)到1.3-1.5倍能效比。因此這種組合加熱能效比都在1.5以上，但其缺點(diǎn)是半導(dǎo)體熱泵成本高、使用復(fù)雜，驅(qū)動電源必須為直流電。而直流電的電源設(shè)備功率較小，因此其成本較高、技術(shù)復(fù)雜、難以大功率輸出，實(shí)施過程中存在一定問題。
[0005]綜上所述市面上的傳統(tǒng)電、油、氣體蒸汽鍋爐其共同缺點(diǎn)是能效比為1，不可能借助環(huán)境能源，不能有效的利用環(huán)境中的各種廢水、工廠排污、環(huán)境熱水、太陽能熱水器中的熱水，通過污水源換熱器帶來建筑物城市污水中含有的熱能，通過地下水、地面打井帶來土壤中的熱能、江河湖泊的水中含有的熱能。而采用熱泵與傳統(tǒng)電、油、燃?xì)饧訜岬幕旌闲湾仩t則能效比低下、成本高、使用復(fù)雜、噪音大等缺點(diǎn)。并且現(xiàn)有技術(shù)中的鍋爐通過提供熱量加熱水變?yōu)檎羝?，其供熱方式簡單直接，容易使鍋爐內(nèi)部壓力持續(xù)上升，在鍋爐發(fā)生故障時(shí)由于壓力不斷增加容易造成爆炸等事故，對周圍環(huán)境和操作人員造成極大威脅。此外現(xiàn)有技術(shù)的鍋爐在提供的蒸汽中容易攜帶水分，并且在系統(tǒng)補(bǔ)水過程中容易造成溫度和壓力波動，在加熱升溫過程中容易在蒸汽中混入機(jī)油等污染物質(zhì)，從而使得輸出蒸汽用途受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足而完成的，本發(fā)明的目的是提供一種熱泵電汽水鍋爐，本發(fā)明通過利用現(xiàn)有熱泵技術(shù)，高效收集熱源液中熱量，將目標(biāo)軟化水加熱到目標(biāo)溫度。并且利用熱泵兩級壓縮高效率收集熱能達(dá)到合理溫度；低溫段高溫段分開，提高熱效率、同時(shí)輸出熱水、開水、蒸汽為其多用途提供了可能；低溫段切換單機(jī)壓縮降低能耗、提聞能效比。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:
一種熱泵電汽水鍋爐，其包括儲液罐、回?zé)崞?、低壓膨脹閥、高溫膨脹閥、電磁閥、低溫壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、高溫壓縮機(jī)、蒸汽水罐、熱水罐。
[0008]所述熱水罐和蒸汽水罐內(nèi)部設(shè)置有冷凝加熱器，所述蒸發(fā)器上設(shè)置有熱源液入口和熱源液出口，所述蒸發(fā)器和低溫壓縮機(jī)、熱水罐內(nèi)部冷凝加熱器、高溫壓縮機(jī)、蒸汽水罐內(nèi)部冷凝加熱器、儲液罐、回?zé)崞魍ㄟ^管道依次連接形成回路。
[0009]所述熱水罐上設(shè)置有熱水出口，底部設(shè)置有補(bǔ)水泵和軟化水補(bǔ)水入口，所述蒸汽水罐上部設(shè)置有開水出口和蒸汽出口，底部通過管道和水泵與熱水罐連接。
[0010]所述低壓膨脹閥設(shè)置在回?zé)崞骱驼舭l(fā)器之間，所述高溫膨脹閥設(shè)置在低壓膨脹閥和回?zé)崞髦g，所述回?zé)崞魃喜吭O(shè)置有管道和高溫壓縮機(jī)相連。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明的熱泵電汽水鍋爐可以利用其它介質(zhì)中的能量，其能效比大于傳統(tǒng)的電、油、燃?xì)庑湾仩t，產(chǎn)生大比例節(jié)能，獲得總體較大的節(jié)能減排增效的效果。并且由于熱泵的壓縮機(jī)冷凝加熱器升溫有限，達(dá)到一定溫度就不能正常工作，因此不可能造成壓力無限上升而爆炸，從而杜絕了現(xiàn)有技術(shù)中存在的鍋爐在發(fā)生干燒或者異常狀況的情況下，熱能持續(xù)不斷供給發(fā)生爆炸。因此本發(fā)明徹底消除鍋爐過壓爆炸。本發(fā)明還內(nèi)置汽水分離器，避免了氣體中含有水的問題。此外本發(fā)明的鍋爐高低溫分離，有緩沖空間，補(bǔ)水的時(shí)候補(bǔ)充到低溫容器中，補(bǔ)水過程中不會有壓力和溫度波動。本發(fā)明還利用了熱泵兩級壓縮高效率收集熱能達(dá)到合理溫度；低溫段高溫段分開，提高熱效率，并且同時(shí)輸出熱水、開水、蒸汽，為最終提供多用途熱能提供了可能。并且本發(fā)明在低溫段切換單機(jī)壓縮降低能耗、提聞能效比。
【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明的熱泵電汽水鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖1……儲液罐2……回?zé)崞?3……低壓膨脹閥 4……高溫膨脹閥5……電磁閥6……低溫壓縮機(jī) 7……蒸發(fā)器8……熱源液入口 9……熱源液出口 10……高溫壓縮機(jī)11……蒸汽水泵
12……水泵 13……熱水14……補(bǔ)水泵
15……蒸汽出口 16……開水出口 17……熱水出口
18......熱水罐19......開水20......軟化補(bǔ)水入口
21……冷凝加熱器22……冷凝加熱器。
[0013]
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明的熱泵電汽水鍋爐的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015]本發(fā)明熱泵電汽水鍋爐，請參考圖1，其包括儲液罐1、回?zé)崞?、低壓膨脹閥3、高溫膨脹閥4、電磁閥5、低溫壓縮機(jī)6、蒸發(fā)器7、高溫壓縮機(jī)10、蒸汽水罐11、熱水罐18。
[0016]所述熱水罐18和蒸汽水罐11內(nèi)部設(shè)置有冷凝加熱器21和冷凝加熱器22，所述蒸發(fā)器7上設(shè)置有熱源