專利名稱：地?zé)峁岷凸┧b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱能裝置，更具體說，涉及地?zé)峁岷凸┧b置。
本發(fā)明可在熱能行業(yè)中用于生活住宅和生產(chǎn)廠房的取暖和熱水供應(yīng)。
與此同時，在該裝置的使用過程中還可以提取鹽水中所含化學(xué)元素和化合物。
現(xiàn)在大多數(shù)用于供熱和供水的地?zé)嵫b置具有將使用過的鹽水返回地?zé)嵩吹墓δ?，為此目的，以及為了保證向用戶輸送熱鹽水，要使用多臺離心泵，這些泵的特點是金屬消耗量大和在熱鹽水工作條件下壽命短。因此在一系列裝置中采用了熱泵，它們較離心泵可靠和壽命長，然而又需要很大的能量消耗。所以，對地?zé)嵫b置的基本要求是要有高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。
已知一種利用地?zé)岬墓岷凸┧b置(蘇聯(lián)專利，A，823762)，它用主熱泵和輔助熱泵與地?zé)嵩催B接。由主熱泵的輸出管向熱水供應(yīng)系統(tǒng)供水，而由輔助熱泵的輸出管向蓄水塔供水，再由蓄水塔向生活飲用供水系統(tǒng)供水。每一臺熱泵具有冷凝器、蒸發(fā)器和帶電力傳動的壓縮機。供熱系統(tǒng)的鍋爐通過主熱泵的冷凝器與地?zé)嵩催B接。該裝置還具有冷室，裝在主熱泵的蒸發(fā)器與冷凝器之間。輔助熱泵的蒸發(fā)器通過三通開關(guān)和反向閥與主熱泵的冷凝器連接。
在冬季，該裝置可借助主熱泵用于取暖，借助輔助熱泵供應(yīng)熱水。在夏季，切斷取暖系統(tǒng)而將主熱泵轉(zhuǎn)接到冷室。對主熱泵的冷凝器供給預(yù)先在輔助熱泵蒸發(fā)器中預(yù)熱的水，可保證提高主熱泵的致冷效率，以及在夏季使用中使裝置更為經(jīng)濟。
該裝置在冬季不可能提高經(jīng)濟性。
此外，在該裝置的熱泵中使用帶電力傳動的壓縮機需要引入附加的電源，這就降低了經(jīng)濟性。應(yīng)當(dāng)指出，在熱水供應(yīng)系統(tǒng)中使用的水，其化學(xué)成分與地?zé)嵩聪嗤?，一般均含有較高的礦物鹽。該裝置不能將供熱系統(tǒng)中使用后的水返回地?zé)嵩?，在長期使用地?zé)嵩吹那闆r下，會降低其儲量并使土壤鹽漬化。
還已知另一種地?zé)峁岷凸┧b置(蘇聯(lián)專利，A，1134854)，可以將使用過的鹽水返回地?zé)嵩?，它具有地?zé)峋梢稣羝c液體混合物形式的鹽水，地?zé)峋c分離室連接，而分離室的蒸汽部分與噴射泵和噴射器的高壓段連接，噴射器還與輸送供熱系統(tǒng)中使用過的水的導(dǎo)管相連，而分離室的液體部分與換熱器的冷卻邊連接，冷卻邊又與噴射泵連接，該泵的輸出管與抽送鹽水液體部分的貯井連接。該裝置還具有淡水源與換熱器的加熱邊連接，而該加熱邊又與噴射器的低壓段連接，由噴射器的輸出管往供熱和供熱水系統(tǒng)供水。
在該裝置中由噴射泵輸出的鹽水直接進(jìn)入抽送鹽水的液體部分的貯井內(nèi)，而在供熱系統(tǒng)中使用過的水進(jìn)入噴射器的高壓段。借助噴射器實現(xiàn)供熱系統(tǒng)中水的循環(huán)并從淡水源汲取淡水。這時在供熱系統(tǒng)中使用后返回高壓段的水的溫度相當(dāng)高，這就決定了與此溫度相應(yīng)的壓力。在噴射器高壓段相當(dāng)高的壓力下，噴射器本身工作不穩(wěn)定，同時消耗了少量的蒸汽和淡水，這樣就導(dǎo)致噴射器輸出管壓力的降低，并使整個裝置的生產(chǎn)率降低。
該裝置的噴射泵用于抽送鹽水的液體部分至地?zé)嵩础榱丝朔責(zé)峋淖枇?，要求在噴射泵輸出管建立壓力，該壓力的大小取決于供給它的蒸汽的量。
借助增大蒸汽流量來提高抽送鹽水的壓力，導(dǎo)致進(jìn)入噴射器的蒸汽減少，并造成工作不穩(wěn)定。此外，抽送入貯井輸入管的鹽水溫度不高，這會造成由鹽水的高粘度決定的附加阻力。
由此可見，在該裝置中不能充分而有效地利用地?zé)嵩吹臒崮?，降低了裝置的經(jīng)濟性。
本發(fā)明的基本任務(wù)是提供一種地?zé)峁岷凸┧难b置，該裝置通過對供熱系統(tǒng)中使用后的水抽熱和對鹽水液體部分進(jìn)入抽送貯井前供熱來提高經(jīng)濟性和生產(chǎn)率。
解決這一任務(wù)的措施是提供一種地?zé)岷凸┧b置，具有用于引出蒸汽與液體混合物形式的鹽水的地?zé)峋?，地?zé)峋c分離室連接，該分離室的蒸汽部分分別與噴射泵和噴射器的高壓段連接，而噴射器的高壓段又與輸送供熱系統(tǒng)中使用過的水的導(dǎo)管連接，而分離室的液體部分與換熱器的冷卻邊連接，該冷卻邊又與噴射泵連接，該噴射泵的輸出管與抽送鹽水液體部分的貯井連接。該裝置還具有淡水源，它與換熱器的加熱邊連接，而該加熱邊又與噴射器的低壓段連接，噴射器的輸出管往供熱和供水系統(tǒng)供水，按照本發(fā)明，該裝置還具有熱泵，在供熱系統(tǒng)中使用過的水由冷卻邊進(jìn)入熱泵的輸入管，而其輸出管與輸送在供熱系統(tǒng)中使用過的水的導(dǎo)管相連接，同時，熱泵的輸入管從加熱邊與噴射泵的輸出管連接，而該輸出管與抽送鹽水液體部分的貯井連接。
最好在熱泵中設(shè)有蒸發(fā)器和冷凝器，并使它們的加熱邊和冷卻邊由中間載熱體循環(huán)回路相互連接，在該回路中還設(shè)有節(jié)流閥和壓縮機，它們分別安裝在蒸發(fā)器按中間載熱體循環(huán)方向的前面和后面，所述的壓縮機還裝有液壓傳動裝置，與噴射器輸出管連接。
本發(fā)明提供的地?zé)峁岷凸┧b置由于利用了熱泵，在增加進(jìn)入供熱和供熱水系統(tǒng)的淡水流量的同時，也增加了從由地?zé)峋鳆}水的流量。在抽送鹽水液體部分進(jìn)入貯井前實現(xiàn)加熱，就能降低其粘度并增加抽送液體的體積。
此外，向噴射器高壓段供入在通過熱泵時溫度已降低的水，可使噴射器達(dá)到更穩(wěn)定的工作。熱泵中采用帶液壓傳動的壓縮機，可以使裝置的工作實現(xiàn)自動化，故無需外部能源的消耗。
因此，本發(fā)明裝置具有的特點是高的經(jīng)濟性和生產(chǎn)率，并且不需要引入附加的能源。
下面通過具體的實施方案和附圖
來對本發(fā)明進(jìn)行解釋，圖中示出本發(fā)明的地?zé)峁岷凸┧b置。
該地?zé)峁岷凸┧b置具有引出蒸汽與液體混合物形式的鹽水的地?zé)峋?，地?zé)峋?與分離室2連接。分離室2的蒸汽部分分別與噴射器6的高壓段5的蒸汽噴嘴3，以及噴射泵7的蒸汽噴嘴4連接，而分離室2的液體部分與換熱器9的冷卻邊8連接，而冷卻邊8又與噴射泵7的液體噴嘴10連接。
本裝置還具有淡水源11，它與換熱器9的加熱邊連接，而加熱邊又與噴射器6的低壓段13的輸入導(dǎo)管12連接。
由噴射器6的輸出管往供熱系統(tǒng)14和供水系統(tǒng)15供熱水。
此外，本裝置還具有包括蒸發(fā)器17和冷凝器18的熱泵16，它們的加熱邊19和冷卻邊20用中間載熱體循環(huán)回路21相互連接，該回路還具有節(jié)流閥22和壓縮機23。節(jié)流閥22和壓縮機23分別安裝在按箭頭在圖中所示中間載熱體循環(huán)方向上蒸發(fā)器17的前面和后面。在本實施例中壓縮機23裝有液壓傳動裝置24，并與噴射器6的輸出管連接。水在供熱系統(tǒng)14中使用后進(jìn)入蒸發(fā)器17的冷卻邊25的輸入管，而蒸發(fā)器17的輸出管則與導(dǎo)管26連接，以便輸送在供熱系統(tǒng)中使用過的水。冷凝器18的加熱邊27的輸入管與噴射泵7的輸出管連接，而其輸出管與抽送鹽水液體部分的貯井28連接，部分鹽水則可用于提取化學(xué)元素和化合物。
在分離室2與噴射器6的蒸汽噴嘴3和與噴射泵7的蒸汽噴嘴4連接的導(dǎo)管上以及與噴射泵7的液體噴嘴10連接的導(dǎo)管上，相應(yīng)裝有閥29，30，31，用以調(diào)節(jié)鹽水中液體和蒸汽的流量。在淡水源11與換熱器9的連接導(dǎo)管上裝有閥32，可用于調(diào)節(jié)向噴射器6的輸入管12輸送的淡水流量。
本發(fā)明地?zé)峁岷凸┧b置的工作方式如下。
由地?zé)峋?抽出的蒸汽液體混合物形式的鹽水在壓力作用下進(jìn)入分離室2，在這里分離為液體和蒸汽兩部分，溫度為110～150℃的蒸汽沿著裝有閥29和30的導(dǎo)管通過蒸汽噴嘴3和4分別進(jìn)入噴射器6的高壓段5和噴射泵7。鹽水的液體部分沿著裝有閥31的導(dǎo)管進(jìn)入換熱器9，通過換熱器9的冷卻邊8將熱量傳導(dǎo)給由淡水源11來的溫度為5～20℃的淡水。在換熱器9內(nèi)加熱至35～45℃的淡水進(jìn)入噴射器6的低壓段13的輸入導(dǎo)管12。淡水的流量取決于淡水源11與噴射器6低壓段13混合室之間的壓力差，并可用閥32來調(diào)節(jié)。低壓段13的混合室的壓力取決于高壓段5中介質(zhì)的壓力和溫度。在噴射器6中，鹽水的蒸汽部分完全凝結(jié)，與在供熱系統(tǒng)14中使用過的水以及由淡水源11來的淡水混合，在噴射器6的擴散段內(nèi)壓力增加至0.13～1.0兆帕，可使溫度為65～95℃的水輸往供熱系統(tǒng)14和供水系統(tǒng)15。
鹽水的液體部分通過換熱器9的冷卻邊8后，又通過液體噴嘴10進(jìn)入噴射泵7的混合室，而鹽水的蒸汽部分也通過蒸汽噴嘴4進(jìn)入該混合室。在噴射泵7內(nèi)，鹽水的蒸汽部分冷凝，熱能轉(zhuǎn)化為機械能，結(jié)果在出口處的壓力增加至0.3～1.4兆帕，而噴射泵7的入口處泵壓力為0.1～0.5兆帕。
溫度40～60℃的鹽水液體部分由噴射泵7的輸出管進(jìn)入熱泵16輸入管的加熱邊，而供熱系統(tǒng)14中使用過的水進(jìn)入熱泵16輸入管的冷卻邊。
通過蒸發(fā)器17的冷卻邊25的水由30～45℃冷卻至10～20℃，將熱量傳導(dǎo)給通過蒸發(fā)器17加熱邊19的中間載熱體(低沸點液體)。在蒸發(fā)器17中的中間載熱體轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝缓笤趬嚎s機23中被壓縮，壓縮機23裝有液壓傳動裝置24，其工質(zhì)為由噴射器6輸出管供給的水。
壓縮機23的液壓傳動裝置24的水流量不大(約為總流量的10%)，實際上不會降低供熱系統(tǒng)14和供水系統(tǒng)15水的流量。
由于壓縮的結(jié)果，中間載熱體的溫度和熱函增高，而中間載熱體進(jìn)入冷凝器18，通過其冷卻邊20而冷凝，并將熱量傳導(dǎo)給通過冷凝器18的加熱邊27的鹽水液體部分，此液體部分隨后流往抽送貯井28，而在必要時也可流往提取化學(xué)元素的系統(tǒng)中，其溫度為80～95℃。
中間載熱體的壓力經(jīng)過冷凝器18后借助安裝在循環(huán)回路21上的節(jié)流閥22來提高。
在本裝置中采用的熱泵16，可以降低供熱系統(tǒng)14中使用過的水的溫度，并提高送入貯井28中鹽水的溫度，從而更有效地利用熱量。沿導(dǎo)管26進(jìn)入噴射器高壓段5的水的溫度降低，引起高壓段5的壓力降低，從而保證了噴射器6穩(wěn)定的工作，并可提高來自分離室2蒸汽流量和來自淡水源11的淡水的流量。進(jìn)入噴射器6的蒸汽和淡水可借助閥29，32來調(diào)節(jié)。結(jié)果使噴射器6輸出的水壓和流量得到提高，這樣就可提高供熱和供水系統(tǒng)14、15的生產(chǎn)率。
提高淡水的流量就可以使具有規(guī)定流量的鹽水的液體部分冷卻至較低的溫度，或者將更大量的鹽水液體部分冷卻至規(guī)定的溫度，這點可由閥31來調(diào)節(jié)。
向噴射泵7供應(yīng)大量液體可使泵更有效地工作，因為降低了取決于蒸汽和液體流移位的損耗。
由于抽送入貯井28之前鹽水的液體部分的溫度的升高，鹽水的粘度降低，因而降低了貯井28的阻力。
當(dāng)鹽水溶液部分含鹽量高時，有可能在換熱器9的冷卻邊8形成積垢。為了保證供熱和供水的連續(xù)性，希望沿冷卻邊8并列聯(lián)接至少兩個換熱器9，這樣就可交替使用，以便進(jìn)行必要的清洗和修理。
由此可見，本裝置使用的熱泵可把大量的鹽水抽送至貯井，即使地?zé)嵩磸娀?，同時防止了土壤的鹽漬化。此外，本裝置可自動化工作，和有高的經(jīng)濟性和生產(chǎn)率等特點。
權(quán)利要求
1.地?zé)峁岷凸┧b置，具有用于引出蒸汽與液體混合物形式的鹽水地?zé)峋?1)，地?zé)峋?1)與分離室(2)連接，該分離室(2)的蒸汽部分分別與噴射泵(7)和噴射器(6)的高壓段(5)連接，而噴射器(6)的高壓段(5)又與輸送供熱系統(tǒng)(14)中使用過的水的導(dǎo)管(26)連接，而分離室(2)的液體部分與換熱器(9)的冷卻邊(8)連接，該冷卻邊(8)又與噴射泵(7)連接，噴射泵(7)的輸出管與抽送鹽水液體部分的貯井(28)連接，裝置還具有淡水源(11)，它與換熱器(9)的加熱邊連接，而該加熱邊又與噴射器(6)低壓段(13)連接，噴射器(6)的輸出管往供熱系統(tǒng)(14)和供水系統(tǒng)(15)供水，其特征在于本裝置還具有熱泵(16)，在供熱系統(tǒng)(14)中使用過的水由冷卻邊進(jìn)入熱泵(16)的輸入管，而其輸出管與輸送在供熱系統(tǒng)(14)中使用后的水的導(dǎo)管(26)連接，同時，熱泵(16)的輸入管從加熱邊與噴射泵(7)的輸出管連接，而該輸出管與抽送鹽水液體部分的貯井(28)連接。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于在所述的熱泵(16)內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)器(17)和冷凝器(18)，它們的加熱邊(19)和冷卻邊(20)由中間載熱體循環(huán)回路(21)相互連接，該回路還設(shè)有節(jié)流閥(22)和壓縮機(23)分別安裝在按中間載熱體的循環(huán)方向上的蒸發(fā)器(17)的前面和后面，所述的壓縮機(23)裝有液壓傳動裝置(24)，與噴射器(6)的輸出管連接。
全文摘要
地?zé)峁岷凸┧b置具有引出鹽水的地?zé)峋?，地?zé)峋c分離室連接，分離室的蒸汽部分與噴射泵和噴射器的高壓段連接，而其液體部分與換熱器的冷卻邊連連接，冷卻邊又與噴射泵連接。由噴射器的輸出管往供水和供熱系統(tǒng)供水，水在上述系統(tǒng)中使用后進(jìn)入熱泵的一個輸入管，熱泵的一個輸出管與噴射器的高壓段連接。熱泵的另一個輸入管與噴射泵的輸出管連接，而它的另一個輸出管與抽送鹽水的貯井連接。
文檔編號F24H3/08GK1055234SQ90101598
公開日1991年10月9日 申請日期1990年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月23日
發(fā)明者弗拉基米爾·依薩高維奇·卡瓦高夫, 愛居德·依凡諾維奇·俊德羅茨克, 依凡·第莫費維奇·阿拉基夫 申請人:G.M科爾吉扎諾夫斯基國家能源科學(xué)研究所