一种复叠式空气源热泵蒸汽机的制作方法

本技术涉及空气源热泵蒸汽机，特别是一种复叠式空气源热泵蒸汽机。

背景技术：

1、我国工业能耗的50%~70%都是以热能的形式被消耗，其中大部分为80℃以上的高温热能需求，传统高温供热采用燃煤燃油燃气锅炉或电锅炉等，存在效率低、污染高等问题。空气源热泵作为一种高效清洁的供热方式，在中低温供热领域已得到广泛应用，但是受限于制冷剂及制冷系统难以实现大温升，导致通过空气源热泵技术制取100℃以上蒸汽产品很少。现有技术一般是先利用空气源热泵将低温水加热至80℃以上的高温饱和水，高温饱和水直接或经减压阀降压后进入低压闪蒸罐产生微压蒸汽，再利用水蒸气压缩机压缩得到满足用户需求的高温高压蒸汽。上述采用低压闪蒸罐方式产生蒸汽，对于固定真空度的闪蒸罐，产生的蒸汽量有限，若要提高蒸汽产量，就需要增大闪蒸罐的真空度，但是产生的蒸汽压力和温度更低，这又会使得维持闪蒸罐负压环境和水蒸气压缩机的能耗更高，造成整个系统能效低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种复叠式空气源热泵蒸汽机。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

3、一种复叠式空气源热泵蒸汽机，包括第一级热泵循环和第二级热泵循环，所述第一级热泵循环包括依次连接形成循环回路的第一级热泵压缩机、蒸发冷凝器、第一级节流装置、蒸发器和气液分离器，所述第二级热泵循环包括依次连接形成循环回路的第二级热泵压缩机、蒸汽发生器、第二级节流装置和所述蒸发冷凝器，所述第一级热泵循环和所述第二级热泵循环通过所述蒸发冷凝器连接并进行换热，所述蒸汽发生器包括自上而下设置的换热管束一、换热管束二、换热管束三，所述蒸汽发生器还连接有喷淋装置，所述喷淋装置安装于所述换热管束二上方。

4、本实用新型通过蒸汽发生器内多级加热的方式，省去过冷器的额外设置，简化热泵蒸汽系统组成，并能够利用热泵压缩机高温度的排气和高冷凝温度，将表面加热蒸发与闪蒸有机结合，对高温热水在一定真空度下进行喷淋雾化，一部分热水直接闪蒸产生蒸汽，其余部分被喷淋在换热管束表面被加热蒸发产生蒸汽，与传统空气源热泵蒸汽机相比，能有效地将热水转化为蒸汽，提高了蒸汽供应量，同时提高系统能效。

5、作为本实用新型的优选方案，所述蒸汽发生器的底部设有循环水出口，所述蒸汽发生器经所述循环水出口、循环水阀、水泵连接所述喷淋装置。

6、作为本实用新型的优选方案，所述蒸汽发生器的底部还设有补水口，所述补水口安装有补水阀。

7、作为本实用新型的优选方案，所述蒸汽发生器的顶部设有蒸汽出口，所述蒸汽出口连接有水蒸气压缩机。

8、作为本实用新型的优选方案，所述蒸汽发生器还安装有液位传感器，所述液位传感器用于监测所述蒸汽发生器底部的水液位。

9、作为本实用新型的优选方案，所述蒸汽发生器还安装有压力传感器，所述压力传感器用于监测所述蒸汽发生器内的压力。

10、作为本实用新型的优选方案，所述蒸发器连接有风机，所述第一级热泵压缩机与所述蒸发器之间还连接有除霜旁通电磁阀。

11、作为本实用新型的优选方案，所述第一级节流装置、所述第二级节流装置采用的阀门类型为电子膨胀阀或热力膨胀阀或毛细管。

12、作为本实用新型的优选方案，所述第一级热泵压缩机、所述第二级热泵压缩机为转子式压缩机或涡旋式压缩机或螺杆式压缩机。

13、作为本实用新型的优选方案，所述蒸发冷凝器采用板式换热器或套管式换热器。

14、综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

15、本实用新型通过蒸汽发生器内多级加热的方式，省去过冷器的额外设置，简化热泵蒸汽系统组成，并能够利用热泵压缩机高温度的排气和高冷凝温度，将表面加热蒸发与闪蒸有机结合，对高温热水在一定真空度下进行喷淋雾化，一部分热水直接闪蒸产生蒸汽，其余部分被喷淋在换热管束表面被加热蒸发产生蒸汽，与传统空气源热泵蒸汽机相比，能有效地将热水转化为蒸汽，提高了蒸汽供应量，同时提高系统能效。

技术特征：

1.一种复叠式空气源热泵蒸汽机，其特征在于，包括第一级热泵循环和第二级热泵循环，所述第一级热泵循环包括依次连接形成循环回路的第一级热泵压缩机（1）、蒸发冷凝器（2）、第一级节流装置（3）、蒸发器（4）和气液分离器（6），所述第二级热泵循环包括依次连接形成循环回路的第二级热泵压缩机（8）、蒸汽发生器（9）、第二级节流装置（10）和所述蒸发冷凝器（2），所述第一级热泵循环和所述第二级热泵循环通过所述蒸发冷凝器（2）连接并进行换热，所述蒸汽发生器（9）包括自上而下设置的换热管束一（91）、换热管束二（92）、换热管束三（93），所述蒸汽发生器（9）还连接有喷淋装置（97），所述喷淋装置（97）安装于所述换热管束二（92）上方。

2.根据权利要求1所述的一种复叠式空气源热泵蒸汽机，其特征在于，所述蒸汽发生器（9）的底部设有循环水出口（95），所述蒸汽发生器（9）经所述循环水出口（95）、循环水阀（14）、水泵（12）连接所述喷淋装置（97）。

3.根据权利要求2所述的一种复叠式空气源热泵蒸汽机，其特征在于，所述蒸汽发生器（9）的底部还设有补水口（94），所述补水口（94）安装有补水阀（13）。

4.根据权利要求1所述的一种复叠式空气源热泵蒸汽机，其特征在于，所述蒸汽发生器（9）的顶部设有蒸汽出口（98），所述蒸汽出口（98）连接有水蒸气压缩机（11）。

5.根据权利要求1所述的一种复叠式空气源热泵蒸汽机，其特征在于，所述蒸汽发生器（9）还安装有液位传感器（96），所述液位传感器（96）用于监测所述蒸汽发生器（9）底部的水液位。

6.根据权利要求1所述的一种复叠式空气源热泵蒸汽机，其特征在于，所述蒸汽发生器（9）还安装有压力传感器（99），所述压力传感器（99）用于监测所述蒸汽发生器（9）内的压力。

7.根据权利要求1所述的一种复叠式空气源热泵蒸汽机，其特征在于，所述蒸发器（4）连接有风机（5），所述第一级热泵压缩机（1）与所述蒸发器（4）之间还连接有除霜旁通电磁阀（7）。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种复叠式空气源热泵蒸汽机，其特征在于，所述第一级节流装置（3）、所述第二级节流装置（10）采用的阀门类型为电子膨胀阀或热力膨胀阀或毛细管。

9.根据权利要求1-7任一所述的一种复叠式空气源热泵蒸汽机，其特征在于，所述第一级热泵压缩机（1）、所述第二级热泵压缩机（8）为转子式压缩机或涡旋式压缩机或螺杆式压缩机。

10.根据权利要求1-7任一所述的一种复叠式空气源热泵蒸汽机，其特征在于，所述蒸发冷凝器（2）采用板式换热器或套管式换热器。

技术总结本技术公开了一种复叠式空气源热泵蒸汽机，包括第一级热泵循环和第二级热泵循环，第一级热泵循环包括依次连接形成循环回路的第一级热泵压缩机、蒸发冷凝器、第一级节流装置、蒸发器和气液分离器，第二级热泵循环包括依次连接形成循环回路的第二级热泵压缩机、蒸汽发生器、第二级节流装置和蒸发冷凝器，第一级热泵循环和第二级热泵循环通过蒸发冷凝器连接并进行换热，蒸汽发生器包括自上而下设置的换热管束一、换热管束二、换热管束三，蒸汽发生器还连接有喷淋装置，喷淋装置安装于换热管束二上方。利用热泵压缩机高温度的排气和高冷凝温度，通过多级加热，并将表面加热蒸发与闪蒸有机结合，提高了蒸汽供应量和系统能效。技术研发人员：许亮,司鹏飞,向波,石利军,贾纪康,李鹏宇,杨正武受保护的技术使用者：中国建筑西南设计研究院有限公司技术研发日：20230626技术公布日：2024/1/15