1.本实用新型属于余热回收技术领域，涉及一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统。


背景技术：

2.在大多数工矿企业内，热水、热液、热气是常见的余热形式，各类余热资源通过各种冷却器释放到环境中，浪费了大量热能，同时工矿企业生产过程中需要大量有压力的水蒸气，各类锅炉消耗一次能源或电力产生带压水蒸气。利用热泵机组可回收各种余热制取高温热水，热水在闪蒸系统闪蒸后可以生产蒸汽，但是制取的是蒸汽压力≤0.7mpa(a)的饱和水蒸气，蒸汽压力较低，而且是饱和水蒸气，不利于传输，不能满足工矿企业对蒸汽压力的需求，多数企业主蒸汽管网需要0.7mpa(a)以上过热水蒸汽。
3.为了克服现有技术的不足，人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，如中国专利公开了一种余热回收机[申请号：201510729306.5]，在机壳内部靠近回风口的一侧沿竖直方向设置有两个热交换器，并在第一热交换器的回风进风面和回风口之间设置有保温隔离风道，在第一热交换器的回风出风面和第二热交换器的回风进风面之间设置有第一隔离风道和第二隔离风道，在第二热交换器的回风出风面和排风口之间设置有第三隔离风道。该余热回收机，通过使用保温隔离通道、三个隔离通道、第一热交换器和第二热交换器的回风通道一起在机壳内部构成密封隔离的排风通道，避免了对整机的机壳进行防爆、耐溶剂腐蚀处理及额外的保温处理。该余热回收机可用于对多色凹版印刷机的所有烘干箱或复合机的废气进行热回收，并可同时对所有烘干箱进行供气。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统。
[0005]
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
[0006]
一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统，包括热泵、闪蒸系统以及蒸汽压缩系统，所述的热泵和余热热源通过管道连接，所述的热泵内设有与余热热源热交换连接的低温热转化结构，所述的热泵上还设有与低温热转化结构热交换连接的高温水制备结构，所述的高温水制备结构与闪蒸系统相连，所述的闪蒸系统与蒸汽压缩系统相连。
[0007]
在上述的一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统中，所述的热泵上设有与余热热源相连的热源进水口，所述的热源进水口内端与热泵内的一号热交换室相连，所述的一号热转换室与低温热转化结构热交换连接，所述的热泵上还设有与一号热交换室相连的热源出水口，所述的热源出水口与热源水回收管相连。
[0008]
在上述的一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统中，所述的低温热转化结构包括与一号热交换室热交换连接的二号热交换室，所述的热泵上还设有与二号热交换室相连的冷凝剂进口和冷凝剂出口，所述的二号热交换室与高温水制备结构热交换连接。
[0009]
在上述的一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统中，所述的高温水制备结构包括与二号热交换室热交换连接的加热室，所述的热泵上还设有与加热室相连的热水制取进口和热水制取出口，所述的热水制取出口与闪蒸系统相连。
[0010]
在上述的一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统中，所述的闪蒸系统包括闪蒸罐，所述的闪蒸罐上设有与热水制取出口相连的闪蒸进水口，所述的闪蒸罐的饱和蒸汽出口与蒸汽压缩系统相连。
[0011]
在上述的一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统中，所述的蒸汽压缩系统包括水蒸气压缩机，所述的水蒸气压缩机上设有与饱和蒸汽出口通过管道连接的压缩蒸汽进口，所述的水蒸气压缩机上还设有压缩蒸汽出口且该压缩蒸汽出口与主蒸汽管网相连。
[0012]
在上述的一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统中，所述的闪蒸罐上还设有闪蒸出水口，所述的闪蒸罐与热水制取进口通过热水循环管相连，所述的热水循环管上还设有热水循环泵。
[0013]
在上述的一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统中，所述的闪蒸罐上还设有液位计，且所述的闪蒸罐上还设有补水口，所述的补水口与闪蒸罐补水管道相连。
[0014]
在上述的一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统中，水蒸气压缩机包括螺杆式压缩机、活塞式压缩机或离心式压缩机。
[0015]
在上述的一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统中，所述的热泵包括电热泵、第一类吸收式热泵或第二类吸收式热泵。
[0016]
与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
[0017]
1、热泵能通过低温热转化结构把各类低温余热热源的热量进行吸收，再通过吸收到的热量对高温水制备结构内的水进行加热，并将加热后的热水输入至闪蒸系统内进行闪蒸，制取饱和蒸气，有效的回收了余热同时，还提高了热能的品质，最后通过进行压缩，将闪蒸形成的饱和水蒸气加压成为高压过热蒸汽，进一步提高了蒸汽的品质，便于蒸汽传输和使用。
[0018]
2、本系统制取产生两种不同压力等级的蒸汽，满足了不同蒸汽压力等级需求。
[0019]
3、且利用水蒸气压缩机和热泵复叠属于全热回收，提高了余热回收率并减少了生产系统中各种冷却器能耗。
[0020]
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0021]
图1是本实用新型的整体流程框图；
[0022]
图2是热泵的结构示意图；
[0023]
图3是闪蒸罐的结构示意图；
[0024]
图4是水蒸气压缩机的俯视图；
[0025]
图5是水蒸气压缩机的主视图；
[0026]
图6是水蒸气压缩机的左视图。
具体实施方式
[0027]
如图1和图2所示，一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统，包括热泵1、闪蒸系统2以及蒸汽压缩系统3，所述的热泵1和余热热源4通过管道连接，所述的热泵1内设有与余热热源4热交换连接的低温热转化结构5，所述的热泵1上还设有与低温热转化结构5热交换连接的高温水制备结构6，所述的高温水制备结构6与闪蒸系统2相连，所述的闪蒸系统2与蒸汽压缩系统3相连。
[0028]
本实施例中，热泵能通过低温热转化结构5把各类低温余热热源4的热量进行吸收，再通过吸收到的热量对高温水制备结构6内的水进行加热，并将加热后的热水输入至闪蒸系统2内进行闪蒸，制取饱和蒸气，有效的回收了余热同时，还提高了热能的品质，最后通过进行压缩，将闪蒸形成的饱和水蒸气加压成为高压过热蒸汽，进一步提高了蒸汽的品质，便于蒸汽传输和使用，本系统制取产生两种不同压力等级的蒸汽，满足了不同蒸汽压力等级需求，且利用水蒸气压缩机和热泵复叠属于全热回收，提高了余热回收率并减少了生产系统中各种冷却器能耗。
[0029]
具体地说，结合图1
‑
图6所示，热泵1上设有与余热热源4相连的热源进水口7，所述的热源进水口7内端与热泵1内的一号热交换室相连，所述的一号热转换室与低温热转化结构5热交换连接，所述的热泵1上还设有与一号热交换室相连的热源出水口8，所述的热源出水口8与热源水回收管9相连。余热热源4中带有余热的水通过热源进水口7进入至热泵1内的一号热交换室内，低温热转化结构5能将一号热交换室内低温热水的热量进行吸收，被吸收热量后的冷水通过热源出水口8流入热源出水口8内进行再利用。
[0030]
具体地说，结合图1
‑
图6所示，低温热转化结构5包括与一号热交换室热交换连接的二号热交换室，所述的热泵1上还设有与二号热交换室相连的冷凝剂进口10和冷凝剂出口11，所述的二号热交换室与高温水制备结构6热交换连接。冷凝剂通过热泵1上的冷凝剂进口10内通入二号热交换室内，在二号热交换室内的冷凝剂能对一号热交换室内的低温热量进行吸收，冷凝剂吸热蒸发形成的高温气体能对高温水制备结构6内的水进行加热，释放热量后的冷凝剂气体从冷凝剂出口11排出。
[0031]
具体地说，结合图1
‑
图6所示，高温水制备结构6包括与二号热交换室热交换连接的加热室，所述的热泵1上还设有与加热室相连的热水制取进口12和热水制取出口13，所述的热水制取出口13与闪蒸系统2相连。热水制取进口12能将制取蒸汽用水输入至加热室内，二号热交换室内的高温气体能对加热室内的制取蒸汽用水进行加热，加热后的制取蒸汽用水通过制取蒸汽用水管输入至闪蒸系统2内进行闪蒸。
[0032]
具体地说，结合图1
‑
图6所示，闪蒸系统2包括闪蒸罐14，所述的闪蒸罐14上设有与热水制取出口13相连的闪蒸进水口15，所述的闪蒸罐14的饱和蒸汽出口16与蒸汽压缩系统3相连。从热水制取出口13流出的蒸汽制取用水通过闪蒸进水口15进入闪蒸罐内进行闪蒸，闪蒸形成的饱和水蒸气从饱和蒸汽出口16通入蒸汽压缩系统3内。
[0033]
具体地说，结合图1
‑
图6所示，蒸汽压缩系统3包括水蒸气压缩机17，所述的水蒸气压缩机17上设有与饱和蒸汽出口16通过管道连接的压缩蒸汽进口18，所述的水蒸气压缩机17上还设有压缩蒸汽出口19且该压缩蒸汽出口19与主蒸汽管网20相连。饱和水蒸气通过压缩蒸汽进口18进入水蒸气压缩机17内，水蒸气压缩机17能将闪蒸形成的饱和水蒸气加压成为高压过热蒸汽，并通过压缩蒸汽出口19将高压过热蒸汽输入主蒸汽管网20内，进一步提
高了蒸汽的品质，便于蒸汽传输和使用。
[0034]
优选地，结合图1和图3所示，闪蒸罐14上还设有闪蒸出水口21，所述的闪蒸罐14与热水制取进口12通过热水循环管22相连，所述的热水循环管22上还设有热水循环泵23。热水循环泵3能将闪蒸后的热水通过热水循环管22压入至热泵内再次进行加热，以使热水循环加热。
[0035]
优选地，结合图1和图3所示，闪蒸罐14上还设有液位计24，且所述的闪蒸罐14上还设有补水口25，所述的补水口25与闪蒸罐补水管道26相连。通过液位计24能对闪蒸罐内的液位进行观察，当热泵产生的热水供应慢于闪蒸蒸发的热水量时，为保证闪蒸罐液位可通过闪蒸罐补水管道2和补水口25进行补水。
[0036]
优选地，结合图1和图3所示，水蒸气压缩机17包括螺杆式压缩机、活塞式压缩机或离心式压缩机。
[0037]
优选地，结合图1和图3所示，热泵1包括电热泵、第一类吸收式热泵或第二类吸收式热泵。
[0038]
本实用新型的工作原理是：热泵能通过低温热转化结构5把各类低温余热热源4的热量进行吸收，再通过吸收到的热量对高温水制备结构6内的水进行加热，并将加热后的热水输入至闪蒸系统2内进行闪蒸，制取饱和蒸气，有效的回收了余热同时，还提高了热能的品质，最后通过进行闪蒸，制取水蒸气将闪蒸形成的饱和水蒸气加压成为高压过热蒸汽，进一步提高了蒸汽的品质，便于蒸汽传输和使用，本系统制取产生两种不同压力等级的蒸汽，满足了不同蒸汽压力等级需求，且利用水蒸气压缩机和热泵复叠属于全热回收，提高了余热回收率并减少了生产系统中各种冷却器能耗；
[0039]
余热热源4中带有余热的水通过热源进水口7进入至热泵1内的一号热交换室内，低温热转化结构5能将一号热交换室内低温热水的热量进行吸收，被吸收热量后的冷水通过热源出水口8进行再利用，冷凝剂通过热泵1上的冷凝剂进口10内通入二号热交换室内，在二号热交换室内的冷凝剂能对一号热交换室内的低温热量进行吸收，冷凝剂吸热蒸发形成的高温气体能对高温水制备结构6内的水进行加热，释放热量后的冷凝剂气体从冷凝剂出口11排出，热水制取进口12能将蒸汽制取用水输入至加热室内，二号热交换室内的高温气体能对加热室内的制取蒸汽用水进行加热，加热后的制取蒸汽用水通过蒸汽制取用水输入至闪蒸系统2内进行闪蒸，从热水制取出口13流出的制取蒸汽用水通过闪蒸进水口15进入闪蒸罐内进行闪蒸，闪蒸形成的饱和水蒸气从饱和蒸汽出口16通入蒸汽压缩系统3内，饱和水蒸气通过压缩蒸汽进口18进入水蒸气压缩机17内，水蒸气压缩机17能将闪蒸形成的饱和水蒸气加压成为高压过热蒸汽，并通过压缩蒸汽出口19将高压过热蒸汽输入主蒸汽管网20内，进一步提高了蒸汽的品质，便于蒸汽传输和使用，热水循环泵3能将闪蒸后的热水通过热水循环管22压入至热泵内再次进行加热，以使热水循环加热，通过液位计24能对闪蒸罐内的液位进行观察，当热泵产生的热水供应慢于闪蒸蒸发的热水量时，为保证闪蒸罐液位可通过闪蒸罐补水管道2和补水口25进行补水。
[0040]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。