[实用新型]一种兆瓦级二氧化碳热泵系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及余热利用技术领域，尤其涉及一种兆瓦级二氧化碳热泵系统。

背景技术

节能减排已成为人类社会生存和发展的基础。现代化生产如火电厂、地热厂、污水厂、太阳能供热厂各种类型的城市建设虽然给我们的生活提供了能源，但同时也增加了对废气废水的排放，而在能源紧缺、传统能源使用费用持续走高的情势下，如何利用这些资源的余热已成为摆在人类社会面前的一个重要课题，一旦将废气废水利用起来就相当于提高了经济收益，同时还降低了大气的温室效应符合环保的理念。

本实用新型二氧化碳热泵系统不仅能实现对各个类型的城建产出的热量进行回收，同时还对各个过程中使用的用水进行循环处理以达到重复利用；更重要的是，当今的余热回收系统大多功率太小，不适用于一些大功率大规模的工厂与企业，鉴于此，本实用新型使用多台压缩机并联的方式使得其热泵功率达到兆瓦级，同时压缩机的工作台数也可根据工业的功率需求进行数量上的把控避免能源浪费。该实用新型利用了废气里的热量，同时使用压缩机对二氧化碳进行压缩升温，结合气体冷却器、回热器、蒸发器和气液分离器实现二氧化碳的循环利用和热量回收，最后形成一种兆瓦级二氧化碳热泵系统。

实用新型内容

为解决上述余热回收系统大多功率太小，不适用于一些大功率大规模的工厂的技术问题，本实用新型采用了以下技术措施：

一种兆瓦级二氧化碳热泵系统，包含：

换热循环模块，包含相连通的产热设备、换热室和循环热水箱，所述产热设备输出带有热量的介质至换热室中，所述循环热水箱输出待热交换用水至换热室中；

二氧化碳换热循环模块，包含相连通的压缩机组、气体冷却器、回热器、蒸发器和气液分离器，形成二氧化碳换热循环回路；所述压缩机组为若干台压缩机并联组成；所述回热器连接有回热器第一回路和回热器第二回路，所述回热器第一回路的输入端与气体冷却器相连通，输出端与蒸发器相连通；所述回热器第二回路的输入端与气液分离器相连通，输出端与压缩机相连通；

供水系统，包含相连通的供水水箱、工艺水泵、冷却设备和冷水箱。

作为进一步改进，所述换热室可实现气体-液体、液体-液体之间的热交换。

作为进一步改进，所述循环热水箱上连接有循环热水箱第一回路和循环热水箱第二回路；所述循环热水箱第一回路的输入端与所述供水水箱相连通用于给循环热水箱提供用水，所述循环热水箱第一回路的输出端与换热室、循环泵依次连通，形成循环热水箱第二回路的输入端，所述换热室实现输出用水与带有热量的介质热交换；所述循环热水箱第二回路的输出回路经过一带有温度计的热水泵后分为两路，一路直接与一热水储存装置连接进而提供输出端第一阶段用水，另一路与所述气体冷却器相连通。

作为进一步改进，所述压缩机组由一干燥二氧化碳气体充注装置提供二氧化碳气体，所述压缩机组的输入和输出回路上均设有压力表和温度计，二氧化碳通过所述压缩机组压缩升温后进入气体冷却器中进行热交换。

作为进一步改进，所述气体冷却器上连接有气体冷却器第一回路和气体冷却器第二回路；所述气体冷却器第二回路的输入端与所述循环热水箱相连通，所述气体冷却器第一回路的输入端与压缩机相连通；所述气体冷却器实现循环热水箱第二回路输出的用水与高温二氧化碳的热交换；所述气体冷却器第二回路的输出端与一热水储存装置相连通以供给输出端第二阶段用水，所述气体冷却器第一回路的输出端与回热器相连通输出冷却后冷凝的二氧化碳冷凝水；所述气体冷却器与所述热水储存装置之间设有一温度计。

作为进一步改进，所述回热器与所述气体冷却器之间设有一温度计；所述回热器与所述蒸发器之间依次设有一温度计、一节流阀、一温度计和一压力表；所述回热器将二氧化碳冷凝水过冷处理防止其在节流前汽化。

作为进一步改进，所述的蒸发器上连接有蒸发器第一回路和蒸发器第二回路；所述蒸发器第一回路的输入端与所述回热器相连通，所述蒸发器第一回路的输出端与气液分离器相连通；所述蒸发器第二回路的输入端与供水水箱相连通，所述蒸发器第二回路的输出端与冷水箱相连通且输出回路上设有一温度计；所述蒸发器加热二氧化碳冷凝水使其沸腾气化，并对所述供水水箱的供应用水进行降温，最终输出冷却后的用水至冷水箱内。

作为进一步改进，所述气液分离器输入端与蒸发器相连通，所述气液分离器输出端与回热器第二回路的输入端相连通；所述回热器第二回路的输出端与压缩机相连通；所述回热器将二氧化碳气体进行过热处理提高气体温度使其符合压缩机工作要求。