[发明专利]一种二氧化碳热泵制汽装置及方法

说明书

本发明公开了一种二氧化碳热泵制汽装置，包括一封闭的罐体，在所述罐体内设置有蒸发器，在蒸发器表面环绕有导热管，该导热管内装入有高沸点介质，将所述导热管的端部连接至二氧化碳跨临界热泵，利用二氧化碳跨临界热泵对导热管内的高沸点介质进行加热，在所述罐体内壁上安装有高压喷头，该高压喷头通过管道连接有泵，在所述罐体底部设置排液管道接口阀，在罐体上部设置有蒸汽出口阀。若采取高沸点介质(如导热油)先在液态环境下进行热交换，得到超高温导热油，然后让高温导热油通过蒸发器，把水喷雾到接触面上进行热交换，可以直接产生高温蒸汽，从而解决空气能热泵难以制取蒸汽的难题。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体为一种二氧化碳热泵制汽装置及方法。

背景技术

因为环保严格整治，燃煤锅炉在各地相续被淘汰，北方供暖和工业用汽成为行业难题，用电、燃汽、燃油、液化气等方式加热，都存在成本高的问题，空气能加热技术，能效高，成本低，尤其利用二氧化碳作制冷剂不仅环保，而且通过跨临界压缩技术，能耗更高，可以获得超过 90℃的高温水，能够有效地解决北方供暖洗浴用水。但由于是用水直接作热交换介质，热交换介质需在液态环境下，才能保持较高的热交换效率，所以只能产生高温水(不超过100℃)，不能直接产生高温高能蒸汽，难以远程输送和工业应用。如何能利用二氧化碳跨临界技术直接获得高温蒸汽，成为一个亟待解决的难题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种二氧化碳热泵制汽装置，包括一封闭的罐体，在所述罐体内设置有蒸发器，在蒸发器表面环绕有导热管，该导热管内装入有高沸点介质，将所述导热管的端部连接至二氧化碳跨临界热泵，利用二氧化碳跨临界热泵对导热管内的高沸点介质进行加热，在所述罐体内壁上安装有高压喷头，该高压喷头通过管道连接有泵，在所述罐体底部设置排液管道接口阀，在罐体上部设置有蒸汽出口阀。

进一步的，所述高压喷头位于蒸发器上方，至少设有一组。

进一步的，所述高沸点介质为导热油，具有较好的导热效果。

进一步的，所述罐体外壁包覆有保温橡胶层，对罐体进行保温处理，减少热了散发。

本发明的另一个目的是提供一种二氧化碳热泵制汽方法，步骤如下：

S1.将二氧化碳跨临界热泵制得的热量与导热管内的导热油进行热交换，使导热油先在液态环境下进行热交换，得到超高温导热油，可达 200℃；

S2.将高温导热油通过蒸发器(目的是增大表面积)，开启高压喷头，把水喷雾到导热管与蒸发器的接触面上进行热交换，可以直接产生高温蒸汽；

S3.高温蒸汽通过蒸汽出口阀放出，进入使用环节，从而解决空气能热泵难以制取蒸汽的难题。

二氧化碳跨临界热泵制得的热量，通过与冷水热交换，可以比较容易得到高温水(低于100℃)，但要保持较高的热交换效率，必须采用液体介质进行热交换，如果改为气体介质进行热交换，介质与热源体(液态，体积通常较小，不宜于通过扩大接触面与气体热交换〉接触率会大为下降，热交换效率会大大降低。

若采取高沸点介质(如导热油)先在液态环境下进行热交换，得到超高温导热油(可达200℃)，然后让高温导热油通过蒸发器(增大表面积)，把水喷雾到接触面上进行热交换，可以直接产生高温蒸汽，从而解决空气能热泵难以制取蒸汽的难题。

上述保温橡胶层是由以下重量份数的组分制成：聚异戊二烯橡胶100 份、煅烧高岭土粉15份、活性钙2份、硫化剂4份、聚酯短纤2份、改性沸石粉5份、聚丙二醇二缩水甘油醚1.3份、玫瑰精油0.8份、纳米二氧化硅 8份、竹粉1.2份；

上述改性沸石粉的加工方法如下：

(1)将90-110目的沸石粉于280-350℃下焙烧2.5小时，待自然冷却至常温取出待用；