1.一种半开式高温热泵系统,包括:压缩机(1)、接触式冷凝器(2)、换热器(3)、蒸发器(4)、净水器(5)、冷水泵(6)和热水泵(7),其特征在于:所述接触式冷凝器(2)内自上而下依次设置有滤网(2a)、喷淋管(2b)、填料(2c)、蒸汽管(2d)和电加热器(2e),顶部通过管道依次连接有第十二阀门(28)和真空泵(9);所述压缩机(1)出口a通过管道依顺连接第一阀门(17),接触式冷凝器(2)的蒸汽管(2d)的入口b,接触式冷凝器(2)底部出口c通过管道依顺连接第二阀门(18),热水泵(7),第一单向阀(33)向外界输出,接触式冷凝器(2)底部出口d通过管道连接第三阀门(19)至所述换热器(3)的入口e,换热器(3)的出口f通过管道依顺连接第四阀门(20),第一节流阀(10)至所述蒸发器(4)的入口g,蒸发器(4)上方的蒸汽出口i通过管道连接第六阀门(22)至压缩机(1)的入口j;
所述净水器(5)出口通过管道依次连接第七阀门(23)、冷水泵(6)、第二单向阀(34)后分为三路,一路经第八阀门(24)、第三单向阀(35)、第一调节阀(13)后连接压缩机(1)喷水孔口k处,另一路经第九阀门(25)、第四单向阀(36)连接换热器(3)入口m,换热器(3)出口n经过第二调节阀(14)、第十阀门(26)连接至接触式冷凝器(2)的喷淋管(2b)的入口o,再一路经第十一阀门(27)、第五单向阀(37)、第二节流阀(11)连接蒸发器(4)上方的入口p;
所述蒸发器(4)底部出口q通过管道依次连接第十三阀门(29)、循环水泵(8)、第六单向阀(38)至接触式冷凝器(2)的蒸汽管(2d)的入口b,右端通过驱动热源管依次经过过滤器(32)、第十四阀门(30)连接蒸发器(4)入口r,蒸发器(4)出口s通过第十五阀门(31)输出驱动热源。
2.根据权利要求1所述一种半开式高温热泵系统,其特征在于:所述接触式冷凝器(2)顶部还设置有安全阀(15)和不凝结气放空调节阀(16)。
3.根据权利要求1所述一种半开式高温热泵系统,其特征在于:所述换热器(3)出口f与蒸发器(4)的入口h之间采用管道依次连接有第五阀门(21)、毛细管(12)。
4.根据权利要求1所述一种半开式高温热泵系统,其特征在于:所述蒸发器(4)为系统循环工质水走壳程的壳管满液式蒸发器;所述换热器(3)为板式换热器或管翅式换热器。
5.根据权利要求3所述一种半开式高温热泵系统,其特征在于:所述第一阀门(17)至第十五阀门(31)均为电磁阀、柱塞式截止阀或闸阀。
6.一种半开式高温热泵系统的工作方法,其特征在于:包括:
1)系统抽真空与加注方法
同时打开第一阀门(17)、第三阀门(19)、第四阀门(20)、第六阀门(22)、十二阀门(28),打开真空泵(9)将系统内压力抽至负压,当接触式冷凝器(2)内压力达到要求后,关闭真空泵(9)、第十二阀门(28),保持系统内部压力稳定;
打开冷水泵(6)、第七阀门(23)、第十一阀门(27),使经过净水器(5)处理后的循环工质水经过第七阀门(23)、第十一阀门(27),再经由第二节流阀(11)节流降压后通过蒸发器(4)上方入口p充注至蒸发器(4)中,待循环工质充足时关闭冷水泵(6)、第七阀门(23)、第十一阀门(27),系统循环工质加注完成;
2)系统开机及正常运行
当系统抽真空与加注工作完成后,打开第十四阀门(30)、第十五阀门(31),使工业废热经过过滤器(32)、第十四阀门(30)由蒸发器(4)入口r进入蒸发器(4),与循环工质换热后,由蒸发器(4)出口s经过第十五阀门(31)排出,打开压缩机(1),水蒸气从蒸发器(4)上方出口i经过第六阀门(22)从压缩机(1)吸气口j进入压缩机(1)压缩,压缩后水蒸气从压缩机(1)排气口a排出并经过第一阀门(17)从蒸汽管(2d)的入口b进入接触式冷凝器(2)并通过蒸汽管2d两侧的排气口将水蒸气喷入接触式冷凝器(2)中,待接触式冷凝器(2)中压力达到要求值后,打开冷水泵(6)、热水泵(7)、第二阀门(18)、第七阀门(23)、第八阀门(24)、第九阀门(25)、第十阀门(26),经过净水器(5)处理后的工质水经过第七阀门(23)、冷水泵(6)后,一部分通过第八阀门(24)、第一调节阀(13)从压缩机(1)喷水孔口k喷入压缩机(1),另一部分通过第九阀门(25)由换热器(3)入口m进入换热器(3)后从换热器(3)出口n流出,并经过第二调节阀(14)、第十阀门(26)由喷淋管(2b)的入口o喷入接触式冷凝器(2)中,与蒸汽管2d排出的高温水蒸气进行接触式热质交换形成高温水,接触式冷凝器(2)内的高温水一部分通过接触式冷凝器(2)下方出口c经由第二阀门(18)、热水泵(7)为用户提供热量,另一部分从接触式冷凝器(2)下方出口d排出,经过第三阀门(19)、换热器(3)、第四阀门(20)并由第一节流阀(10)节流降压后由蒸发器(4)上方入口g进入蒸发器(4)中,形成循环;
3)系统停机
关闭压缩机(1)、第一阀门(17)、第三阀门(19)、第四阀门(20)、第六阀门(22)、第八阀门(24)、第十四阀门(30)、第十五阀门(31),系统内工质不循环,同时不再提供低温热源,冷水泵(6)、热水泵(7)继续工作,吸收接触式冷凝器(2)内的余热,待接触式冷凝器(2)内温度降低至要求温度时,关闭冷水泵(6)、热水泵(7)、第二阀门(18)、第七阀门(23)、第九阀门(25)、第十阀门(26),系统停止运行;
4)系统防冻
当系统停机且环境温度过低时,打开接触式冷凝器(2)内的电加热器(2e)、循环水泵(8)、第三阀门(19)、第五阀门(21)、第十三阀门(29),使蒸发器(4)内工质水从蒸发器(4)下方出口q排出,经过第十三阀门(29)、循环水泵(8)从蒸汽管2d的入口b进入接触式冷凝器(2)并通过蒸汽管2d两侧的排气口将工质水排出,接触式冷凝器(2)内工质水从接触式冷凝器(2)下方出口d排出,经过第三阀门(19)、第五阀门(21)后由毛细管(12)节流降压后从蒸发器(4)上方入口h进入蒸发器(4),形成循环,使系统内循环工质水处于流动状态,防止因循环工质冻结而破坏系统。
7.根据权利要求6所述一种半开式高温热泵系统的工作方法,其特征在于:所述压缩机(1)喷水孔口k前第一调节阀(13)开度与压缩机(1)排气口a过热度成正比例调节。
8.根据权利要求6所述一种半开式高温热泵系统的工作方法,其特征在于:所述第二调节阀(14)开度根据接触式冷凝器(2)底部工质水温度进行正比例调节。
9.根据权利要求6所述一种半开式高温热泵系统的工作方法,其特征在于:所述冷水泵(6)与热水泵(7)均为变频水泵,所述冷水泵(6)与热水泵(7)频率的调节方法为联动调节,即当热水泵(7)频率增大时,冷水泵(6)的频率也要随之增大,热水泵(7)的频率依据供给热水需求量进行正比例调节。
10.根据权利要求6所述一种半开式高温热泵系统的工作方法,其特征在于:在系统正常运行时,所述接触式冷凝器(2)内电加热器(2e)的功率根据接触式冷凝器(2)内热水设定温度与实际温度的差值进行正比例调节;在系统防冻运行时,所述接触式冷凝器(2)内电加热器(2e)的功率根据接触式冷凝器(2)内的水温进行反比例调节。