[發明專利]一種高溫蒸汽熱泵系統

在審

• 申請號: 202111462776.1
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114136019A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 蔣信;陸啟亮;陳培;陸王琳;鮑佳麒;奚有山;白鵬;孫煜凱
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院有限責任公司
• 主分類號: F25B27/00
• 分類號: F25B27/00;F25B29/00;F25B41/20;H02S40/44
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 薛學娜

本發明公開了一種高溫蒸汽熱泵系統，該高溫蒸汽熱泵系統包括低溫熱泵組件、太陽能光伏光熱組件、高溫熱泵組件、循環泵、供水泵和供氣組件。低溫熱泵組件包括依次連接的低溫熱泵壓縮機、低溫熱泵冷凝器、低溫熱泵膨脹閥以及低溫熱泵蒸發器，太陽能光伏光熱組件連接在低溫熱泵膨脹閥及低溫熱泵蒸發器之間。高溫熱泵組件包括依次連接的高溫熱泵壓縮機、高溫熱泵冷凝器、高溫熱泵膨脹閥以及高溫熱泵蒸發器，循環泵連接在低溫熱泵冷凝器和高溫熱泵蒸發器之間，供水泵與高溫熱泵冷凝器相連。該高溫蒸汽熱泵系統能夠采用溫度較低的低溫熱源輸出溫度較高的熱水以及蒸汽，且該高溫蒸汽熱泵系統能夠利用太陽能并提供清潔電能，降低碳排放。

技術領域

本發明涉及能源設備技術領域，尤其涉及一種高溫蒸汽熱泵系統。

背景技術

熱泵系統能夠將低溫熱源中的低品位能量轉換為高品位能量，通過消耗一定的電功率實現遠超過電功率本身的制熱功率，是一種極具競爭力的能量轉換裝置。在低碳綠色發展的背景下，通過熱泵實現電能替代，能夠有效減少化石燃料的使用，降低碳排放和污染排放，同時提高能源使用效率，具有重要的經濟意義和環境意義。

現有熱泵無法實現低蒸發溫度到高冷凝溫度的能量轉換，即如果輸出高溫熱水或蒸汽，需要較高溫度低溫熱源，上述條件限制了高溫熱泵的使用范圍，而且工業生產中需要使用中低壓蒸汽，現有高溫熱泵系統大多無法直接生產蒸汽，不能滿足工業部門的需求。

發明內容

本發明的目的在于提出一種高溫蒸汽熱泵系統，該高溫蒸汽熱泵系統能夠采用溫度較低的低溫熱源輸出溫度較高的熱水以及蒸汽，能夠較好的滿足工業需求，且該高溫蒸汽熱泵系統能夠利用太陽能光伏光熱效應并提供清潔電能，降低碳排放。

為實現上述技術效果，本發明的技術方案如下：

本發明公開了一種高溫蒸汽熱泵系統，包括：低溫熱泵組件，所述低溫熱泵組件包括低溫熱泵壓縮機、低溫熱泵冷凝器、低溫熱泵膨脹閥以及低溫熱泵蒸發器，所述低溫熱泵壓縮機、所述低溫熱泵冷凝器的第一低溫熱泵冷凝管所述低溫熱泵膨脹閥和所述低溫熱泵蒸發器的第一低溫熱泵蒸發管依次連接，所述低溫熱泵蒸發器的第二低溫熱泵蒸發管與外部制冷系統相連；太陽能光伏光熱組件，所述太陽能光伏光熱組件連接在所述低溫膨脹閥及所述低溫熱泵蒸發器之間；高溫熱泵組件，所述高溫熱泵組件包括依次連接的高溫熱泵壓縮機、高溫熱泵冷凝器、高溫熱泵膨脹閥以及高溫熱泵蒸發器，所述高溫熱泵壓縮機、所述高溫熱泵冷凝器的第一高溫熱泵冷凝管所述高溫熱泵膨脹閥和所述高溫熱泵蒸發器的第一高溫熱泵蒸發管依次連接，所述高溫熱泵冷凝器的第二高溫熱泵冷凝管的入口與外部水源相連；循環泵，所述循環泵連接在所述低溫熱泵冷凝器的第二低溫熱泵冷凝管和所述高溫熱泵蒸發器的第二高溫熱泵蒸發管之間；供水泵，所述供水泵與所述第二高溫熱泵冷凝管的出口相連；供氣組件，所述供氣組件包括依次相連的閃蒸罐和蒸汽壓縮機，所述閃蒸罐與所述第二高溫熱泵冷凝管的出口相連；其中：所述太陽能光伏光熱組件用于給所述低溫熱泵組件、高溫熱泵組件、所述循環泵、所述供水泵以及所述供氣組件供電，用于加熱低溫熱泵經過膨脹閥后的工質，所述低溫熱泵組件的工作介質在所述太陽能光伏光熱組件內膨脹并吸收太陽能光熱

在一些實施例中，所述高溫蒸汽熱泵系統還包括輸送泵和輸送控制閥，所述輸送泵的入口與所述輸送控制閥相連，所述輸送泵的出口與所述第二低溫熱泵蒸發管相連。

在一些具體的實施例中，所述高溫蒸汽熱泵系統還包括余熱控制閥，所述余熱控制閥的一端連接在所述輸送泵和所述輸送控制閥之間，另一端與外部余熱源或者外部廢熱源相連。

在一些實施例中，所述高溫蒸汽熱泵系統還包括余熱輸入管道和余熱排放管道，所述余熱輸入管道的一端與外部余熱源或者外部廢熱源相連，另一端與所述第二高溫熱泵蒸發管相連，所述余熱排放管道連接在所述第二高溫熱泵蒸發管遠離所述余熱輸入管道的一端。

在一些實施例中，所述高溫蒸汽熱泵系統還包括蓄電池，所述蓄電池與所述太陽能光伏光熱組件相連。