[發明專利]一種超級熱泵型空氣能鍋爐及運行方法

在審

• 申請號: 202210640446.5
• 申請日: 2022-06-08
• 公開（公告）號: CN114877562A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 孫健;王寅武;吳可欣;高琪瑤;戈志華;杜小澤;楊勇平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02;F22B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種超級熱泵型空氣能鍋爐及運行方法，其特征在于：該設備包括蒸汽發生器(1)、換熱器A(2)、換熱器B(3)、換熱器C(4)、空氣能提取器(5)、升壓器A(6)、升壓器B(7)、升壓器C(8)、能量調節器A(9)、能量調節器B(10)、能量調節器C(11)、能量調節器D(12)、換熱器D(13)、循環泵A(14)、循環泵B(15)、空氣出口(16)、空氣入口(17)、蒸汽出口(18)和冷水入口(19)組成，其中蒸汽發生器(1)與冷水入口(19)、蒸汽出口(18)、換熱器D(13)和換熱器A(2)相連，換熱器A(2)與蒸汽發生器(1)、能量調節器A(9)、升壓器A(6)和循環泵B(15)相連，換熱器B(3)與換熱器D(13)、循環泵A(14)、換熱器C(4)、升壓器B(7)和能量調節器C(11)相連，換熱器C(4)與換熱器B(3)、循環泵B(15)、升壓器B(7)、升壓器A(6)和升壓器C(8)相連，空氣能提取器(5)與空氣入口(17)、空氣出口(16)、升壓器C(8)、能量調節器B(10)和能量調節器D(12)相連，換熱器D(13)與蒸汽發生器(1)、循環泵A(14)和換熱器B(3)相連，升壓器A(6)與換熱器A(2)、升壓器B(7)、換熱器C(4)、能量調節器A(9)和能量調節器B(10)相連，升壓器B(7)與換熱器B(3)、升壓器A(6)、換熱器C(4)、能量調節器C(11)和能量調節器D(12)相連，升壓器C(8)與換熱器C(4)和空氣能提取器(5)相連，循環泵A(14)與換熱器D(13)和換熱器B(3)相連，循環泵B(15)與換熱器A(2)和換熱器C(4)相連，能量調節器A(9)與換熱器A(2)、升壓器A(6)和能量調節器B(10)相連，能量調節器B(10)與能量調節器A(9)、升壓器A(6)、空氣能提取器(5)和能量調節器D(12)相連，能量調節器C(11)與換熱器B(3)、升壓器B(7)和能量調節器D(12)相連，能量調節器D(12)與升壓器B(7)、能量調節器C(11)、能量調節器B(10)和空氣能提取器(5)相連，冷水從冷水入口(19)進入蒸汽發生器(1)后經蒸汽出口(18)流出，空氣從空氣入口(17)進入空氣能提取器(5)后經空氣出口(16)離開，該設備內部循環工質包括工質A、工質B及工質C，工質A與工質B依次經過換熱器B(3)、循環泵A(14)、換熱器D(13)和蒸汽發生器(1)往復循環，工質B依次經過換熱器B(3)、換熱器C(4)、循環泵B(15)、換熱器A(2)和蒸汽發生器(1)，循環工質C依次經過空氣能提取器(5)、升壓器C(8)、換熱器C(4)后分為兩路，第一路依次經過升壓器B(7)、換熱器B(3)、能量調節器C(11)、能量調節器D(12)后返回空氣能提取器(5)進行循環，其中部分循環工質C進入升壓器B(7)繼續升壓循環；第二路依次經過升壓器A(6)、換熱器A(2)、能量調節器A(9)、能量調節器B(10)后返回空氣能提取器(5)進行循環，其中部分循環工質C進入升壓器A(6)繼續升壓循環，其運行原理為：工質A與工質B的混合物在換熱器B(3)中被工質C蒸汽加熱，部分工質B從混合物中離開以汽態型式進入換熱器C(4)，該工質B在換熱器C(4)中冷凝后經循環泵B(15)進入換熱器A(2)，液態的工質B在換熱器A(2)中被工質C蒸汽加熱后變成汽態進入蒸汽發生器，工質B進入工質A與工質B的混合物釋放熱量用于將冷水加熱至蒸汽；工質C循環于空氣能提取器(5)、換熱器C(4)、換熱器B(3)和換熱器A(2)，升壓器A(6)、升壓器B(7)和升壓器C(8)用于提升工質C的溫度及壓力，工質C在換熱器A(2)和換熱器B(3)由汽態變為液態，工質C在空氣能提取器(5)和換熱器C(4)內由液態變為汽態，能量調節器A(9)、能量調節器B(10)、能量調節器C(11)和能量調節器D(12)用于根據負荷調節分配工質C進入升壓器A(6)和升壓器B(7)的比例，調節工質C比例的方法為：在設計工況下，根據當前的空氣溫度和蒸汽溫度，能量調節器A(9)、能量調節器B(10)、能量調節器C(11)和能量調節器D(12)保持各自流體阻力特性系數使得系統穩定運行，當室外空氣溫度下降時，增加能量調節器B(10)和能量調節器D(12)的流體阻力特性系數，降低能量調節器A(9)和能量調節器C(11)的流體阻力特性系數；當室外空氣溫度上升時，降低能量調節器B(10)和能量調節器D(12)的流體阻力特性系數，增加能量調節器A(9)和能量調節器C(11)的流體阻力特性系數。