一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统技术方案

本申请公开了一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，包括：依次通过管道连接的太阳能集热器、蓄热水箱、高温热泵、热交换器、高温蒸汽热泵；太阳能集热器的进水口与水源通过管道连接；高温蒸汽热泵的出水口与生产设备通过管道连接；热交换器还分别与第一水箱、第二水箱通过管道连接；第一水箱与生产设备通过管道连接；第二水箱的出水口与蓄热水箱通过管道连接。本申请提供的蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，基于太阳能蓄热技术与高温热泵技术，利用清洁能源的太阳能加热水作为热泵的热端交换热源，同时作为直接加热高温热泵的进水水源，两方面协调作用可以提高热泵的运行效率，有效降低热泵蒸汽机组的高温蒸汽生产成本，提高了电能的利用效率。

A Combined System of Steam Heat Pump and Photothermal Regenerative Boiler

【技术实现步骤摘要】
一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统
本申请涉及机械和热泵节能
，尤其涉及一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统。
技术介绍
许多现代科技企业生产时需要高温蒸汽进行生产，常见的高温蒸汽一般通过燃煤锅炉产生。目前，为符合国家提高能源利用效率、降低污染物排放等的要求，选用电能替代燃煤锅炉。在常见的燃煤锅炉电能替代案例中，普遍使用电锅炉或电蒸汽发生器来替代传统燃煤锅炉。然而，现有的电锅炉或电蒸汽发生器替代方案中，与天然气、生物质颗粒锅炉相比，存在电能的利用效率低、耗能成本较高、运营成本高的技术问题，导致实施电能替代项目时缺乏市场竞争优势。
技术实现思路
本申请提供了一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，以解决电能的利用效率低的技术问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：本申请实施例公开了一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，包括：太阳能集热器、蓄热水箱、高温热泵、热交换器、高温蒸汽热泵、第一水箱和第二水箱，其中，所述太阳能集热器、所述蓄热水箱、所述高温热泵、所述热交换器、所述高温蒸汽热泵依次通过管道连接；所述太阳能集热器的进水口与水源通过管道连接；所述高温蒸汽热泵的出水口与生产设备通过管道连接；所述热交换器还分别与所述第一水箱、第二水箱通过管道连接，所述第一水箱中的水流经所述热交换器后流向所述第二水箱；所述第一水箱与所述生产设备通过管道连接；所述第二水箱的出水口与所述蓄热水箱通过管道连接。可选的，所述太阳能集热器的出水口设置温度控制器和第一电磁阀，所述温度控制器测量所述太阳能集热器内部水的温度，并控制所述第一电磁阀的开关。可选的，还包括第一液位控制器、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，所述第一液位计测量所述蓄热水箱的液位，并控制所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述第四电磁阀的开关；所述第二电磁阀设置在所述太阳能集热器的进水口，控制所述太阳能集热器的进水量；所述第三电磁阀设置在所述第二水箱的出水口，控制所述第二水箱的出水量；所述第四电磁阀设置在所述蓄热水箱的出水口，控制所述蓄热水箱的出水量。可选的，还包括纯水处理器，所述纯水处理器的出水口与所述第一水箱通过管道连接，所述纯水处理器的进水口分别与生产设备、水源通过管道连接。可选的，还包括第二液位控制器和第五电磁阀，所述第二液位控制器测量所述纯水处理器的液位，所述第二液位控制器控制所述第五电磁阀的开关；所述第五电磁阀控制水源进入所述纯水处理器的进水量。与现有技术相比，本申请的有益效果为：本申请提供了一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，包括：太阳能集热器、蓄热水箱、高温热泵、热交换器、高温蒸汽热泵、第一水箱和第二水箱，其中，所述太阳能集热器、所述蓄热水箱、所述高温热泵、所述热交换器、所述高温蒸汽热泵依次通过管道连接；所述太阳能集热器的进水口与水源通过管道连接；所述高温蒸汽热泵的出水口与生产设备通过管道连接；所述热交换器还分别与所述第一水箱、第二水箱通过管道连接，所述第一水箱中的水流经所述热交换器后流向所述第二水箱；所述第一水箱与所述生产设备通过管道连接；所述第二水箱的出水口与所述蓄热水箱通过管道连接。水源的水通过管道进入所述太阳能集热器，通过太阳能进行初步加热，减少了加热水时的电能消耗。加热后的水经过所述蓄热水箱、所述高温热泵、所述热交换器、所述高温蒸汽热泵产生高温蒸汽后用于工业生产设备进行生产制造。生产制造后产生的废水回流至所述第一水箱，再经过所述热交换器，生产制造后产生的废水具有一定的余热，在所述热交换器中对经过初步加热后的水进行再次加热，提高了能量的利用率。本申请提供的蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，基于太阳能蓄热技术与高温热泵技术，利用清洁能源的太阳能加热水作为热泵的热端交换热源，同时作为直接加热高温热泵的进水水源，两方面协调作用可以提高热泵的运行效率，确保保温热泵机组加热115℃过热水的能效比达到3以上，使得整个电能制蒸汽的COP达到2级以上，有效降低热泵蒸汽机组的高温蒸汽生产成本，提高了电能的利用效率。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统的结构示意图；其中，1-太阳能集热器,2-蓄热水箱，3-高温热泵，4-热交换器,5-高温蒸汽热泵，6-第一水箱，7-第二水箱，8-第一液位控制器，9-纯水处理器，10-第二液位控制器，11-温度控制器，12-第一电磁阀，13-第二电磁阀，14-第三电磁阀，15-第四电磁阀,16-第五电磁阀。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。如图1所示，为本申请实施例提供的一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统的结构示意图。本申请实施例提供了一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，包括：太阳能集热器1、蓄热水箱2、高温热泵3、热交换器4、高温蒸汽热泵5、第一水箱6和第二水箱7，其中，所述太阳能集热器1、所述蓄热水箱2、所述高温热泵3、所述热交换器4、所述高温蒸汽热泵5依次通过管道连接；所述太阳能集热器1的进水口与水源通过管道连接；所述高温蒸汽热泵5的出水口与生产设备通过管道连接。水源的水通过管道进入所述太阳能集热器，通过太阳能进行初步加热，减少了加热水时的电能消耗。加热后的水经过所述蓄热水箱、所述高温热泵、所述热交换器、所述高温蒸汽热泵产生高温蒸汽后用于工业生产设备进行生产制造。所述热交换器4还分别与所述第一水箱6、第二水箱7通过管道连接，所述第一水箱6中的水流经所述热交换器4后流向所述第二水箱；所述第一水箱6与所述生产设备通过管道连接；所述第二水箱7的出水口与所述蓄热水箱2通过管道连接。生产制造后产生的废水回流至所述第一水箱，再经过所述热交换器，生产制造后产生的废水具有一定的余热，在所述热交换器中对经过初步加热后的水进行再次加热，提高了能量的利用率。为了能够充分太阳能集热器对进入系统的水进行加热，控制所述太阳能集热器中的水达到一定温度才会被排出利用，所述太阳能集热器的出水口设置温度控制器11和第一电磁阀12，所述温度控制器11测量所述太阳能集热器1内部水的温度，并控制所述第一电磁阀12的开关。当所述温度控制器11测量所述太阳能集热器1内部水的温度达到设定温度时，所述第一电磁阀12打开，所述太阳能集热器1内部水流向所述蓄热水箱2。所述的蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统还包括第一液位控制器、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，所述第一液位控制器8测量所述蓄热水箱2的液位，并控制所述第二电磁阀13、所述第三电磁阀14和所述第四电磁阀15的开关。所述第二电磁阀13设置在所述太阳能集热器1的进水口，控制所述太阳能集热器1的进水量。所述第三电磁阀14设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，其特征在于，包括：太阳能集热器(1)、蓄热水箱(2)、高温热泵(3)、热交换器(4)、高温蒸汽热泵(5)、第一水箱(6)和第二水箱(7)，其中，所述太阳能集热器(1)、所述蓄热水箱(2)、所述高温热泵(3)、所述热交换器(4)、所述高温蒸汽热泵(5)依次通过管道连接；所述太阳能集热器(1)的进水口与水源通过管道连接；所述高温蒸汽热泵(5)的出水口与生产设备通过管道连接；所述热交换器(4)还分别与所述第一水箱(6)、第二水箱(7)通过管道连接，所述第一水箱(6)中的水流经所述热交换器(4)后流向所述第二水箱；所述第一水箱(6)与所述生产设备通过管道连接；所述第二水箱(7)的出水口与所述蓄热水箱(2)通过管道连接。

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，其特征在于，包括：太阳能集热器(1)、蓄热水箱(2)、高温热泵(3)、热交换器(4)、高温蒸汽热泵(5)、第一水箱(6)和第二水箱(7)，其中，所述太阳能集热器(1)、所述蓄热水箱(2)、所述高温热泵(3)、所述热交换器(4)、所述高温蒸汽热泵(5)依次通过管道连接；所述太阳能集热器(1)的进水口与水源通过管道连接；所述高温蒸汽热泵(5)的出水口与生产设备通过管道连接；所述热交换器(4)还分别与所述第一水箱(6)、第二水箱(7)通过管道连接，所述第一水箱(6)中的水流经所述热交换器(4)后流向所述第二水箱；所述第一水箱(6)与所述生产设备通过管道连接；所述第二水箱(7)的出水口与所述蓄热水箱(2)通过管道连接。2.根据权利要求1所述的蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，其特征在于，所述太阳能集热器的出水口设置温度控制器(11)和第一电磁阀(12)，所述温度控制器(11)测量所述太阳能集热器(1)内部水的温度，并控制所述第一电磁阀(12)的开关。3.根据权利要求1所述的蒸汽热泵与光热蓄热锅炉联合系统，其特征在于，还包括第一液位控制器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁俊宇，秦牙富，陶庆，袁兴宇，任志超，陆海，赵明，杨洋，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53