一种基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统及方法技术方案

本申请公开了一种基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统及方法，系统包括空气源热泵单元、蓄热单元、电路单元、蒸汽发生单元及热传导单元，空气源热泵单元、蓄热单元和热传导单元依次连接，热传导单元的出水口与蒸汽发生单元的进水口相连接，蒸汽发生单元产生的烟气出口与热传导单元的烟气进口相连接，电路单元分别与空气源热泵单元、蓄热单元及蒸汽发生单元相连接。本申请通过空气源热泵单元、蒸汽发生单元以及热传导单元的共同作用，在波谷时段利用空气源热泵单元制热，非波谷时段通过蒸汽发生单元进行制热，将波谷电价制热与气体燃料制热进行耦合，并通过热传导单元进行余热回收，提高了系统热输出利用率，提高了提供高品位热能过程的经济性。过程的经济性。过程的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统及方法


[0001]本申请涉及天然气及电能互补
，特别涉及一种基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统及方法。

技术介绍

[0002]随着全球变暖、能源危机和环境污染问题的日益突出，迫切需要推行节能与环保技术。加快开发清洁能源在用户末端的高效利用是促进协调稳定发展，构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系的重要路径。
[0003]在此背景下，针对我国南方地区自然气候特点，拟解决酒店型用户和小型工业园区用户用能需求，开展以天然气为主、电能为辅的互补的能源供给高品位高效制热技术具有重要意义。但是，目前普遍使用具有较高能效的空气能热泵机组无法实现高品位热能的制备(即65℃以上的热水或蒸汽)，而能够提供该品位热能的蒸汽发生器(或燃气锅炉)的制热模式中，通常蒸汽发生器(或燃气锅炉)的余热通过散热直接排放至室外环境中，导致蒸汽发生器(或燃气锅炉)在制热过程中，系统能源利用率低，进而影响高品质热能的制备成本。
[0004]因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

[0005]本申请要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统及方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请所采用的技术方案如下：
[0007]本申请实施例第一方面提供了一种基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，所述系统包括：用于在波谷电价时段运行的空气源热泵单元、蓄热单元、电路单元、蒸汽发生单元以及热传导单元，所述空气源热泵单元与所述蓄热单元相连接，所述蓄热单元与热传导单元相连接，所述热传导单元的出水口与所述蒸汽发生单元的进水口相连接，所述蒸汽发生单元产生的烟气出口与所述热传导单元的烟气进口相连接，所述电路单元分别与所述空气源热泵单元、所述蓄热单元以及所述蒸汽发生单元相连接。
[0008]所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其中，所述空气源热泵单元包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器；所述压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器依次连接并形成循环回路。
[0009]所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其中，所述蓄热单元的进水口设置有第一水泵，所述出水口均处设有第二水泵，所述第一水泵和所述第二水泵与所述电路单元相连接。
[0010]所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其中，所述热传导单元的烟气出口与所述空气源热泵单元的气体介质进口相连接，以使得流入空气源热泵单元的气体介质与热传导单元的烟气出口流出的烟气的混合气体。
[0011]所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其中，所述电路单元包括电控柜以及电路集成板，所述电路集成板与所述空气源热泵单元、所述蓄热单元以及所述蒸汽发生单元相连接，以所述空气源热泵单元、所述蓄热单元以及所述蒸汽发生单元供电；所述电控柜分别与所述空气源热泵单元、所述蓄热单元以及所述蒸汽发生单元相连接，以向所述空气源热泵单元、所述蓄热单元以及所述蒸汽发生单元提供控制指令。
[0012]所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其中，所述蓄热单元与所述热传导单元间的连接管路上设置有单向阀和进水管，所述单向阀位于所述蓄热单元与所述进水管和连接管路的连接口之间，以使得通过进水管流入连接管路的水仅能流入热传导单元。
[0013]所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其中，所述蓄热单元上设置有进水口，所述进水口上设置有控制阀。
[0014]所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其中，所述蓄热单元为恒温水箱。
[0015]本申请实施例第二方面提供了一种基于能量梯级原理的制热水/蒸气的方法，所述方法应用如上所述的基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，所述方法包括：
[0016]当处于波谷电价时段时，通过电路单元控制空气源热泵单元启动，通过空气源热泵单元对进入空气源热泵单元的水进行加热以得到一次加热水，并将一次加热水传输至蓄热单元保存；
[0017]当存在热水/蒸气需求时段时，通过蓄热单元向热传导单元提供一次加热水，通过热传导单元对一次加热水加热以得到二次加热水，并将二次加热水传输至蒸汽发生单元；
[0018]通过电路单元控制蒸汽发生单元启动，通过蒸汽发生单元对流入其内的二次加热水进行加入以得到热水/蒸气，并将产生的烟气传输至热传导单元。
[0019]所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气的方法，其中，所述方法包括：
[0020]当未处于波谷电价时段时，保持所述空气源热泵单元处于停止工作状态。
[0021]有益效果：与现有技术相比，本申请提供了一种基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统及方法，系统包括空气源热泵单元、蓄热单元、电路单元、蒸汽发生单元及热传导单元，空气源热泵单元、蓄热单元和热传导单元依次连接，热传导单元的出水口与蒸汽发生单元的进水口相连接，蒸汽发生单元产生的烟气出口与热传导单元的烟气进口相连接，电路单元分别与空气源热泵单元、蓄热单元及蒸汽发生单元相连接。本申请通过空气源热泵单元、蒸汽发生单元以及热传导单元的共同作用，在波谷时段利用空气源热泵单元制热，非波谷时段通过蒸汽发生单元进行制热，将波谷电价制热与气体燃料制热进行耦合，并通过热传导单元进行余热回收，提高了系统热输出利用率，提高了提供高品位热能过程的经济性。
附图说明
[0022]图1为本申请提供的基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统的结构示意图。
[0023]图2为本申请提供的基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统的一个示例的结构示意图。
[0024]图3为本申请提供的基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统的另一个示例的结构示意图。
[0025]图4为本申请提供的基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统的再一个示例的结构示意图。
[0026]图5为本申请提供的基于能量梯级原理的制热水/蒸气方法的流程图。
具体实施方式
[0027]本申请提供一种基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统及方法，为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0028]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。
[0029]还需说明的是，本申请实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0030]此外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其特征在于，所述系统包括：用于在波谷电价时段运行的空气源热泵单元、蓄热单元、电路单元、蒸汽发生单元以及热传导单元，所述空气源热泵单元与所述蓄热单元相连接，所述蓄热单元与热传导单元相连接，所述热传导单元的出水口与所述蒸汽发生单元的进水口相连接，所述蒸汽发生单元产生的烟气出口与所述热传导单元的烟气进口相连接，所述电路单元分别与所述空气源热泵单元、所述蓄热单元以及所述蒸汽发生单元相连接。2.根据权利要求1所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其特征在于，所述空气源热泵单元包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器；所述压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器依次连接并形成循环回路。3.根据权利要求1所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其特征在于，所述蓄热单元的进水口设置有第一水泵，所述出水口均处设有第二水泵，所述第一水泵和所述第二水泵与所述电路单元相连接。4.根据权利要求1所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其特征在于，所述热传导单元的烟气出口与所述空气源热泵单元的气体介质进口相连接，以使得流入空气源热泵单元的气体介质与热传导单元的烟气出口流出的烟气的混合气体。5.根据权利要求1所述基于能量梯级原理的制热水/蒸气系统，其特征在于，所述电路单元包括电控柜以及电路集成板，所述电路集成板与所述空气源热泵单元、所述蓄热单元以及所述蒸汽发生单元相连接，以所述空气源热泵单元、所述蓄热单元以及所述蒸汽发生单元供电；所述电控柜分别与所述空气源热泵单元、所述蓄热单元以及所述蒸汽发生单元相连接，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：范峻铭，关旭，吴俊钦，蒋鹏，李璐伶，乔亮，余健亭，杨光，刘建辉，孟伟，
申请(专利权)人：深圳市燃气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：