專利名稱：利用蒸汽鍋爐和蒸汽驅(qū)動的水源熱泵聯(lián)合供熱的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于供熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及利用蒸汽鍋爐和蒸汽驅(qū)動的水源熱泵聯(lián)合供 熱的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水源熱泵技術(shù)是根據(jù)卡諾循環(huán)的原理，通過輸入一部分高品位能量，利用自然界 中各種可再生的低品位能源為建筑提供供暖、制冷、和生活熱水的技術(shù)。水源熱泵技術(shù)需要 輸入的高品位能量主要為電能，它可以利用的各種可再生的低品位能源包括地下土壤中 的淺層地能、江河湖海中的低品位熱能、城市污水和工業(yè)廢水中的低品位熱能、各種工業(yè)余
熱等等。利用水源熱泵技術(shù)進(jìn)行供熱時(shí)需要消耗電能，由于目前電廠的發(fā)電效率一般只有 30%左右，再加上輸變電的損失，用戶端用電效率只有25%左右，也就是說用戶使用一份電 能，電廠就要消耗四份的一次能源，所以電驅(qū)動的熱泵的節(jié)能率總體上是不高的。現(xiàn)有的供熱方式一般是用鍋爐直接加熱熱水或蒸汽進(jìn)行供熱。由于鍋爐的效率一 般在70-85%之間，所以消耗一份的一次能源只能獲得0. 7-0. 85份的熱能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種利用蒸汽鍋爐和蒸汽驅(qū)動 的水源熱泵聯(lián)合供熱的系統(tǒng)，本發(fā)明系統(tǒng)中蒸汽中的能量不僅沒有被白白釋放掉，而且還 通過熱泵從外界獲取了大量能源。本發(fā)明提出的利用蒸汽鍋爐和蒸汽驅(qū)動的水源熱泵聯(lián)合供熱的系統(tǒng)，其特征在 于，該系統(tǒng)主要包括蒸汽鍋爐、汽輪機(jī)、水源熱泵和換熱器，其連接關(guān)系為蒸汽鍋爐的出 口與汽輪機(jī)的入口相連，汽輪機(jī)的出口與換熱器的熱入口相連；換熱器的熱出口與蒸汽鍋 爐的入口相連，供熱管網(wǎng)的回水與水源熱泵的熱入口(31)相連，水源熱泵的熱出口(32)與 換熱器的冷入口連，換熱器的冷出口與供熱管網(wǎng)的供水相連，低位熱源的供回水分別與水 源熱泵的冷入口(33)和冷出口(34)相連；汽輪機(jī)通過其自身帶有的連軸器與水源熱泵相 連。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)及有益效果本發(fā)明用蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽直接驅(qū)動熱泵，從外部獲取各種可再生的低品位能 源例如地下土壤中的淺層地能、江河湖海中的低品位熱能、城市污水和工業(yè)廢水中的低 品位熱能、各種工業(yè)余熱等等，利用這些低品位能源加熱供熱管網(wǎng)的循環(huán)水驅(qū)動水源熱泵 做功后的蒸汽中仍然含有大量的能量，利用這些能量通過換熱器再次加熱供熱管網(wǎng)的循環(huán) 水，而這些蒸汽最后成為冷凝水回到鍋爐中。在這一過程中，蒸汽中的一部分能量用于從外 部獲取可再生的低品位能源，另一部分用于直接加熱供熱循環(huán)水，蒸汽中的能量不僅沒有 被白白釋放掉，而且還通過熱泵從外界獲取了大量能源。


圖1為本發(fā)明的蒸汽鍋爐和蒸汽驅(qū)動的水源熱泵聯(lián)合供熱的系統(tǒng)構(gòu)成及工作流 程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種蒸汽鍋爐和蒸汽驅(qū)動的水源熱泵聯(lián)合供熱的系統(tǒng)和方法，結(jié)合附 圖及實(shí)施例詳細(xì)說明如下本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括蒸汽鍋爐1、汽輪機(jī)2、水源熱泵3、換 熱器4，其連接關(guān)系為蒸汽鍋爐1的出口與汽輪機(jī)2的入口 21相連，汽輪機(jī)2的出口與換 熱器4的熱入口 41相連；換熱器4的熱出口 42與蒸汽鍋爐1的入口相連，供熱管網(wǎng)的回水 6與水源熱泵3的熱入口 31相連，水源熱泵3的熱出口 32與換熱器4的冷入口 43相連，換 熱器4的冷出口 44與供熱管網(wǎng)的供水5相連，低位熱源7的供回水分別與水源熱泵3的冷 入口 33和冷出口 34相連。汽輪機(jī)2的運(yùn)動軸通過(其自身帶有的)連軸器與熱泵機(jī)組中 壓縮機(jī)的運(yùn)動軸相連，這樣，汽輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以帶動壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而帶動熱泵 機(jī)組3工作。本發(fā)明的工作過程為如圖1所示，鍋爐1產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)2，先驅(qū)動水源 熱泵3，通過水源熱泵3獲取低位熱源中的熱能加熱供熱管網(wǎng)中的循環(huán)水，蒸汽驅(qū)動水源 熱泵3后仍然含有大量的熱能，通過換熱器4再次加熱供熱管網(wǎng)中的循環(huán)水，這樣，供熱管 網(wǎng)中的循環(huán)水先經(jīng)水源熱泵3加熱，再經(jīng)換熱器4加熱，最后進(jìn)入供熱管網(wǎng)向用戶供熱。 由于鍋爐的效率一般為75-85%，蒸汽輪機(jī)的效率一般為16-30%，水源熱泵的能效比為 4. 5-5. 0(消耗一份高品位能量，可以得到4-5份的熱能)。所以，根據(jù)以上技術(shù)指標(biāo)測算，消 耗一份的一次能源，最終得到的用于供熱的熱能最大可以為0. 85X0.3X5. 0+0. 85X0.7 =187%，相同效率的鍋爐采用傳統(tǒng)的供熱方式的供熱效率僅為85% ；最小也可以達(dá)到 0. 75X0. 16X4. 5+0. 75X0. 84 = 117%，相同效率的鍋爐采用傳統(tǒng)的供熱方式的供熱效率 僅為75%。本發(fā)明可以大大提高能源的利用效率。本系統(tǒng)中各設(shè)備的具體實(shí)施例說明如下蒸汽鍋爐1、汽輪機(jī)2、開啟式水源熱泵3和換熱器4均為現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品。蒸汽 鍋爐1即為普通的蒸汽鍋爐；汽輪機(jī)2即為普通的工業(yè)汽輪機(jī)(其自身帶有連軸器)；開啟 式水源熱泵3即為普通的可以用蒸汽輪機(jī)驅(qū)動的開式熱泵；換熱器4即為普通的汽水換熱
權(quán)利要求
一種利用蒸汽鍋爐和蒸汽驅(qū)動的水源熱泵聯(lián)合供熱的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)主要包括蒸汽鍋爐、汽輪機(jī)、水源熱泵和換熱器，其連接關(guān)系為蒸汽鍋爐的出口與汽輪機(jī)的入口相連，汽輪機(jī)的出口與換熱器的熱入口相連；換熱器的熱出口與蒸汽鍋爐的入口相連，供熱管網(wǎng)的回水與水源熱泵的熱入口(31)相連，水源熱泵的熱出口(32)與換熱器的冷入口連；汽輪機(jī)通過連軸器與水源熱泵相連，換熱器的冷出口與供熱管網(wǎng)的供水相連，低位熱源的供回水分別與水源熱泵的冷入口(33)和冷出口(34)相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用蒸汽鍋爐和蒸汽驅(qū)動的水源熱泵聯(lián)合供熱的系統(tǒng)，屬于供熱技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)主要包括蒸汽鍋爐、汽輪機(jī)、水源熱泵和換熱器，其連接關(guān)系為蒸汽鍋爐的出口與汽輪機(jī)的入口相連，汽輪機(jī)的出口與換熱器的熱入口相連；換熱器的熱出口與蒸汽鍋爐的入口相連，供熱管網(wǎng)的回水與水源熱泵的熱入口相連，水源熱泵的熱出口與換熱器的冷入口連，換熱器的冷出口與供熱管網(wǎng)的供水相連，低位熱源的供回水分別與水源熱泵的冷入口和冷出口相連；汽輪機(jī)通過連軸器與水源熱泵相連。本發(fā)明系統(tǒng)中蒸汽中的能量不僅沒有被白白釋放掉，而且還通過熱泵從外界獲取了大量能源。
文檔編號F25B30/00GK101865567SQ20101016558
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者張軍 申請人:張軍