蒸气发生器系统

摘要

本发明涉及蒸气发生器领域，公开了一种蒸气发生器系统，所述蒸气发生器系统包括通过管路依次连接的水源、太阳能集热器、热泵系统以及蒸气发生器，所述水源的水依次经过所述太阳能集热器进行一级加热、经过所述热泵系统进行二级加热后，进入所述蒸气发生器转变为蒸气。根据本发明提供的蒸气发生器系统，利用清洁环保的太阳能集热器将水一级加热，使其达到热泵系统的水进口温度，然后利用高能耗比的热泵系统将水二级加热，使其达到蒸气发生器的水进口温度。该蒸气发生器系统有效利用太阳能，节约资源，同时利用热泵系统加热，具有较高的能耗比，且不会产生污染物，从而综合提高蒸气发生器系统的能耗比以及环保性能。

权利要求

1.一种蒸气发生器系统，其特征在于，包括通过管路依次连接的水源、太阳能集热器、热泵系统以及蒸气发生器，所述水源的水依次经过所述太阳能集热器进行一级加热、经过所述热泵系统进行二级加热后，进入所述蒸气发生器转变为蒸气；所述蒸气发生器为闪蒸罐，包括用于排出所述蒸气的蒸气出口和用于排出饱和水的饱和水出口；还包括蒸气消耗设备和水蒸气压缩机，所述蒸气消耗设备通过所述水蒸气压缩机与所述蒸气发生器的蒸气出口连接，用于将所述蒸气消耗、转化为凝结水；所述水蒸气压缩机用于维持所述蒸气发生器内的压力小于或者等于其进水温度下的饱和压力，以产生低温蒸气；

所述热泵系统为跨临界二氧化碳热泵系统，包括依次连接为回路的储液器、二氧化碳压缩机、气体冷却器、第一节流阀以及蒸发器，其中所述气体冷却器连接在所述太阳能集热器与所述蒸气发生器之间，用于进行二级加热；

还包括换热器，所述换热器设置在所述水源与所述太阳能集热器之间，所述蒸气发生器的饱和水出口和所述蒸气消耗设备通过管路连接，并且共同与所述换热器连接，使得所述饱和水与所述凝结水汇合后进入所述换热器，将所述水源的水预加热；换热后的所述饱和水与所述凝结水的汇合水分为两个支路，其中一个所述支路与所述蒸发器连接，使得所述饱和水与所述凝结水汇合后进入所述蒸发器进行换热，并且在完成换热后与预加热后的所述水源的水汇合；另一个所述支路通过阀门直接与预加热后的所述水源的水汇合；预加热后的所述水源的水与换热后的所述饱和水与所述凝结水的汇合水一起进入所述太阳能集热器。

2.如权利要求1所述的蒸气发生器系统，其特征在于，所述蒸气发生器内填充纤维多孔材料。

3.如权利要求1所述的蒸气发生器系统，其特征在于，还包括保温水箱，所述保温水箱连接在所述太阳能集热器与所述热泵系统之间。

4.如权利要求1所述的蒸气发生器系统，其特征在于，所述管路伸入所述蒸气发生器内，所述蒸气发生器系统还包括喷头，所述喷头设置在所述管路伸入所述蒸气发生器内的一端，所述蒸气发生器系统还包括第二节流阀，所述第二节流阀连接在所述热泵系统与所述蒸气发生器之间。

说明书

蒸气发生器系统

技术领域

[0001] 本发明涉及蒸气发生器领域，特别是涉及一种蒸气发生器系统。

背景技术

[0002] 随着建设资源节约型、环境友好型社会的快速发展，大力发展循环经济、推广应用可再生能源和节能产品成为了近几年来社会关注的热点。实验研究过程中对于蒸气的需求逐年递增，现有的蒸气设备，一般都是燃料锅炉或电锅炉系统。使用燃料产生蒸气时，不但效率低耗能严重而且产生大量的废气污染环境。采用电锅炉生成蒸气虽然不会产生废气污染环境，但效率低能耗高。

[0003] 期待一种能耗比更高且更加环保的蒸气发生器系统。

发明内容

[0004] (一)要解决的技术问题

[0005] 本发明的目的是提供一种蒸气发生器系统，结合太阳能辅助手段与热泵系统，提高蒸气发生器系统的能耗比以及环保性能。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种蒸气发生器系统，所述蒸气发生器系统包括通过管路依次连接的水源、太阳能集热器、热泵系统以及蒸气发生器，所述水源的水依次经过所述太阳能集热器进行一级加热、经过所述热泵系统进行二级加热后，进入所述蒸气发生器转变为蒸气。

[0008] 优选地，所述热泵系统为跨临界二氧化碳热泵系统，包括依次连接为回路的储液器、二氧化碳压缩机、气体冷却器、第一节流阀以及蒸发器，其中所述气体冷却器连接在所述太阳能集热器与所述蒸汽发生器之间，用于进行二级加热。

[0009] 优选地，所述蒸气发生器为闪蒸罐，包括用于排出所述蒸气的蒸气出口和用于排出饱和水的饱和水出口。

[0010] 优选地，还包括蒸气消耗设备，所述蒸气消耗设备与所述蒸气发生器的蒸气出口连接，用于将所述蒸气消耗、转化为凝结水。

[0011] 优选地，所述蒸气发生器的蒸气出口和所述蒸气消耗设备通过所述管路连接，并且共同与所述蒸发器连接，使得所述饱和水与所述凝结水汇合后进入所述蒸发器进行换热。

[0012] 优选地，所述蒸气发生器系统还包括换热器，所述换热器设置在所述水源与所述太阳能集热器之间，所述蒸气发生器的蒸气出口和所述蒸气消耗设备通过所述管路连接，并且共同与所述换热器连接，使得所述饱和水与所述凝结水汇合后进入所述换热器，将所述水源的水预加热。

[0013] 优选地，所述蒸气发生器系统还包括水蒸气压缩机，与所述蒸气发生器连接，用于维持所述蒸气发生器内的压力小于等于其进水温度下的饱和压力。

[0014] 优选地，所述蒸气发生器内填充纤维多孔材料。

[0015] 优选地，所述蒸气发生器系统还包括保温水箱，所述保温水箱连接在所述太阳能集热器与所述热泵系统之间。

[0016] 优选地，所述管路伸入所述蒸气发生器内，所述蒸气发生器系统还包括喷头，所述喷头设置在所述管路伸入所述蒸气发生器内的一端，所述蒸气发生器系统还包括第二节流阀，所述第二节流阀连接在所述热泵系统与所述蒸汽发生器之间。

[0017] (三)有益效果

[0018] 根据本发明提供的蒸气发生器系统，利用清洁环保的太阳能集热器将水一级加热，使其达到热泵系统的水进口温度，然后利用高能耗比的热泵系统将水二级加热，使其达到蒸气发生器的水进口温度。该蒸气发生器系统有效利用太阳能，节约资源，同时利用热泵系统加热，其中热泵系统上个月输出的总热量与消耗的功率的比值通常大于1，甚至可以能耗比可以达到3至4，其中跨临界二氧化碳热泵系统相较于其他热泵系统还可以产生更大的温升，且不会产生污染物，从而综合提高蒸气发生器系统的能耗比以及环保性能。

[0019] 在优选的实施例中，蒸气发生器可以是闪蒸罐，水蒸气压缩机与蒸气发生器组合，维持蒸气发生器内的压力小于等于其进水温度下的饱和压力，从而有效产生低温蒸气。在蒸气发生器内设置喷头以将水雾化，可以增加换热面积；在蒸气发生器内填充纤维多孔材料，可以增加汽化核心，强化换热，从而产生更多水蒸气。

[0020] 在优选的实施例中，蒸气发生器的蒸气出口和蒸气消耗设备通过管路连接，并且共同与蒸发器连接，使得饱和水与凝结水汇合后进入热泵系统的蒸发器进行换热，提高热泵系统的性能系数。

[0021] 在优选的实施例中，水源与太阳能集热器之间设置换热器，蒸气发生器的蒸气出口和蒸气消耗设备通过管路连接，并且共同与换热器连接，使得饱和水与凝结水汇合后进入换热器，将水源的水预加热，可以减小太阳能集热器的负荷，相应减小太阳能集热器的面积，节约成本。

附图说明

[0022] 图1为本发明实施例的蒸气发生器系统的结构示意图。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0024] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0025] 本发明提供一种蒸气发生器系统，图1为本发明实施例的蒸气发生器系统的结构示意图，其中图中管线上的箭头示出流体的流动方向。蒸气发生器系统包括通过管路依次连接的水源100、太阳能集热器200、热泵系统300以及蒸气发生器410，水源100的水依次经过太阳能集热器200进行一级加热、经过热泵系统300进行二级加热后，进入蒸气发生器410转变为蒸气。

[0026] 本发明的热泵系统300为跨临界二氧化碳热泵系统300，包括依次连接为回路的储液器310、二氧化碳压缩机320、气体冷却器330、第一节流阀340以及蒸发器350，其中气体冷却器330连接在太阳能集热器200与蒸汽发生器之间，用于进行二级加热。

[0027] 本发明的蒸气发生器410为闪蒸罐，包括用于排出蒸气的蒸气出口和用于排出饱和水的饱和水出口。本实施例的管路伸入蒸气发生器410内，蒸气发生器系统还包括喷头440，喷头440设置在管路伸入蒸气发生器410内的一端，蒸气发生器系统还包括第二节流阀
450，第二节流阀450连接在热泵系统300与蒸汽发生器之间。蒸气发生器410内可以填充纤维多孔材料411。

[0028] 在本实施例中，在蒸气发生器410内设置喷头440以将水雾化，可以增加换热面积；在蒸气发生器410内填充纤维多孔材料411，可以增加汽化核心，强化换热，从而产生更多水蒸气。

[0029] 蒸气发生器系统还可以包括蒸气消耗设备420以及水蒸气压缩机430。蒸气消耗设备420与蒸气发生器410的蒸气出口连接，用于将蒸气消耗、转化为凝结水。优选地，蒸气发生器410的蒸气出口和蒸气消耗设备420通过管路连接，并且共同与蒸发器350连接，使得饱和水与凝结水汇合后进入蒸发器350进行换热。水蒸气压缩机430与蒸气发生器410连接，用于维持蒸气发生器410内的压力小于等于其进水温度下的饱和压力。

[0030] 本实施例中水蒸气压缩机430与蒸气发生器410组合，维持蒸气发生器410内的压力小于等于其进水温度下的饱和压力，从而有效产生低温蒸气。饱和水与凝结水汇合后进入热泵系统300的蒸发器350进行换热，提高了热泵系统300的性能系数。

[0031] 此外，蒸气发生器系统还可以包括换热器500，换热器500设置在水源100与太阳能集热器200之间，蒸气发生器410的蒸气出口和蒸气消耗设备420通过管路连接，并且共同与换热器500连接，使得饱和水与凝结水汇合后进入换热器500，将水源100的水预加热，可以减小太阳能集热器200的负荷，相应减小太阳能集热器200的面积，节约成本。

[0032] 本发明的蒸气发生器系统还包括保温水箱600，保温水箱600连接在太阳能集热器200与热泵系统300之间，用于储放完成一级加热的水。

[0033] 根据本发明提供的蒸气发生器系统，利用清洁环保的太阳能集热器200将水一级加热，使其达到热泵系统300的水进口温度，然后利用高能耗比的热泵系统300将水二级加热，使其达到蒸气发生器410的水进口温度。该蒸气发生器系统有效利用太阳能，节约资源，同时利用热泵系统300加热，其中热泵系统300上个月输出的总热量与消耗的功率的比值通常大于1，甚至可以能耗比可以达到3至4，其中跨临界二氧化碳热泵系统300相较于其他热泵系统300还可以产生更大的温升，且不会产生污染物，从而综合提高蒸气发生器系统的能耗比以及环保性能。

[0034] 在上述系统中，可以根据实际需要，在系统管道上的多个位置处设置阀门700以及泵800，实现对蒸气发生器系统内流体通断的控制以及提供流体输送的动力。

[0035] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。