CN114136019A - 一种高温蒸汽热泵系统 - Google Patents

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陈培
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Abstract

本发明公开了一种高温蒸汽热泵系统，该高温蒸汽热泵系统包括低温热泵组件、太阳能光伏光热组件、高温热泵组件、循环泵、供水泵和供气组件。低温热泵组件包括依次连接的低温热泵压缩机、低温热泵冷凝器、低温热泵膨胀阀以及低温热泵蒸发器，太阳能光伏光热组件连接在低温热泵膨胀阀及低温热泵蒸发器之间。高温热泵组件包括依次连接的高温热泵压缩机、高温热泵冷凝器、高温热泵膨胀阀以及高温热泵蒸发器，循环泵连接在低温热泵冷凝器和高温热泵蒸发器之间，供水泵与高温热泵冷凝器相连。该高温蒸汽热泵系统能够采用温度较低的低温热源输出温度较高的热水以及蒸汽，且该高温蒸汽热泵系统能够利用太阳能并提供清洁电能，降低碳排放。

Description

一种高温蒸汽热泵系统
技术领域
本发明涉及能源设备技术领域，尤其涉及一种高温蒸汽热泵系统。
背景技术
热泵系统能够将低温热源中的低品位能量转换为高品位能量，通过消耗一定的电功率实现远超过电功率本身的制热功率，是一种极具竞争力的能量转换装置。在低碳绿色发展的背景下，通过热泵实现电能替代，能够有效减少化石燃料的使用，降低碳排放和污染排放，同时提高能源使用效率，具有重要的经济意义和环境意义。
现有热泵无法实现低蒸发温度到高冷凝温度的能量转换，即如果输出高温热水或蒸汽，需要较高温度低温热源，上述条件限制了高温热泵的使用范围，而且工业生产中需要使用中低压蒸汽，现有高温热泵系统大多无法直接生产蒸汽，不能满足工业部门的需求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种高温蒸汽热泵系统，该高温蒸汽热泵系统能够采用温度较低的低温热源输出温度较高的热水以及蒸汽，能够较好的满足工业需求，且该高温蒸汽热泵系统能够利用太阳能光伏光热效应并提供清洁电能，降低碳排放。
为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：
本发明公开了一种高温蒸汽热泵系统，包括：低温热泵组件，所述低温热泵组件包括低温热泵压缩机、低温热泵冷凝器、低温热泵膨胀阀以及低温热泵蒸发器，所述低温热泵压缩机、所述低温热泵冷凝器的第一低温热泵冷凝管所述低温热泵膨胀阀和所述低温热泵蒸发器的第一低温热泵蒸发管依次连接，所述低温热泵蒸发器的第二低温热泵蒸发管与外部制冷系统相连；太阳能光伏光热组件，所述太阳能光伏光热组件连接在所述低温膨胀阀及所述低温热泵蒸发器之间；高温热泵组件，所述高温热泵组件包括依次连接的高温热泵压缩机、高温热泵冷凝器、高温热泵膨胀阀以及高温热泵蒸发器，所述高温热泵压缩机、所述高温热泵冷凝器的第一高温热泵冷凝管所述高温热泵膨胀阀和所述高温热泵蒸发器的第一高温热泵蒸发管依次连接，所述高温热泵冷凝器的第二高温热泵冷凝管的入口与外部水源相连；循环泵，所述循环泵连接在所述低温热泵冷凝器的第二低温热泵冷凝管和所述高温热泵蒸发器的第二高温热泵蒸发管之间；供水泵，所述供水泵与所述第二高温热泵冷凝管的出口相连；供气组件，所述供气组件包括依次相连的闪蒸罐和蒸汽压缩机，所述闪蒸罐与所述第二高温热泵冷凝管的出口相连；其中：所述太阳能光伏光热组件用于给所述低温热泵组件、高温热泵组件、所述循环泵、所述供水泵以及所述供气组件供电，用于加热低温热泵经过膨胀阀后的工质，所述低温热泵组件的工作介质在所述太阳能光伏光热组件内膨胀并吸收太阳能光热
在一些实施例中，所述高温蒸汽热泵系统还包括输送泵和输送控制阀，所述输送泵的入口与所述输送控制阀相连，所述输送泵的出口与所述第二低温热泵蒸发管相连。
在一些具体的实施例中，所述高温蒸汽热泵系统还包括余热控制阀，所述余热控制阀的一端连接在所述输送泵和所述输送控制阀之间，另一端与外部余热源或者外部废热源相连。
在一些实施例中，所述高温蒸汽热泵系统还包括余热输入管道和余热排放管道，所述余热输入管道的一端与外部余热源或者外部废热源相连，另一端与所述第二高温热泵蒸发管相连，所述余热排放管道连接在所述第二高温热泵蒸发管远离所述余热输入管道的一端。
在一些实施例中，所述高温蒸汽热泵系统还包括蓄电池，所述蓄电池与所述太阳能光伏光热组件相连。
在一些实施例中，所述高温蒸汽热泵系统还包括：第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀和所述第二控制阀分别设在所述太阳能光伏光热组件的上下游；第三控制阀，所述第三控制阀的两端分别连接在所述第一控制阀和所述第二控制阀远离所述太阳能光伏光热组件的一端。
在一些实施例中，所述高温蒸汽热泵系统还包括：第四控制阀，所述第四控制阀连接在所述闪蒸罐和所述第二高温热泵冷凝管之间；第五控制阀，所述第五控制阀与所述第四控制阀并联设置，所述第五控制阀连接在所述供水泵和所述第二高温热泵冷凝管之间。
在一些实施例中，所述高温蒸汽热泵系统还包括第六控制阀，所述第六控制阀连接在所述供水泵的出口。
在一些实施例中，所述高温蒸汽热泵系统还包括第七控制阀，所述第七控制阀的一端与所述第二高温热泵冷凝管的入口相连，另一端与所述供水泵的出口相连。
在一些实施例中，所述蒸汽压缩机为串联设置的多个。
本发明的高温蒸汽热泵系统的有益效果；耦合了太阳能光伏光热组件的高温蒸汽热泵系统，能够实现冷热双联供，且能够实现在低温热源的温度较低的条件下直接制取中低压蒸汽的功能，大大降低对低温热源的温度要求，扩展了使用范围，且降温后的低温热源可用于制冷，提高了高温蒸汽热泵系统的整体能效比，增设的太阳能光伏光热组件能够提供部分热源和电能，提高可再生能源的使用比例，降低了碳排放。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明实施例的高温蒸汽热泵系统的结构示意图。
附图标记：
1、太阳能光伏光热组件；2、光伏逆变器；3、蓄电池；4、第一控制阀；5、第三控制阀；6、第二控制阀；7、低温热泵压缩机；8、低温热泵蒸发器；81、第一低温热泵蒸发管；82、第二低温热泵蒸发管；9、低温热泵膨胀阀；10、低温热泵冷凝器；101、第一低温热泵冷凝管；102、第二低温热泵冷凝管；11、循环泵；12、高温热泵蒸发器；121、第一高温热泵蒸发管；122、第二高温热泵冷凝管；13、高温热泵膨胀阀；14、高温热泵冷凝器；141、第一高温热泵冷凝管；142、第二高温热泵冷凝管；15、高温热泵压缩机；16、闪蒸罐；17、供水泵；18、第一蒸汽压缩机；19、第二蒸汽压缩机；20、第四控制阀；21、第五控制阀；22、第六控制阀；23、第七控制阀；24、输送泵；25、余热控制阀；26、输送控制阀；27、余热输入管道；28、余热排放管道。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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。
下面参考图1描述本发明实施例的高温蒸汽热泵系统的具体结构。
本发明公开了一种高温蒸汽热泵系统，如图1所示，高温蒸汽热泵系统包括低温热泵组件、太阳能光伏光热组件1、高温热泵组件、循环泵11、供水泵17及供气组件，低温热泵组件包括低温热泵压缩机7、低温热泵冷凝器10、低温热泵膨胀阀9以及低温热泵蒸发器8，低温热泵压缩机7、低温热泵冷凝器10的第一低温热泵冷凝管101、低温热泵膨胀阀9和低温热泵蒸发器8的第一低温热泵蒸发管81依次连接，低温热泵蒸发器8的第二低温热泵蒸发管82与外部制冷系统相连。太阳能光伏光热组件1连接在低温热泵膨胀阀9及低温热泵蒸发器8之间，高温热泵组件包括依次连接的高温热泵压缩机15、高温热泵冷凝器14、高温热泵膨胀阀13以及高温热泵蒸发器12，高温热泵压缩机15、高温热泵冷凝器14的第一高温热泵冷凝管141、高温热泵膨胀阀13和高温热泵蒸发器12的第一高温热泵蒸发管121依次连接，高温热泵冷凝器14的第二高温热泵冷凝管142的入口与外部软化水源相连；循环泵11连接在低温热泵冷凝器10的第二低温热泵冷凝管102和高温热泵蒸发器12的第二高温热泵蒸发管122之间；供水泵17与第二高温热泵冷凝管142的出口相连；供气组件包括依次相连的闪蒸罐16和蒸汽压缩机，闪蒸罐16与第二高温热泵冷凝管142的出口相连。其中：太阳能光伏光热组件1用于给低温热泵组件、高温热泵组件、循环泵11、供水泵17以及供气组件供电，低温热泵组件的工作介质在太阳能光伏光热组件1内膨胀并吸收太阳能光热，太阳能光伏光热组件1可以为低温热泵工质提供光热。
可以理解的是，在实际工作过程中，外部制冷系统的制冷回水经过进入低温热泵蒸发器8的第二低温热泵蒸发管82内，在经过第二低温热泵蒸发管82时与第一低温热泵蒸发管81内的工作介质换热，供冷回水放热后满足制冷供水的要求，进入外部制冷系统为用户制冷，形成外部制冷循环回路。低温热泵组件内的工作介质进入太阳能光伏光热组件1内直接吸热，太阳能光热作为部分热源，工作介质经低温热泵蒸发器8的第一低温热泵蒸发管81内与第二低温热泵蒸发管82内的制冷回水换热，工作介质吸热后进入低温热泵压缩机7，压缩成为高温高压工作介质，随后进入低温热泵冷凝器10的第一低温热泵冷凝管101，将第二低温热泵冷凝管102内的循环水加热后再经过低温热泵膨胀阀9，成为低温低压的工作介质完成循环。第二低温热泵冷凝管102内的循环水经第一低温热泵冷凝管101加热后的循环水，通过循环泵11输送进入高温热泵蒸发器12的第二高温热泵蒸发管122内放热，放热后的循环水再进入第二低温热泵冷凝管102加热，完成循环。高温热泵组件内的工作介质，进入高温热泵蒸发器12的第一高温热泵蒸发管121后，与第二高温热泵蒸发管122内的循环水换热，吸热后进入高温热泵压缩机15，压缩成为高温高压工作介质，进入高温热泵冷凝器14的第一高温热泵冷凝管141后，与第二高温热泵冷凝管142内的软化水换热，将软化水加热后经过高温热泵膨胀阀13，成为低温低压工作介质完成循环；经过第一高温热泵冷凝管141加热后的软化水的压力略高于大气压，水温为该压力下的饱和温度，进入闪蒸罐16内闪蒸成为常压蒸汽，由第一蒸汽压缩机18、第二蒸汽压缩机19压缩成为中低压的水蒸气供用户使用；经过第一高温热泵冷凝管141加热后的软化水也可以直接由供水泵17输出以供用户使用。
综上所述，本实施例的高温蒸汽热泵系统实现在低温热源的温度较低的条件下直接制取中低压蒸汽的功能，提出了一种冷热双联供的高温蒸汽热泵系统。该高温蒸汽热泵系统能够大大降低对低温热源的温度要求，扩展了使用范围，且降温后的低温热源可用于制冷，提高了高温蒸汽热泵系统的整体能效比，增设的太阳能光伏光热组件1能够提供部分热源和电能，提高可再生能源的使用比例，降低了碳排放。
有利地，为了确保太阳能光伏光热组件1能够稳定地供电，还可以增设光伏逆变器2以将直流电转换为交流电使用。
在一些实施例中，如图1所示，高温蒸汽热泵系统还包括输送泵24和输送控制阀26，输送泵24的入口与输送控制阀26相连，输送泵24的出口与第二低温热泵蒸发管82相连。可以理解的是，在实际工作过程中，可以根据实际需要打开或者关闭输送控制阀26，例如当低温热源只有外部制冷系统的制冷回水时，就需要打开输送控制阀26，确保制冷回水能够稳定地流入第二低温热泵蒸发管82进行放热，当存在外部余热源或者外部废热源时，可以将输送控制阀26关闭，采用外部余热源或者外部废热源作为低温热源实现第二低温热泵蒸发管82内的工作介质的加热，从而拓展了本实施例的高温蒸汽热泵系统的适用范围。
在一些具体的实施例中，如图1所示，高温蒸汽热泵系统还包括余热控制阀25，余热控制阀25的一端连接在输送泵24和输送控制阀26之间，另一端与外部余热源或者外部废热源相连。可以理解的是，当存在外部余热源或外部废热源的条件时，且不需要实现外部制冷，关闭输送控制阀26，打开余热控制阀25，可以将余热或废热输入第二低温热泵蒸发管82中。也就是说，本实施例的高温蒸汽热泵系统不仅可以以外部制冷系统的制冷回水作为低温热源，也可以通过外部设备的余热或者废热作为低温热源，拓展了本实施例的高温蒸汽热泵系统的适用范围。
在一些实施例中，如图1所示，高温蒸汽热泵系统还包括余热输送管道27和余热排放管道28，余热输送管道27的一端与外部余热源或者外部废热源相连，另一端与第二高温热泵蒸发管122相连，余热排放管道28连接在第二高温热泵蒸发管122远离余热输送管道27的一端。可以理解的是，增设的余热输送管道27和余热排放管道28，能够在余热或废热温度大于60℃时，将余热或废热直接输入第二高温热泵蒸发管122中，此时可关闭低温热泵组件，通过高温热泵组件制取蒸汽或热水，提高高温蒸汽热泵系统的整体能效。
在一些实施例中，如图1所示，高温蒸汽热泵系统还包括蓄电池3，蓄电池3与太阳能光伏光热组件1相连。可以理解的是，太阳能光伏光热组件1能够给蓄电池3充电，从而使得在天气较差或夜间时，高温蒸汽热泵系统也可以由蓄电池3供电进行正常运转。并且蓄电池3还能够给其他外部设备进行供电，使得本实施例的高温蒸汽热泵系统还具有供电功能，进一步提升了高温蒸汽热泵系统的环保效益，进一步降低了碳排放。这里需要说明的是，蓄电池3的类型可以根据实际需要选择。
在一些实施例中，高温蒸汽热泵系统还包括第一控制阀4、第二控制阀6和第三控制阀5，第一控制阀4和第二控制阀6分别设在太阳能光伏光热组件1的上下游，第三控制阀5的两端分别连接在第一控制阀4和第二控制阀6远离太阳能光伏光热组件1的一端。可以理解的是，需要太阳能光伏光热组件1充当热源时，可以打开第一控制阀4和第二控制阀6，关闭第三控制阀5，夜晚或阴雨天气不需要太阳能光伏光热组件1充当热源时，可以关闭第一控制阀4和第二控制阀6，打开第三控制阀5。也就是说，增设了第一控制阀4、第二控制阀6和第三控制阀5能够使得本实施例的高温蒸汽热泵系统具有更多种工作状态，从而使得高温蒸汽热泵系统能够适用于更多的使用场景，提升了高温蒸汽热泵系统的环境兼容性。
在一些实施例中，高温蒸汽热泵系统还包括第四控制阀20和第五控制阀21，第四控制阀20连接在闪蒸罐16和第二高温热泵冷凝管142之间，第五控制阀21与第四控制阀20并联设置，第五控制阀21连接在供水泵17和第二高温热泵冷凝管142之间。可以理解的是，在实际使用过程中，如果只需要输出蒸汽，则打开第四控制阀20使得第二高温热泵冷凝管142内的软化水能够进如闪蒸罐16内，同时关闭第五控制阀21，避免软化水进入供水泵17。
如果只需要输出热水，则打开第五控制阀21使得第二高温热泵冷凝管142内的软化水能够进如供水泵17内，同时关闭第四控制阀20，避免软化水进入闪蒸罐16。如果同时需要输出蒸汽和热水，则同时打开第四控制阀20和第五控制阀21，使得第二高温热泵冷凝管142内的软化水同时进入闪蒸罐16和供水泵17。
在一些实施例中，如图1所示，高温蒸汽热泵系统还包括第六控制阀22，第六控制阀22连接在供水泵17的出口。可以理解的是，如果不设置第六控制阀22，那么供水泵17就会源源不断的输出热水，不符合节约原则，增设的第六控制阀22能够在需要使用热水时打开第六控制阀22输出热水，不需要使用热水时关闭第六控制阀22，避免了水资源浪费。
在一些实施例中，如图1所示，高温蒸汽热泵系统还包括第七控制阀23，第七控制阀23的一端与第二高温热泵冷凝管142的入口相连，另一端与供水泵17的出口相连。可以理解的是，增设的第七控制阀23能够避免供水泵17供水过程中出现倒流的现象，确保供水泵17能够稳定地输出热水供用户使用。
在一些实施例中，蒸汽压缩机为串联设置的多个。可以理解的是，蒸汽压缩机为多个可以根据实际需要产出不同压力的蒸汽供用户使用，从而使得高温蒸汽热泵系统能够满足更多参数的蒸汽需求。
实施例：
下面参考图1描述本发明一个具体实施例的高温蒸汽热泵系统的具体结构。
如图1所示，该高温蒸汽热泵系统包括低温热泵组件、太阳能光伏光热组件1、高温热泵组件、循环泵11、供水泵17、供气组件、第一控制阀4、第二控制阀6、第三控制阀5、第四控制阀20、第五控制阀21、第六控制阀22、第七控制阀23、余热输入管道27、余热排放管道28、蓄电池3以及光伏逆变器2。
低温热泵组件包括低温热泵压缩机7、低温热泵冷凝器10、低温热泵膨胀阀9以及低温热泵蒸发器8，低温热泵压缩机7、低温热泵冷凝器10的第一低温热泵冷凝管101、低温热泵膨胀阀9、第一控制阀4、太阳能光伏光热组件1、第二控制阀6以及低温热泵蒸发器8的第一低温热泵蒸发管81依次相连。低温热泵蒸发器8的第二低温热泵蒸发管82与外部制冷系统相连。第三控制阀5的两端分别连接在第一控制阀4和第二控制阀6远离太阳能光伏光热组件1的一端。高温热泵组件高温热泵压缩机15、高温热泵冷凝器14、高温热泵膨胀阀13以及高温热泵蒸发器12，高温热泵压缩机15、高温热泵冷凝器14的第一高温热泵冷凝管141、高温热泵膨胀阀13和高温热泵蒸发器12的第一高温热泵蒸发管121依次相连。循环泵11连接在低温热泵冷凝器10的第二低温热泵冷凝管102和高温热泵蒸发器12的第二高温热泵蒸发管122之间，余热输入管道27的一端与外部余热源或者外部废热源相连，另一端与第二高温热泵蒸发管122相连，余热排放管道28连接在第二高温热泵蒸发管122远离余热输入管道27的一端。供水泵17通过第五控制阀21与第二高温热泵冷凝管142的出口相连。供气组件包括依次相连的闪蒸罐16、第一蒸汽压缩机18和第二蒸汽压缩机19，闪蒸罐16通过第四控制阀20与第二高温热泵冷凝管142的出口相连。第六控制阀22连接在供水泵17的出口处，第七控制阀23的一端与第二高温热泵冷凝管142的入口相连，另一端与供水泵17的出口相连。蓄电池3和光伏逆变器2连接在太阳能光伏光热组件1上。
本实施例的高温蒸汽热泵系统的工作流程如下：
当不存在外部余热源或外部废热源的条件时：
外部制冷系统的制冷回水经过输送控制阀26及输送泵24进入低温热泵蒸发器8的第二低温热泵蒸发管82内，在经过第二低温热泵蒸发管82时与第一低温热泵蒸发管81内的工作介质换热，供冷回水放热后满足制冷供水的要求，进入外部制冷系统为用户制冷，形成外部制冷循环回路；
低温热泵组件内的工作介质进入太阳能光伏光热组件1内直接吸热，太阳能光热作为部分热源，工作介质经低温热泵蒸发器8的第一低温热泵蒸发管81内与第二低温热泵蒸发管82内的制冷回水换热，工作介质吸热后进入低温热泵压缩机7，压缩成为高温高压工作介质，进入低温热泵冷凝器10的第一低温热泵冷凝管101，将第二低温热泵冷凝管102内的循环水加热后再经过低温热泵膨胀阀9，成为低温低压的工作介质完成循环；
第二低温热泵冷凝管102内经第一低温热泵冷凝管101加热后的循环水，通过循环泵11输送进入高温热泵蒸发器12的第二高温热泵蒸发管122内放热，放热后的循环水再进入第二低温热泵冷凝管102加热，完成循环；
高温热泵组件内的工作介质，进入高温热泵蒸发器12的第一高温热泵蒸发管121后，与第二高温热泵蒸发管122内的循环水换热，吸热后进入高温热泵压缩机15，压缩成为高温高压工作介质，进入高温热泵冷凝器14的第一高温热泵冷凝管141后，与第二高温热泵冷凝管142内的软化水换热，将软化水加热后经过高温热泵膨胀阀13，成为低温低压工作介质完成循环；
经过第一高温热泵冷凝管141加热后的软化水的压力略高于大气压，水温为该压力下的饱和温度，进入闪蒸罐16内闪蒸成为常压蒸汽，由第一蒸汽压缩机18、第二蒸汽压缩机19压缩成为160℃、0.6MPa的水蒸气供用户使用。闪蒸罐16内未蒸发的水，经过供水泵17、第七控制阀23输送进入第二高温热泵冷凝管142内加热，再次进入闪蒸罐16内闪蒸。
当存在外部余热源或外部废热源的条件时：
当存在外部余热源或外部废热源的条件时，且不需要实现外部制冷，关闭输送控制阀26，打开余热控制阀25，可以将余热或废热输入第二低温热泵蒸发管82中。进一步地，当余热或废热温度大于60℃时，可以将余热或废热直接输入第二高温热泵蒸发管122中，关闭低温热泵组件，通过高温热泵组件制取蒸汽或热水，提高能效。
本实施例的高温蒸汽热泵系统的优点如下：
第一：具有较强的适应性，根据低温热源和用户参数的不同进行灵活的组合，可从0-100℃热源中取热，输出高温热水或低压蒸汽，并能保持较高的能效比；
第二：采用太阳能光伏光热组件1为整个系统提供部分热源，太阳能光伏光热组件1中工作介质采用制冷剂，利用直接膨胀方式可以更多的吸收太阳能光伏光热组件1中的光伏背板中热量，光伏背板温度的降低有利于光伏效率的提升，当热源不足时，还可以通过外部余热源或者外部废热源作为补充，确保系统稳定运行，同时太阳能光伏光热组件1发电能够为系统提供部分电能，有效降低系统的用电费用，提高经济性。
第三：可以根据应用场景使用多种低温热源，当具有工业余热或废热资源时，采用外部余热源或者外部废热源作为低温热源，当该热源温度大于60℃时，仅需采用高温热泵组件即可为闪蒸系统提供高温热水，系统具有较高能效。
第四：当无余热资源可用时，可采用双级热泵系统，其中低温热泵组件直接采用冷水(水温可小于20℃)作为低温热源，向高温热泵蒸发器12侧提供热水，同时该低温热泵蒸发器8也可从外部制冷系统的回水吸热，提取热量，并向制冷系统提制冷水，实现低温侧直接制冷、高温侧产生蒸汽的冷热双供；
第五：供气组件采用微正压闪蒸，可提高闪蒸可靠性；
第六：系统输出蒸汽参数的变化可通过调整蒸气压缩机的数量和参数满足；
第七：系统仅耗费电能，无需任何化石能源消耗，无电制热设备，无任何污染，并能满足较高能效比。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种高温蒸汽热泵系统，其特征在于，包括：
低温热泵组件，所述低温热泵组件包括低温热泵压缩机(7)、低温热泵冷凝器(10)、低温热泵膨胀阀(9)以及低温热泵蒸发器(8)，所述低温热泵压缩机(7)、所述低温热泵冷凝器(10)的第一低温热泵冷凝管(101)、所述低温热泵膨胀阀(9)和所述低温热泵蒸发器(8)的第一低温热泵蒸发管(81)依次连接，所述低温热泵蒸发器(8)的第二低温热泵蒸发管(82)与外部制冷系统相连；
太阳能光伏光热组件(1)，所述太阳能光伏光热组件(1)连接在所述低温热泵膨胀阀(9)及所述低温热泵蒸发器(8)之间；
高温热泵组件，所述高温热泵组件包括依次连接的高温热泵压缩机(15)、高温热泵冷凝器(14)、高温热泵膨胀阀(13)以及高温热泵蒸发器(12)，所述高温热泵压缩机(15)、所述高温热泵冷凝器(14)的第一高温热泵冷凝管(141)、所述高温热泵膨胀阀(13)和所述高温热泵蒸发器(12)的第一高温热泵蒸发管(121)依次连接，所述高温热泵冷凝器(14)的第二高温热泵冷凝管(142)的入口与外部软化水源相连；
循环泵(11)，所述循环泵(11)连接在所述低温热泵冷凝器(10)的第二低温热泵冷凝管(102)和所述高温热泵蒸发器(12)的第二高温热泵蒸发管(122)之间；
供水泵(17)，所述供水泵(17)与所述第二高温热泵冷凝管(142)的出口相连；
供气组件，所述供气组件包括依次相连的闪蒸罐(16)和蒸汽压缩机，所述闪蒸罐(16)与所述第二高温热泵冷凝管(142)的出口相连；
其中：所述太阳能光伏光热组件(1)用于给所述低温热泵组件、所述高温热泵组件、所述循环泵(11)、所述供水泵(17)以及所述供气组件供电，所述低温热泵组件的工作介质在所述太阳能光伏光热组件(1)内膨胀并吸收太阳能光热。
2.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于，所述高温蒸汽热泵系统还包括输送泵(24)和输送控制阀(26)，所述输送泵(24)的入口与所述输送控制阀(26)相连，所述输送泵(24)的出口与所述第二低温热泵蒸发管(82)相连。
3.根据权利要求2所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于，所述高温蒸汽热泵系统还包括余热控制阀(25)，所述余热控制阀(25)的一端连接在所述输送泵(24)和所述输送控制阀(26)之间，另一端与外部余热源或者外部废热源相连。
4.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于，所述高温蒸汽热泵系统还包括余热输入管道(27)和余热排放管道(28)，所述余热输入管道(27)的一端与外部余热源或者外部废热源相连，另一端与所述第二高温热泵蒸发管(122)相连，所述余热排放管道(28)连接在所述第二高温热泵蒸发管(122)远离所述余热排放管道(27)的一端。
5.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于，所述高温蒸汽热泵系统还包括蓄电池(3)，所述蓄电池(3)与所述太阳能光伏光热组件(1)相连。
6.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于，所述高温蒸汽热泵系统还包括：
第一控制阀(4)和第二控制阀(6)，所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(6)分别设在所述太阳能光伏光热组件(1)的上下游；
第三控制阀(5)，所述第三控制阀(5)的两端分别连接在所述第一控制阀(4)和所述第二控制阀(6)远离所述太阳能光伏光热组件(1)的一端。
7.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于，所述高温蒸汽热泵系统还包括：
第四控制阀(20)，所述第四控制阀(20)连接在所述闪蒸罐(16)和所述第二高温热泵冷凝管(142)之间；
第五控制阀(21)，所述第五控制阀(21)与所述第四控制阀(20)并联设置，所述第五控制阀(21)连接在所述供水泵(17)和所述第二高温热泵冷凝管(142)之间。
8.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于，所述高温蒸汽热泵系统还包括第六控制阀(22)，所述第六控制阀(22)连接在所述供水泵(17)的出口。
9.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于，所述高温蒸汽热泵系统还包括第七控制阀(23)，所述第七控制阀(23)的一端与所述第二高温热泵冷凝管(142)的入口相连，另一端与所述供水泵(17)的出口相连。
10.根据权利要求1所述的高温蒸汽热泵系统，其特征在于，所述蒸汽压缩机为串联设置的多个。
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