[发明专利]冷凝式锅炉与热泵联合供暖系统

说明书

技术领域

本发明属于供暖设备技术领域，具体涉及一种冷凝式锅炉与热泵联合供暖系统。

背景技术

冬季居民的供暖消耗大量的一次能源，并排放大量的污染物。传统的供暖方式中，我国的供热锅炉主要以燃煤为主。随着近几年大气污染日益严重，冬季的雾霾天气越来越多，我国政府倡导北方地区采用清洁能源供暖。一些地区规定在市区不允许使用燃煤锅炉，并推荐使用热泵或燃气/燃油锅炉等清洁供暖设备。

在使用燃气/燃油锅炉的过程中，存在着一些问题：为了避免尾部受热面发生冷凝，进而产生受热面的低温腐蚀，常规的燃气/燃油锅炉设计时要求尾部受热面壁温高于酸露点，目前大多数燃气锅炉的排烟温度高于120℃，有些燃气锅炉的排烟温度甚至达到200℃。这种锅炉在运行时，烟气中水蒸气所含的汽化潜热随烟气排入大气，这不仅浪费了大量的能源，而且需要消耗更多的燃气/燃油资源，加重了大气污染，同时也提高了锅炉的运行成本。

为了吸收排烟的显热和水蒸气的汽化潜热，冷凝式锅炉应运而生，冷凝式锅炉是指能够从锅炉排烟中吸收水蒸气所含的汽化潜热的锅炉。冷凝式锅炉这一概念的实现必须具有冷凝式热交换受热面，当然这种受热面的结构可以多种多样。在实际应用中要达到烟气中水蒸气的初始冷凝，系统回水温度一般要低于50℃，而要实现水蒸气大量冷凝，系统回水温度需要更低，一般要低于40℃。一般的燃气/燃油锅炉供暖系统供水和回水温度都较高，难以达到冷凝式锅炉所需的冷却温度。

热泵技术是清洁供暖的主要应用技术，一般分为地源热泵装置和空气源热泵装置。地源热泵装置是通过地下埋管吸收地下的热量，经过热泵将水加热供暖的技术，优点是：冬季地下取热的温度高，机组运行能效高，节能效果非常显著；缺点是：地源热泵钻井和安装地下管的施工费用较高。空气源热泵装置是通过翅片换热器吸收空气的热量，经过热泵将水加热供暖的技术，优点是：设备安装方便；缺点是：冬季室外空气温度低，热泵的运行能效低，极寒天气的条件下的供暖效果差，系统的稳定性较差。综合以上两种热泵装置的特点，可以看出，热泵供暖系统热源的选择很关键，自然资源中难以选出既高效稳定又投资较低的热源。较高的初投资阻碍了热泵供暖技术的推广和应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种冷凝式锅炉与热泵联合供暖系统，能够利用燃气/燃油锅炉的排烟余热作为热泵的热源，并且能够达到节能、降耗、减排的目的。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：冷凝式锅炉与热泵联合供暖系统，所述供暖系统包括锅炉、冷凝式换热装置、以及热泵装置；其特征在于，所述锅炉包括：燃烧器、炉膛、以及锅炉管束换热器；所述锅炉管束换热器设置于所述锅炉内侧的上部,所述燃烧器位于所述炉膛的一端，锅炉水进口集箱和锅炉水出口集箱分别与所述锅炉管束换热器相连通；所述冷凝式换热装置包括：沿烟气流动方向依次设置的高温空气预热器、冷凝式换热器和低温空气预热器；所述高温空气预热器与所述锅炉管束换热器通过管道相连通；所述低温空气预热器上设置有冷空气入口，空气依次经过所述低温空气预热器以及所述高温空气预热器后，通过所述燃烧器上的热空气入口进入所述燃烧器；所述热泵装置包括：压缩机、供暖水加热器、膨胀阀、以及所述冷凝式换热器；所述压缩机、所述供暖水加热器、所述膨胀阀、所述冷凝式换热器通过冷媒管道相连接形成冷媒循环回路。

进一步的，所述锅炉水进口集箱位于所述锅炉管束换热器的下部，所述锅炉水出口集箱位于所述锅炉管束换热器的上部。

进一步的，所述供暖水加热器的进水口与供暖水回水管道相连通，所述供暖水加热器的出水口通过管道与所述锅炉水进口集箱相连通。

进一步的，所述供暖水回水管道分别与所述供暖水加热器和所述锅炉水进口集箱相连通，所述供暖水加热器的出水口与所述锅炉水出口集箱相连通。

进一步的，所述冷凝式换热器的下方设置有冷凝水排水装置。

进一步的，所述冷凝水排水装置包括冷凝水接水盘，所述冷凝水接水盘上安装有放水螺堵。

进一步的，所述锅炉管束换热器为单回程换热器、双回程换热器、或者多回程换热器。

进一步的，所述冷凝式换热器结构为间壁式换热器。

进一步的，所述供暖水加热器为间壁式换热器。

进一步的，所述低温空气预热器为间壁式或者蓄热式换热器。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：