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龙图腾网恭喜深能科技(西安)有限公司申请的专利一种零碳运行的电驱动热泵蒸汽制取装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114001339B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-20发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111532909.8，技术领域涉及：F22B1/00；该发明授权一种零碳运行的电驱动热泵蒸汽制取装置及方法是由黄锦;邓杰文;魏庆芃;徐韬;张辉;李晓乐;马明辉;马晴设计研发完成，并于2021-12-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种零碳运行的电驱动热泵蒸汽制取装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种零碳运行的电驱动热泵蒸汽制取装置及方法，装置包括中深层地热地埋管单元、一级热泵机组单元、二级热泵机组单元、局部电加热单元、热回收单元、光伏发电单元、建筑用户单元；本发明以中深层地热地埋管为基础，通过间壁式换热的方式提取地下70‑90℃中深层地热能，实现中深层地热能这一高品位可再生能源的稳定、持续、高效利用，同时结合蒸汽使用后的大量可回收余热，大幅度替代了原有蒸汽制取过程中需要消耗的传统化石能源；其次，通过电驱动热泵集中制取120℃蒸汽，再由局部电加热小幅度体温，实现了蒸汽制取过程的全面电气化，配备以光伏发电系统，产生零碳的清洁电力驱动整个系统高效运行，实现了工业用蒸汽制取的零碳运行。

本发明授权一种零碳运行的电驱动热泵蒸汽制取装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种零碳运行的电驱动热泵蒸汽制取装置的设计方法，其特征在于：根据项目工艺需求，确定不同温度的蒸汽消耗需求，结合可回收蒸汽余热潜力，确定需要可再生地热能补充的热量；根据项目所在地地质地热条件确定单根中深层地热地埋管累计取热量，确定需要开采的中深层地热地埋管数量；根据局部需要的蒸汽特殊需求，选取电加热系统进行局部的蒸汽提温；在确定系统形式后，根据全年蒸汽消耗需求，明确全年累积耗电需求，结合全年太阳辐射强度，以光伏发电单元提供全部用电需求，计算光伏板铺设面积； 设计方法具体包括以下步骤： 步骤一、根据项目工艺需求，确定不同温度的蒸汽逐时消耗需求、全年累积消耗需求，明确制取蒸汽所需要消耗的热量Qh，a，包括从40℃热水提高至60℃热水的热量Qh，a，1，从60℃热水提高至0.2MPa蒸汽的热量Qh，a，2，以及局部继续提升温度和压力的热量Qh，a，3； 步骤二、结合项目工艺需求，对蒸汽使用后可回收的余热潜力进行评估，从而得到全年累积可回收的余热量Qr，a，明确需要从可再生地热能中补充的热量Qg,计算公式如公式1-2所示； Qh，a,1＝Qh,a-Qh,a,2-Qh，a,3-Qr,a，公式1 其中，Qh，a，1为从40℃热水提高至60℃热水的热量，单位GJ；Qh，a，2为从60℃热水提高至0.2MPa蒸汽的热量，单位GJ；Qh，a，3为局部继续提升温度和压力的热量，单位GJ；Qr,a为全年累积可回收的余热量，单位GJ；Qg为需要从可再生地热能中补充的热量，单位GJ；COP1为一级热泵系统制热能效，可取为4.5； 步骤三、明确项目所在地地热地质条件，包括土壤导热系数、温升梯度，根据地质条件选取合适的地埋管尺寸及施工流程； 步骤四、结合地热地质条件，按每年土壤平均温降不大于0.2℃，计算单根中深层地热地埋管累积取热量的推荐值，从而根据全年需要从可再生地热能中补充的总热量计算出需要开采的中深层地热地埋管的数量，计算公式如公式3-4所示； Qa＝Fg·qc·Δτ+Fg·H·ρ·Ct·ΔT，公式3 其中，Qa为中深层地热地埋管全年累积取热量推荐值，单位GJ；Fg为土壤控制体横截面积，单位㎡；qc为当地地热热流密度，单位W㎡；Δτ为一年时间，单位s；H为中深层地热地埋管深度，单位m；ρ为土壤密度，单位kgm3；Ct为土壤比热容，单位kJkg·℃；ΔT为土壤控制体每年温度变化；Qg为需要从可再生地热能中补充的热量，单位GJ；N为中深层地热地埋管开采数量； 步骤五、以一根中深层地热地埋管设计循环流量30m3h，设计循环阻力50mH2O，根据需要开采的中深层地热地埋管数量，确定热源侧水泵装机容量； 步骤六、根据项目蒸汽供应需求，确定集中制取120℃蒸汽的热泵机组供热装机容量，以及集中输配蒸汽的输配系统装机容量； 步骤七、对于局部更高的蒸汽使用需求Qh，a，3，确定局部需要加装的电加热装置的供热装机容量Web； 步骤八、在明确系统形式后，即根据项目全年所需蒸汽量，及系统运行能效，确定全年累积耗电量，计算公式如公式5所示； 其中，W为系统全年耗电量，单位kWh；η为电加热效率；COP1为一级热泵系统制热能效，取为4.5；COP2为二级热泵系统制热能效，取为3.0； 步骤九、随后结合全年太阳辐射强度，以光伏发电单元提供模块化系统全部用电需求，计算光伏板铺设面积，随即得到光伏全年逐时发电量。

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