專利名稱：一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱回收技術領域，尤其是涉及一種制冷工程中的一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)。
背景技術：
制冷機組在運行時向大氣環(huán)境排放大量的冷凝熱，通常冷凝熱可達制冷量的 1.2 1.5倍。大量的冷凝熱直接排入大氣散失掉，這些熱量的散發(fā)使周圍環(huán)境溫度升高， 造成周邊環(huán)境的熱污染。冷凝熱回收技術簡單地說，就是在制冷的同時，將產(chǎn)生的冷凝廢熱加以回收利用的一種技術。冷凝熱回收的應用由來已久，各種熱回收裝置也比較多，但在實際應用方面卻有所不同。如專利公開號CN101958670A—種廢熱回收系統(tǒng)，它利用溫差進行發(fā)電，包括發(fā)熱設備、第一導風管及一發(fā)電管道。如專利公開號為CN1046036A的一種通過液體收集和熱交換裝置將待輸出系統(tǒng)的含有可回收的熱量的液體與輸入系統(tǒng)的待加熱液體進行熱交換然后再對經(jīng)過熱交換器預熱的液體進行加熱的液體熱回收系統(tǒng)、特別是具有恒溫功能的液體熱回收系統(tǒng)。這種結構有一個溫度控制環(huán)節(jié)，特別是含有一個用其狀態(tài)為輸入其內(nèi)部的熱量的函數(shù)的彈性薄壁容器組成的恒溫閥。目前冷凝熱回收技術在實際應用方面還比較差，其原因是 一、回收的能量品味較低，回收的熱源可應用的場合較為狹窄。螺桿式壓縮機的排氣溫度一般為75 85°C，然后冷凝至大約40°C，因此決定了可回收的能量品味不高，制取的熱水水溫在50 60°C，即使在減小回收熱量的情況下，可制取的熱水最高水溫也只有70°C。作為50 60°C的熱水熱源，其品味較低，只能作為衛(wèi)生熱水或空調(diào)熱水使用。二、冷熱源的使用時間互相制約，難以發(fā)揮其應有的作用。衛(wèi)生熱水和空調(diào)熱水都具有天氣越冷負荷越大，天氣越熱負荷越小的特征，這和冷凍的負荷規(guī)律剛好相反。實際使用時往往出現(xiàn)這樣的情況，夏季衛(wèi)生熱水和空調(diào)熱水的負荷都很小，需要的熱量很小，但制冷卻出現(xiàn)高峰負荷，大量的無法回收的冷凝廢熱通過冷卻塔排放到空氣中去了，只有少量被回收利用。而在冬季，衛(wèi)生熱水和空調(diào)熱水會出現(xiàn)高峰負荷，這時制冷的負荷恰恰最小甚至為零，根本無法提供足夠的冷凝廢熱，在最需要熱水的時候卻必須使用輔助熱源才行。三、系統(tǒng)較復雜，初期投入大，運行管理難，收效卻小。由上述兩條原因，造成系統(tǒng)復雜等問題。如因為冬季熱回收量不足的原因，需要在系統(tǒng)中增加輔助加熱裝置，以備在冬季冷凝廢熱缺乏時補充熱量，滿足冬季的衛(wèi)生熱水或空調(diào)熱水的需求；而夏季熱回收量多于實際需要的熱量的原因，需要有停止從制冷系統(tǒng)中取熱的措施，如停泵、切換進入熱回收器的管路等措施。另外，生活熱水和空調(diào)熱水對水質(zhì)的要求不一樣，需要增加相應的水處理措施或二級換熱裝置等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決冷凍過程中產(chǎn)生的冷凝熱直接排入大氣造成污染以及冷凝熱回收技術難以實際應用的問題，提供一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)，將回收到的低品位熱能作為較高品位能源的預熱手段，結構簡單合理，使冷凝熱量得以高效地、大量地、順利地進入工廠的能源系統(tǒng)中，節(jié)能效果顯著。本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)，包括冷凍站區(qū)、鍋爐區(qū)，其特征是冷凍站區(qū)設有若干臺并聯(lián)的熱回收冷凍鹽水機組，熱回收冷凍鹽水機組包括蒸發(fā)器，蒸發(fā)器與冷凝器連接，冷凝器熱與回收器連接；鍋爐區(qū)設有軟水箱、若干臺并列的鍋爐，軟水箱通過補水泵與熱回收器的進水管連接；熱回收器的出水管分別與若干臺鍋爐連接；所述的熱回收器將回收到的低品位熱能作為較高品位能源的預熱手段。采用在壓縮機排氣管與冷凝器之間加裝一個熱回收器的方式，獲取熱能。根據(jù)回收溫度的不同，冷凝熱的回收率也是不同的，通?？苫厥杖坷淠裏岬?0 100%?；ば袠I(yè)的生產(chǎn)中，在得到產(chǎn)品的過程中，需要將物料加以冷卻和加熱，因此在工廠設計時，可以將冷凍站和鍋爐房毗鄰布置，稱為冷熱動力中心，在冷熱動力中心制取滿足工藝要求的冷源和熱源，再通過敷設至各生產(chǎn)車間的冷熱管路，送至各個用冷和用熱的崗位。生產(chǎn)工藝中需要的冷凍量很大，在獲取冷源的同時，回收冷凝熱的潛力也是很大的。由于回收的冷凝熱品位低無法用于生產(chǎn)加熱用途，大多是制取出一些生活熱水，供應給生活區(qū)用。而生活區(qū)離生產(chǎn)區(qū)的冷熱動力中心距離較遠，需要敷設長距離的管線，且生活區(qū)的熱水用水高峰出現(xiàn)在下班時間，與冷凍的高峰不一致；生活熱水需要的熱量遠遠小于冷凍過程中可回收的冷凝熱，絕大部分的冷凝熱還是無法回收。而熱回收器將回收到的低品位熱能作為高品位能源的預熱手段，即不是將回收到的低品位熱能作為直接能源使用，按本發(fā)明的方案將這些熱量作為鍋爐補水的預熱能源來使用，就能使這些熱量順利地進入到工廠的能源系統(tǒng)中，其節(jié)能效果非常顯著。作為優(yōu)選，所述的熱回收器獲得的低品位熱能是熱水熱源溫度為40 70°C。本發(fā)明的一個主要目的是將散亂的、難以直接回收使用的低品位熱源進行科學地利用，制冷工程中熱源溫度在設計溫度范圍內(nèi)的熱源都屬于低品位熱源。作為優(yōu)選，所述的較高品位能源是指鍋爐區(qū)若干臺鍋爐中溫度比熱回收器輸出水溫高的水或高壓蒸汽。如化工廠已有的燃煤蒸汽鍋爐房。作為優(yōu)選，所述的補水泵設有并聯(lián)的若干臺?？稍O計溫度采集和冷凝熱收集控制系統(tǒng)，補水泵采用智能控制，以充分利用冷凝熱。作為優(yōu)選，所述的冷凍站區(qū)和鍋爐區(qū)毗鄰布置。冷熱動力中心的設計使熱源及時利用，避免遠距離輸送造成的投入大、損耗大的缺陷。作為優(yōu)選，所述的補水泵的出水管與鍋爐的進水管之間設有自動壓差旁通閥門。 自動壓差旁通閥門在熱回收型冷凍鹽水機組全部或部分機組進行檢修或不需要進行熱回收工作時，利用閥兩端的壓差變化自動實現(xiàn)旁通閥的開度調(diào)節(jié)，既避免補水量減少，又降低管路系統(tǒng)阻力，節(jié)約運行能耗。作為優(yōu)選，所述的熱回收器的進水管路設有電動閥門，與對應的熱回收冷凍鹽水機組同開同關。在熱回收冷凍鹽水機組使用時，能有效地回收冷凝熱；在冷凍機組不使用時，避免水流經(jīng)過熱回收器，從而減小阻力，達到節(jié)能的目的。本發(fā)明的有效效益是利用本發(fā)明的冷凝熱回收技術對鍋爐補水進行預熱，解決了冷凝熱回收的能量品味不高，難以直接應用的難題；通過預熱鍋爐補水，使得原本廢棄的冷凝熱被回收，大量地、穩(wěn)定地、有效地進入了工廠的能源體系中；節(jié)約了燃料，節(jié)約了資源，保護了環(huán)境。


圖1是本發(fā)明的一種系統(tǒng)結構示意圖。圖2是本發(fā)明的一種采用熱回收技術預熱鍋爐補水的鍋爐能耗示意圖。圖3是本發(fā)明的一種傳統(tǒng)方式鍋爐能耗示意圖。圖中1.冷凍站區(qū)，11.蒸發(fā)器，12.冷凝器，13.熱回收器，14.冷凝器進水， 15.蒸發(fā)器進水，16.蒸發(fā)器出水，17.冷凝器出水，18.電動閥門，2.鍋爐區(qū)，21.軟水箱， 22.第一鍋爐，23.第二鍋爐，24.補水泵，25.自動壓差旁通閥門。
具體實施例方式下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。參見圖1，本實施例設某小型化工廠，已有的燃煤蒸汽鍋爐房區(qū)2規(guī)模為4噸/小時，設有2臺蒸發(fā)量為2噸/小時的蒸汽鍋爐第一鍋爐22和第二鍋爐23，供應0. 5Mpa飽和蒸汽。設一套冷凍系統(tǒng)即冷凍站區(qū)1供車間使用，設計供冷能力為610kw，供冷溫度為_5°C。 補水用的軟水箱21通過兩臺補水泵M與冷凍站區(qū)1的熱回收器13的進水管連接。并在軟水箱21與第一鍋爐22、第二鍋爐23之間設自動壓差旁通閥門25。采用兩臺熱回收型冷凍鹽水機組，每臺熱回收冷凍鹽水機組包括一臺蒸發(fā)器11， 與蒸發(fā)器11關聯(lián)的冷凝器12，與冷凝器12并聯(lián)的熱回收器13 ；兩臺熱回收器13的出水管合并后與第一鍋爐22、第二鍋爐23連接。蒸發(fā)器11設有蒸發(fā)器進水15、蒸發(fā)器出水16，冷凝器12單獨設有冷凝器14和進水冷凝器出水17，熱回收器13的進水管路設有電動閥門 18。每臺熱回收型冷凍鹽水機組在出水溫度為_5°C時的制冷量為305kw，熱回收量為制冷量的30%，即91. 5kw。由于熱回收器13的設置，鍋爐補水的溫升明顯，雖然隨季節(jié)變化和鍋爐負荷變化有所差異，溫升范圍可以保持。用焓值從理論上進行節(jié)能數(shù)據(jù)分析
將15°C的水變成0. 5MPa的飽和蒸汽的過程，可用一根直觀的坐標來表示。圖2表示采用熱回收技術預熱鍋爐補水的鍋爐能耗，圖3表示傳統(tǒng)方式鍋爐能耗。由圖2、圖3可見，節(jié)省的能源實際就是把水從15°C加熱到55°C所需耗費的能源。 水溫從15°C升至55°C，焓值變化為55-15=40kcal/kg，這部分能量可由熱回收的能量提供， 而不需要燃料提供能量。55 V的水變成0. 6MPa的飽和蒸汽，焓值變化為658_55=608kcal/kg，這部分的能
量由燃料提供。采用本發(fā)明的熱回收技術后，節(jié)能率為40/(40+608)=6. H進水溫度15°C是我
5們計算時選取的一個假定溫度，當實際進水溫度高于或低于15°C，會對節(jié)能率產(chǎn)生影響。因此在南方水溫較高的地區(qū)，節(jié)能率會低一些，而在北方水溫較低的地區(qū)，節(jié)能率則會更高一些。 上述實施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明的簡單變換后的結構均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)，包括冷凍站區(qū)(1)、鍋爐區(qū)(2)，其特征是冷凍站區(qū)(1)設有若干臺并聯(lián)的熱回收冷凍鹽水機組，熱回收冷凍鹽水機組包括蒸發(fā)器(11)，蒸發(fā)器(11)與冷凝器(12)連接，冷凝器(12)與熱回收器(13)連接； 鍋爐區(qū)(2)設有軟水箱(21)、若干臺并列的鍋爐，軟水箱(21)通過補水泵(24)與熱回收器 (13)的進水管連接；熱回收器(13)的出水管分別與若干臺鍋爐連接；所述的熱回收器(13) 將回收到的低品位熱能作為較高品位能源的預熱手段。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)，其特征在于所述的熱回收器(13)獲得的低品位熱能是熱水熱源溫度為40 70°C。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)，其特征在于所述的較高品位能源是指鍋爐區(qū)(2)若干臺鍋爐中溫度比熱回收器(13)輸出水溫高的水或高壓蒸汽。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)，其特征在于所述的補水泵(24)設有并聯(lián)的若干臺。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)，其特征在于所述的冷凍站區(qū)(1)和鍋爐區(qū)(2)毗鄰布置。
6.根據(jù)權利要求1或4所述的一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)，其特征在于所述的補水泵(24)的出水管與鍋爐的進水管之間設有自動壓差旁通閥門 ⑵)。
7.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種將低品位冷凝熱有效回收用于鍋爐補水預熱的系統(tǒng)，其特征在于所述的熱回收器(13)的進水管路設有電動閥門(18)，與對應的熱回收冷凍鹽水機組同開同關。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱回收技術領域，尤其是涉及一種制冷工程中的冷凍熱回收用于鍋爐補水預熱，解決冷凍熱直接排入大氣造成污染以及冷凍熱回收技術難以實際應用的問題，包括冷凍站區(qū)、鍋爐區(qū)，其特征是冷凍站區(qū)設有若干臺并聯(lián)的熱回收冷凍鹽水機組，熱回收冷凍鹽水機組包括蒸發(fā)器，蒸發(fā)器與冷凝器連接，冷凝器熱與回收器連接；鍋爐區(qū)設有軟水箱、若干臺并列的鍋爐，軟水箱通過補水泵與熱回收器的進水管連接；熱回收器的出水管分別與若干臺鍋爐連接；熱回收器將回收到的低品位熱能作為較高品位能源的預熱手段。通過預熱鍋爐補水，使得原本廢棄的冷凝熱被回收，節(jié)約了資源，保護了環(huán)境。
文檔編號F22D1/00GK102168849SQ20111005329
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權日2011年3月7日
發(fā)明者肖鵬 申請人:肖鵬