專利名稱：余熱回收換熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及換熱技術(shù)，尤其涉及一種余熱回收換熱裝置。
背景技術(shù)：
據(jù)GB1(^8_2000定義，以環(huán)境溫度為基準(zhǔn)，被考察體系排出的熱載體可釋放的熱稱為余熱，工業(yè)余熱則以帶有一定溫度的水和汽為主，設(shè)備冷卻水是典型的余熱源。設(shè)備冷卻水熱源的特點(diǎn)是溫度較低、連續(xù)性較好、取得方便?，F(xiàn)有的余熱回收利用裝置多為單個或多個換熱器，當(dāng)熱源水溫度較低時，換熱后的冷源水溫度常常無法達(dá)到可利用的溫度，例如熱源水(設(shè)備冷卻水)溫度一般在38 40°C，冷源水(自來水)水溫為10°C，熱源水通過板式換熱器將熱量傳遞給冷源水，根據(jù)換熱原理冷源水通過換熱器熱交換后水溫一般能達(dá)到32°C左右，過低的水溫直接影響了其應(yīng)用范圍?，F(xiàn)有的余熱回收換熱裝置基本能實(shí)現(xiàn)設(shè)備冷卻水余熱的回收，但是得到的加熱的冷源水水溫低、用途有限，只能用于對溫度要求較低的用戶，不能用作溫度需求較高的客戶 (例如洗浴用水)，導(dǎo)致了余熱利用率低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種余熱回收換熱裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提高了余熱回收的換能比、實(shí)現(xiàn)了余熱的高效利用。本實(shí)用新型提供的一種余熱回收換熱裝置，包括由管路順次連接的換熱器、內(nèi)循環(huán)水箱和熱泵機(jī)組，所述換熱器的內(nèi)循水出水方向與熱泵機(jī)組的內(nèi)循水入水方向連接，所述換熱器、內(nèi)循環(huán)水箱和熱泵機(jī)組之間為一環(huán)路，所述環(huán)路中設(shè)置有內(nèi)循環(huán)水，所述換熱器上還設(shè)置有熱源水入口和熱源水出口；所述熱泵機(jī)組上還設(shè)置有冷源水入口和冷源水出
□。進(jìn)--步地，所述環(huán)路為閉合環(huán)路，可減少熱量流失和內(nèi)循環(huán)水損耗。[0007]進(jìn)--步地，所述換熱器為板式換熱器。[0008]進(jìn)--步地，所述熱泵機(jī)組為水源熱泵機(jī)組。[0009]進(jìn)--步地，所述換熱器的熱源水入口設(shè)置有過濾裝置。[0010]進(jìn)--步地，所述內(nèi)循環(huán)水箱上安裝有流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)季節(jié)的變化調(diào)節(jié)進(jìn)入換熱
器的內(nèi)循環(huán)水量，進(jìn)而調(diào)節(jié)熱泵機(jī)組的內(nèi)循環(huán)水溫度，保證熱泵機(jī)組的可靠運(yùn)行，同時提高了余熱回收換熱裝置的整體熱效率。 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)科學(xué)、合理，可廣泛應(yīng)用于海水、湖水、河流水、城市污水及其他形式的工業(yè)冷卻水等熱能的提取與利用。本實(shí)用新型采用熱泵技術(shù)進(jìn)行低品質(zhì)熱能的提取， 再將提取得到的熱能加熱洗浴用水、采暖用水以及其他生活用水等，能效比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水的其他加熱方式。采用熱泵機(jī)組技術(shù)提取風(fēng)泵房冷卻水余熱加熱洗浴用水，代替以往的燃煤鍋爐，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降低成本。


附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合附圖，本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下1-換熱器2-內(nèi)循環(huán)水箱 3-熱泵機(jī)組4-熱源水入口 5-熱源水出口 6-冷源水入口7-冷源水出口
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。實(shí)施例一圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖可見本實(shí)用新型公開了一種余熱回收換熱裝置，包括由管路順次連接的換熱器1、內(nèi)循環(huán)水箱2和熱泵機(jī)組3，其中換熱器1的內(nèi)循水出水方向與熱泵機(jī)組3的內(nèi)循水入水方向連接，使換熱器1、內(nèi)循環(huán)水箱2和熱泵機(jī)組3之間形成一閉合環(huán)路，閉合環(huán)路中設(shè)置有內(nèi)循環(huán)水，內(nèi)循環(huán)水的流動方向是內(nèi)循環(huán)水箱2、換熱器1、熱泵機(jī)組3然后再回到內(nèi)循環(huán)水箱2中繼續(xù)循環(huán)；換熱器1上還設(shè)置有熱源水入口 4和熱源水出口 5 ；熱泵機(jī)組3 上還設(shè)置有冷源水入口 6和冷源水出口 7。將本實(shí)施例應(yīng)用在鋼廠電爐循環(huán)冷卻水的余熱回收中，鋼廠電爐循環(huán)冷卻水作為熱源水自熱源水入口 4進(jìn)入換熱器1，循環(huán)冷卻水在換熱器1中與內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行熱交換后溫度降低自熱源水出口 5流出換熱器1，經(jīng)過熱交換后的內(nèi)循環(huán)水溫度升高，溫度升高的內(nèi)循環(huán)水通過管路流入熱泵機(jī)組3，熱泵機(jī)組3將內(nèi)循環(huán)水中低品質(zhì)熱能提取出并與冷源水進(jìn)行熱交換，經(jīng)熱交換后冷源水溫度升高自冷源水出口 7流出，可直接用于洗浴用水、采暖用水以及其他生活用水。自熱泵機(jī)組3流出的內(nèi)循環(huán)水溫度降低匯集并存儲于內(nèi)循環(huán)水箱2 中循環(huán)使用。內(nèi)循環(huán)水箱2和內(nèi)循環(huán)水的設(shè)置主要是為了滿足熱泵機(jī)組3對進(jìn)水水質(zhì)和水溫要求，1)、熱源水通過換熱器1間接為熱泵機(jī)組3提供熱量，而不直接進(jìn)入熱泵機(jī)組3內(nèi)，可以保護(hù)熱泵機(jī)組3，減少其清洗、維修次數(shù)；2) —般來說熱泵機(jī)組3熱源端進(jìn)水水溫不高于 24-280C，過高的熱源端進(jìn)水溫度會導(dǎo)致熱泵機(jī)組3保護(hù)性停機(jī)(以WCFXHP15-25系列24SR 型水源熱泵機(jī)組為例，其熱源端進(jìn)水最高允許水溫為28°C )，當(dāng)內(nèi)循環(huán)水水溫超過設(shè)定溫度(夏季可達(dá)30°C以上)時，通過內(nèi)循環(huán)水箱2上安裝的手動流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)季節(jié)的變化調(diào)節(jié)進(jìn)入熱泵機(jī)組3的內(nèi)循環(huán)水水量，即調(diào)節(jié)了換熱器1兩側(cè)流量以達(dá)到控制出水水溫的目的，維持熱泵機(jī)組3熱源端進(jìn)水溫度的穩(wěn)定，保證熱泵機(jī)組3的可靠運(yùn)行，同時提高了余熱回收換熱裝置的整體熱效率。本實(shí)施例提供的一種余熱回收換熱裝置，熱源水同樣可以采用鍛工循環(huán)冷卻水等攜有工業(yè)余熱的流體。實(shí)施例二本實(shí)施例公開了一種余熱回收換熱裝置，包括由管路順次連接的板式換熱器、內(nèi)循環(huán)水箱和水源熱泵機(jī)組，換熱器的內(nèi)循水出水方向與熱泵機(jī)組的內(nèi)循水入水方向連接， 換熱器、內(nèi)循環(huán)水箱和熱泵機(jī)組之間為一閉合環(huán)路，閉合環(huán)路中設(shè)置有內(nèi)循環(huán)水，內(nèi)循環(huán)水箱上安裝有流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)季節(jié)的變化調(diào)節(jié)進(jìn)入換熱器的內(nèi)循環(huán)水量，進(jìn)而調(diào)節(jié)熱泵機(jī)組的內(nèi)循環(huán)水溫度，保證熱泵的可靠運(yùn)行，同時提高了系統(tǒng)的整體熱效率。換熱器上還設(shè)置有熱源水入口和熱源水出口，熱源水入口和熱源水出口分別與熱源單元(熱交換時提供熱能的單元)連接；熱泵機(jī)組上還設(shè)置有冷源水入口和冷源水出口。 冷源水入口和冷源水出口分別與冷源單元(熱交換時接受熱能的單元)連接；熱源單元和冷源單元通過本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)熱能交換；換熱器的熱源水入口設(shè)置有過濾裝置。過濾裝置將熱源水中雜質(zhì)清除，確保進(jìn)入換熱單元換熱器水的潔凈度，避免堵塞換熱器，減少換熱器的故障。熱泵機(jī)組使得冷源水水溫顯著提高，使10°C冷源水水溫提高到55 60V滿足洗浴用水水溫，大大提高了余熱利用率；內(nèi)循環(huán)水箱的內(nèi)循環(huán)水流經(jīng)換熱器后進(jìn)入熱泵機(jī)組， 內(nèi)循環(huán)水箱上安裝有手動流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)季節(jié)的變化調(diào)節(jié)進(jìn)入換熱器的內(nèi)循環(huán)水量，進(jìn)而調(diào)節(jié)熱泵機(jī)組的內(nèi)循環(huán)水溫度，保證熱泵機(jī)組的可靠運(yùn)行，同時提高了熱回收換熱裝置的整體熱效率。本實(shí)施例所述熱源單元包括由管道順次連接的第一循環(huán)泵、待降溫?zé)嵩?如空氣壓縮機(jī))、熱水池、第二循環(huán)泵、冷卻塔和冷水池，其中冷水池的出水方向與第一循環(huán)泵的入水方向連接形成一環(huán)路。本實(shí)施例所述冷源單元包括儲水箱，儲水箱與熱泵機(jī)組間設(shè)置有兩條管路，使儲水箱與熱泵機(jī)組之間形成一環(huán)路，儲水箱內(nèi)的冷源水不斷通過管路流入熱泵機(jī)組進(jìn)行熱交換，熱交換后溫度升高的冷源水又流回儲水箱。儲水箱上還設(shè)置有進(jìn)水管和出水管，出水管上設(shè)置有控制出水流量的供水泵。本實(shí)施例還采用了分別與內(nèi)循環(huán)水箱、換熱器和熱泵機(jī)組電聯(lián)的基于PR0FI-BUS 網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)控制系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)與企業(yè)的能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接，提高企業(yè)能源管理水平。采用基于現(xiàn)場總線的計算機(jī)監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制與狀態(tài)檢測，實(shí)現(xiàn)自動化，提高系統(tǒng)的開動率和設(shè)備管理水平。本實(shí)施例提供的余熱回收換熱裝置的工作原理如下冷水池中的熱源水經(jīng)第一循環(huán)泵的輸送至待降溫?zé)嵩?空壓機(jī))中，熱源水與待降溫?zé)嵩磽Q熱后溫度升高并匯集于熱水池中，第二循環(huán)泵將匯集于熱水池中的熱源水輸送至換熱器中，熱源水與換熱器內(nèi)的內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行熱交換后溫度降低，降溫后的熱源水直接匯集于冷水池中循環(huán)使用；或被冷卻循環(huán)泵輸送至冷卻塔進(jìn)一步冷卻后匯集于冷水池中循環(huán)使用；熱源水自熱源水入口進(jìn)入換熱器內(nèi)與內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行熱交換后自熱源水出口流出， 在換熱器內(nèi)熱交換后的內(nèi)循環(huán)水流入熱泵機(jī)組與冷源水進(jìn)行熱交換后再流入內(nèi)循環(huán)水箱中循環(huán)使用；通過內(nèi)循環(huán)水箱上的手動流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)季節(jié)的變化調(diào)節(jié)進(jìn)入換熱器的內(nèi)
5循環(huán)水量，進(jìn)而調(diào)節(jié)熱泵機(jī)組的內(nèi)循環(huán)水溫度，保證熱泵的可靠運(yùn)行。
將造型線冷卻水和或電爐變壓器的冷卻水作為冷源水水源，當(dāng)這些回收的水不足時用自來水補(bǔ)充，將上述冷源水水源匯集在容積為6立方米的集水箱中備用。冷源水由水泵供到設(shè)置在儲水箱上的入水口進(jìn)入儲水箱內(nèi)，冷源水在進(jìn)入儲水箱之前經(jīng)水處理器過濾其中的雜質(zhì)，以防堵塞管路。當(dāng)控制單元檢測到儲水箱中水位達(dá)到設(shè)定值時，冷源水通過設(shè)置在儲水箱與熱泵機(jī)組之間的循環(huán)泵和管路自冷源水入口進(jìn)入熱泵機(jī)組中，熱泵機(jī)組可將內(nèi)循環(huán)水中的低品質(zhì)熱能提取出來并與冷源水交換，冷源水與熱泵機(jī)組內(nèi)的內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行熱交換后溫度升高。溫度升高的冷源水再通過管路自冷源水出口流回儲水箱，儲水箱內(nèi)的冷源水不斷進(jìn)入熱泵機(jī)組中被循環(huán)加熱，使冷源水溫度不斷上升，當(dāng)儲水箱內(nèi)的冷源水溫度達(dá)到設(shè)定上限值時，控制單元自動切換熱泵機(jī)組待機(jī)。當(dāng)儲水箱中的溫度計檢測到冷源水水溫下降到設(shè)定下限值時，控制單元(PLC控制系統(tǒng))自動啟動熱泵機(jī)組，循環(huán)泵將儲水箱中的水打入熱泵機(jī)組，吸收熱量，不斷循環(huán)，直到再次達(dá)到設(shè)定溫度上限值時，控制單元待機(jī)。當(dāng)有洗浴用水需求時，儲水箱內(nèi)的冷源水通過供水泵輸送至指定客戶。當(dāng)儲水箱水位下降到設(shè)定值時，控制單元(PLC控制)儲水箱入水口的閥門向儲水箱中供水。冷源水循環(huán)體系與熱源水循環(huán)體系通過內(nèi)循環(huán)水循環(huán)體系實(shí)現(xiàn)間接換熱，三個水循環(huán)系統(tǒng)均由基于PR0FI-BUS網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)控制系統(tǒng)控制。本實(shí)用新型通過熱力學(xué)、流體力學(xué)仿真優(yōu)化了熱交換工藝路線，在熱源水通過板式換熱器之后增加熱泵機(jī)組、內(nèi)循環(huán)水箱、熱交換流量控制閥等，確保水溫達(dá)到洗浴用水溫度，保證熱泵熱源水進(jìn)口的進(jìn)水溫度穩(wěn)定、提高進(jìn)水潔凈度，從而提高熱泵運(yùn)行的穩(wěn)定性和效率。系統(tǒng)采用基于PR0FI-BUS網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)控制系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動監(jiān)控與計算機(jī)管理。通過以太網(wǎng)與企業(yè)的能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接，提高管理水平。本實(shí)施例提供的余熱回收換熱裝置中熱泵機(jī)組輸入功率132kw，制熱功率613kw。 其運(yùn)行時的換能比可達(dá)到1 4.6，洗浴用水供應(yīng)量50 601、20(^/(1;回收造型線冷卻水和電爐變壓器的冷卻水作為冷源水水源120t/d，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水60% ；整套裝置可實(shí)現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制，無人值守。具體供水量和供熱量如表1和表2所示表1洗浴供水量
~可供熱水量(m3/班次) —
—春夏秋季冬季
r π白 I王(3.5 h)128109---
二班(2.5 h)__43__64_
三班(1.5 h)__42__43_
總計(7.5 h)__213__216_表2供熱量[0041]
權(quán)利要求1.一種余熱回收換熱裝置，其特征在于，包括由管路順次連接的換熱器、內(nèi)循環(huán)水箱和熱泵機(jī)組，所述換熱器的內(nèi)循水出水方向與熱泵機(jī)組的內(nèi)循水入水方向連接，所述換熱器、內(nèi)循環(huán)水箱和熱泵機(jī)組之間為一環(huán)路，所述環(huán)路中設(shè)置有內(nèi)循環(huán)水，所述換熱器上還設(shè)置有熱源水入口和熱源水出口 ；所述熱泵機(jī)組上還設(shè)置有冷源水入口和冷源水出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱回收換熱裝置，其特征在于，所述環(huán)路為閉合環(huán)路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱回收換熱裝置，其特征在于，所述熱泵機(jī)組為水源熱泵機(jī)組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱回收換熱裝置，其特征在于，所述換熱器的熱源水入口設(shè)置有過濾裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱回收換熱裝置，其特征在于，所述內(nèi)循環(huán)水箱上安裝有流量調(diào)節(jié)閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱回收換熱裝置，其特征在于，所述換熱器為板式換熱器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種余熱回收換熱裝置，包括由管路順次連接的換熱器、內(nèi)循環(huán)水箱和熱泵機(jī)組，所述換熱器的內(nèi)循水出水方向與熱泵機(jī)組的內(nèi)循水入水方向連接，所述換熱器、內(nèi)循環(huán)水箱和熱泵機(jī)組之間為一環(huán)路，所述環(huán)路中設(shè)置有內(nèi)循環(huán)水，所述換熱器上還設(shè)置有熱源水入口和熱源水出口；所述熱泵機(jī)組上還設(shè)置有冷源水入口和冷源水出口。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，克服了現(xiàn)有技術(shù)的諸多缺點(diǎn)，提高了余熱回收的換能比、實(shí)現(xiàn)了余熱的高效利用。本實(shí)用新型是冷卻循環(huán)水余熱回收利用的良好的解決方案。
文檔編號F25B30/06GK202119095SQ201120203400
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者劉少君, 孫麗, 宋學(xué)良, 景丹, 王凱志, 王 華, 王志國, 王穎, 白杰, 謝志山, 譚曉東, 趙永勝, 趙艷德, 路惠麗, 高鳳枝 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司