一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，屬于低溫余熱回收利用【技術(shù)領(lǐng)域】；所要解決的技術(shù)問題是提供了一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，針對不同的低溫流體，實(shí)現(xiàn)熱到電的轉(zhuǎn)化，以及在轉(zhuǎn)化過程中實(shí)現(xiàn)能量提升，從而實(shí)現(xiàn)低品味能向高品味能轉(zhuǎn)化的目的；解決該技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為：一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，相變換熱器的熱源入口與150℃低溫?zé)煔馀懦鲈O(shè)備相連通，相變換熱器的熱源出口與排煙通道相連通，相變換熱器上連接有循環(huán)換熱裝置，低溫余熱發(fā)電裝置的輸出端與用電設(shè)備/用戶端電連接，低溫余熱發(fā)電裝置的介質(zhì)出口端與低溫?zé)岜玫倪M(jìn)口端相連通；本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于低溫余熱的回收利用領(lǐng)域。
【專利說明】一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，屬于低溫余熱回收利用【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]余熱余壓利用工程是我國《節(jié)能中長期發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》中的十大重點(diǎn)節(jié)能工程之一。目前在我國工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中存在大量的低溫余熱資源(250°C以下，低壓或常壓)，由于缺乏有效的技術(shù)手段而沒有得到充分利用，傳統(tǒng)余熱余壓利用技術(shù)的工作參數(shù)大多為高參數(shù)、大容量，無法利用這部分較為分散但總量巨大的能源。
[0003]我國在哥本哈根會議中提出“到2020年我國單位⑶P能源消耗比2005年下降40% — 45%”。國家確定的十二五的節(jié)能目標(biāo)為16%，對此進(jìn)行年度分解，每年完成3.5%即可保證整體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。2012年2月22日國家統(tǒng)計(jì)局公布《中華人民共和國2011年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，2011年全國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降2.01%，低于國家發(fā)改委設(shè)立的3.5%目標(biāo)。各行業(yè)的節(jié)能量巨大，不同行業(yè)的節(jié)能鏈條發(fā)展尚未完全涉及余熱余壓的利用。
[0004]中國消費(fèi)了世界上53%的水泥、48%的鐵礦、47%的煤以及每個(gè)主要商品的多數(shù)(2011年數(shù)據(jù))而單位⑶P能耗產(chǎn)值排名全球89位(2011年數(shù)據(jù))，節(jié)能潛力明顯，而這些高耗能行業(yè)中排放的余熱余壓占據(jù)其能耗的15%甚至更多。
[0005]國務(wù)院《節(jié)能減排綜合性工作方案》指出:到2020年，萬元⑶P能耗降低16%左右；單位工業(yè)增加值用水量降低30% ;主要污染物排放總量減少10% ;工業(yè)固體廢物綜合利用率達(dá)到60%以上。
[0006]健全節(jié)能減排激勵約束機(jī)制，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，合理控制能源消費(fèi)總量，完善資源性產(chǎn)品價(jià)格形成機(jī)制和資源環(huán)境稅費(fèi)制度，健全節(jié)能減排法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化節(jié)能減排目標(biāo)責(zé)任考核，把資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)貫穿于生產(chǎn)、流通、消費(fèi)、建設(shè)各領(lǐng)域各環(huán)節(jié)，提升可持續(xù)發(fā)展能力。推動重點(diǎn)領(lǐng)域跨越發(fā)展，大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展高效節(jié)能、先進(jìn)環(huán)保、資源循環(huán)利用關(guān)鍵技術(shù)裝備、產(chǎn)品和服務(wù)。新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展新一代移動通信、下一代互聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、集成電路、新型顯示、高端軟件、高端服務(wù)器和信息服務(wù)。生物產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展生物醫(yī)藥、生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品、生物農(nóng)業(yè)、生物制造。高端裝備制造產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展航空裝備、衛(wèi)星及應(yīng)用、軌道交通裝備、智能制造裝備。新能源產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展新一代核能、太陽能熱利用和光伏光熱發(fā)電、風(fēng)電技術(shù)裝備、智能電網(wǎng)、生物質(zhì)能。新材料產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展新型功能材料、先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料、高性能纖維及其復(fù)合材料、共性基礎(chǔ)材料。新能源汽車產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車技術(shù)。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重達(dá)到8 %左右。
[0007]《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》針對9大重點(diǎn)行業(yè)和20種主要產(chǎn)品能耗下降提出指標(biāo)要求，同時(shí)擬定9大節(jié)能重點(diǎn)工程，預(yù)計(jì)9大重點(diǎn)節(jié)能工程投資需求總額達(dá)5900億元。九大重點(diǎn)工程帶動的大“蛋糕”中，工業(yè)窯爐鍋爐、電機(jī)系統(tǒng)、高/低溫余熱余壓利用三大領(lǐng)域分享了其中逾三分之一份額。
[0008]現(xiàn)有的低溫余熱回收普遍利用技術(shù)及其途徑:
[0009]1、> 250°C的余熱回收采用的是余熱鍋爐和汽輪機(jī)發(fā)電技術(shù)；
[0010]2、150?250°C的余熱回收采用的是高效換熱技術(shù)回收熱能再利用；
[0011]3、150°C以下的余熱一般采用直接回收利用，供暖、生活/生產(chǎn)用熱等；
[0012]4,40?60°C范圍余熱通過熱泵技術(shù)提升溫度后供暖、生活/生產(chǎn)用熱；
[0013]5、20?40°C范圍余熱直接排入環(huán)境。
[0014]現(xiàn)有低溫余熱回收利用技術(shù)及其途徑的局限性:
[0015]1、余熱鍋爐和汽輪機(jī)發(fā)電余熱回收利用技術(shù)成熟可靠，余熱利用發(fā)電后，排出的尾熱溫度約在170?175°C之間，余熱利用不完全，還有很大的回收利用空間。
[0016]2,150?250°C的余熱回收只是對余熱資源的基本熱能回收，余熱的能源品質(zhì)沒有得到好的提升，回收的效率也有限制(60?80%)。
[0017]3、40?60°C及150°C以下的余熱回收后供暖、生活/生產(chǎn)使用局限性比較大，供暖期結(jié)束后大部分余熱回收后得不到有效的二次利用，而生活/生產(chǎn)用熱的需求量相對于回收的余熱量比較小，回收后得不到有效利用。
[0018]4,20?40°C范圍余熱利用的效益和投資不能有效的平衡，所以，大部分余熱單位直接排走，雖然這部分余熱對環(huán)境的不利影響不會馬上顯現(xiàn)，但是長期的熱污染效應(yīng)會加劇周圍環(huán)境的惡化，形成“環(huán)境熱污染”。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0019]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，針對不同的低溫流體，結(jié)合不同功能段的裝置，實(shí)現(xiàn)熱到電的轉(zhuǎn)化，以及在轉(zhuǎn)化過程中實(shí)現(xiàn)能量提升，從而實(shí)現(xiàn)低品味能向高品味能轉(zhuǎn)化的目的。
[0020]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，包括相變換熱器、低溫余熱發(fā)電裝置和低溫?zé)岜?，所述相變換熱器的煙氣入口與150°C低溫?zé)煔馀懦鲈O(shè)備相連通，所述相變換熱器的煙氣出口與排煙通道相連通，所述相變換熱器上連接有循環(huán)換熱裝置，所述相變換熱器與循環(huán)換熱裝置之間通過循環(huán)的換熱管路相連通，將相變換熱器內(nèi)的高位熱能傳遞給循環(huán)換熱裝置，并將循環(huán)換熱裝置內(nèi)的低位熱能傳遞回相變換熱器，所述循環(huán)換熱裝置通過傳熱管道與采暖/生活用熱設(shè)備和/或低溫余熱發(fā)電裝置介質(zhì)進(jìn)口端連通，將從相變換熱器上傳遞過來的高位熱能通過傳熱管道傳遞給采暖/生活用熱設(shè)備和/或低溫余熱發(fā)電裝置，所述低溫余熱發(fā)電裝置的輸出端與用電設(shè)備/用戶端電連接，所述低溫余熱發(fā)電裝置的介質(zhì)出口端與低溫?zé)岜玫倪M(jìn)口端相連通，所述低溫?zé)岜玫某隹诙伺c采暖/生活用熱設(shè)備相連通，所述低溫?zé)岜脤⒌蜏赜酂岚l(fā)電裝置的介質(zhì)出口端排出的低位熱能提升成高位熱能后供給采暖/生活用熱設(shè)備；
[0021]所述低溫余熱發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)為:包括膨脹發(fā)電機(jī)、膨脹機(jī)和儲液器，所述膨脹發(fā)電機(jī)、膨脹器和儲液器均設(shè)置在殼體內(nèi)，所述膨脹機(jī)與發(fā)電機(jī)通過循環(huán)管路連通，通過膨脹機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)工作，所述儲液器與膨脹機(jī)相連通。
[0022]所述相變換熱器為復(fù)合相變換熱器。
[0023]所述循環(huán)換熱裝置的循環(huán)的換熱管路里填充有氟類有機(jī)工質(zhì)，所述有機(jī)工質(zhì)的溫度為70°C?95°C。
[0024]所述低溫余熱發(fā)電裝置上設(shè)置有散熱循環(huán)系統(tǒng)，所述散熱循環(huán)系統(tǒng)上連接有散熱設(shè)備，通過所述散熱設(shè)備將低溫余熱發(fā)電裝置自身的熱量和/或低溫余熱發(fā)電裝置的介質(zhì)出口端排出的低位熱能散走，所述低溫?zé)岜门c散熱循環(huán)系統(tǒng)連通，可使低溫余熱發(fā)電裝置自身的熱量和/或低溫余熱發(fā)電裝置的介質(zhì)出口端排出的低位熱能不經(jīng)散熱設(shè)備進(jìn)入低溫?zé)岜谩?br> [0025]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:本實(shí)用新型將其他設(shè)備排出的150°C低溫?zé)煔饨?jīng)過相變換熱器進(jìn)行換熱，換熱后的低于50°C的低溫?zé)煔庵苯优抛?，相變換熱器通過循環(huán)的換熱管路將高位熱能傳遞給循環(huán)換熱裝置，循環(huán)換熱裝置既可以直接將高位熱能直接輸出至采暖/生活用熱設(shè)備，也可以將高位熱能傳遞至低溫余熱發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電，低溫余熱發(fā)電裝置將電能直接供給用電設(shè)備/用戶，從低溫余熱發(fā)電裝置的介質(zhì)出口端排出的低位熱能可通過低溫余熱發(fā)電裝置自身的散熱循環(huán)系統(tǒng)和散熱設(shè)備直接散走，也可以將低位熱能傳遞給低溫?zé)岜眠M(jìn)行位能提升，并將位能提升后的熱能直接提供給采暖/生活用熱設(shè)備，本實(shí)用新型設(shè)備將150°C的廢棄煙氣，輸出熱能一電能一熱能，通過多種輸出方式，提高了低溫余熱的利用效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0027]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0028]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中，I為相變換熱器、2為低溫余熱發(fā)電裝置、3為低溫?zé)岜谩?為循環(huán)換熱裝置、5為發(fā)電機(jī)、6為膨脹機(jī)、7為儲液器、8為殼體。

【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，包括相變換熱器1、低溫余熱發(fā)電裝置2和低溫?zé)岜?，所述相變換熱器I的煙氣入口與150°C低溫?zé)煔馀懦鲈O(shè)備相連通，所述相變換熱器I的煙氣出口與排煙通道相連通，所述相變換熱器I上連接有循環(huán)換熱裝置4，所述相變換熱器I與循環(huán)換熱裝置4之間通過循環(huán)的換熱管路相連通，將相變換熱器I內(nèi)的高位熱能傳遞給循環(huán)換熱裝置4，并將循環(huán)換熱裝置4內(nèi)的低位熱能傳遞回相變換熱器I，所述循環(huán)換熱裝置4通過傳熱管道與采暖/生活用熱設(shè)備和/或低溫余熱發(fā)電裝置2介質(zhì)進(jìn)口端連通，將從相變換熱器I上傳遞過來的高位熱能通過傳熱管道傳遞給采暖/生活用熱設(shè)備和/或低溫余熱發(fā)電裝置2，所述低溫余熱發(fā)電裝置2的輸出端與用電設(shè)備/用戶端電連接，所述低溫余熱發(fā)電裝置2的介質(zhì)出口端與低溫?zé)岜?的進(jìn)口端相連通，所述低溫?zé)岜?的出口端與采暖/生活用熱設(shè)備相連通，所述低溫?zé)岜?將低溫余熱發(fā)電裝置2的介質(zhì)出口端排出的低位熱能提升成高位熱能后供給采暖/生活用熱設(shè)備；
[0031]所述低溫余熱發(fā)電裝置2的結(jié)構(gòu)為:包括膨脹發(fā)電機(jī)5、膨脹機(jī)6和儲液器7，所述膨脹發(fā)電機(jī)5、膨脹器6和儲液器7均設(shè)置在殼體8內(nèi)，所述膨脹機(jī)6與發(fā)電機(jī)5通過循環(huán)管路連通，通過膨脹機(jī)6驅(qū)動發(fā)電機(jī)5工作，所述儲液器7與膨脹機(jī)6相連通。
[0032]所述相變換熱器I為復(fù)合相變換熱器。
[0033]所述循環(huán)換熱裝置4的循環(huán)的換熱管路里填充有氟類有機(jī)工質(zhì)，所述有機(jī)工質(zhì)的溫度為70°C?95°C。
[0034]所述低溫余熱發(fā)電裝置2上設(shè)置有散熱循環(huán)系統(tǒng)，所述散熱循環(huán)系統(tǒng)上連接有散熱設(shè)備，通過所述散熱設(shè)備將低溫余熱發(fā)電裝置2自身的熱量和/或低溫余熱發(fā)電裝置2的介質(zhì)出口端排出的低位熱能散走，所述低溫?zé)岜?與散熱循環(huán)系統(tǒng)連通，可使低溫余熱發(fā)電裝置2自身的熱量和/或低溫余熱發(fā)電裝置2的介質(zhì)出口端排出的低位熱能不經(jīng)散熱設(shè)備進(jìn)入低溫?zé)岜?。
[0035]本實(shí)用新型的工作過程:廢棄的150°C低溫?zé)煔膺M(jìn)入相變換熱器I進(jìn)行換熱，換熱后低于50°C的低溫?zé)煔庵苯优抛?，若相變換熱器I出現(xiàn)故障，150°C的低溫?zé)煔獠唤?jīng)相變換熱器I直接排走，相變換熱器I通過循環(huán)的換熱管路將高位熱能傳遞給循環(huán)換熱裝置4，相變換熱器I與循環(huán)換熱裝置4之間的循環(huán)換熱管路內(nèi)裝有氟類有機(jī)工質(zhì)，通過氟類有機(jī)工質(zhì)高效換熱，從循環(huán)換熱裝置4內(nèi)吸熱的熱水可直接供給采暖/生活用熱設(shè)備(當(dāng)冬季取暖或需要熱水時(shí))，直接利用熱能，也可通過傳熱管道將熱水輸送至低溫余熱發(fā)電裝置2，進(jìn)行發(fā)電，將電輸出給用電設(shè)備/用戶端，轉(zhuǎn)換成電能利用；低溫余熱發(fā)電裝置2將發(fā)電后的低溫?zé)崴畟鬟f給低溫?zé)岜?進(jìn)行位能提升，將位能提升后的熱水供給采暖/生活用熱設(shè)備(當(dāng)冬季取暖或需要熱水時(shí))，再次利用熱能，若遇到非供暖期，低溫余熱發(fā)電裝置2也可通過自身的散熱循環(huán)系統(tǒng)和散熱設(shè)備將低溫余熱發(fā)電裝置2自身的熱量和/或低溫余熱發(fā)電裝置2的介質(zhì)出口端排出的低位熱能散走。
[0036]本實(shí)用新型通過換熱，將低溫余熱以熱能的方式直接利用，也可通過低溫余熱發(fā)電裝置2發(fā)電，轉(zhuǎn)換成電能利用，并將發(fā)電后的低位熱能通過低溫?zé)岜?提升位能后，以熱能的形式再次利用，通過熱能一電能一熱能的三重利用，廢棄的低溫余熱被充分利用，提高了低溫余熱的利用效率。
[0037]本實(shí)用新型中涉及的低溫?zé)岜?為現(xiàn)有技術(shù)。
[0038]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:包括相變換熱器(I)、低溫余熱發(fā)電裝置(2)和低溫?zé)岜?3)，所述相變換熱器(I)的煙氣入口與150°C低溫?zé)煔馀懦鲈O(shè)備相連通，所述相變換熱器(I)的煙氣出口與排煙通道相連通，所述相變換熱器(I)上連接有循環(huán)換熱裝置(4)，所述相變換熱器(I)與循環(huán)換熱裝置(4)之間通過循環(huán)的換熱管路相連通，將相變換熱器(I)內(nèi)的高位熱能傳遞給循環(huán)換熱裝置(4)，并將循環(huán)換熱裝置(4)內(nèi)的低位熱能傳遞回相變換熱器(I)，所述循環(huán)換熱裝置(4)通過傳熱管道與采暖/生活用熱設(shè)備和/或低溫余熱發(fā)電裝置(2 )介質(zhì)進(jìn)口端連通，將從相變換熱器(I)上傳遞過來的高位熱能通過傳熱管道傳遞給采暖/生活用熱設(shè)備和/或低溫余熱發(fā)電裝置(2)，所述低溫余熱發(fā)電裝置(2)的輸出端與用電設(shè)備/用戶端電連接，所述低溫余熱發(fā)電裝置(2)的介質(zhì)出口端與低溫?zé)岜?3)的進(jìn)口端相連通，所述低溫?zé)岜?3)的出口端與采暖/生活用熱設(shè)備相連通，所述低溫?zé)岜?3)將低溫余熱發(fā)電裝置(2)的介質(zhì)出口端排出的低位熱能提升成高位熱能后供給采暖/生活用熱設(shè)備； 所述低溫余熱發(fā)電裝置(2)的結(jié)構(gòu)為:包括膨脹發(fā)電機(jī)(5)、膨脹機(jī)(6)和儲液器(7)，所述膨脹發(fā)電機(jī)(5)、膨脹器(6)和儲液器(7)均設(shè)置在殼體(8)內(nèi)，所述膨脹機(jī)(6)與發(fā)電機(jī)(5)通過循環(huán)管路連通，通過膨脹機(jī)(6)驅(qū)動發(fā)電機(jī)(5)工作，所述儲液器(7)與膨脹機(jī)(6)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:所述相變換熱器(I)為復(fù)合相變換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)換熱裝置(4)的循環(huán)的換熱管路里填充有氟類有機(jī)工質(zhì)，所述有機(jī)工質(zhì)的溫度為70°C?95?。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種采用多輸出方式的低溫余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:所述低溫余熱發(fā)電裝置(2 )上設(shè)置有散熱循環(huán)系統(tǒng)，所述散熱循環(huán)系統(tǒng)上連接有散熱設(shè)備，通過所述散熱設(shè)備將低溫余熱發(fā)電裝置(2)自身的熱量和/或低溫余熱發(fā)電裝置(2)的介質(zhì)出口端排出的低位熱能散走，所述低溫?zé)岜?3)與散熱循環(huán)系統(tǒng)連通，可使低溫余熱發(fā)電裝置(2 )自身的熱量和/或低溫余熱發(fā)電裝置(2 )的介質(zhì)出口端排出的低位熱能不經(jīng)散熱設(shè)備進(jìn)入低溫?zé)岜?3)。
【文檔編號】F01K25/10GK203980427SQ201420405271
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】宋彩鋒, 許郁林, 嚴(yán)偉 申請人:山西中大國能科技有限公司