太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法，使自来水A进入太阳能集热板，吸收太阳热量获得预热水A；在锅炉烟道上安装换热器，使自来水B进入换热器吸收烟气中的热量，获得预热水B；使预热水B与预热水A汇集，获得预热水C，预热水C优先用于低温给水，剩余部分用于锅炉给水；锅炉给水量不足时，再用自来水C进行补水；锅炉设置蒸汽出口，用于高温给水。本发明专利技术还公开了采用上述方法的太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置。本发明专利技术为既有公用建筑的节能改造提供了良好的解决方案，该方案的能源利用率高，节能效果和经济效果显著。

【技术实现步骤摘要】
太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法和装置
本专利技术涉及一种属于可再生能源利用，烟气余热回收利用，能源梯级利用的
，特别是一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法和装置。
技术介绍
余热、废热巨大潜力的开发一直是业界普遍关心的问题。锅炉的排烟余热损失是锅炉各项损失中最大的一项热损失，也是高污染，锅炉效率低的主要原因，因此合理有效地利用烟气余热，提高锅炉效率，减少锅炉排污量与耗能就变得十分重要。根据《公共建筑节能设计标准GB50189-2005》中的要求，应充分利用锅炉产生的多种余热，因此，新建的锅炉都会在出口处加设烟气余热回收装置。但对于大量的不节能的既有公用建筑而言，原有的锅炉已投入使用多年，且基本上都没有烟气余热回收装置，所以现在仍有大量的锅炉将高温烟气直接排放到环境中，这即造成环境污染和生态破坏，也造成热污染，同时还造成一次能源的浪费，影响锅炉效率。不仅如此，现今既有建筑存在的普遍问题还有：原有的锅炉系统亟待改造，但由于多种原因，不便直接更换新型锅炉，这就要求在原有的设备基础上进行改造。而且老的锅炉系统通常是一台锅炉承担不同的需水区域的热水，不同区域需要的水温会有所不同，而单台锅炉只能提供一种供水温度，在实际使用时还要再进行冷却降温，造成不便与高品质介质的浪费。太阳能以其清洁、源源不断、安全等显著优势，吸引了人们的关注，并已逐渐成为人类使用能源的重要组成部分。因此,利用太阳辐射热产生热水供给建筑使用是普遍使用的一项技术,在多层建筑设计中，应当首先考虑将太阳能作为热源的可能性。然而，太阳能的能量密度低，能源品味较低，而且它因地而异，因时而变，在实际应用时，会出现系统运行不稳定,效率低等特点，使其发挥受到一定的限制，许多加设太阳能集热装置的建筑也会将其闲置。但如果能合理的配置太阳能集热器，就能即充分利用太阳能的优点又能弥补系统自身的缺陷。同时，对于整体供热水系统而言，热水要求温度不同，低温的太阳能热水可直接满足需求温度不高的用户部分。随着近几年节能改造要求普及，很多建筑增添了太阳能供热水系统，来分担建筑用热负荷。但由于诸多因素的影响，大部分公用建筑的太阳能热水系统利用率较低，甚至出现了闲置的情况。由此可见，合理使用清洁可再生能源对供能系统进行改造，实现热量梯级供应，降低高品质能源的生产量，提高燃料利用率，减少污染气体的排放的要求是十分迫切的。因此，本专利技术拟在最大限度保留建筑原有设备的基础上，充分利用清洁可再生能源，来解决既有建筑节能改造的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法和装置，为既有公用建筑的节能改造提供了良好的解决方案，该方案的能源利用率高，节能效果和经济效果显著。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法，使自来水A进入太阳能集热板，吸收太阳热量获得预热水A；在锅炉烟道上安装换热器，使自来水B进入换热器吸收烟气中的热量，获得预热水B；使预热水B与预热水A汇集，获得预热水C，预热水C优先用于低温给水，剩余部分用于锅炉给水；锅炉给水量不足时，再用自来水C进行补水；锅炉设置蒸汽出口，用于高温给水。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：采用上述方法的太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置，包括太阳能集热板和锅炉，该装置还包括控制器、换热器和分集水器；所述锅炉设有烟道、蒸汽出口和给水总管；所述锅炉的给水总管上设有水泵Ⅱ和流量监测器，所述流量监测器位于所述水泵Ⅱ的下游；所述分集水器上设有一个集水管、一个分水管Ⅰ和一个分水管Ⅱ；所述分水管Ⅰ上设有电磁阀Ⅱ和水泵Ⅲ，所述水泵Ⅲ设置在所述电磁阀Ⅱ的下游；所述分水管Ⅱ上设有电磁阀Ⅲ，所述集水管上设有水泵Ⅰ；所述换热器安装在所述锅炉的烟道上，所述换热器设有气侧进气管和水侧排水管，在所述换热器的水侧排水管上设有电磁阀Ⅴ，在所述换热器的气侧进气管上设有温度传感器Ⅱ；所述太阳能集热板设有给水管和排水管，所述太阳能集热板的排水管上设有温度传感器Ⅰ和电磁阀Ⅰ，所述电磁阀Ⅰ位于所述温度传感器Ⅰ的下游；所述太阳能集热板的排水管和所述换热器的水侧排水管分别与所述集水管连接；所述分水管Ⅱ和自来水给水支管分别与所述锅炉的给水总管连接，所述自来水给水支管上设有电磁阀Ⅳ；所述分水管Ⅰ与低温给水管连接，所述锅炉的蒸汽出口与高温给水装置连接；所述电磁阀Ⅰ、所述电磁阀Ⅱ、所述电磁阀Ⅲ、所述电磁阀Ⅳ、所述电磁阀Ⅴ、所述水泵Ⅰ、所述水泵Ⅱ、所述水泵Ⅲ、所述温度传感器Ⅰ、所述温度传感器Ⅱ和所述流量监测器分别与所述控制器连接。在所述锅炉的给水总管的出口处设有温度计Ⅰ。在所述低温给水管的出口处设有温度计Ⅱ。本专利技术具有的优点和积极效果是：通过将太阳能辐射热产出热水的装置、锅炉烟气冷凝回收装置与传统锅炉进行有机的耦合，解决了既有老旧公共建筑节能改造的问题。本专利技术不仅应用了清洁可再生能源—太阳能将锅炉供水进行预热，提高可再生能源利用率，且将锅炉的烟气与锅炉供水进行热交换，提高供水温度，降低排烟温度，提高锅炉效率，同时整个系统可按需求进行梯级供热，减少不必要的冷却、冷凝。综上所述，本专利技术不但减少了锅炉燃料的消耗和大量有害气体的排放，也减少了环境的热污染，提高了锅炉效率，实现了可再生能源的利用和系统能源的梯级利用；不仅提高了整体供热系统的能源利用率，节能效果和经济效果也十分显著。附图说明图1为本专利技术太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置的结构示意图；图2为某培训中心应用本专利技术太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置的示意图。图中：1、集热板；2、控制器；3、烟道；4、换热器；5、蒸汽出口；6、锅炉；7、分集水器；8、水泵Ⅰ；9、水泵Ⅱ；10、水泵Ⅲ；V1、电磁阀Ⅰ；V2、电磁阀Ⅱ；V3、电磁阀Ⅲ；V4、电磁阀Ⅳ；V5、电磁阀Ⅴ；T1、温度传感器Ⅰ；T2、温度传感器Ⅱ；T3、温度计Ⅰ；T4、温度计Ⅱ；L1、流量监测器。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：针对设有没达到寿命期的老旧锅炉和闲置或利用率低的太阳能集热的既有公用建筑而言，如何将多种系统耦合，实现能源供需匹配，以及提出各能源互补运行策略，从而实现能源系统高效的运行，都是如今要解决的问题。对于能源利用端具有梯级利用需求的系统而言，能源供应端灵活的梯级供应可令使用端更方便的应用。因此，本专利技术拟将太阳能集热水系统与锅炉烟气余热回收系统进行耦合，利用太阳能先将自来水加热到一定温度，与锅炉排烟热回收后的热水混合，可直接供低温需求用户使用，也可作为锅炉预热水使用，而锅炉产生少量高品位蒸汽则可满足高品位的用热需求。为此，本专利技术提供一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法和装置，该方法和装置不仅能实现能源阶梯利用，使系统配置更合理，还实现了清洁可再生能源的利用，减少了燃料使用量，减少污染物的排放，降低了烟气的排放温度，提高锅炉效率。这样可使整个供能系统的能源利用率都有所提高，节能效果更理想。本专利技术提供的一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法：使自来水A进入太阳能集热板，吸收太阳热量获得预热水A；在锅炉烟道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法，其特征在于，使自来水A进入太阳能集热板，吸收太阳热量获得预热水A；在锅炉烟道上安装换热器，使自来水B进入换热器吸收烟气中的热量，获得预热水B；使预热水B与预热水A汇集，获得预热水C，预热水C优先用于低温给水，剩余部分用于锅炉给水；锅炉给水量不足时，再用自来水C进行补水；锅炉设置蒸汽出口，用于高温给水。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置，包括太阳能集热板和锅炉，其特征在于，该装置还包括控制器、换热器和分集水器；所述锅炉设有烟道、蒸汽出口和给水总管；所述锅炉的给水总管上设有水泵Ⅱ和流量监测器，所述流量监测器位于所述水泵Ⅱ的下游；所述分集水器上设有一个集水管、一个分水管Ⅰ和一个分水管Ⅱ；所述分水管Ⅰ上设有电磁阀Ⅱ和水泵Ⅲ，所述水泵Ⅲ设置在所述电磁阀Ⅱ的下游；所述分水管Ⅱ上设有电磁阀Ⅲ，所述集水管上设有水泵Ⅰ；所述换热器安装在所述锅炉的烟道上，所述换热器设有气侧进气管和水侧排水管，在所述换热器的水侧排水管上设有电磁阀Ⅴ，在所述换热器的气侧进气管上设有温度传感器Ⅱ；所述太阳能集热板设有给水管和排水管，所述太阳能集热板的排水管上设有温度传感器Ⅰ和电磁阀Ⅰ，所述电磁阀Ⅰ位于所述温度传感器Ⅰ的下游；所述太阳能集热板的排水管和所述换热器的水侧排水管分别与所述集水管连接；所述分水管Ⅱ和自来水给水支管分别与所述锅炉的给水总管连接，所述自来水给水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亨，胡振杰，邓娜，高原，张强，
申请(专利权)人：天津大学建筑设计研究院，
类型：发明
国别省市：天津;12