一种工业余热二次利用系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种工业余热二次利用系统及方法，所述工业余热二次利用系统包括串接连接的工质泵，第一蒸发器，工业余热的载体可在第一蒸发器内将热量传递至工质，该工业余热二次利用系统还包括串接在第一蒸发器的工质输出端上的冷凝器，串接在第一蒸发器和冷凝器之间的第二流量调节阀和膨胀机，且第二流量调节阀和膨胀机并联设置，与膨胀机连接有发电机。本发明专利技术的工业余热二次利用系统可有效提高工业余热的利用率，并有利于节能减排。

【技术实现步骤摘要】
一种工业余热二次利用系统及方法
本专利技术涉及能源回收
，特别一种工业余热二次利用系统，本专利技术还涉及一种工业余热二次利用方法。
技术介绍
能源是经济发展和社会进步的重要基础，节能减排是我国更好进行现代化建设、经济发展的关键问题。在工业生产过程中，会排出大量的余热资源，其中，余热资源是具有一定温度的排气、排液和高温待冷却的物料所包含的热能。余热属于二次能源，在我国资源丰富，广泛存在电站锅炉及工业设备中，现有工业余热二次利用主要涉及到温度较高的高品位余热，对温度较低的低品位余热利用率较低，大量的热量直接排出，不仅造成环境污染，还浪费了大量资源，加剧环境污染。热泵技术是近年来兴起的技术，热泵是一种能从低温物体获取热量，以少量高位能作为补偿条件，将低温热量转移至高温物体的装置。通过热泵，人们能工程自然界或工业废热中获取大量低品位热能，使之转化为可被利用的高品位热能。现有技术中，逐渐发展出利用热泵技术从低品位工业余热资源中吸取热量，用于居民供暖的技术，但现有技术存在以下问题：工业余热的温度不稳定，工业余热的温度高于供暖需求时，工业余热多余的热量仍将无意义的排出；造成能源浪费。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种工业余热二次利用系统，以能够提高工业余热的利用率。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种工业余热二次利用系统，包括串接连接的工质泵、第一蒸发器，且工业余热的载体可在所述第一蒸发器内将热量传递至工质，所述工业余热二次利用系统还包括：膨胀机，与所述第一蒸发器的工质输出端连接，且于所述膨胀机和所述第一蒸发器之间设置有第一流量调节阀；所述膨胀机用于将所述第一蒸发器输出的高温高压的工质的内能转化为机械能，且与所述膨胀机连接设有发电机，所述发电机用于将所述膨胀机的机械能转化为热能；冷凝器，所述冷凝器的工质输入端与所述膨胀机的工质输出端、以及所述第一蒸发器的工质输出端连接，且于所述冷凝器和所述第一蒸发器之间设有第二流量调节阀；所述冷凝器的工质输出端与所述工质泵的工质输入端连接；且于所述冷凝器上设有用于使供暖的介质流入的介质流入端，以及用于介质流出的介质流出端；高温的所述工质可将热量传递至所述介质，所述介质可用于外部用户的供暖。进一步的，还包括地储热组件，所述地储热组件与所述膨胀机并联的设于所述第一蒸发器的工质输出端，且于所述地储热组件和所述第一蒸发器之间设置有第三流量调节阀；高温的所述工质可将热量传递至所述地储热组件，所述地储热组件用于存储所述热量。进一步的，所述地储热组件包括第二蒸发器，地热开采井、地热回灌井；于所述第二蒸发器上设有供所述工质输入和输出的第一管路，并于所述第二蒸发器上设有用于地下水在所述地热开采井、地热回灌井间循环的第二管路，以用于所述工质和所述地下水间的热交换。进一步的，于所述工质泵的工质输出端和所述第二蒸发器的工质输入端之间设有流通管路，并于所述流通管路上设有第四流量调节阀。进一步的，于所述第二蒸发器的工质输出端和所述膨胀机的工质输入端之间设有连通管路，于所述连通管路上设有第五流量调节阀。进一步的，所述载体为气体或者液体。进一步的，所述工质采用二氧化碳。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：(1)本专利技术所述的工业余热二次利用系统，通过在第一蒸发器的工质输出端设置膨胀机，以及冷凝器，使得由工质泵向第一蒸发器输入低温的工质，工业余热的载体将热量传递给工质后，高温的工质可选择直接进入冷凝器，并将热量传递给供热载体，以供用户用暖；在工业余热的热量超出用户供暖需求时，可使部分高温工质直接进入冷凝器内，为用户正常供暖，其余工质可部分进入膨胀机内，并推动膨胀机做功，将工业余热的热量转化为膨胀机的机械能，再由膨胀机对发电机做功，将机械能转化为电能；从而在满足用户供暖需求的同时，将多余的热量转化为电能，提高对工业余热的利用率。(2)通过在第一蒸发器的工质输出端设置地储热组件，使得在工业余热的热量在超出用户供暖以及用电需求后，例如供暖周期外，可将工业余热多余的热量存储于地储热组件中，以便于在供暖高峰时使用该热量，进一步提高工业余热的利用率。(3)通过在工质泵的工质输出端和所述第二蒸发器的工质输入端之间设有连通管路，使得工质可方便利用地储热组件所存储的热量用于供暖。(4)通过在第二蒸发器的工质输出端和所述膨胀机的工质输入端之间设有流通通路，使得在工质由载体和地储热组件吸收的热量超出供暖需求后，工质可由第一蒸发器或者第二蒸发器输出并进入膨胀机内产生电能。(5)工质采用二氧化碳，成本较低，且不会产生污染。本专利技术的另一目的在于提出一种工业余热二次利用的方法，所述方法包括以下步骤：a、工业余热的热量满足供热需求时，第一换热器输出的高温工质全部流入冷凝器内，用于供热；b、工业余热的热量超出供热需求时，第一换热器输出的高温工质部分流入冷凝器内用于供热，部分工质对膨胀机做功，膨胀机驱动发电机发电。进一步的，还包括以下步骤：工业余热的供热量超出供热需求和电量需求之和时，第一换热器输出的高温工质部分流入冷凝器内用于供热；部分工质对膨胀机做功，膨胀机驱动发电机发电；部分工质流经地储热组件，将热量存储于地储热组件中。工业余热的供热量不足以满足供热需求时，工质泵向地储热组件输入低温工质，低温工质从地储热组件内吸收热量后进入冷凝器，用于供暖。进一步的，还包括以下步骤：工业余热的供热量以及地储热组件的供热量超出供暖需求时，工质从载体及地储热组件吸收热量后，部分进入膨胀机，用于产生电能，部分进入冷凝器用于供热。本专利技术所述的工业余热二次利用的方法与上述的工业余热二次利用系统具有相同的有益效果，在此不再赘述。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的工业余热二次利用系统的示意图。附图标记说明：1-工质泵，2-第一蒸发器，21-载体输入端，22-载体输出端，3-膨胀机，31-第一流量调节阀，32-发电机，4-冷凝器，41-第二流量调节阀，42-介质流入端，43-介质流出端，5-工质罐，6-地储热组件，61-第二换热器，62-第三流量调节阀，63-地热开采井，64-地热回灌井，65-连通管路，66-第四流量调节阀，67-流通管路，68-第五流量调节阀。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本实施例涉及一种工业余热二次利用系统，参考图1所示，该工业余热二次利用系统包括串接连接的工质泵1、第一蒸发器2，且工业余热的载体可在第一蒸发器2内将热量传递至工质；该工业余热二次利用系统还包括与第一蒸发器2的工质输出端连接的膨胀机3，且在膨胀机3和第一蒸发器2之间设置有第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业余热二次利用系统，包括串接连接的工质泵、第一蒸发器，且工业余热的载体可在所述第一蒸发器内将热量传递至工质，其特征在于，所述工业余热二次利用系统还包括：/n膨胀机，与所述第一蒸发器的工质输出端连接，且于所述膨胀机和所述第一蒸发器之间设置有第一流量调节阀；所述膨胀机用于将所述第一蒸发器输出的高温高压的工质的内能转化为机械能，且与所述膨胀机连接设有发电机，所述发电机用于将所述膨胀机的机械能转化为电能；/n冷凝器，所述冷凝器的工质输入端与所述膨胀机的工质输出端、以及所述第一蒸发器的工质输出端连接，且于所述冷凝器和所述第一蒸发器之间设有第二流量调节阀；所述冷凝器的工质输出端与所述工质泵的工质输入端连接；且于所述冷凝器上设有用于使供暖的介质流入的介质流入端，以及用于介质流出的介质流出端；高温的所述工质可将热量传递至所述介质，所述介质可用于外部用户的供暖。/n

【技术特征摘要】
1.一种工业余热二次利用系统，包括串接连接的工质泵、第一蒸发器，且工业余热的载体可在所述第一蒸发器内将热量传递至工质，其特征在于，所述工业余热二次利用系统还包括：
膨胀机，与所述第一蒸发器的工质输出端连接，且于所述膨胀机和所述第一蒸发器之间设置有第一流量调节阀；所述膨胀机用于将所述第一蒸发器输出的高温高压的工质的内能转化为机械能，且与所述膨胀机连接设有发电机，所述发电机用于将所述膨胀机的机械能转化为电能；
冷凝器，所述冷凝器的工质输入端与所述膨胀机的工质输出端、以及所述第一蒸发器的工质输出端连接，且于所述冷凝器和所述第一蒸发器之间设有第二流量调节阀；所述冷凝器的工质输出端与所述工质泵的工质输入端连接；且于所述冷凝器上设有用于使供暖的介质流入的介质流入端，以及用于介质流出的介质流出端；高温的所述工质可将热量传递至所述介质，所述介质可用于外部用户的供暖。


2.根据权利要求1所述的工业余热二次利用系统，其特征在于：还包括地储热组件，所述地储热组件与所述膨胀机并联的设于所述第一蒸发器的工质输出端，且于所述地储热组件和所述第一蒸发器之间设置有第三流量调节阀；高温的所述工质可将热量传递至所述地储热组件，所述地储热组件用于存储所述热量。


3.根据权利要求2所述的工业余热二次利用系统，其特征在于：所述地储热组件包括第二蒸发器，地热开采井、地热回灌井；于所述第二蒸发器上设有供所述工质输入和输出的第一管路，并于所述第二蒸发器上设有用于地下水在所述地热开采井、地热回灌井间循环的第二管路，以用于所述工质和所述地下水间的热交换。


4.根据权利要求3所述的工业余热二次利用系统，其特征在于：于所述工质泵的工质输出端和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永昌，谷莉方，
申请(专利权)人：石家庄耐波万信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13