工业余热一体式回收利用装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工业余热一体式回收利用装置和方法，包括工质压缩机、工质冷却器以及余热换热器，所述工质压缩机与工质冷却器、余热换热器通过循环管路连接，形成工质冷热交换系统；还包括热循环泵，该热循环泵以逆卡诺循环方式带动载热介质循环流动于余热锅炉与工质冷却器之间，这些系统专门针对工业循环水系统弃热回收实现低效余热利用进行设计，通过在循环冷却水回水总管管路中设置余热换热器将热换出，将循环冷却水回水降低至设计温度后直接进入循环水池循环使用，不再进入凉水塔，凉水塔停止使用；余热换热器换出的热量用热循环泵提高品质后送到余热锅炉作为热源生产高温热水或蒸汽，达到余热回收、循环水冷却塔停用目标。用目标。用目标。

【技术实现步骤摘要】
工业余热一体式回收利用装置和方法


[0001]本专利技术涉及热利用
，具体来讲是一种基于热泵技术的工业余热一体式回收利用装置和方法。

技术介绍

[0002]工业生产中低品位热能很多，从其来源可分高温烟气余热、冷却介质余热、废气废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液余热和废料余热等几种主要类型。资料显示，2021年我国各行业的余热总资源约占其能源消耗总量在 15%~67%之间，分布在冶金为35%
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40%、化工17%
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67%、建材30%
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40%，即使机械和轻工主体行业也达到15%，这些行业中冷却介质余热约占余热资源总量的20%，因温度低属于低品位难回收余热，受经济技术条件限制，多以弃之不用处理，随处可见的循环冷却水系统，实质上就是将低品位热能排向环境的装置。
[0003]研究表明，可回收利用的余热资源约为燃料消耗总量10%
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40%，据此测算，2020年我国可回收余热总资源平均值约13亿吨标准煤，冷却介质可回收余热总资源超过1亿吨标准煤，预计到2026年我国余热资源均量将达到14.55亿吨标准煤。如果采用一种工艺技术和装置实现冷却介质余热回收，既可取消工业循环冷却水系统、减少水资源消耗，还可以节约大量标准煤，节水节能效益将十分巨大。

技术实现思路

[0004]本专利技术是针对工业循环水系统弃热，提供一种工业余热一体式回收利用装置和方法，通过设计一体化新型余热换热器，在不改变现有工厂生产工艺的情况下，以软水作为循环冷却水，将余热换热器设置在循环冷却水回水总管管路中将含热换出，将循环冷却水回水降低至设计温度后不再进入凉水塔，直接进入循环水池循环使用，达到节能减排、循环水冷却塔停用目标；余热换热器换出的热量用热泵提高品质，并设置余热锅炉再生利用，生产热水、热空气或低温蒸汽返回生产车间，作为生产能源的补充，达到余热回收。
[0005]本专利是这样实现的，构造基于热泵技术的工业余热一体式回收利用方法和装置，包括压缩机、工质冷却器、余热换热器以及余热锅炉，所述压缩机与工质冷却器、余热换热器通过循环管路连接，形成工质冷热交换系统；其中压缩机通过利用其内置的热泵将出余热换热器工质压缩成高温工质；热循环泵提供强制循环功能，该热循环泵带动载热介质循环流动于余热锅炉工质冷却器与工质蒸发器之间。
[0006]进一步的，所述余热换热器与工质冷却器结构相同，该余热换热器为SiC材料微通道平流换热器，由多组一体式微通道换热板并联组成，所述换热板内设有供工质流动的工质微通道管，换热板间设有供循环冷却回水流动的间隙。
[0007]此设置的目的在于，SiC材料传热系数大、强度高，且工质在板内流动，循环冷却水回水由板间通过，以满足循环冷却水回水流量确定板间距，以余热现场换热需求确定换热
器负荷。
[0008]进一步的，还包括设置在所述余热换热器、工质冷却器的冷热介质进出口的温度传感器以及设置在所述换热器、工质冷却器的冷热工质进出口温度流量调控阀。还包括工控机，该工控机与温度传感器、温度流量调控阀均保持连接。
[0009]此设置的目的在于，温度传感器可对介质温度进行检测，通过设置具体的温度控制参数调节流量调控阀调节工质流入余热换热器或工质冷却器的流量，从而调节余热换热器或工质冷却器介质的温度，通过工控机对温度进行精准调控，保证余热可以有效富集和回收利用。
[0010]进一步的，还包括用于储存循环冷却回水的循环水池。
[0011]此设置的目的在于，循环水池储存收集出余热换热器冷却循环回水，避免冷却回水盈余浪费。
[0012]进一步的，所述工质采用加热温度可达到100℃以上、冷凝温度可低于0℃以下的单一换热介质。该工质包括但不限于乙二醇水溶液、液氨或氟利昂。
[0013]此设置的目的在于，由于热、冷热均可使用同一种介质，解决了现有化工厂冷媒与热媒回收的难题。
[0014]本专利具有如下优点：1.实现了对低品位余热的再次利用，可以节约大量能源；2.实现了对循环水冷却水装置中凉水塔的替代，不仅节水，也消除了循环水冷却水系统定排污水，环境污染；3.冷却水采用软水进行闭路循环，解决了工厂换热设备和管道的腐蚀及结诟问题（影响设备换热效率）；4.热量利用率高，是蒸汽加热（或导热油）与冷冻盐水冷却效率的三到四倍；5.加热与冷却无缝切换，无冷冻液加热液损失；6.由于热、冷热均可使用同一种介质，解决了现有化工厂冷媒与热媒回收的难题。
附图说明
[0015]图1是工业余热一体式回收利用方法和装置系统总图；图2
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图3板的结构示意图；图4温度传感器安装示意图。
[0016]图中：1、余热换热器；2、工质压缩机；3、余热锅炉；4、循环水池；5、循环泵；6、凉水塔；7、过滤器；8、换热板；9、工质进料管；10、工质出料管；11、温度传感器。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图1
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图4对本专利进行详细说明，对本专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利保护的范围。
[0018]本专利通过改进在此提供基于热泵技术的工业余热一体式回收利用方法和装置，包括压缩机2、工质冷却器以及余热换热器1，所述压缩机1与工质冷却器、通过循环管路连
接，形成工质冷热交换系统；其中压缩机2通过利用其内置的热泵将出余热换热器工质压缩成高温工质；还包括热循环泵，该热循环泵带动载热介质循环流动于余热锅炉与工质冷却器之间。
[0019]所述余热换热器1与工质冷却器结构相同。
[0020]还包括用于储存循环冷却回水的循环水池4。
[0021]在工厂、宾馆、商业场所、办公场所（以下简称余热现场）设置的循环冷却水系统的回水总管布设微通道余热换热器（以下简称余热换热器），余热换热器内通入换热介质（以下简称工质）将余热换出，使循环冷却回水出水温度降低5℃以上后暂存并再次循环使用；工质采用加热温度可达到100℃以上、冷凝温度可低于0℃以下的单一换热介质，包括但不限于乙二醇水溶液、液氨或氟利昂等；出余热换热器工质进入循环压缩机采用热泵技术压缩成高温工质，高温工质进入工质冷却器放出热量成为液体后再次返回余热换热器膨胀吸收循环水回水总管中的热量；该余热换热器1为SiC材料微通道平流换热器，由多组一体式微通道换热板8并联组成。所述换热板8内设有供工质流动的工质管9和10，换热板8间留有间隙供循环冷却回水流动。
[0022]工质冷却器采用余热换热器相同结构，以水或其他物料作为载热介质对工质进行冷却或冷凝，出工质冷却器的载热介质作为余热锅炉热源使用，使用后的载热介质返回工质冷却器升温继续循环使用；工质冷却器载热介质出口温度和相态以满足余热锅炉用能需求确定。
[0023]还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业余热一体式回收利用装置，其特征在于，包括压缩机（2）和处于余热锅炉内的工质冷却器，安装在循环冷却水回水总管上的余热换热器（1），所述压缩机（2）与工质冷却器、余热换热器（1）通过循环管路连接，形成工质冷热交换系统； 其中工质压缩机（2）通过利用其内置的热泵将出余热换热器工质压缩成高温工质；系统还包括热循环泵，该热循环泵带动载热介质循环流动于余热换热器（1）与工质冷却器之间。2.根据权利要求1所述的工业余热一体式回收利用装置，其特征在于，所述余热换热器（1）与工质冷却器结构相同。3.根据权利要求2所述的工业余热一体式回收利用装置，其特征在于，该余热换热器（1）为SiC材料微通道平流换热器，由多组一体式微通道换热板（8）并联组成。4.根据权利要求3所述的工业余热一体式回收利用装置，其特征在于，所述换热板（8）内设有供工质流动的工质进料管（9）、工质出料管（10），工质进料管（9）工质出料管（10）设置可以控制工质流量的调节阀门，换热板（8）间设有间隙，供循环冷却回水流动。5.根据权利要求1所述的工业余热一体式回收利用装置，其特征在于，还包括设置在所述余热换热器（1）、工质冷却器的冷热介质进出口的温度传感器（11）以及设置在所述余热换热器（1）、工质冷却器的冷热工质进出口温度流量调控阀。6.根据权利要求5所述的工业余热一体式回收...

【专利技术属性】
技术研发人员：付永全，
申请(专利权)人：付永全，
类型：发明
国别省市：