一种利用低品位热源的加热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种利用低品位热源的加热装置，该装置包括热源采集器、气体储存器、涡流管、第一换热器、第二换热器、冷凝器、溶液泵；所述的热源采集器的气体出口与所述的气体储存器的气体进口相连，所述的气体储存器的顶部气体出口与所述的涡流管的进口相连，所述的气体储存器的底部液体出口与所述的热源采集器的液体回收口相连，所述的涡流管的热端出口与所述的第一换热器的第一进口相连，所述的涡流管的冷端出口与所述的第一换热器的第一出口分别连接于所述的第二换热器的第一进口。本实用新型专利技术加热装置在低品位热源的利用上及在节能方面有出色的改进，不仅如此，该装置还具有结构简单、运行可靠、持续性强、适应范围广的优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及能源利用装置，尤其涉及一种利用低品位热源的加热装置。
技术介绍
能源是社会生活的物质基础，是自然界中为人们日常生活提供动力的物质资源。 例如煤炭、石油、天然气这些化石能源为钢铁、纺织、化工、医疗等行业提供了生产物质来源和生产动力。能源是国民经济的命脉，对国家工业发展起着重要推动作用。但是，世界能源供应日益紧张，各国纷纷出台新的策略来应对能源的减少。在诸如煤炭、石油、天然气这些化石能源燃烧过程中会放出大量的热，利用这一特性，建立了许多大型的发电站、炼钢厂等大型设备，并将这些燃烧放出的热量中的较高比例未充分利用的高品位热能用于废热锅炉等设备中再次利用，提高利用效率。这些热能在利用次数增加的同时，其品位也在逐渐降低，从而成为低品位能源。低品位能源由于其品位较低，难以回收利用，使其在各种行业中的使用受到限制。例如，在溴化锂吸收式制冷系统中，由于溴化锂溶液自身物性的影响，当发生温度在80°C制取较低温度的冷媒水时，制冷系数较小，并且伴随着发生温度的降低，其制冷系数显著下降。低品位能源处于整个能源品位的下级，其总量比较大，但是因为其往往可再次利用性比较低，经常被作为废热排至大气环境之中，造成低品位能源的浪费，不利于能源梯级利用的进行。目前，为了回收这些低品位的热量，人们作了很多努力，例如中国技术专利号ZL 200520051879. 9就公开了一种利用中央空调废热制取热水的装置。对于使用涡流管的系统，现有技术中在涡流管前基本上都设有压缩机，利用压缩机使气体达到高压状态。例如中国专利申请号200710018736. 1，“一种带有涡流管的高温热泵系统”公开了一种带有压缩机以及与压缩机的排气管相连接的涡流管的高温热泵系统， 虽然该系统利用涡流管提高气流的温度，在水的二次加热后，可以达到更高的温度。但该系统使用压缩机将低温低压的制冷剂变为高温高压的气体，在加压加热的同时也已经消耗了大量电能来驱动系统的运行。
技术实现思路
本技术提供了一种利用低品位热源的加热装置，该装置不仅对低品位热源进行再次利用，而且省去压缩机，达到节能的效果。一种利用低品位热源的加热装置，包括热源采集器、气体储存器、涡流管、第一换热器、第二换热器、冷凝器、溶液泵；所述的热源采集器的气体出口与所述的气体储存器的气体进口相连，所述的气体储存器的顶部气体出口与所述的涡流管的进口相连，所述的气体储存器的底部液体出口与所述的热源采集器的液体回收口相连，所述的涡流管的热端出口与所述的第一换热器的第一进口相连，所述的涡流管的冷端出口与所述的第一换热器的第一出口分别连接于所述的第二换热器的第一进口，所述的第二换热器的第一出口与所述的冷凝器的进口相连，所述的冷凝器的出口与所述的溶液泵的进口相连，所述的溶液泵的出口与所述的第二换热器的第二进口相连，所述的第二换热器的第二出口与所述的热源采集器的底部进口相连。优选的，在所述的第一换热器与所述的第二换热器间设置用于高温换热的第三换热器，所述的第三换热器的第一进口与所述的第一换热器的第一出口相连，所述的第三换热器的第一出口与所述的第二换热器的第一进口相连，所述的第三换热器的第二进口与所述的第二换热器的第二出口相连，所述的第三换热器的第二出口与所述的热源采集器的底部进口相连。所述的第三换热器的加入可降低冷凝器的热负荷。所述的热源采集器是用于将流体工质加热至高压气体状态。所述的加热装置内填充的流体工质在工作温度范围内能产生气液相变，优选为水、氨、卤代烃或醇类。所述的低品位热源一般为300°C以下的热源，优选为50-200°C的热源。所述的气体储存器可用于稳定气体压力、进行气液分离。优选的，所述的加热装置与需要热量的装置连成一体式结构，该一体式结构运行简便，热能损失小。优选的，所述的需要热量的装置是热水热泵系统，利用本技术直接加热热泵循环水，可提高热能利用率、减少热能的浪费。优选的，所述的需要热量的装置是单效溴化锂吸收式制冷系统，该系统与本技术装置连成一体式结构后可直接从本技术流体工质中获得热量，使该系统实现制冷，利于节能。因此，藉由本技术的利用低品位热源的加热装置可实现低品位热源的再次利用，故对能源梯级利用具有重大意义。另外，本技术采用热源采集器对传热流体工质加热，相对于压缩机系统而言，具有可直接利用诸如锅炉废热、冷却废热等低品位热源并节省电能的明显优势。在实际应用中，本技术加热装置产生的高温气态流体工质不仅可以作为吸收式制冷系统发生器中的热源气体，也可用于热泵、小型锅炉等场合。此外，本技术可与一些需要热量的装置，诸如热泵、吸收式制冷系统连成一体式结构，便于热量的传输及减少热能的损耗。故本技术加热装置在低品位热源的利用上及在节能方面有出色的改进，不仅如此，该装置还具有结构简单、运行可靠、持续性强、适应范围广的优点。附图说明图1是本技术的一种实施方式的流程示意图；图2是本技术装置用于热水热泵系统的流程示意图；图3是本技术装置用于单效溴化锂吸收式制冷系统的流程示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细描述。实施例1参见图1，图1是本技术的一种实施方式的流程示意图。所述的加热装置包括热源采集器1、气体储存器2、涡流管3、第一换热器4、冷凝器5、溶液泵6、第二换热器7 ； 热源采集器1的气体出口与气体储存器2的气体进口相连，气体储存器2的顶部气体出口与涡流管3的进口相连，气体储存器2的底部液体出口与热源采集器1的液体回收口相连， 涡流管3的热端出口与第一换热器4的第一进口相连，涡流管3的冷端出口与第一换热器4 的第一出口分别连接于第二换热器7的第一进口，第二换热器7的第一出口与冷凝器5的进口相连，冷凝器5的出口与溶液泵6的进口相连，溶液泵6的出口与第二换热器7的第二进口相连，第二换热器7的第二出口与热源采集器1的底部进口相连。在本实施例中，流体工质采用RM5ca，低品位热源为化工厂冷却塔产生的 50-600C的低品位冷却废热。液态R245ca流体工质经热源采集器1加热后达到45_55°C 下的高压气体状态，然后进入气体储存器2中。在管路和气体储存器2中由于漏热冷凝的 R245ca液态流体工质与气体储存器2中的气态工质在气体存储器2中进行气液分离，同时气体储存器2具有稳定气体压力的作用。气液分离出的液体自气体储存器2的底部液体出口流至热源采集器1的液体回收口，回流入热源采集器1中。经气体储存器2稳压后的流体工质从气体储存器2的顶部气体出口流出，以高压状态进入涡流管3，涡流管3的热端出口流出高温低压气态流体工质。高温低压气态流体工质继在第一换热器4中与低温流体工质换热放出大量热量后，与从涡流管3的冷端出口流出的低温低压流体工质混合，进入第二换热器7中进行换热，然后经冷凝器5冷凝成液态后由溶液泵6增压，增压后的高压液体流过第二换热器7后进入热源采集器1，完成循环。在本实施例中，第一换热器4中通有低温流体工质，涡流管3热端出来的高温低压气态流体工质加热第一换热器4中的低温流体工质。通过对本实施例进行模拟计算，得到表1。表1不同低品位热源温度及温升条件下本装置达到的温度热源温 Arc载热工质出热源釆集器时温度/C温度升高量/°c达本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用低品位热源的加热装置，其特征在于：该装置包括热源采集器、气体储存器、涡流管、第一换热器、第二换热器、冷凝器、溶液泵；所述的热源采集器的气体出口与所述的气体储存器的气体进口相连，所述的气体储存器的顶部气体出口与所述的涡流管的进口相连，所述的气体储存器的底部液体出口与所述的热源采集器的液体回收口相连，所述的涡流管的热端出口与所述的第一换热器的第一进口相连，所述的涡流管的冷端出口与所述的第一换热器的第一出口分别连接于所述的第二换热器的第一进口，所述的第二换热器的第一出口与所述的冷凝器的进口相连，所述的冷凝器的出口与所述的溶液泵的进口相连，所述的溶液泵的出口与所述的第二换热器的第二进口相连，所述的第二换热器的第二出口与所述的热源采集器的底部进口相连。

【技术特征摘要】
1.一种利用低品位热源的加热装置，其特征在于该装置包括热源采集器、气体储存器、涡流管、第一换热器、第二换热器、冷凝器、溶液泵；所述的热源采集器的气体出口与所述的气体储存器的气体进口相连，所述的气体储存器的顶部气体出口与所述的涡流管的进口相连，所述的气体储存器的底部液体出口与所述的热源采集器的液体回收口相连，所述的涡流管的热端出口与所述的第一换热器的第一进口相连，所述的涡流管的冷端出口与所述的第一换热器的第一出口分别连接于所述的第二换热器的第一进口，所述的第二换热器的第一出口与所述的冷凝器的进口相连，所述的冷凝器的出口与所述的溶液泵的进口相连，所述的溶液泵的出口与所述的第二换热器的第二进口相连，所述的第二换热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光明，王征，唐黎明，吴孔祥，李涛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86