CN114251874A - 一种紧凑化余热利用系统及其余热利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用余热进行供热的技术领域，尤其是涉及一种紧凑化余热利用系统及其余热利用方法。包括第一类吸收式热泵、换热器和用热需求端，所述第一类吸收式热泵包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，所述换热器包括高温通道和低温通道，所述用热需求端通过管道依次连接所述蒸发器、所述低温通道、所述吸收器、所述冷凝器和所述热用户端，形成循环回路；所述发生器进口连接驱动热源，所述高温通道进口连接余热源。本发明通过采用新的余热利用方式，省略了中介水循环系统，取缔了中介水的相关设备，降低了余热回收的综合成本，提供了一种更紧凑、简单、节能的流程，为最大程度回收余热提供了条件。

Description

一种紧凑化余热利用系统及其余热利用方法

技术领域

本发明涉及利用余热进行供热的技术领域，尤其是涉及一种紧凑化余热利用系统及其余热利用方法。

背景技术

目前，各种热泵装置已经广泛的应用于各种余热回收系统中，其中增热型吸收式热泵以高温热能为驱动力，提取低温余热，供应采暖、热水或工艺用热，具有一定的节能、环保和经济效益，得到了广泛的应用。

但常规的吸收式热泵如果用来回收含有一些特殊成分/要求的余热源(如水质不好的余热水)或其他不能用来直接进入热泵回收的余热源时，就需要在吸收式热泵与余热源之间，增加一套中介水循环水系统，采用中介水先与余热源进行换热，再利用中介水循环水泵将中介水打入到热泵机组中进行热量回收。

该流程中增设中介循环水泵、中介水补水泵、补水箱、软水装置等相关辅助设备及控制元器件，这些增加的设备造成了余热回收投资和运行成本(如电能、化学药剂的消耗)的增加，控制策略变的复杂，不利于控制；并且余热源先与中介水换热，中介水再进入热泵进行热量回收，由于换热端差的原因，损失了一部分热量。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种紧凑化余热利用系统，该紧凑化余热利用系统能够省略中介水循环，充分利用余热源的热量，提高余热回收转化率，提高管网输送能力。

本发明的第二目的在于提供一种紧凑化余热利用系统的余热利用方法。

本发明提供一种紧凑化余热利用系统，包括第一类吸收式热泵、换热器和用热需求端，所述第一类吸收式热泵包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，所述换热器包括高温通道和低温通道，

所述热用户端通过管道依次连接所述蒸发器、所述低温通道、所述吸收器、所述冷凝器和所述热用户端，形成循环回路；

所述发生器进口连接驱动热源，所述高温通道进口连接余热源。

优选地，所述热用户端与所述蒸发器之间的管道上设有循环泵。

优选地，所述循环泵与所述低温通道进口之间通过连接管道连通。

优选地，所述连接管道上设有第一阀门。

优选地，所述驱动热源为高品位热源。

优选地，所述换热器为板式换热器或管壳式换热器。

优选地，所述循环回路中采用的介质为水，所述低温管道内的水温低于所述余热源的温度。

一种紧凑化余热利用系统的余热利用方法，包括以下步骤：

S1.所述驱动热源进入所述发生器，在所述发生器内部进行释放热量，；

S2.水在所述用热需求端释放热量进行供热，之后进入所述蒸发器释放热量，降温后的水进入所述低温通道，所述余热源进入所述高温通道，所述低温通道内的水吸收所述高温通道内部释放的热量，吸收热量后的水进入所述第一类吸收式热泵，依次经过所述吸收器和所述冷凝器吸收所述驱动热源释放的热量和所述蒸发器释放的热量，升温后的水重新进入用热需求端，完成一次循环。

优选地，步骤S2中水在所述热用户端释放热量进行供热，之后分为两路，一路进入所述蒸发器释放热量，降温后的水进入所述低温通道，另一路直接进入所述低温通道。

有益效果：

本发明通过采用新的余热利用方式，省略了中介水循环系统，取缔了中介水的相关设备，既减少了余热利用系统的初投资，又避免了中介水循环系统中相关设备需要额外消耗的电量、化学药剂这些运行成本，降低了余热回收的综合成本，提供了一种更紧凑、简单、节能的流程，为最大程度回收余热提供了条件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

附图标记说明：

1-发生器，2-蒸发器，3-吸收器，4-冷凝器，5-第一阀门，6-循环泵，7-第一类吸收式热泵，8-换热器，9-低温通道，10-高温通道，11-用热需求端。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

一种紧凑化余热利用系统，如图1所示，包括第一类吸收式热泵7、换热器8和用热需求端11，换热器8包括高温通道10和低温通道9，第一类吸收式热泵7包括发生器1、冷凝器4、蒸发器2和吸收器3。第一类吸收式热泵7的工作原理及内部结构为本领域常规技术，在此不进行相关赘述。

用热需求端11通过管道依次连接蒸发器2、低温通道9、吸收器3、冷凝器4和热用户端11，形成循环回路；用热需求端11与蒸发器2之间的管道上设有循环泵6，为循环提供动力。循环泵6与低温通道9进口之间直接通过连接管道连通。

循环回路中的介质为水，在供热过程中为中温水。低温管道9内的水温低于余热源的温度，便于换热器8进行工作，方便吸收余热源释放的热量。

连接管道上设有第一阀门5，通过控制第一阀门5的开关可以调整管道中的水全部或者部分进入蒸发器2释放热量。通过调节第一阀门5，也可以控制水进入蒸发器2的比例，从而控制降温后的温度低于余热源的温度。

发生器1进口连接驱动热源，驱动热源为高品位热源。高温通道10进口连接余热源，余热源为需要进行回收的热量。

换热器8为板式换热器或管壳式换热器。

工作过程：

一种紧凑化余热利用系统的余热利用方法，余热利用过程如下：

S1.驱动热源输入发生器1，在发生器1内部进行释放热量Q2；

S2.水在用热需求端11释放热量进行供热，之后分为两路，两条支路上均设有阀门，将阀门打开，管道中的水一路进入蒸发器2释放热量Q1，进行降温，热量Q1被第一类吸收式热泵7吸收；

另一路直接进入低温通道9，两路混合，低温通道9内水温低于余热源的温度，在低温通道9中吸收余热源在高温通道10内释放的热量Q3，之后再次进入第一类吸收式热泵7，依次经过吸收器3和冷凝器4吸收热量Q4，升温后的中温水重新进入热用户端，完成一次循环。

热量Q4等于第一类吸收式热泵7中的蒸发器2回收的热量Q1和进入第一类吸收式热泵7的驱动热源释放的热量Q2两者之和。

通过调节第一阀门5的开关，可以调节进入蒸发器2释放热量的水量。当关闭第一阀门5时，水在用热需求端11释放热量进行供热，之后全部进入蒸发器2释放热量，降温后的水进入低温通道9，余热源进入高温通道10，低温通道9内的水吸收高温通道10内部释放的热量，吸收热量后的水进入第一类吸收式热泵，依次经过吸收器3和冷凝器4吸收驱动热源释放的热量和蒸发器释放的热量，升温后的水重新进入热用户端，完成一次循环。

在上述循环过程中，只需要对中温水进行加热，中温水得到的热量为余热源释放的热量Q3和在第一类吸收式热泵7中吸收的热量Q4。省略了中介水循环，避免了热量丧失，中温水在进入换热器之前经过蒸发器进行降温，提高了对余热的利用率，同时释放的热量被第一类吸收式热泵7吸收，在之后的循环过程中热量回到中温水中，降低了热量损耗，提供了一种更紧凑、简单、节能的余热利用方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种紧凑化余热利用系统，其特征在于，包括第一类吸收式热泵、换热器和用热需求端，所述第一类吸收式热泵包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，所述换热器包括高温通道和低温通道，

所述用热需求端通过管道依次连接所述蒸发器、所述低温通道、所述吸收器、所述冷凝器和所述用热需求端，形成循环回路；

所述发生器进口连接驱动热源，所述高温通道进口连接余热源。

2.根据权利要求1所述的紧凑化余热利用系统，其特征在于，所述用热需求端与所述蒸发器之间的管道上设有循环泵。

3.根据权利要求2所述的紧凑化余热利用系统，其特征在于，所述循环泵与所述低温通道进口之间通过连接管道连通。

4.根据权利要求3所述的紧凑化余热利用系统，其特征在于，所述连接管道上设有第一阀门。

5.根据权利要求1所述的紧凑化余热利用系统，其特征在于，所述驱动热源为高品位热源。

6.根据权利要求1所述的紧凑化余热利用系统，其特征在于，所述换热器为板式换热器或管壳式换热器。

7.根据权利要求1所述的紧凑化余热利用系统，其特征在于，所述循环回路中采用的介质为水，所述低温管道内的水温低于所述余热源的温度。

8.一种权利要求1-7任一所述的紧凑化余热利用系统的余热利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.所述驱动热源进入所述发生器，在所述发生器内部释放热量；

S2.水在所述用热需求端释放热量进行供热，之后进入所述蒸发器释放热量，降温后的水进入所述低温通道，所述余热源进入所述高温通道，所述低温通道内的水吸收所述高温通道内部释放的热量，吸收热量后的水进入所述第一类吸收式热泵，依次经过所述吸收器和所述冷凝器吸收所述驱动热源释放的热量和所述蒸发器释放的热量，升温后的水重新进入热用户端，完成一次循环。

9.根据权利要求8所述的紧凑化余热利用系统的余热利用方法，其特征在于，步骤S2中水在所述用热需求端释放热量进行供热，之后分为两路，一路进入所述蒸发器释放热量，降温后的水进入所述低温通道，另一路直接进入所述低温通道。

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