CN104864735A - 一种冷凝水余热利用与回收集成换热机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷凝水余热利用与回收集成换热机组主要由管壳式换热器、冷凝水贮水箱、冷凝水变频泵、板式换热器、余热循环泵、循环变频泵、补水变频泵和控制柜组成，在管壳式换热器的二次回水管上装有压力传感器二、循环变频泵、止回阀三和压力传感器三，在二次回水管上还分别接有余热循环管和余热供水管，余热循环管和余热供水管再分别与板式换热器连接，在余热循环管上装有余热循环泵，板式换热器还分别接有冷凝水加热管和冷凝水排出管，在冷凝水加热管上装有冷凝水变频泵。本发明的有益效果是，本发明具有系统配置齐全、换热效率高、占地少、投资省和智能性好等优点，而且热利用率高，供热成本低，节能减排效果好，便于推广应用。

Description

一种冷凝水余热利用与回收集成换热机组

技术领域

本发明涉及蒸汽换热技术领域，具体地说是一种冷凝水余热利用与回收集成换热机组。

背景技术

换热机组由于具有占地少、使用灵活和节能减排效果好等优点，目前已在许多住宅小区、商场、旅馆、学校、医院、工厂等场合广泛使用。蒸汽由于温度高、换热效率好、含热量高、热网管径小和降低投资等优点，在换热机组中应用广泛，但在以蒸汽为热源的换热机组中，将连续不断地产生冷凝水，这些冷凝水的温度一般都在60℃～80℃，将其直接回收或排放都存在大量的热能浪费。如何合理利用与回收冷凝水将成了蒸汽换热机组提高热利用率、降低供热成本的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热利用率高、供热成本低和智能性好的冷凝水余热利用与回收集成换热机组。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冷凝水余热利用与回收集成换热机组主要由管壳式换热器、冷凝水贮水箱、冷凝水变频泵、板式换热器、余热循环泵、循环变频泵、补水变频泵和控制柜组成，管壳式换热器的一次进口和一次出口分别接有蒸汽管和疏水管，疏水管再与冷凝水贮水箱连接，在蒸汽管上装有蒸汽温控阀，在疏水管上装有疏水器，管壳式换热器的二次进口和二次出口分别与二次回水管和二次供水管连接，在二次供水管上装有温控变送器，在二次回水管上装有过滤器，二次回水管在过滤器之后装有循环变频泵，二次回水管在循环变频泵之前、过滤器之后设有压力传感器二，二次回水管在循环变频泵之后装有止回阀三，二次回水管在循环变频泵之前、过滤器之后还分别接有余热循环管、泄压管和补水稳压管，二次回水管在止回阀三之后接有余热供水管，余热循环管和余热供水管再分别与板式换热器的二次进口和二次出口连接，在余热循环管上装有余热循环泵和止回阀二，所述补水稳压管再与冷凝水贮水箱的下部出口连接，在补水稳压管上装有补水变频泵，在泄压管上装有泄压电磁阀，所述板式换热器的一次进口和一次出口分别接有冷凝水加热管和冷凝水排出管，冷凝水加热管再与冷凝水贮水箱的底部出口连接，在冷凝水加热管上装有冷凝水变频泵，在冷凝水排出管装设有止回阀一和压力传感器一，所述冷凝水贮水箱内还设有水位传感器和温度传感器，在冷凝水贮水箱上部还接有补水管，在补水管上装有补水电磁阀。所述冷凝水变频泵、余热循环泵、循环变频泵、补水变频泵、蒸汽温控阀、补水电磁阀、水位传感器、温度传感器、压力传感器一、泄压电磁阀、压力传感器二、压力传感器三和温控变送器分别与控制柜接线连接，控制柜还与设置在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器连接，在控制柜内还装设有GPRS收发终端，所述GPRS收发终端主要对有关数据信号进行实时无线发送和接收，便于实现无线远程监控。

本发明的工作原理是，管壳式换热器对蒸汽管输送的蒸汽热源进行换热，蒸汽在管壳式换热器变成冷凝水，然后通过疏水管经过疏水器阻汽疏水之后进入冷凝水贮水箱贮存，冷凝水贮水箱水位上升，装在冷凝水贮水箱内的水位传感器检测冷凝水贮水箱水位，当检测到冷凝水贮水箱水位上升至系统预设定的高水位点及以上时，冷凝水变频泵启动和从冷凝水贮水箱内取水、并相对于压力传感器一依据系统预设的回收恒压值实行变频恒压运行，冷凝水贮水箱内的冷凝水通过冷凝水变频泵之后进入板式换热器，然后板式换热器再以冷凝水为热源进行余热利用和再次换热、降温，并最终通过冷凝水排出管接入热力外网予以回收，而且在冷凝水变频泵启动运行过程中，装在余热循环管上的余热循环泵随即启动和投入运行，板式换热器工作，二次回水管的一部分流量将通过余热循环管首先进入板式换热器进行加热、预热，然后通过余热供水管回流至二次回水管进入管壳式换热器形成循环，同时，冷凝水贮水箱水位下降，当检测到冷凝水贮水箱水位低于系统预设的低水位点时，冷凝水变频泵自动停机，余热循环泵也将随即停机和退出运行，板式换热器停止加热，如此反复运行，实现本发明冷凝水贮水箱内的冷凝水能够予以及时排出、并通过板式换热器进行降温处理与余热利用，从而提高了热利用率和达到节能目的；与此同时，循环变频泵相对于压力传感器三依据系统预设的出水恒压值实行变频恒压运行，所述压力传感器三用于检测循环变频泵的出水压力，当检测到循环变频泵的出水压力低于系统预设的出水恒压值时，循环变频泵将提高转速以增大循环流量，循环变频泵的出水压力将随之升高，反之降低循环变频泵转速以减小循环流量，循环变频泵的出水压力将下降，如此调节，实现本发明的循环变频泵的出水压力维持在系统预设的出水恒压值上运行，达到节能、安全效果，而且有利于调节余热循环泵启停所导致的压力变化；同时，装有二次供水管上的温控变送器检测二次供水管的出水温度，控制柜系统依据室外温度传感器检测到的室外环境温度自适应地给出二次供水管出水温度设定值，然后通过蒸汽温控阀相对于温控变送器按照系统给出的二次供水管出水温度设定值自动调节其开度，当检测到二次供水管出水温度低于系统给出的出水温度设定值，蒸汽温控阀将调大其开度，使蒸汽管流量增大，二次供水管出水温度随之升高，反之，则调小蒸汽温控阀开度和减小蒸汽管流量，二次供水管出水温度降低，如此调节，使二次供水管出水温度维持在系统给出的出水温度设定值上，实现本发明节能、舒适的供热效果；装在二次回水管上的压力传感器二检测循环变频泵进水压力，当检测到循环变频泵进水压力低于系统预设的回水压力恒定值时，补水变频泵将自动启动和从冷凝水贮水箱内取水，而且补水变频泵相对于压力传感器二依据系统预设的回水压力恒定值实行变频恒压补水、稳压运行，以使循环变频泵进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值上，当检测到循环变频泵进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值、并维持45s～90s时，补水变频泵将自动停机和进入休眠待机状态，如此反复，实现本发明的稳压、定压和停泵节能效果，当检测到循环变频泵进水压力高于系统预设的回水压力恒定值、且达到系统预设的超高压力值及以上时，装在泄压管上的泄压电磁阀将自动打开泄水、泄压，直至循环变频泵进水压力回落到系统预设的回水压力恒定值时，泄压电磁阀将自动关闭，当检测到循环变频泵进水压力低于系统预设的无水压力值时，停止运行中的循环变频泵及余热循环泵，待循环变频泵进水压力恢复、且检测到循环变频泵进水压力在系统预设的回水压力恒定值及以上时，循环变频泵自动启动和恢复为正常工作状态，余热循环泵也将恢复为正常状态；同样，当装在冷凝水贮水箱内的水位传感器检测到冷凝水贮水箱水位低于系统预设的缺水水位点时，将停止运行中的补水变频泵及冷凝水变频泵、并报警，待冷凝水贮水箱水位恢复、且检测到冷凝水贮水箱水位高于系统预设的低水位点时，报警自动消除，系统将自动恢复为正常状态。在利用补水变频泵对二次回水管系统进行注水时，由于在冷凝水贮水箱内无冷凝水贮存，装在补水管的补水电磁阀将自动打开进水，装在冷凝水贮水箱内的温度传感器检测冷凝水贮水箱温度，当在二次回水管系统注满水、且通过压力传感器二检测到循环变频泵进水压力达到系统预设的回水压力恒定值时，循环变频泵启动，蒸汽温控阀开启和自动调节，冷凝水通过疏水管进入冷凝水贮水箱，冷凝水贮水箱温度升高，当检测到冷凝水贮水箱温度高于系统预设的冷凝水产水温度值时，补水电磁阀将自动关闭和切断补水管，此时，系统将自动转换为以冷凝水贮水、补水、余热利用与回收的运行状态。

所述控制柜依据所述的室外温度传感器、温度传感器、温控变送器、水位传感器、压力传感器一、压力传感器二和压力传感器三检测到的各相关温度信号、水位信号、压力信号，对循环变频泵、余热循环泵、补水变频泵、冷凝水变频泵、蒸汽温控阀、补水电磁阀和泄压电磁阀分别进行全自动控制与保护，同时控制柜还通过GPRS收发终端以GPRS方式接收和发送相关的无线数据信号，实现本发明无人值守的远程无线监控与管理。

本发明的有益效果是，本发明具有系统配置齐全、换热效率高、占地少、投资省和智能性好等优点，而且热利用率高，供热成本低，节能减排效果好，便于推广应用。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

图中，1、管壳式换热器，2、冷凝水贮水箱，3、冷凝水变频泵，4、板式换热器，5、余热循环泵，6、循环变频泵，7、补水变频泵，8、控制柜，9、GPRS收发终端，10、室外温度传感器，11、蒸汽管，12、蒸汽温控阀，13、疏水器，14、疏水管，15、补水管，16、补水电磁阀，17、水位传感器，18、温度传感器，19、冷凝水加热管，20、冷凝水排出管，21、止回阀一，22、压力传感器一，23、止回阀二，24、余热供水管，25、余热循环管，26、补水稳压管，27、泄压电磁阀，28、泄压管，29、二次回水管，30、过滤器，31、压力传感器二，32、止回阀三，33、压力传感器三，34、二次供水管，35、温控变送器。

具体实施方式

下面就附图1对本发明的一种冷凝水余热利用与回收集成换热机组作以下详细地说明。

如附图1所示，本发明的一种冷凝水余热利用与回收集成换热机组主要由管壳式换热器1、冷凝水贮水箱2、冷凝水变频泵3、板式换热器4、余热循环泵5、循环变频泵6、补水变频泵7和控制柜8组成，管壳式换热器1的一次进口和一次出口分别接有蒸汽管11和疏水管14，疏水管14再与冷凝水贮水箱2连接，在蒸汽管11上装有蒸汽温控阀12，在疏水管14上装有疏水器13，管壳式换热器1的二次进口和二次出口分别与二次回水管29和二次供水管34连接，在二次供水管34上装有温控变送器35，在二次回水管29上装有过滤器30，二次回水管29在过滤器30之后装有循环变频泵6，二次回水管29在循环变频泵6之前、过滤器30之后设有压力传感器二31，二次回水管29在循环变频泵6之后装有止回阀三32，二次回水管29在循环变频泵6之前、过滤器30之后还分别接有余热循环管25、泄压管28和补水稳压管26，二次回水管29在止回阀三32之后接有余热供水管24，余热循环管25和余热供水管24再分别与板式换热器4的二次进口和二次出口连接，在余热循环管25上装有余热循环泵5和止回阀二23，所述补水稳压管26再与冷凝水贮水箱2的下部出口连接，在补水稳压管26上装有补水变频泵7，在泄压管28上装有泄压电磁阀27，所述板式换热器4的一次进口和一次出口分别接有冷凝水加热管19和冷凝水排出管20，冷凝水加热管19再与冷凝水贮水箱2的底部出口连接，在冷凝水加热管19上装有冷凝水变频泵3，在冷凝水排出管20装设有止回阀一21和压力传感器一22，所述冷凝水贮水箱2内还设有水位传感器17和温度传感器18，在冷凝水贮水箱2上部还接有补水管15，在补水管15上装有补水电磁阀16。所述冷凝水变频泵3、余热循环泵5、循环变频泵6、补水变频泵7、蒸汽温控阀12、补水电磁阀16、水位传感器17、温度传感器18、压力传感器一22、泄压电磁阀27、压力传感器二31、压力传感器三33和温控变送器35分别与控制柜8接线连接，控制柜8还与设置在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器10连接，在控制柜8内还装设有GPRS收发终端9，所述GPRS收发终端9主要对有关数据信号进行实时无线发送和接收，便于实现无线远程监控。

本发明的工作原理是，管壳式换热器1对蒸汽管11输送的蒸汽热源进行换热，蒸汽在管壳式换热器1变成冷凝水，然后通过疏水管14经过疏水器13阻汽疏水之后进入冷凝水贮水箱2贮存，冷凝水贮水箱2水位上升，装在冷凝水贮水箱2内的水位传感器17检测冷凝水贮水箱2水位，当检测到冷凝水贮水箱2水位上升至系统预设定的高水位点及以上时，冷凝水变频泵3启动和从冷凝水贮水箱2内取水、并相对于压力传感器一22依据系统预设的回收恒压值实行变频恒压运行，冷凝水贮水箱2内的冷凝水通过冷凝水变频泵3之后进入板式换热器4，然后板式换热器4再以冷凝水为热源进行余热利用和再次换热、降温，并最终通过冷凝水排出管20接入热力外网予以回收，而且在冷凝水变频泵3启动运行过程中，装在余热循环管25上的余热循环泵5随即启动和投入运行，板式换热器4工作，二次回水管29的一部分流量将通过余热循环管25首先进入板式换热器4进行加热、预热，然后通过余热供水管24回流至二次回水管29进入管壳式换热器1形成循环，同时，冷凝水贮水箱2水位下降，当检测到冷凝水贮水箱2水位低于系统预设的低水位点时，冷凝水变频泵3自动停机，余热循环泵5也将随即停机和退出运行，板式换热器4停止加热，如此反复运行，实现本发明冷凝水贮水箱2内的冷凝水能够予以及时排出、并通过板式换热器4进行降温处理与余热利用，从而提高了热利用率和达到节能目的；与此同时，循环变频泵6相对于压力传感器三33依据系统预设的出水恒压值实行变频恒压运行，所述压力传感器三33用于检测循环变频泵6的出水压力，当检测到循环变频泵6的出水压力低于系统预设的出水恒压值时，循环变频泵6将提高转速以增大循环流量，循环变频泵6的出水压力将随之升高，反之降低循环变频泵6转速以减小循环流量，循环变频泵6的出水压力将下降，如此调节，实现本发明的循环变频泵6的出水压力维持在系统预设的出水恒压值上运行，达到节能、安全效果，而且有利于调节余热循环泵5启停所导致的压力变化；同时，装有二次供水管34上的温控变送器35检测二次供水管34的出水温度，控制柜8系统依据室外温度传感器10检测到的室外环境温度自适应地给出二次供水管34出水温度设定值，然后通过蒸汽温控阀12相对于温控变送器35按照系统给出的二次供水管34出水温度设定值自动调节其开度，当检测到二次供水管34出水温度低于系统给出的出水温度设定值，蒸汽温控阀12将调大其开度，使蒸汽管11流量增大，二次供水管34出水温度随之升高，反之，则调小蒸汽温控阀12开度和减小蒸汽管11流量，二次供水管34出水温度降低，如此调节，使二次供水管34出水温度维持在系统给出的出水温度设定值上，实现本发明节能、舒适的供热效果；装在二次回水管29上的压力传感器二31检测循环变频泵6进水压力，当检测到循环变频泵6进水压力低于系统预设的回水压力恒定值时，补水变频泵7将自动启动和从冷凝水贮水箱2内取水，而且补水变频泵7相对于压力传感器二31依据系统预设的回水压力恒定值实行变频恒压补水、稳压运行，以使循环变频泵6进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值上，当检测到循环变频泵6进水压力稳定在系统预设的回水压力恒定值、并维持45s～90s时，补水变频泵7将自动停机和进入休眠待机状态，如此反复，实现本发明的稳压、定压和停泵节能效果，当检测到循环变频泵6进水压力高于系统预设的回水压力恒定值、且达到系统预设的超高压力值及以上时，装在泄压管28上的泄压电磁阀27将自动打开泄水、泄压，直至循环变频泵6进水压力回落到系统预设的回水压力恒定值时，泄压电磁阀27将自动关闭，当检测到循环变频泵6进水压力低于系统预设的无水压力值时，停止运行中的循环变频泵6及余热循环泵5，待循环变频泵6进水压力恢复、且检测到循环变频泵6进水压力在系统预设的回水压力恒定值及以上时，循环变频泵6自动启动和恢复为正常工作状态，余热循环泵5也将恢复为正常状态；同样，当装在冷凝水贮水箱2内的水位传感器17检测到冷凝水贮水箱2水位低于系统预设的缺水水位点时，将停止运行中的补水变频泵7及冷凝水变频泵3、并报警，待冷凝水贮水箱2水位恢复、且检测到冷凝水贮水箱2水位高于系统预设的低水位点时，报警自动消除，系统将自动恢复为正常状态。在利用补水变频泵7对二次回水管29系统进行注水时，由于在冷凝水贮水箱2内无冷凝水贮存，装在补水管15的补水电磁阀16将自动打开进水，装在冷凝水贮水箱2内的温度传感器18检测冷凝水贮水箱2温度，当在二次回水管29系统注满水、且通过压力传感器二31检测到循环变频泵6进水压力达到系统预设的回水压力恒定值时，循环变频泵6启动，蒸汽温控阀12开启和自动调节，冷凝水通过疏水管14进入冷凝水贮水箱2，冷凝水贮水箱2温度升高，当检测到冷凝水贮水箱2温度高于系统预设的冷凝水产水温度值时，补水电磁阀16将自动关闭和切断补水管15，此时，系统将自动转换为以冷凝水贮水、补水、余热利用与回收的运行状态。

所述控制柜8依据所述的室外温度传感器10、温度传感器18、温控变送器35、水位传感器17、压力传感器一22、压力传感器二31和压力传感器三33检测到的各相关温度信号、水位信号、压力信号，对循环变频泵6、余热循环泵5、补水变频泵7、冷凝水变频泵3、蒸汽温控阀12、补水电磁阀16和泄压电磁阀27分别进行全自动控制与保护，同时控制柜8还通过GPRS收发终端9以GPRS方式接收和发送相关的无线数据信号，实现本发明无人值守的远程无线监控与管理。

Claims (1)

1.一种冷凝水余热利用与回收集成换热机组主要由管壳式换热器、冷凝水贮水箱、冷凝水变频泵、板式换热器、余热循环泵、循环变频泵、补水变频泵和控制柜组成，管壳式换热器的一次进口和一次出口分别接有蒸汽管和疏水管，疏水管再与冷凝水贮水箱连接，在蒸汽管上装有蒸汽温控阀，在疏水管上装有疏水器，管壳式换热器的二次进口和二次出口分别与二次回水管和二次供水管连接，在二次供水管上装有温控变送器，在二次回水管上装有过滤器，二次回水管在过滤器之后装有循环变频泵，二次回水管在循环变频泵之前、过滤器之后设有压力传感器二，二次回水管在循环变频泵之后装有止回阀三，其特征在于，二次回水管在循环变频泵之前、过滤器之后还分别接有余热循环管、泄压管和补水稳压管，二次回水管在止回阀三之后接有余热供水管，余热循环管和余热供水管再分别与板式换热器的二次进口和二次出口连接，在余热循环管上装有余热循环泵和止回阀二，所述补水稳压管再与冷凝水贮水箱的下部出口连接，在补水稳压管上装有补水变频泵，在泄压管上装有泄压电磁阀，所述板式换热器的一次进口和一次出口分别接有冷凝水加热管和冷凝水排出管，冷凝水加热管再与冷凝水贮水箱的底部出口连接，在冷凝水加热管上装有冷凝水变频泵，在冷凝水排出管设有压力传感器一，所述冷凝水贮水箱内还设有水位传感器和温度传感器，在冷凝水贮水箱上部还接有补水管，在补水管上装有补水电磁阀，所述控制柜与设置在室外用于检测室外环境温度的室外温度传感器连接，在控制柜内还装设有GPRS收发终端。