CN108036383A - 余热储热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种余热储热回收系统,包括:废物料单元、储热单元和供热单元。废物料单元包括废物料排放装置和与废物料排放装置流体连通的废物料回收装置。储热单元包括蓄热装置,蓄热装置能够在储热状态和放热状态之间切换,当蓄热装置处于储热状态时,储热单元与所述废物料单元流体连通,蓄热装置吸收并储存废物料的热能,当蓄热装置处于放热状态时,蓄热装置释放所储存的热能。当蓄热装置处于放热状态时,供热单元与储热单元流体连通,以接收储热单元释放的热能。根据本发明的余热储热回收系统,能够实现间歇性或连续性废物料的热能以最高比例回收,在用热时实现连续稳定或间歇式按需供热,实现用热端双向平衡调节手段。
Description
技术领域
本发明涉及能源利用领域,具体地,本发明涉及一种余热储热回收系统。
背景技术
随着近些年来节能减排,降本增效等新措施,国内钢铁冶金、有色冶金、水泥、石化、陶瓷、化工、玻璃等行业大力发展了节能工作,主要集中在一次能源节约和二次能源回收利用两个层面,一次能源消耗量逐步降低,二次能源回收量逐步提高。
以往的节能工作主要集中在高温节能技术的使用,比如针对生产设备的节约煤、节约油、节约电、节约水、节约燃气、节约蒸汽等相关技术,以及高温余热回收利用、余压回收利用、副产煤气回收利用等余热余能回收技术。这些技术的使用往往能够取得较好的效果,使企业的能耗明显降低,并取得较好的经济效益。
对于企业的全面节能,主要是综合评估一次能源的消耗、二次能源的回收,以及排放废气废热的热能利用,高温连续性热源可以借助的装置主要有燃烧锅炉、余热锅炉等。这些措施的使用,对于大型工业企业的能耗降低起到了积极作用,在一定程度上也能节约能源的消耗量。但仍有大量的低温废物料,以废气或废液的方式,被白白的浪费掉,并且带来了严重的热污染。特别是大型和中小型工业企业广泛存在有间歇性、小流量的污水或烟气的排放等,这些污水或烟气一直没有很好的利用方式。
在供热领域,一直以蒸汽采暖和蒸汽换热的集中换热站供热为主,在近一年,国家推进洁净供暖,采取了一系列电代煤、气代煤、光热供暖等举措。但是由于运行成本过高、投资成本过高或者技术不成熟等原因,并没有特别理想的技术经济双优的方式将工业余热结合蓄热装置用于供热领域用作企业自用热或区域供热的调节手段。
因此,需要提供一种余热储热回收系统以至少部分地解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题,根据本发明公开了一种余热储热回收系统。所述余热储热回收系统包括:废物料单元、储热单元和供热单元。所述废物料单元包括废物料排放装置和与所述废物料排放装置流体连通的废物料回收装置,所述废物料排放装置用于排放废物料,所述废物料回收装置用于回收所述废物料。所述储热单元包括蓄热装置,所述蓄热装置能够在储热状态和放热状态之间切换,当所述蓄热装置处于所述储热状态时,所述储热单元与所述废物料单元流体连通,所述蓄热装置吸收并储存所述废物料的热能,当所述蓄热装置处于所述放热状态时,所述蓄热装置释放所储存的热能。当所述蓄热装置处于所述放热状态时,所述供热单元与所述储热单元流体连通,以接收所述储热单元释放的热能。
根据本发明的余热储热回收系统,能够实现间歇性废物料或连续性废物料的热能以最高比例回收,在用热时实现连续稳定或间歇式按需供热,为间歇式废物料的热能回收提供了有效手段,实现用热端双向平衡调节手段。
可选地,所述蓄热装置包括蓄热材料和设置于所述蓄热材料内部的流体输送管道,所述蓄热材料能够将所述流体输送管道内的流体的热能储存或能够将储存的热能释放给所述输送管道内的流体。
根据本方案,蓄热装置能够实现热能的储存和释放,以使得蓄热装置能够实现间歇性热源或连续性热源的热能的储存,并能够在需要时实现间隙性或者连续性热能的释放。
可选地,所述废物料为废液,当所述蓄热装置处于所述储热状态时,从所述废物料排放装置排放的所述废液流入所述蓄热装置并经所述蓄热装置吸收热能降温后流入所述废物料回收装置。
根据本方案,能够实现废物料的热能的回收,防止废物料的热能被浪费掉。
可选地,所述储热单元还包括第一换热器,当所述蓄热装置处于所述放热状态时,所述第一换热器的高温侧与所述蓄热装置流体连通以形成第一循环回路,所述第一循环回路的管路中设置有第一循环工质,所述第一换热器的低温侧与所述供热单元流体连通。
根据本方案,当蓄热装置处于放热状态时,第一换热器和蓄热装置形成循环回路,以使得第一循环工质能够不断地吸收蓄热装置中储存的热能,并将热能换热释放给第一循环工质,第一循环工质吸热升温后进入第一换热器,在第一换热器内放热使得供热介质能够在第一换热器内吸热升温。
可选地,所述供热单元包括设置在所述第一换热器下游并且与所述第一换热器的低温侧流体连通的缓冲水箱。
根据本方案,能够将经过升温的供热介质暂存在缓冲水箱中,以进一步实现间歇性或连续性供热。
可选地,所述储热单元还包括设置在所述第一循环回路中的稳压箱,所述稳压箱用于稳定所述第一循环回路的管路中的第一循环工质的压力。
根据本方案,当第一循环回路中第一循环工质的压力过高或者过低时,稳压箱能够实现上水或者对第一循环回路进行补水。
可选地,所述蓄热装置与所述废物料排放装置和所述第一换热器之间设置有第一三通阀,所述蓄热装置与所述废物料回收装置和所述第一换热器之间设置有第二三通阀。
根据本方案,通过对第一三通阀和第二三通阀的阀门的开启和关闭,能够更好地控制流体进入或者流出蓄热装置,以实现蓄热装置在储热状态和放热状态之间切换。
可选地,所述废物料为废气,所述储热单元还包括第二换热器,当所述蓄热装置处于所述储热状态时,所述第二换热器的高温侧与所述废物料单元流体连通,所述第二换热器的低温侧与所述蓄热装置流体连通以形成第二循环回路,所述第二循环回路中设置有第二循环工质。
根据本方案,当蓄热装置处于储热状态时,从废物料排放装置排出的具有余温的废气在第二换热器中放热降温后流入废物料回收装置。第二换热器与蓄热装置形成循环回路,以使得第二循环工质在第二换热器能够不断地吸收废气的所放出的热能,经过吸热升温后的第二循环工质进入蓄热装置后,蓄热装置吸收经过吸热升温后的第二循环工质的热能,以能够实现热能的连续储存。
可选地,所述供热单元包括设置在所述蓄热装置下游的缓冲水箱和位于所述蓄热装置上游的用于供应供热介质的供热介质源,当所述蓄热装置处于所述放热状态时,所述供热介质流入所述蓄热装置经由所述蓄热装置释放热能升温后流入所述缓冲水箱。
根据本方案,能够将经过升温的供热介质暂存在缓冲水箱中,以进一步实现连续性或者间歇性供热。
可选地,所述蓄热装置与所述第二换热器和所述缓冲水箱之间设置有第三三通阀,所述蓄热装置与所述第二换热器和所述供热介质源之间设置有第四三通阀。
根据本方案,通过对第三三通阀和第四三通阀的阀门的开启和关闭,能够更好地控制流体进入或者流出蓄热装置,以实现蓄热装置在储热状态和放热状态之间切换。
附图说明
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述,用来解释本发明的原理。在附图中,
图1为根据本发明的第一实施方式的余热储热回收系统的流程示意图,其中废物料为废液,蓄热装置处于储热状态;
图2为图1中的余热储热回收系统的流程示意图,其中蓄热装置处于放热状态;
图3为根据本发明的第二实施方式的余热储热回收系统的流程示意图,其中废物料为废气,蓄热装置处于储热状态;以及
图4为图3中的余热储热回收系统流程示意图,其中蓄热装置处于放热状态。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明实施方式发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式,将在下列的描述中提出详细的结构。显然,本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。
第一实施方式
图1和图2示出了本发明的第一实施方式的余热储热回收系统100的示意图。在本实施方式中,余热储热回收系统100主要可以包括废物料单元、储热单元和供热单元。下面将结合图1和图2详细描述本发明的第一实施方式的余热储热回收系统100。
余热储热回收系统100的废物料单元包括废物料排放装置21和废物料回收装置22。废物料排放装置21用于排放废物料。通常,这些废物料都具有余热。废物料回收装置22用于回收上述废物料。其中,在本实施方式中,废物料可以为废液。
废物料排放装置21和废物料回收装置22流体连通。需要说明的是,本文所称的“连通”可以是直接连通,也可以是间接连通。彼此流体连通的两个装置或单元中的一个中的流体能够进入另一个。
具体地,在本实施方式中,废物料排放装置21和废物料回收装置22之间能够经管路L1直接流体联通。在管路L1上可以设置有阀门23。可选地,阀门23可以为电动阀。阀门23可以选择性地开启或关闭。当阀门23开启时,废物料排放装置21与废物料回收装置22直接流体连通,来自废物料排放装置21的废液可以经由管路L1直接流入废物料回收装置22。废物料排放装置21与废物料回收装置22还可以通过接下来将要详细描述的储热单元间接地流体连通。
具体地,储热单元包括蓄热装置31。蓄热装置31能够在储热状态(图1)和放热状态(图2)之间切换。当蓄热装置31处于储热状态时,储热单元与废物料单元流体连通。具体地,储热单元可以与废物料单元的废物料排放装置21和废物料回收装置22均流体连通,使得蓄热装置31能够吸收并储存从废物料排放装置21排出的废物料的热能,并且在蓄热装置31中经过放热降温的废物料可以流入废物料回收装置22中。
当蓄热装置31处于放热状态时,蓄热装置31能够将所储存的热能释放。具体地,当蓄热装置31处于放热状态时,储热单元与接下来将要详细描述的供热单元流体连通,使得流过供热单元的供热介质能够吸收储热单元的蓄热装置31所释放的热能。
具体地,在本实施方式中,蓄热装置31是以蓄热材料为主的蓄热装置。蓄热材料可以为例如固体蓄热材料,其主要利用固体材料具有良好的显热蓄热能力的特点,并在蓄热材料内部设置有流体输送管道。高温工质(例如具有余热的废物料)流入蓄热装置31的流体输送管道内时向固体蓄热材料放热,蓄热材料将热量储存在蓄热装置31内,低温工质(例如供热介质)流入蓄热装置31的流体输送管道时蓄热材料释放热量以供低温工质吸热。
储热单元还包括第一换热器32。第一换热器32和蓄热装置31设置在第一回路C1上。第一换热器32具有两个入口阀和两个出口阀,分别为高温侧入口阀321、高温侧出口阀322、低温侧入口阀323和低温侧出口阀324。高温侧入口阀321和高温侧出口阀322设置在第一回路C1上。从高温侧入口阀321到高温侧出口阀322的管路之间构成了第一换热器32的高温侧。从低温侧入口阀323到低温侧出口阀324的管路之间构成了第一换热器32的低温侧。当蓄热装置31处于放热状态时,第一换热器32的高温侧与蓄热装置31流体连通,第一换热器32的低温侧与供热单元流体连通。
储热单元还包括第一三通阀33。第一三通阀33位于蓄热装置31与废物料排放装置21和第一换热器32(具体地,第一换热器32的高温侧入口阀321)之间。通过第一三通阀33,蓄热装置31可以与废物料排放装置21或第一换热器32连通。具体地,当蓄热装置31处于储热状态时,蓄热装置31通过第一三通阀33与废物料排放装置21流体连通;当蓄热装置31处于放热状态时,蓄热装置31通过第一三通阀33与废物料排放装置21流体连通。
可选地,废物料排放装置21与蓄热装置31之间还可以设置有阀门34和测量装置35。可选地,阀门34可以为电动阀。测量装置35设置在阀门34的下游,以用于测量从阀门34流出的废液的流量。测量装置35和阀门34均可以设置在第一三通阀33的上游,即第一三通阀33与废物料排放装置21之间。
储热单元还可以包括第一调节阀组36,第一调节阀组36设置在第一回路C1上并位于第一三通阀33和蓄热装置31之间。具体地,第一调节阀组36包括调节阀361、前阀362、后阀363和旁路阀364。前阀362和后阀363可以为截止阀。在正常情况下,当废液需要流经第一调节阀组36时,调节阀361、前阀362和后阀363处于打开状态,旁路阀364处于关闭状态的,废液依次流过前阀362、调节阀361和后阀363。当调节阀361发生泄漏或者堵塞时,可以关闭前阀362和后阀363,打开旁路阀364,此时废液可以通过旁路阀364流出。
储热单元还可以包括第二三通阀37,第二三通阀37位于蓄热装置31与废物料回收装置22和第一换热器32(具体地,第一换热器32的高温侧出口阀322)之间。通过第二三通阀37,蓄热装置31可以与废物料回收装置22或第一换热器32流体连通。具体地,当蓄热装置31处于储热状态时,蓄热装置31通过第二三通阀37与废物料回收装置22流体连通;当蓄热装置31处于放热状态时,蓄热装置31通过第二三通阀37与第一换热器32流体连通。
如图2所示,储热单元还可以包括设置在第一回路C1中的泵38和稳压箱39。泵38优选地设置在第二三通阀37和第一换热器32之间。当蓄热装置31处于放热状态时,泵38可以用于向蓄热装置31泵送液体。稳压箱39优选地设置在泵38和第一换热器32之间。稳压箱39可以稳定第一回路C1中液体的压力,以当第一回路C1的管路中压力过高或过低时,实现上水或对第一回路C1中的管路进行补水。
需要说明的是,废物料排放装置21和废物料回收装置22还可以通过第一换热器32的高温侧流体连通。即废物料排放装置21可以与第一换热器32的高温侧入口阀321直接流体连通,废物料回收装置22可以与第一换热器32的高温侧出口阀322直接流体连通。当蓄热装置31出现故障时,废物料排放装置21排放的废物料可以直接在第一换热器32中进行热交换释放能量之后流入废物料回收装置22中。当然,在这种情况下,即使在蓄热装置31正常工作并且蓄热装置31处于储热状态时,从废物料排放装置21排出的废物料流经阀门34和测量装置35之后,小部分废物料也可以流入测量装置35与第一换热器32的高温侧入口阀321之间的管路中,并且在第一换热器32的高温侧入口阀321开启的状态下流入第一换热器32的高温侧而成为第一回路C1中的循环工质。
如上所述地,当蓄热装置31处于放热状态时,供热单元与储热单元流体连通,以接收储热单元释放的热能。具体地,如上所述地,在本实施方式中,供热单元可以与第一换热器32的低温侧流体连通。
供热单元可以包括位于第一换热器32(具体地,第一换热器32的低温侧入口阀323)的上游的供热介质源41和第二调节阀组42。供热介质源41位于第二调节阀组42的上游。供热介质源41用于供应供热介质,供热介质通常为生活用水,生活用水的温度可以大致在15°左右。
优选地在供热介质源41和第二调节阀组42之间还设置有测量装置43,测量装置43用于测量流入第二调节阀组42的供热介质的流量。第二调节阀组42和第一调节阀组36的构造和功能大致相同,这里不再进行详细的描述。
供热单元还可以包括位于第一换热器32下游的缓冲水箱44和位于缓冲水箱44下游的运输装置48。当蓄热装置31处于放热状态时,缓冲水箱44能够与第一换热器32流体连通。具体地,缓冲水箱44能够与第一换热器32的低温侧流体连通,以使供热介质能够在第一换热器32中吸热升温。
供热单元还可以包括泵45。泵45可以设置在缓冲水箱44和运输装置48之间。泵45的上游和下游还可以分别设置有阀门46和阀门47。阀门46可以为截止阀。阀门47可以为电动阀。
下面将对本实施方式的余热储热回收系统100的工作过程进行详细的描述。余热储热回收系统100的工作过程主要包括蓄热装置31的储热过程或蓄热装置31的放热过程。
参考图1,图1中的箭头示出了蓄热装置31处于储热状态时余热储热回收系统100中的流体的流向。当蓄热装置31处于储热状态时,管路L1上的阀门23和第一换热器32的高温侧入口阀321关闭。第一三通阀33处于使废物料排放装置21与蓄热装置31流体连通的状态。第二三通阀37处于使蓄热装置31与废物料回收装置22流体连通的状态。因此,从废物料排放装置21排出的废液经过阀门34和测量装置35之后大部分废物料流经第一三通阀33和第一调节阀组36之后进入蓄热装置31,蓄热装置31内的储热材料吸收废物料的热能,废物料降温后流经第二三通阀37后流入废物料回收装置22。
参考图2,图2中的箭头示出了蓄热装置31处于放热状态时余热储热回收系统100中的流体的流向。当蓄热装置31处于放热状态时,阀门34处于关闭状态,第一三通阀33和第二三通阀37均处于使蓄热装置31与第一换热器32的高温侧流体连通的状态,即第一换热器32的高温侧和蓄热装置31在第一回路C1中流体连通以形成第一循环回路。在第一循环回路中可以设置有第一循环工质,第一循环工质可以为水或者如上所述地在储热状态下流入阀门34与第一换热器32的高温侧入口阀321之间的管路中的废物料。第一换热器32的低温侧可以与供热单元流体连通。
具体地,一方面,第一循环回路中的第一循环工质在泵38的作用下通过第二三通阀37进入蓄热装置31吸收蓄热装置31释放的热能升温后,再流经第一调节阀组36和第一三通阀33之后经由第一换热器32的高温侧入口阀321流入第一换热器32的高温侧,在经换热降温后经由第一换热器32的高温侧出口阀322、泵38以及第二三通阀37再次流入蓄热装置31内吸热蓄热装置31所释放的热能,如此循环。另一方面,供热介质源41供应的供热介质流经第二调节阀组42之后经由第一换热器32的低温侧入口阀323流入第一换热器32的低温侧进行换热升温,然后可以经由第一换热器32的低温侧出口阀324流入缓冲水箱44以暂存在缓冲水箱44中。经过换热升温后的供热介质的温度可以达到85~90℃,当需要供热时将阀门46和47开启,在泵45的作用下,缓冲水箱44内经过升温的供热介质可以被输送至运输装置48。
需要说明的是,当废物料排放装置21间歇排放废物料时,蓄热装置31可以间歇地储存废物料的能量。当废物料排放装置21连续排放废物料时,通过调节管路L1上的阀门23和阀门34可以使得蓄热装置31可以连续或者间歇地储存废物料的热能。此外,通过调节管路L1上的阀门23和阀门34,还可以在废物料排放装置21排放废物料的同时利用蓄热装置31所储存的热能。具体地,当需要利用蓄热装置31所储存的热能时,可以打开管路L1上的阀门23而关闭阀门34,使得废物料排放装置21所排放的废物料可以直接经由管路L1流入废物料回收装置22中。
根据本实施方式的余热储热回收系统100能够实现间歇性废液或连续性废液的热能以最高比例回收,在用热时实现连续稳定或间歇式按需供热,为间歇式废液的热能回收提供了有效手段,实现用热端双向平衡调节手段。
第二实施方式
图3和图4示出了本发明的第二实施方式的余热储热回收系统200的示意图。在本实施方式中,余热储热回收系统200同样可以包括废物料单元、储热单元和供热单元。
废物料单元同样包括废物料排放装置221和废物料回收装置222。废物料排放装置221和废物料回收装置222流体连通。与第一实施方式不同的是,废物料排放装置221排放的废物料为废气。
储热单元同样包括蓄热装置231。蓄热装置231能够在储热状态和放热状态之间切换。当蓄热装置231处于储热状态时,储热单元与废物料单元流体连通,使得蓄热装置231能够吸收并储存从废物料排放装置221排出的废物料的热能。具体地,在本实施方式中,储热单元的第二换热器51与废物料单元流体连通,这将在下文中详细描述。当蓄热装置231处于放热状态时,蓄热装置231能够将所储存的热能释放。具体地,当蓄热装置231处于放热状态时,储热单元与接下来将要详细描述的供热单元流体连通,使得流过供热单元的供热介质能够吸收储热单元的蓄热装置231所储存的热能。如图3和图4所示,储热单元包括第二换热器51。当蓄热装置231处于储热状态时,第二换热器51与废物料单元流体联通。具体地,第二换热器51具有两个入口阀和两个出口阀,分别为高温侧入口阀511、高温侧出口阀512、低温侧入口阀513和低温侧出口阀514。其中,从高温侧入口阀511到高温侧出口阀512的管路之间构成了第二换热器51的高温侧。从低温侧入口阀513到低温侧出口阀514的管路之间构成了第二换热器51的低温侧。
当蓄热装置231处于储热状态时,废物料单元与第二换热器51的高温侧流体连通。具体地,废物料排放装置221与第二换热器51的高温侧入口阀511流体连通。废物料回收装置222与第二换热器51的高温侧出口阀512连通。
当蓄热装置231处于储热状态时,蓄热装置231与第二换热器51的低温侧流体连通。具体地,蓄热装置231和第二换热器51设置在第二回路C2上,蓄热装置231的两端分别与第二换热器51的低温侧出口阀514和低温侧入口阀513流体连通。第二回路C2中设置有第二循环工质。当蓄热装置231处于储热状态时,第二循环工质可以在第二回路C2中流动,以形成第二循环回路。
在本实施方式中,设置有两个并联的蓄热装置231。可以根据需要实现两个蓄热装置231同时工作,或者只有一个蓄热装置231工作,而另一个蓄热装置231作为备用蓄热装置。本领域技术人员可知,蓄热装置231的数量不限于本实施方式,可以根据实际需要设置蓄热装置231的数量。
供热单元包括缓冲水箱71。在第二回路C2上设置有第三三通阀61,第三三通阀61设置在蓄热装置231与第二换热器51(具体地,第二换热器51的低温侧出口阀514)和缓冲水箱71之间。通过第三三通阀61,蓄热装置231可以与第二换热器51或缓冲水箱71连通。具体地,当蓄热装置231处于储热状态时,蓄热装置231通过第三三通阀61与第二换热器51流体连通;当蓄热装置231处于放热状态时,蓄热装置231通过第三三通阀61与废物料排放装置221流体连通。
储热单元还包括设置在第二回路C2上并位于第三三通阀61和蓄热装置231之间的第三调节阀组62。第三调节阀组62的数量与蓄热装置231的数量对应,即第三调节阀组62的数量也为两个,以分别连接在两个蓄热装置231上,从而分别调整两个蓄热装置231。第三调节阀组62和第一调节阀组36的构造和功能相同,这里不再进行详细的描述。
储热单元还包括设置在第二回路C2上并位于蓄热装置231和第二换热器51的低温侧入口阀513之间的阀门63。阀门63的数量同样为两个,以分别连接在两个蓄热装置231上,从而分别调整从两个蓄热装置231进入第二换热器51的流量。
如图4所示,供热单元可以包括位于蓄热装置231的上游的供热介质源72。当蓄热装置231处于放热状态时,蓄热装置231与供热介质源72流体连通。供热介质源72用于向蓄热装置231供应供热介质,供热介质通常为生活用水,生活用水的温度可以大致为15°左右。
储热单元还可以包括设置在第二回路上C2上的第四三通阀64和泵65。第四三通阀64设置在蓄热装置231与第二换热器51和供热介质源72之间。第四三通阀64同样设置为两个,泵65设置在两个第四三通阀64之间。通过第四三通阀64,蓄热装置231可以与第二换热器51或供热介质源72流体连通。具体地,当蓄热装置231处于储热状态时,蓄热装置231通过第四三通阀64与第二换热器51流体连通;当蓄热装置231处于放热状态时,蓄热装置231通过第四三通阀64与供热介质源72流体连通。
供热单元还可以包括位于缓冲水箱71下游的运输装置76。缓冲水箱71和运输装置76之间还可以设置有泵73。在泵73的上游和下游还可以分别设置有阀门74和阀门75。阀门74可以为截止阀,阀门75可以为电动阀。
下面将对本实施方式的余热储热回收系统200的工作过程进行详细的描述。
参考图3,图3中的箭头示出了蓄热装置231处于储热状态时余热储热回收系统200中的流体的流向。当蓄热装置231处于储热状态时,第二换热器51的高温侧与废物料单元流体连通;第三三通阀61处于使蓄热装置231与第二换热器51的低温侧出口阀514流体连通的状态;第四三通阀64处于使蓄热装置与第二换热器51的低温侧入口阀513流体连通的状态。即第二换热器51的低温侧与蓄热装置231在第二回路C2中流体连通以形成第二循环回路。
因此,从废物料排放装置221排出的具有余温的废气经由第二换热器51的高温侧入口阀511流入第二换热器51换热降温后,经由第二换热器51的高温侧出口阀512流入废物料回收装置22。第二回路C2中的第二循环工质可以来自供热介质源72。第二循环工质在进入第二换热器51的低温侧换热升温后经过第三三通阀61之后经由第三调节阀组62进入蓄热装置231。蓄热装置231内的储热材料能够吸收经过升温的第二循环工质的热能,并将该热能储存在蓄热装置231中,第二循环工质在蓄热装置231内放热降温后依次经由阀门63和第四三通阀64再次流入第二换热器51再次进行换热升温,依次形成循环回路。
图4中的箭头示出了蓄热装置231处于放热状态时的余热储热回收系统200中的流体的流向。当蓄热装置231处于放热状态时,第三三通阀61处于使蓄热装置231与缓冲水箱71流体连通的状态,第四三通阀64处于使蓄热装置231与供热介质源72流体连通的状态。此时,来自供热介质源72的供热介质流入蓄热装置231内吸收蓄热装置231释放热能升温后流入缓冲水箱71。
具体地,在泵73的作用下,供热介质源72供应的供热介质流经第四三通阀64之后经由阀门63进入蓄热装置231,蓄热装置231内的储热材料的温度比供热介质的温度高,因此蓄热装置231向供热介质释放热能,2热介质在蓄热装置231内升温后通过第三调节阀组62和第三三通阀61流入缓冲水箱71,以暂存在缓冲水箱71中。经过换热升温后的供热介质的温度可以达到85~90℃。当需要供热时将阀门74和75开启,在泵73的作用下,缓冲水箱71内经过升温的供热介质可以被输送至运输装置76。
图4中的供热换热器90为原有的供热系统。供热换热器90也可以向运输装置76内输送热源。原有的供热系统和本发明的余热储热回收系统可以互相作为对方的备用系统,以进一步实现连续供热或者间断供热的功能。
根据本发明的余热储热回收系统,可以根据实际情况进行控制,将废物料的热能根据需要进行储存或者释放。例如,可以利用工业生产中排放的连续的小流量废物料进行连续的存储,并可以在经过一段时间后,可以分时段的将储存的热能进行释放,以积少成多。也可以分时段地收集间歇性排放的废物料的热能,进行集中存储,然后根据需要可以实现连续供热。
本发明的余热储热回收系统,蓄热装置在储热和放热过程中的能量损失小于15%。可以通过本发明的余热储热回收系统实现废物料余热的回收,将原本用于供热的热源可以用于其他用途,实现一进一出双效益。
除非另有定义,本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的,不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件,也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式,除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明,但应当理解的是,上述实施方式只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。
Claims (10)
1.一种余热储热回收系统,其特征在于,所述余热储热回收系统包括:
废物料单元,所述废物料单元包括废物料排放装置和与所述废物料排放装置流体连通的废物料回收装置,所述废物料排放装置用于排放废物料,所述废物料回收装置用于回收所述废物料;
储热单元,所述储热单元包括蓄热装置,所述蓄热装置能够在储热状态和放热状态之间切换,当所述蓄热装置处于所述储热状态时,所述储热单元与所述废物料单元流体连通,所述蓄热装置吸收并储存所述废物料的热能,当所述蓄热装置处于所述放热状态时,所述蓄热装置释放所储存的热能;以及
供热单元,当所述蓄热装置处于所述放热状态时,所述供热单元与所述储热单元流体连通,以接收所述储热单元释放的热能。
2.根据权利要求1所述的余热储热回收系统,其特征在于,所述蓄热装置包括蓄热材料和设置于所述蓄热材料内部的流体输送管道,所述蓄热材料能够将所述流体输送管道内的流体的热能储存或能够将储存的热能释放给所述输送管道内的流体。
3.根据权利要求1所述的余热储热回收系统,其特征在于,所述废物料为废液,当所述蓄热装置处于所述储热状态时,从所述废物料排放装置排放的所述废液流入所述蓄热装置并经所述蓄热装置吸收热能降温后流入所述废物料回收装置。
4.根据权利要求3所述的余热储热回收系统,其特征在于,所述储热单元还包括第一换热器,当所述蓄热装置处于所述放热状态时,所述第一换热器的高温侧与所述蓄热装置流体连通以形成第一循环回路,所述第一循环回路的管路中设置有第一循环工质,所述第一换热器的低温侧与所述供热单元流体连通。
5.根据权利要求4所述的余热储热回收系统,其特征在于,所述供热单元包括设置在所述第一换热器下游并且与所述第一换热器的低温侧流体连通的缓冲水箱。
6.根据权利要求4所述的余热储热回收系统,其特征在于,所述储热单元还包括设置在所述第一循环回路中的稳压箱,所述稳压箱用于稳定所述第一循环回路的管路中的第一循环工质的压力。
7.根据权利要求4所述的余热储热回收系统,其特征在于,所述蓄热装置与所述废物料排放装置和所述第一换热器之间设置有第一三通阀,所述蓄热装置与所述废物料回收装置和所述第一换热器之间设置有第二三通阀。
8.根据权利要求1所述的余热储热回收系统,其特征在于,所述废物料为废气,所述储热单元还包括第二换热器,当所述蓄热装置处于所述储热状态时,所述第二换热器的高温侧与所述废物料单元流体连通,所述第二换热器的低温侧与所述蓄热装置流体连通以形成第二循环回路,所述第二循环回路中设置有第二循环工质。
9.根据权利要求8所述的余热储热回收系统,其特征在于,所述供热单元包括设置在所述蓄热装置下游的缓冲水箱和位于所述蓄热装置上游的用于供应供热介质的供热介质源,当所述蓄热装置处于所述放热状态时,所述供热介质流入所述蓄热装置经由所述蓄热装置释放热能升温后流入所述缓冲水箱。
10.根据权利要求9所述的余热储热回收系统,其特征在于,所述蓄热装置与所述第二换热器和所述缓冲水箱之间设置有第三三通阀,所述蓄热装置与所述第二换热器和所述供热介质源之间设置有第四三通阀。
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