CN209512152U - 一种利用电空气源热水机组深度回收烟气潜化废热组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用电空气源热水机组深度回收烟气潜化废热组合装置，它采用一次水泵经电空气源热水机组、中温储能罐、燃气热水锅炉、高温储能罐及换热隔离器构成闭式热值生产、转换及藏储的循环系统；通过电空气源热水机组回收燃气热水锅炉低品位烟气潜化热能并由中温储能罐存储，再将中温储能罐的热能补充到燃气热水锅炉，由燃气热水锅炉依次输送至高温储能罐、换热隔离器，最后由换热隔离器的热源端及二次水泵的输入端与用户的负载之间连接，构成闭式输送热值循环系统；本实用新型以优质能源可燃气体和电力进行有机组合，在热值转换过程中无废热热值、无废气物排放，具有资源集约能力强、节能减排效果好、热能回收再利用效果显著等特点。

Description

一种利用电空气源热水机组深度回收烟气潜化废热组合装置

技术领域

本实用新型涉及热能节能技术领域，尤其是一种采用电空气源热水机组回收低品位烟气潜化热能高效利用的组合装置。

背景技术

随着科技型工业的快速发展，资源及能源的消耗在整个国民经济中占据了主导地位。由于一次石化能源的大量应用对人类生存空间的空气环境、生态环境造成了巨大影响，已对可持续、高质量发展的国民经济造成了阻力，导致城市热岛效应范围逐年扩大。如何提高一次能源的利用效率和减少热能的浪费、改善空气质量、优化完善能源应用供需侧结构显得尤为重要。在不影响普通老百姓日常生活的前提下，运用当今创新型科技节能减排产品和系统结合互联网技术大数据思路，使热值消费从被动式传统用能习惯过渡到主动式节能减排习惯。以人为本的集中供能方式，是一种既可靠、又成熟的资源集约型供能方式，是符合未来高质量发展国民经济需求的用能方式，采用数字化管理对废热能量及废弃污染物实施回收再利用，实施变废为宝，促进国民经济可持续、高质量的健康发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供的一种采用电空气源热水机组回收低品位烟气潜化热能高效利用的组合装置，本实用新型采用一次水泵经电空气源热水机组、中温储能罐、燃气热水锅炉、高温储能罐及换热隔离器构成闭式热值生产、转换及藏储的循环系统；通过电空气源热水机组回收低品位烟气潜化热能并由中温储能罐存储，再将中温储能罐的热能补充到燃气热水锅炉，由燃气热水锅炉输送至高温储能罐存储，再由高温储能罐输送至换热隔离器，最后由换热隔离器的热源端及二次水泵的输入端与用户的负载之间连接，构成闭式输送热值循环系统。

本实用新型以优质能源可燃气体和电力进行有机组合，借助数字化转换生产、数字化安全高效利用，数字化全热回收装置，在热值转换过程中无废热热值、无废气物排放的生产工艺，具有资源集约能力强、节能减排效果好、热能回收再利用效果显著，是一种满足未来国民经济高质量发展的用能方式。

实现本实用新型目的的具体技术方案是：

一种利用电空气源热水机组深度回收烟气潜化废热组合装置，其特点包括电空气源热水机组、燃气热水锅炉、循环水泵、中温储能罐、高温储能罐、换热隔离器、第一防水隔音箱、第二防水隔音箱及第三防水隔音箱；

所述电空气源热水机组内设有机组换热部件；

所述燃气热水锅炉内设有进水口及出水口；

所述中温储能罐上设有中温热源进口及中温热源出口；

所述高温储能罐上设有高温热源进口及高温热源出口；

所述换热隔离器上设有一次热端、一次冷端、二次热端及二次冷端所述循环水泵分为一次水泵及二次水泵，所述二次水泵的输出端与换热隔离器的二次冷端连接；

所述一次水泵的输入端与换热隔离器的一次冷端连接，一次水泵的输出端与电空气源热水机组内的机组换热部件连接，电空气源热水机组内的机组换热部件与中温储能罐的中温热源进口连接，中温储能罐的中温热源出口与燃气热水锅炉的进水口连接，燃气热水锅炉的出水口与高温储能罐的高温热源进口连接，高温储能罐的高温热源出口与换热隔离器的一次热端连接；

所述第一防水隔音箱的一侧设有第一烟气通道，另一侧设有第一进气通风口；

所述第二防水隔音箱的一侧设有第二烟气通道，另一侧设有第二进气通风口，底部设有第一水泵箱通风道；

所述第三防水隔音箱的一侧设有第三进气通风口，顶部设有第二水泵箱通风道；

所述中温储能罐、高温储能罐、第一防水隔音箱、第二防水隔音箱及第三防水隔音箱平面布置；

所述第一防水隔音箱的有第一烟气通道与第二防水隔音箱的第二烟气通道贯通，第二防水隔音箱的第一水泵箱通风道与第三防水隔音箱第二水泵箱通风道贯通；

所述电空气源热水机组为一台或数台，电空气源热水机组设于第一防水隔音箱内，数台电空气源热水机组的机组换热部件并列连接；

所述燃气热水锅炉为一台或数台，燃气热水锅炉设于第二防水隔音箱内，数台燃气热水锅炉的进水口及出水口并列连接；

所述循环水泵及换热隔离器设于第三防水隔音箱内。

所述二次水泵为一台或数台输入的二次冷端及换热隔离器的二次热端与用户的负载之间构成闭式输送热值循环系统。

所述一次水泵为一台或数台输出的一次冷端经电空气源热水机组、中温储能罐、燃气热水锅炉、高温储能罐及换热隔离器的一次热端构成闭式热值生产、转换及藏储的循环系统。

本实用新型采用一次水泵经电空气源热水机组、中温储能罐、燃气热水锅炉、高温储能罐及换热隔离器构成闭式热值生产、转换及藏储的循环系统；通过回收电空气源热水机组低品位烟气潜化热能并由中温储能罐存储，再将中温储能罐的热能补充到燃气热水锅炉，由燃气热水锅炉输送至高温储能罐，再由高温储能罐输送至换热隔离器，最后由换热隔离器的热源端及二次水泵的输入端与用户的负载之间连接，构成闭式输送热值循环系统。

本实用新型以优质能源可燃气体和电力进行有机组合，借助数字化转换生产、数字化安全高效利用，数字化全热回收装置，在热值转换过程中无废热热值、无废气物排放的生产工艺，具有资源集约能力强、节能减排效果好、热能回收再利用效果显著，是一种满足未来国民经济高质量发展的用能方式。

本实用新型采用二次水泵输入的二次冷端及换热隔离器的二次热端与用户的负载之间构成闭式输送热值循环系统，用于向用户供给热能。

本实用新型采用一次水泵的输入端与换热隔离器的一次冷端连接，一次水泵的输出端与电空气源热水机组、中温储能罐、燃气热水锅炉、高温储能罐及换热隔离器的一次热端连接，构成闭式热值生产、转换及藏储的循环系统，用于集约不同的热能，向换热隔离器补充热能。

本实用新型由电空气源热水机组、中温储能罐、燃气热水锅炉、高温储能罐结合形成一供能站，本实用新型电空气源热水机组为一台或数台，电空气源热水机组设于第一防水隔音箱内，本实用新型燃气热水锅炉为一台或数台，燃气热水锅炉设于第二防水隔音箱内，本实用新型循环水泵及换热隔离器设于第三防水隔音箱内。

本实用新型第一防水隔音箱、第二防水隔音箱及第三防水隔音箱排布设置，便于模块化设计与配置，有利于产品标准化及规模经济制造，便于不同地区能量需求项目的低成本、高质量、快速度配置，有利于供能站按需灵活调配热源，减少能量转换的热值浪费，提高能源利用率。

本实用新型中温储能罐、高温储能罐同步设置，将极大地吸收电空气源热水机组的热能和充分发挥燃气热水锅炉制取高温热水的优势，优势互补提高供能站综合效率，中温储能罐、高温储能罐的设置还具有能量转换的低损耗，有效延长主设备的使用寿命。

本实用新型不同的防水隔音箱由于其散发的热量不同，防水隔音箱均留有的防雨型进气通风口。当本实用新型投入正常运行时，防水隔音箱内必须保持一定的负压，产生正压意味着发生故障报警，必须及时处理。

本实用新型的电空气源热水机组的机组换热部件处在高温、高湿、烟气及自然空气的混合换热环境中，为延长机组换热部件的使用寿命，除增加耐腐涂层外，采取可拆卸、可更换的设计，必要时采取耐腐水性保温涂层加强对机组换热部件的保护。

本实用新型的防水隔音箱除按规范满足隔音、通风照明等要求外，还必须采用耐腐水性保温涂层进行防腐处理。

本实用新型的有益技术效果是：没有烟囱的供源站；减少优质能源消耗总量；热值按需供给能量智慧生产；一次能源转换废热全部回收利用；气电融合降低终端用户能源费用支出；全面提高综合能源服务公司运行经济效益；冷凝式尾气排放物回收技术节省SCR装置费用；冷凝式尾气排放物回收技术节省低氮燃烧器的更换费用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的回收热值量化图。

具体实施方式

参阅图1，本实用新型包括电空气源热水机组1、燃气热水锅炉2、循环水泵3、中温储能罐4、高温储能罐5、换热隔离器6、第一防水隔音箱7、第二防水隔音箱8及第三防水隔音箱9；

所述电空气源热水机组1内设有机组换热部件11；

所述燃气热水锅炉2内设有进水口21及出水口22；

所述中温储能罐4上设有中温热源进口41及中温热源出口42；

所述高温储能罐5上设有高温热源进口51及高温热源出口52；

所述换热隔离器6上设有一次热端61、一次冷端62、二次热端63及二次冷端64所述循环水泵3分为一次水泵31及二次水泵32，所述二次水泵32的输出端与换热隔离器6的二次冷端64连接；

所述一次水泵31的输入端与换热隔离器6的一次冷端62连接，一次水泵31的输出端与电空气源热水机组1内的机组换热部件11连接，电空气源热水机组1内的机组换热部件11与中温储能罐4的中温热源进口41连接，中温储能罐4的中温热源出口42与燃气热水锅炉2的进水口21连接，燃气热水锅炉2的出水口22与高温储能罐5的高温热源进口51连接，高温储能罐5的高温热源出口52与换热隔离器6的一次热端61连接；

所述第一防水隔音箱7的一侧设有第一烟气通道71，另一侧设有第一进气通风口72；

所述第二防水隔音箱8的一侧设有第二烟气通道81，另一侧设有第二进气通风口82，底部设有第一水泵箱通风道83；

所述第三防水隔音箱9的一侧设有第三进气通风口91，顶部设有第二水泵箱通风道92；

所述中温储能罐4、高温储能罐5、第一防水隔音箱7、第二防水隔音箱8及第三防水隔音箱9平面布置；

所述第一防水隔音箱7的有第一烟气通道71与第二防水隔音箱8的第二烟气通道81贯通，第二防水隔音箱8的第一水泵箱通风道83与第三防水隔音箱9第二水泵箱通风道92贯通；

所述电空气源热水机组1为一台或数台，电空气源热水机组1设于第一防水隔音箱7内，数台电空气源热水机组1的机组换热部件11并列连接；

所述燃气热水锅炉2为一台或数台，燃气热水锅炉2设于第二防水隔音箱8内，数台燃气热水锅炉2的进水口21及出水口22并列连接；

所述循环水泵3及换热隔离器6设于第三防水隔音箱9内。

参阅图1，所述二次水泵32输入的二次冷端64及换热隔离器6的二次热端63与用户的负载之间构成闭式输送热值循环系统。

参阅图1，所述一次水泵31输出的一次冷端62经电空气源热水机组1、中温储能罐4、燃气热水锅炉2、高温储能罐5及换热隔离器6的一次热端61构成闭式热值生产、转换及藏储的循环系统。

本实用新型是这样工作的：

参阅图1、图2，本实用新型热值能量转换生产过程中所产生的低品位废热将全额回收提升再利用，资源性热值能量的转换生产消耗总量大于热值资源能量的输出总量，实践项目数据分析计算可达160%。

本实用新型燃气热水锅炉2排烟温度设计标准一般为+105℃，设计自然进气温度为+20℃，这其中具有85℃的热值温差，因此天然气燃气热水锅炉2燃料燃烧过程中将所产生大量的高焓值湿热能量，常规应用方式直排至自然环境中，这是一种典型的资源能源能量浪费、并污染环境。从图2曲线可以看出，燃气热水锅炉2排烟温度热值损失约16%。按目前天然气热值价值3.30元/立方米，那么尾气所排放浪费的热值费用为0.528元/立方米，这类排放物不但带来了资源热值能量的浪费，还增加了室温气体排放总量、造成城市热岛效应后果，更严重的是它还带来了大量含有NOx等化学污染物的热湿气体排放，加重了雾霾治理的难度。

本实用新型技术方案有效全面回收燃气热水锅炉的烟气废热能量、有效收集处理烟气NOx等化学污染物，有效保证燃气热水锅炉2等设备的超低排放，同时提高了一次能源热值转换效率，减少一次资源能量的消耗总量，利国、利民。

本实用新型运行管理方案：

本实用新型进入冬季供热时须具备以下三个条件：

一、气象环境温度＜+15℃，生产工艺等常年用热不受气象环境温度限制；

二、终端用户具有供热需求，具有一次能源天然气供应容量和城市电力容量；

三、终端用户侧管网与本实用新型处于可循环状态；

本实用新型在满足以上三个条件方可自动开启，采用二次水泵32输入的二次冷端64及换热隔离器6的二次热端63与用户的负载之间构成闭式输送热值循环系统，用于向用户供给热能；

本实用新型采用一次水泵31的输入端与换热隔离器6的一次冷端62连接，一次水泵31的输出端与电空气源热水机组1、中温储能罐4、燃气热水锅炉2、高温储能罐5及换热隔离器6的一次热端61连接，构成闭式热值生产、转换及藏储的循环系统，用于集约不同的热能，向换热隔离器6补充热能。

为便于叙述，本实用新型由二次水泵32构成的循环系统定义为二次侧，由一次水泵31构成的循环系统定义为一次侧，二次侧总管网上智能供能精密计量计价同时起算计计量计价数据记录储存，本二次侧总管网的智能供能精密计量计价器所显示记录的数据供分析及考核供能站经济性。当二次侧水循环正常后由二次侧管网水流开关信号，指令一次侧循环水系统可待命启动，一次侧循环水供水温度＜+52℃将自动开启一次水泵31，当燃气热水锅炉2回水温度＜+35℃时，一次侧管网水流开关信号指令启动燃气热水锅炉2，终端用户的热值能量消耗自动进入计量计价数据记录储存状态。

燃气热水锅炉2投入正常运行后方可自动启动电空气源热水机组1，启动需满足以下二个条件：

一、感受燃气热水锅炉烟气温度＞+20℃数据信号；

二、电空气源热水机组的回水温度＜+35℃；

燃气热水锅炉2、电空气源热水机组1进入正常运行状态，系统进入正常供热模式。中温储热罐4温度＞+42℃时，电空气源热水机组1正常停车，高温储热罐5温度＞+52℃时，燃气热水锅炉2正常停车。当二次侧回水温度＞+30℃时，一次侧循环的一次水泵31正常停车，燃气热水锅炉2、电空气源热水机组1须进行精细化热力计算按计算结果比例配置，原则上以终端用能总量按各50%分配，二者联动互动。

能量转换生产多模块化组合，运行模式可设置为正常供热或快速供热按总容量的50%、100%分配，更精细化运行管理的系统可按25%、50%分配75%、100%分配。二次侧供热管网上应配置为变频无级调速循环水泵，为防止水资源泄漏总量的扩大化，系统设置2~5℃温差的换热隔离器6，并在换热隔离器6的第三防水隔音箱9设置强制性通风机，通风机的自动开启条件为箱体内温度＞+20℃，当箱体内温度＜+10℃通风机正常停车，箱体留有初效防虫网防雨进风口。为保证燃气热水锅炉2及第二防水隔音箱8内正常温度，燃气热水锅炉2的高温尾气排烟管必须接至第二防水隔音箱8的第二烟气通道81内，并与第一防水隔音箱7的有第一烟气通道71贯通，以便燃气热水锅炉2高温烟气直接强制送至第一防水隔音箱7内。

燃气热水锅炉2的第二防水隔音箱8留有正常初效防虫网防雨进风口。电空气源热水机组1与第一防水隔音箱7的燃气热水锅炉2烟气输送管道按模块化分配给各电空气源热水机组1的机组换热部件11的吸收端，电空气源热水机组1的冷凝水须采用耐腐管材并联式连接至总管，总管引至箱外冷凝水储水池并进行有效处理，带污染源的冷凝水须按环保部门治理要求进行设计处理至最终环保无害排放，建议冷凝水全部回收、再生、再利用充分节约水资源。所有防水隔音箱底部均须设置，规格＞箱内管道最大泄水量的防虫应急漏水口，数量＞4只，漏水口必须与箱外排水管道相吻合，防水隔音箱建议采用标准型，规格参照海运集装箱规范制作，箱体内外涂层须具有防腐、保温、隔热作用,建议采用防火阻燃水性保温涂料，箱体内外观颜色可按需定制。设备总容量配置、敏感点温度值设置或模块化分配，应结合项目应用地冬季平均气象环境温度、平均湿度依据，用热负荷进行精确计算。常压式储热罐内壁必须防腐处理罐外须有保温层、保护层，罐体内外涂层须具有防腐、保温、隔热作用，建议采用防火阻燃水性保温涂料。

供能站依据各类传感器的数据，建立完整的自动化运行模式，结合现代科技互联网、云计算技术、APP运行维护数据无线管理，实现无人值守供能站，最终实现没有烟囱的数字能源站，本装置系统发生故障以代码方式显示，可快速进行现场或远程处理，故障应具有自锁功能，故障修复后必须人工解锁，远程修复按权限解锁。

Claims (3)

1.一种利用电空气源热水机组深度回收烟气潜化废热组合装置，其特征在于：它包括电空气源热水机组（1）、燃气热水锅炉（2）、循环水泵（3）、中温储能罐（4）、高温储能罐（5）、换热隔离器（6）、第一防水隔音箱（7）、第二防水隔音箱（8）及第三防水隔音箱（9）；

所述电空气源热水机组（1）内设有机组换热部件（11）；

所述燃气热水锅炉（2）内设有进水口（21）及出水口（22）；

所述中温储能罐（4）上设有中温热源进口（41）及中温热源出口（42）；

所述高温储能罐（5）上设有高温热源进口（51）及高温热源出口（52）；

所述换热隔离器（6）上设有一次热端（61）、一次冷端（62）、二次热端（63）及二次冷端（64）所述循环水泵（3）分为一次水泵（31）及二次水泵（32），所述二次水泵（32）的输出端与换热隔离器（6）的二次冷端（64）连接；

所述一次水泵（31）的输入端与换热隔离器（6）的一次冷端（62）连接，一次水泵（31）的输出端与电空气源热水机组（1）内的机组换热部件（11）连接，电空气源热水机组（1）内的机组换热部件（11）与中温储能罐（4）的中温热源进口（41）连接，中温储能罐（4）的中温热源出口（42）与燃气热水锅炉（2）的进水口（21）连接，燃气热水锅炉（2）的出水口（22）与高温储能罐（5）的高温热源进口（51）连接，高温储能罐（5）的高温热源出口（52）与换热隔离器（6）的一次热端（61）连接；

所述第一防水隔音箱（7）的一侧设有第一烟气通道（71），另一侧设有第一进气通风口（72）；

所述第二防水隔音箱（8）的一侧设有第二烟气通道（81），另一侧设有第二进气通风口（82），底部设有第一水泵箱通风道（83）；

所述第三防水隔音箱（9）的一侧设有第三进气通风口（91），顶部设有第二水泵箱通风道（92）；

所述中温储能罐（4）、高温储能罐（5）、第一防水隔音箱（7）、第二防水隔音箱（8）及第三防水隔音箱（9）平面布置；

所述第一防水隔音箱（7）的有第一烟气通道（71）与第二防水隔音箱（8）的第二烟气通道（81）贯通，第二防水隔音箱（8）的第一水泵箱通风道（83）与第三防水隔音箱（9）第二水泵箱通风道（92）贯通；

所述电空气源热水机组（1）为一台或数台，电空气源热水机组（1）设于第一防水隔音箱（7）内，数台电空气源热水机组（1）的机组换热部件（11）并列连接；

所述燃气热水锅炉（2）为一台或数台，燃气热水锅炉（2）设于第二防水隔音箱（8）内，数台燃气热水锅炉（2）的进水口（21）及出水口（22）并列连接；

所述循环水泵（3）及换热隔离器（6）设于第三防水隔音箱（9）内。

2.根据权利要求1所述的烟气潜化热能高效利用的组合装置，其特征在于，所述二次水泵（32）一台或数台，输入的二次冷端（64）及换热隔离器（6）的二次热端（63）与用户的负载之间构成闭式输送热值循环系统。

3.根据权利要求1所述的烟气潜化热能高效利用的组合装置，其特征在于，所述一次水泵（31）一台或数台，输出的一次冷端（62）经电空气源热水机组（1）、中温储能罐（4）、燃气热水锅炉（2）、高温储能罐（5）及换热隔离器（6）的一次热端（61）构成闭式热值生产、转换及藏储的循环系统。