CN209672649U - 吸收式热泵余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吸收式热泵余热回收系统，属于余热回收系统技术领域，其技术方案要点是，在蒸汽出管的出水端设置有暂存罐，暂存罐的排气口处设置有与第一支管连通的排气管，排水口处连接有与源水进管连通的第二支管和与第一支管连通的第三支管。通过温度计可以实时检测暂存罐内冷凝水的水温，当冷凝水温度较高具有余热利用价值时，借助第二支管使冷凝水回流至源水进管，以对冷凝水中的余热进行回收利用，提高了余热的有效利用率；当冷凝水温度过低不具有余热利用价值时，借助第三支管使得冷凝水直接回流至第一支管，以补充冷却塔的冷却用水，避免冷却水直接排放造成的水资源浪费。

Description

吸收式热泵余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及一种余热回收系统，更具体地说，它涉及一种吸收式热泵余热回收系统。

背景技术

热泵是一种充分利用低品位热能的高效节能装置。热量可以自发的从高温物体传递到低温物体中去，但不能自发地沿相反方向进行。热泵的工作原理就是以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置，它仅消耗少量的逆循环净功，就可以得到较大的供热量，可以有效地把难以应用的低品位热能利用起来达到节能目的。

图1所示的为现有现有技术中的一种余热回收系统，其通过热泵1回收利用冷却塔2产生的冷却水中的余热，并用于对原水加热，以用于补充锅炉用水。热泵1上设置有源水入口11、源水出口12、蒸汽入口13、蒸汽出口14、原水入口15和原水出口16。冷却塔2产生的带有余热的冷却水经由源水进管111进入热泵1，发生热交换后从源水出管121排出；源水进管111和冷却塔2之间连通有第一支管112，第一支管112上设置有用于冷凝回用蒸汽的凝汽器4。加热蒸汽经由蒸汽进管131从蒸汽入口13进入热泵1内，降温后从蒸汽出口14处的蒸汽出管141排出。用于补充锅炉用水的原水经由原水进管151从原水入口15进入热泵1，在热泵1内发生热交换后温度升高，温度升高的原水最终从原水出口16处经由原水出管161导入除氧器3，在除氧器3内进一步升温和除氧后经管路导入锅炉内。除氧器3上还连接有用于导入蒸气进行加热的进气支管31和用于排出冷却水的回流支管32。

但是，上述加热用的蒸汽在热泵或者除氧器内热交换冷却后产生的冷却水通常是直接排出的，而在实际的用汽环境中，蒸汽的温度和气流量存在不稳定性，使得不同时段内通入热泵的蒸汽的温度和蒸汽量存在差别。因而，会存在蒸汽热交换不彻底、未完全冷凝即排出的状况，造成蒸汽热能的浪费。现有技术中余热回收系统并未对这部分热能进行有效利用，有待进一步改进。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种吸收式热泵余热回收系统，其具有热能有效利用率高的优势。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种吸收式热泵余热回收系统，包括冷却塔和热泵，所述热泵的源水入口和冷却塔之间连接有源水进管、所述热泵的源水出口和冷却塔之间连接有源水出管；所述源水进管上安装有源水泵，且设置有第一支管；所述第一支管远离源水进管的一端连接于冷却塔，且第一支管上安装有凝汽器和位于凝汽器出水端的回流泵；所述热泵的蒸汽入口处连接有用于通入加热蒸汽的蒸汽进管，热泵的蒸汽出口处连接有蒸汽出管，且蒸汽出管上安装有第一控制阀；所述蒸汽出管远离蒸汽入口的一端设置有暂存罐，且蒸汽出管连通于暂存罐的中部；所述暂存罐的顶部设置有排气口，底部设置有排水口；所述排气口处设置有排气管，所述排气管远离暂存罐的一端连通于第一支管，且排气管和第一支管的连通处位于凝汽器的进气端；所述排气管上安装有第二控制阀；所述暂存罐上安装有温度计；所述暂存罐的排水口处连接有第二支管和第三支管，所述第二支管上安装有第三控制阀和第一水泵，所述第三支管上安装有第四控制阀和第二水泵；所述第二支管远离暂存罐的一端连通于源水进管，且与源水进管的连通处位于源水泵的进水端；所述第三支管远离暂存罐的一端连通于第一支管，且与第一支管连通处位于回流泵的出水端；所述热泵的原水入口处连接有原水进管，热泵的原水出口处连接有与锅炉连通的原水出管。

通过采用上述技术方案，冷却塔产生的含有余热的源水在源水泵的作用下经由源水进管从源水入口进入热泵，被吸收利用余热后温度降低，从源水出口处经由源水出管回流至冷却塔用作冷却用水。同时，源水进管内的蒸汽经由第一支管进入凝汽器。冷凝后在回流泵的作用下回流至冷却塔，以补充冷却用水。原水则经由原水进管和原水入口进入热泵，被加热升温后从原水出口经由原水出管排出，以补充锅炉用水。加热蒸汽从蒸汽进管并经由蒸汽入口进入热泵，冷凝后的带有余温的冷却水经由蒸汽出管汇入暂存罐内。暂存罐内的蒸汽经由排气管从排气口排出，并汇入第一支管。通过温度计可以实时检测暂存罐内冷凝水的水温，当冷凝水温度较高具有余热利用价值时，开启第三控制阀和第一水泵，使冷凝水回流至源水进管，以对冷凝水中的余热进行回收利用，提高了余热的有效利用率；当冷凝水温度过低不具有余热利用价值时，则开启第四控制阀和第二水泵，使得冷凝水直接回流至第一支管，以补充冷却塔的冷却用水，避免冷却水直接排放造成的水资源浪费。

进一步地，所述暂存罐的外壁上设置有保温隔热层。

通过采用上述技术方案，利于保持暂存罐内冷凝水的余温，减少热能损失。保温隔热层可以由石棉等具有低导热系数的材料包覆在暂存罐上而成。

进一步地，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀均为单向阀。

通过采用上述技术方案，选用单向阀可以避免逆流情况的发生，使得管路能够正常一运行。

进一步地，所述原水进管上向远离原水入口方向依次连通有原水泵、除盐水箱和水处理装置。

通过采用上述技术方案，原水可以是自来水，经过水处理装置处理后可以去绝大部分杂质、盐分等，减少了管道内部结垢堵塞，经过原水泵送入热泵加热后可作为锅炉补充用水。

进一步地，所述水处理装置包括通过管路依次连通的软水箱、石英砂过滤罐、活性炭过滤罐和离子交换器，所述离子交换器的出水端与除盐水箱相连通。

通过采用上述技术方案，石英砂过滤罐对原水中的物理性杂质具有良好的过滤去除效果，活性炭过滤罐利用其高吸附性对水体中的异味物质和有色物质具有良好的去除效果，离子交换器则可以去除水体中的盐类物质，减少管道的腐蚀和结垢问题。

进一步地，所述离子交换器包括由活性炭过滤罐向除盐水箱方向通过管路依次连通的阳离子交换器、阴离子交换器和混合离子交换器。

通过采用上述技术方案，水体依次经过阳离子交换器、阴离子交换器和混合离子交换器的滤除后基本不含有氯离子等腐蚀性离子和钙离子、镁离子等易生成水垢的离子，利于延缓管路锈蚀和结垢。

进一步地，所述原水出管上安装有除氧器。

通过采用上述技术方案，除氧器可以去除进入锅炉内的补充水中的溶解氧，具有延缓锅炉系统管路腐蚀的作用。

进一步地，所述蒸汽进管和除氧器之间连通有进气支管，所述除氧器和蒸汽出管之间连通用于回流冷凝水的回流支管。

通过采用上述技术方案，利用进气支管可以向除氧器内通入加热用的蒸气，一方面进一步提升了原水的温度，另一方面利用高温使得原水中的溶解氧析出，加快除氧效率。加热后产生的冷凝水经由回流支管排出，并回流至第二支管，残留余热被充分利用，进一步提高了对热能的利用率。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型相较于现有技术，在蒸汽出管的出水端设置有带有温度计的暂存罐，以汇集蒸汽出管排出的冷凝水或汽水混合物。通过温度计可以实时检测暂存罐内冷凝水的水温，当冷凝水温度较高具有余热利用价值时，开启第三控制阀和第一水泵，使冷凝水回流至源水进管，以对冷凝水中的余热进行回收利用，提高了余热的有效利用率；当冷凝水温度过低不具有余热利用价值时，则开启第四控制阀和第二水泵，使得冷凝水直接回流至第一支管，以补充冷却塔的冷却用水，避免冷却水直接排放造成的水资源浪费。

附图说明

图1为背景技术中余热回收系统的结构示意图；

图2为实施例中吸收式热泵余热回收系统的结构示意图；

图3为实施例中暂存罐的剖视图；

图4为实施例中水处理装置的结构示意图。

图中：1、热泵；11、源水入口；111、源水进管；1111、源水泵；1112、源水阀；112、第一支管；1121、回流泵；1122、回流阀；12、源水出口；121、源水出管；13、蒸汽入口；131、蒸汽进管；14、蒸汽出口；141、蒸汽出管；1411、第一控制阀；142、暂存罐；1421、进水口；1422、排气口；1423、排水口；1424、温度计；1425、保温隔热层；143、排气管；1431、第二控制阀；144、第二支管；1441、第三控制阀；1442、第一水泵；145、第三支管；1451、第四控制阀；1452、第二水泵；15、原水入口；151、原水进管；1511、原水泵；16、原水出口；161、原水出管；2、冷却塔；3、除氧器；31、进气支管；32、回流支管；4、凝汽器；5、除盐水箱；6、水处理装置；61、石英砂过滤罐；62、活性炭过滤罐；63、阳离子交换器；64、除二氧化碳器；65、阴离子交换器；66、混合离子交换器;7、升压泵；8、软水箱；9、中间水箱；91、中间水泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

一种吸收式热泵余热回收系统，参照图2，其包括热泵1和冷却塔2。热泵1的源水入口11和冷却塔2之间连通有源水进管111，热泵1的源水出口12和冷却塔2之间连通有源水出管121。源水进管111上安装有源水泵1111和源水阀1112，开启源水阀1112和源水泵1111后，冷却塔2冷却过程产生的带有余热的冷却水经由源水进管111导入热泵1，在热泵1内被回收利用热能后温度下降，然后经由源水出口12处的源水出管121回流至冷却塔2继续被作为冷却用水使用。

参照图2，源水进管111和冷却塔2之间连通有第一支管112，第一支管112上设置有用于控制第一支管112启闭的回流阀1122、凝汽器4和回流泵1121，回流泵1121安装在凝汽器4的出水端。源水进管111内的水蒸气经由第二支管144通入凝汽器4，在凝汽器4的作用下冷凝成水，经由回流泵1121输送至冷却塔2作为冷却水被回用，起到了减少水资源浪费的作用。

参照图2，热泵1除回用源水中余热加热外，还包括蒸汽加热系统。热泵1的蒸汽入口13处连接有蒸汽进管131，蒸汽出口14处连接有蒸汽出管141。蒸汽出管141上安装有第一控制阀1411，且蒸汽出管141的出水端设置有用于汇集、暂存冷凝水的暂存罐142。

参照图2和图3，暂存罐142呈圆柱状，暂存罐142的中部设置有进水口1421，顶部设置有排气口1422，底部设置有排水口1423，且暂存罐142的罐体上设置有用于检测暂存罐142内冷凝水温度的温度计1424。蒸汽出管141的出水端与进水口1421相连，以用于将排出的冷凝水或汽水混合物导入暂存罐142暂存。为了减缓汇入暂存罐142内的冷凝水的热能损失，暂存罐142的外壁上包覆有保温隔热层1425。保温隔热层1425由内填石棉纤维、外包铁皮而成。

参照图2，暂存罐142的排气口1422处连接有排气管143，排气管143上安装有第二控制阀1431，且排气管143远离暂存罐142的一端连通于第一支管112上凝汽器4的进气端。通过排气管143可以将暂存罐142内蒸汽导入凝汽器4，冷凝后作为冷却用水回流至冷却塔2。

参照图2，暂存罐142的排水口1423处的管路分为两路，一路为第二支管144，另一路为第三支管145。第二支管144上安装有第三控制阀1441和第一水泵1442，且第二支管144远离暂存罐142的一端连通于源水进管111上源水泵1111的进水端。当通过温度计1424检测暂存罐142内冷凝水的温度较高、具有余热利用价值时，开启第一水泵1442和第三控制阀1441可以将温热的冷凝水导入源水进管111，对余热进行回收利用，提高了余热的有效利用率。

参照图2，第三支管145上安装有第四控制阀1451和第二水泵1452，且第三支管145远离暂存罐142的一端连通于第一支管112上回流泵1121的出水端。当通过温度计1424检测到暂存罐142内冷凝水的温度较低、不具有余热回用价值时，开启第四控制阀1451和第二水泵1452，将暂存的冷凝水回流至第一支管112，最终汇入冷却塔2用作冷却用水，避免了冷却水直接排放造成的水资源浪费。

参照图2，为了避免逆流影响管路的运行，本实施例中源水阀1112、第一控制阀1411、第二控制阀1431、第三控制阀1441和第四控制阀1451均为单向阀。

参照图2，本实用新型的高热能利用率的余热回收系统主要用于回收余热用于加热原水，作为锅炉补充用水。热泵1的原水入口15处连接有原水进管151，原水出口16处连接有原水出管161。原水进管151上依次串联有水处理装置6、除盐水箱5和原水泵1511，原水出管161与锅炉连接，且原水出管161上安装有除氧器3。原水经过水处理装置6处理被去除绝大部分杂质后，进入除盐水箱5，再经由原水泵1511送入热泵1；在利用从源水回收的热能完成第一次加热升温之后，在蒸汽的加热下完成二次升温，最后在除氧器3内完成三次升温和除氧后作为补充用水通入锅炉。

参照图2和图4，用于去除原水中杂质的水处理装置6包括依次串联的升压泵7、软水箱8、石英砂过滤罐61、活性炭过滤罐62、阳离子交换器63、除二氧化碳器64、中间水箱9、中间水泵91、阴离子交换器65和混合离子交换器66。原水经由升压泵7送入软水箱8，在软水剂作用下硬度降低，随后依次经由石英砂过滤罐61和活性炭过滤罐62的物理吸附去除杂质，然后经过阳离子交换器63和除二氧化碳器64的净化得到相对干净的中间水汇集到中间水箱9。中间水经由中间水泵91泵送，依次流经阴离子交换器65和混合离子交换器66被进一步去除盐分，最后进入除盐水箱5。经过该一些列净化处理的原水含盐、含杂量低，满足了锅炉用水要求。

参照图2，除氧器3上还连接有进气支管31和回流支管32，进气支管31远离除氧器3的一端与蒸汽进管131连通。回流支管32远离除氧器3的一端与蒸汽出管141连通，且连通于第一控制阀1411的出水端。加热用的蒸汽部分经由进气支管31进入除氧器3，起到加热和促进除氧的作用，冷凝后经由回流支管32导入蒸汽出管141，余热被回收利用，进一步提高了热能的有效利用率。

工作原理如下：

本实用新型相较于现有技术，在蒸汽出管141的出水端设置有带有温度计1424的暂存罐142，以汇集蒸汽出管141排出的冷凝水或汽水混合物。通过温度计1424可以实时检测暂存罐142内冷凝水的水温，当冷凝水温度较高具有余热利用价值时，开启第三控制阀1441和第一水泵1442，使冷凝水回流至源水进管111，以对冷凝水中的余热进行回收利用，提高了余热的有效利用率；当冷凝水温度过低不具有余热利用价值时，则开启第四控制阀1451和第二水泵1452，使得冷凝水直接回流至第一支管112，以补充冷却塔2的冷却用水，避免冷却水直接排放造成的水资源浪费。

上述具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种吸收式热泵余热回收系统，包括冷却塔(2)和热泵(1)，其特征在于：所述热泵(1)的源水入口(11)和冷却塔(2)之间连接有源水进管(111)、所述热泵(1)的源水出口(12)和冷却塔(2)之间连接有源水出管(121)；所述源水进管(111)上安装有源水泵(1111)，且设置有第一支管(112)；所述第一支管(112)远离源水进管(111)的一端连接于冷却塔(2)，且第一支管(112)上安装有凝汽器(4)和位于凝汽器(4)出水端的回流泵(1121)；

所述热泵(1)的蒸汽入口(13)处连接有用于通入加热蒸汽的蒸汽进管(131)，热泵(1)的蒸汽出口(14)处连接有蒸汽出管(141)，且蒸汽出管(141)上安装有第一控制阀(1411)；

所述蒸汽出管(141)远离蒸汽入口(13)的一端设置有暂存罐(142)，且蒸汽出管(141)连通于暂存罐(142)的中部；所述暂存罐(142)的顶部设置有排气口(1422)，底部设置有排水口(1423)；所述排气口(1422)处设置有排气管(143)，所述排气管(143)远离暂存罐(142)的一端连通于第一支管(112)，且排气管(143)和第一支管(112)的连通处位于凝汽器(4)的进气端；所述排气管(143)上安装有第二控制阀(1431)；所述暂存罐(142)上安装有温度计(1424)；

所述暂存罐(142)的排水口(1423)处连接有第二支管(144)和第三支管(145)，所述第二支管(144)上安装有第三控制阀(1441)和第一水泵(1442)，所述第三支管(145)上安装有第四控制阀(1451)和第二水泵(1452)；所述第二支管(144)远离暂存罐(142)的一端连通于源水进管(111)，且与源水进管(111)的连通处位于源水泵(1111)的进水端；所述第三支管(145)远离暂存罐(142)的一端连通于第一支管(112)，且与第一支管(112)连通处位于回流泵(1121)的出水端；

所述热泵(1)的原水入口(15)处连接有原水进管(151)，热泵(1)的原水出口(16)处连接有与锅炉连通的原水出管(161)。

2.根据权利要求1所述的吸收式热泵余热回收系统，其特征在于：所述暂存罐(142)的外壁上设置有保温隔热层(1425)。

3.根据权利要求2所述的吸收式热泵余热回收系统，其特征在于：所述第一控制阀(1411)、第二控制阀(1431)、第三控制阀(1441)和第四控制阀(1451)均为单向阀。

4.根据权利要求1-3任一项所述的吸收式热泵余热回收系统，其特征在于：所述原水进管(151)上向远离原水入口(15)方向依次连通有原水泵(1511)、除盐水箱(5)和水处理装置(6)。

5.根据权利要求4所述的吸收式热泵余热回收系统，其特征在于：所述水处理装置(6)包括通过管路依次连通的软水箱(8)、石英砂过滤罐(61)、活性炭过滤罐(62)和离子交换器，所述离子交换器的出水端与除盐水箱(5)相连通。

6.根据权利要求5所述的吸收式热泵余热回收系统，其特征在于：所述离子交换器包括由活性炭过滤罐(62)向除盐水箱(5)方向通过管路依次连通的阳离子交换器(63)、阴离子交换器(65)和混合离子交换器(66)。

7.根据权利要求1-3任一项所述的吸收式热泵余热回收系统，其特征在于：所述原水出管(161)上安装有除氧器(3)。

8.根据权利要求7所述的吸收式热泵余热回收系统，其特征在于：所述蒸汽进管(131)和除氧器(3)之间连通有进气支管(31)，所述除氧器(3)和蒸汽出管(141)之间连通有用于回流冷凝水的回流支管(32)。