CN210219961U - 一种低品位热分级回收热泵提升系统 - Google Patents

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Abstract

一种低品位热分级回收热泵提升系统，包括直燃热泵、一级热回收器、二级热回收器、热网回水和燃气锅炉，所述燃气锅炉的烟气管道以及直燃热泵内高温发生器的烟气管道均依次连接一级热回收器和二级热回收器；所述一级热回收器的出水口通过管道与燃气锅炉相连；所述二级热回收器的进水口、出水口分别通过管道与直燃热泵内的蒸发器相连；所述热网回水分别通过管道与直燃热泵的进水口和一级热回收器的进水口相连；所述直燃热泵的出水口通过管道与燃气锅炉相连。本实用新型回收效果好、余热利用率高、节能效果显著，并具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种低品位热分级回收热泵提升系统
技术领域
本实用新型涉及制热制冷技术领域，特别是一种低品位热分级回收热泵提升系统。
背景技术
随着环境污染及能源消耗，节能环保越来越受到人们的重视。在厂矿企业、宾馆酒店、商场楼宇中，很多地方都用到了燃气锅炉，燃气锅炉每天需要消耗大量的能源，排出大量的烟气。如何高效利用烟气中的低品位热，达到节能、降耗、环保的目的，是当前行业的重要课题。
现有的烟气分级回收都是采用电力驱动的热泵机组，从一次能源计算，电力的效率不到40%，考虑送变电损失就更低了，60%以上都浪费了。因此，采用最高品位的热源——电力，回收低品位的废热，是不合理的，并且最终相当于把电变成了热，由于10千瓦小时电相当于1m³天然气，也是不经济的。另外，有的热泵对低温热源的温度是有上限限制的，如果温度过高，则蒸发器压力太高，并且可能导致冷凝器超压，往往不能正常工作；当系统工作波动，或者一级热回收器工作不正常时，二级热回收器回收的温度就偏高，可能导致水源热泵故障，甚至超过安全压力。
再者，现有技术中只对燃气锅炉进行了烟气回收，热量回收率没有达到更高水平。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种回收效果好、余热利用率高、节能效果显著的低品位热分级回收热泵提升系统。
本实用新型的技术方案是：一种低品位热分级回收热泵提升系统，包括直燃热泵、一级热回收器、二级热回收器、热网回水和燃气锅炉，所述燃气锅炉的烟气管道以及直燃热泵内高温发生器的烟气管道均依次连接一级热回收器和二级热回收器；所述一级热回收器的出水口通过管道与燃气锅炉相连；所述二级热回收器的进水口、出水口分别通过管道与直燃热泵内的蒸发器相连；所述热网回水分别通过管道与直燃热泵的进水口和一级热回收器的进水口相连；所述直燃热泵的出水口通过管道与燃气锅炉相连。
进一步，所述热网回水通过管道与直燃热泵内吸收器的进水口相连。
进一步，所述燃气锅炉的出水口连接热网水系统。
进一步，所述一级热回收器采用烟气板式换热器或烟气管翅式换热器。
进一步，所述第二级热回收器采用烟气板式换热器、烟气管翅式换热器或循环水喷淋式换热器。
本实用新型的有益效果：直燃热泵和燃气锅炉的烟气都通过一级热回收器和二级热回收器回收，其总的热量回收可达98%（按燃气高位热值计算），按照传统锅炉以燃气的低位热值计算方法，其热量回收达到108%，回收效果好、余热利用率高、节能效果显著，并具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，一种低品位热分级回收热泵提升系统，包括直燃热泵、一级热回收器、二级热回收器、热网回水和燃气锅炉，所述燃气锅炉的烟气管道以及直燃热泵内高温发生器的烟气管道均依次连接一级热回收器和二级热回收器；所述一级热回收器的出水口通过管道与燃气锅炉相连；所述二级热回收器的进水口、出水口分别通过管道与直燃热泵内的蒸发器相连；所述热网回水分别通过管道与直燃热泵内吸收器的进水口和一级热回收器的进水口相连；所述直燃热泵的出水口通过管道与燃气锅炉相连；所述燃气锅炉的出水口连接热网水系统。
本实施例中，一级热回收器采用烟气板式换热器或烟气管翅式换热器，其中烟气管翅式换热器可以采用液管式结构（水走管程，烟气走壳程）、或者火管式结构（水走壳程，烟气走管程）两种不同方式管翅式换热器。其中，液管式便于清理烟道，适合烟尘较多的烟气热回收；火管式体积小，换热效率较高，适合较清洁的烟气。
本实施例中，二级热回收器可采用与一级热回收器相同类型的换热器，也可采用循环水喷淋式换热器，即水与烟气直接接触，必要时装入填料，增加接触面积，具有较高的换热能力。由于大量是水喷淋，可以吸收烟气中硫氧化物和部分氮氧化物，并且稀释成为弱酸性水溶液，可以避免非接触式烟气中硫氧化物产生的露点腐蚀，并且可以减少烟气中硫氧化物和氮氧化物对环境的破坏。
上述系统的余热分级回收方法如下：将热网回水分为两路，一路进入直燃热泵内的吸收器，经直燃热泵加热后成为热泵出水，所述热泵出水经过燃气锅炉加热后转变为可应用的热网水；所述热网回水的另一路进入一级热回收器，经一级热回收器进行热交换后也进入燃气锅炉加热转变为可应用的热网水。燃气锅炉的烟气以及直燃热泵内的烟气依次经过一级热回收器、二级热回收器进行热交换后向外排出，所述二级热回收器与直燃热泵内的蒸发器相连，将二级热回收器吸收的烟气余热传递到直燃热泵加以利用。
以下为本申请的一个优选实施例：
一级热回收器利用燃气锅炉的烟气余热，将约45℃的热网回水加热到约60℃，不经过直燃热泵，直接进入燃气锅炉再加热至≥65℃转为送网热水，可减小直燃热泵功率，降低设备投资和减少运行费用；直燃热泵的吸收器将约45℃的热网回水加热到约60℃，也进入燃气锅炉再加热至≥65℃转为送网热水至热网水系统，用于采暖、卫生用水等。直燃热泵的高温发生器和燃气锅炉的烟气管道均输出温度≥100℃的烟气至一级热回收器，经过一级热回收后，烟气降温至约50℃，进入二级热回收器，经换热后，二级热回收器的出水口输出约20℃的低温水至直燃热泵内的蒸发器内，而蒸发器输出约12℃的低温水至二级热回收器内，实现低温水循环，使燃气锅炉的烟气降温至25℃以下输出回收。
本申请具有以下优点：（1）通过采用溴化锂吸收式直燃热泵方式加热，一方面，由于燃气锅炉本来就采用燃气为能源，比采用电力驱动的热泵更加简单、经济；另一方面，由于热泵采用直燃式，能够获得更低温度的低温水，进而获得更低温度的烟气，热效率更高，而且直燃热泵基本上不受低温热源的温度上限限制。（2）由于直燃热泵和燃气锅炉的烟气都通过一级热回收器和二级热回收器回收，其总的热量回收可达98%（按燃气高位热值计算），按照传统锅炉以燃气的低位热值计算方法，其热量回收达到108%。

Claims (5)

1.一种低品位热分级回收热泵提升系统，其特征在于，包括直燃热泵、一级热回收器、二级热回收器、热网回水和燃气锅炉，所述燃气锅炉的烟气管道以及直燃热泵内高温发生器的烟气管道均依次连接一级热回收器和二级热回收器；所述一级热回收器的出水口通过管道与燃气锅炉相连；所述二级热回收器的进水口、出水口分别通过管道与直燃热泵内的蒸发器相连；所述热网回水分别通过管道与直燃热泵的进水口和一级热回收器的进水口相连；所述直燃热泵的出水口通过管道与燃气锅炉相连。
2.根据权利要求1所述的低品位热分级回收热泵提升系统，其特征在于，所述热网回水通过管道与直燃热泵内吸收器的进水口相连。
3.根据权利要求1所述的低品位热分级回收热泵提升系统，其特征在于，所述燃气锅炉的出水口连接热网水系统。
4.根据权利要求1或2或3所述的低品位热分级回收热泵提升系统，其特征在于，所述一级热回收器采用烟气板式换热器或烟气管翅式换热器。
5.根据权利要求1或2或3所述的低品位热分级回收热泵提升系统，其特征在于，所述二级热回收器采用烟气板式换热器、烟气管翅式换热器或循环水喷淋式换热器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112611010A (zh) * 2020-11-30 2021-04-06 华北电力大学 一种多热源热电联产机组发电负荷灵活调节系统及方法
CN113280395A (zh) * 2021-05-21 2021-08-20 西安交通大学 一种耦合吸收式溴化锂热泵装置的热水锅炉系统
CN113405395A (zh) * 2021-07-07 2021-09-17 贵州中能投科技有限公司 一种冷却和热回收综合利用系统

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