CN215723481U - 一种高效型烟气余热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高效型烟气余热回收系统，涉及余热回收的技术领域。包括锅炉，锅炉上连通有供水管道、回水管道和烟道；烟道上设置有烟气余热回收系统，还包括水源热泵回收系统和空气源热泵辅助供热系统；水源热泵回收系统分别与烟气余热回收系统、回水管路之间均设置有循环管路；并且空气源热泵辅助供热系统与回水管道之间也设置有循环管路。本申请不仅可以大大降低烟温，提高锅炉的热效率；同时系统还可以汲取空气中的热量用于供热系统中，减少锅炉燃料的用量，有效降低碳排放量。
Description
技术领域
本申请涉及余热回收的技术领域，尤其是涉及一种高效型烟气余热回收系统。
背景技术
当前天然气用能设备发展迅速，燃气的高效利用已成为当今节能的重要课题。天然气锅炉的效率目前通常为85-90%。排烟热损失是锅炉效率的主要影响因素。有数据表明供热锅炉排烟温度为80-160℃时，排烟造成的热损失为锅炉耗热量的16%-20%。如此高的排烟温度不仅会造成能源浪费，而且会引发大气环境污染。
近些年，烟气余热回收技术在工程中的应用越来越广泛。其中间壁式换热节能技术以其安装便捷，回收效果较显著的特点更是被广泛应用于小型区域锅炉房中，但是低温冷源和强化换热是在回水温度较高的集中采暖系统中余热回收所面临的两个严峻问题；由于受被加热介质的温度限制，即供暖回水温度一般较高，经烟气余热回收利用装置后排烟温度仍55 ℃以上，烟气中还有近一半的余热未被回收利用。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在燃气锅炉热回收效率低的缺陷。
实用新型内容
为了提高燃气锅炉的热回收效率，本申请提供一种高效型烟气余热回收系统。
本申请提供的一种高效型烟气余热回收系统采用如下的技术方案：
一种高效型烟气余热回收系统，包括锅炉，所述锅炉上连通有供水管道、回水管道和烟道；所述烟道上设置有烟气余热回收系统，还包括水源热泵回收系统和空气源热泵辅助供热系统；
所述水源热泵回收系统分别与烟气余热回收系统、回水管路之间均设置有循环管路；
并且所述空气源热泵辅助供热系统与回水管道之间也设置有循环管路。
通过采用上述技术方案，空气源热泵辅助供热系统将空气中的热量吸收后，回水经过空气源热泵辅助供热系统时温度升高，进而减少锅炉燃料的使用量；水源热泵回收系统通过水源热泵的换热功能将回水温度升高，并且水源热泵蒸发器内水的温度低于回水的温度，水源热泵蒸发器内的低温水流经烟气余热回收系统后，增大了烟气余热回收系统对烟气的热回收率，进而大大提高了燃气锅炉的热回收效率。
优选的，所述水源热泵回收系统包括压缩式热泵，和流经压缩式热泵冷凝器的第三循环管路；
所述空气源热泵辅助供热系统包括空气源热泵，和与空气源热泵连接的第四循环管路；
所述第三循环管路和第四循环管路的进水口和出水口均分别连通回水管路的上游和下游；
并且所述压缩式热泵内蒸发器的一端分别与第四循环管路的进水端和出水端连通设置。
通过采用上述技术方案，经空气源热泵加热之后的回水进入到压缩式热泵的蒸发器，提高了压缩式热泵蒸发器的换热温差，有助于提升压缩式热泵的制冷效率，同时压缩式热泵蒸发器将部分回水温度降低之后再进入到空气源热泵进水侧，同样提高了空气源热泵的换热温差，提高了空气源热泵的制热效率。二者通过循环联动，互相促进了运行效率。
优选的，所述烟气余热回收系统包括沿烟道依次设置的第一节能换热器和第二节能换热器；所述第一节能换热器内流经有第一循环管路，所述第二节能换热器内流经有第二循环管路；
所述水源热泵回收系统包括压缩式热泵，和流经压缩式热泵冷凝器的第三循环管路；
所述空气源热泵辅助供热系统包括空气源热泵，和与空气源热泵连接的第四循环管路；
所述第一循环管路、第三循环管路和第四循环管路的进水口和出水口均分别连通回水管路的上游和下游；
所述第二循环管路的进水口与第一循环管路的进水端连通设置，所述第二循环管路的出水口与第四循环管路的进水端连通设置；
所述第四循环管路的出水端引出第一分支管路，所述第一分支管路流经压缩式热泵的蒸发器后与第二循环管路的进水端汇合；
所述第二循环管路出水端引出第二分支管路，所述第二分支管路与第一分支管路进水端连通设置。
通过采用上述技术方案，烟气余热回收系统、空气源热泵辅助供热系统和水源热泵回收系统三者之间均设置有循环管路，三者之间通过联动，互相促进了工作效率，大大降低了锅炉排出的烟气的温度，而且大大提高了锅炉的热效率。
优选的，所述空气源热泵辅助供热系统设置为多个，多个所述空气源热泵辅助供热系统以并联的方式与回水管路连通设置。
通过采用上述技术方案，空气源热泵辅助供热系统设置为多组，增大热回收系统对空气热量的吸收能力，提高回水温度，降低锅炉燃料的使用量，进而减少烟气的排放量，更加节能环保。
优选的，所述回水管路上游设置有分水器，所述烟气余热回收系统、水源热泵回收系统和空气源热泵辅助供热系统的进水口均与分水器连通。
通过采用上述技术方案，回水管路上游设置分水器，通过分水器控制分别向烟气余热回收系统、水源热泵回收系统和空气源热泵辅助供热系统输送回水，可根据回水温度及各个系统的工作情况灵活控制流向烟气余热回收系统、水源热泵回收系统和空气源热泵辅助供热系统的回水流量，增强适用性。
优选的，所述回水管路下游设置有集水器，所述烟气余热回收系统、水源热泵回收系统和空气源热泵辅助供热系统的出水口均与集水器连通。
通过采用上述技术方案，回水管路下游设置集水器，集水器将烟气余热回收系统、水源热泵回收系统和空气源热泵辅助供热系统回流至回水管道的水集中收集，统一调节回流至回水管道内的回流水的压力的大小。
优选的，还包括光伏发电系统，所述光伏发电系统为水源热泵回收系统和空气源热泵辅助供热系统提供电源。
通过采用上述技术方案，增设光伏发电系统，将太阳能转换为电能对水源热泵回收系统和空气源热泵辅助供热系统进行供电，省去外接电源，实现热回收系统内部电源自给，更加节能环保。
优选的，所述第一节能换热器和第二节能换热器均为低温防腐间壁式换热器。
通过采用上述技术方案，第一节能换热器和第二节能换热器均为低温防腐间壁式换热器，它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、使用寿命长等特点。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.空气源热泵辅助供热系统将空气中的热量吸收后，回水经过空气源热泵辅助供热系统时温度升高，进而减少锅炉燃料的使用量；水源热泵回收系统通过水源热泵的换热功能将回水温度升高，并且水源热泵蒸发器内水的温度低于回水的温度，水源热泵蒸发器内的低温水流经烟气余热回收系统后，增大了烟气余热回收系统对烟气的热回收率，进而大大提高了燃气锅炉的热回收效率；
2.经空气源热泵加热之后的回水进入到压缩式热泵的蒸发器，提高了压缩式热泵蒸发器的换热温差，有助于提升压缩式热泵的制冷效率，同时压缩式热泵蒸发器将部分回水温度降低之后再进入到空气源热泵进水侧，同样提高了空气源热泵的换热温差，提高了空气源热泵的制热效率。二者通过循环联动，互相促进了运行效率；
3.增设光伏发电系统，将太阳能转换为电能对水源热泵回收系统和空气源热泵辅助供热系统进行供电，省去外接电源，实现热回收系统内部电源自给，更加节能环保。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图。
附图标记说明：1、锅炉；11、供水管道；12、回水管道；13、烟道；21、第一节能换热器；22、第二节能换热器；23、第一循环管路；24、第二循环管路；31、压缩式热泵；32、第三循环管路；41、空气源热泵；42、第四循环管路；5、光伏发电系统；61、分水器；62、集水器；63、循环泵；71、空气源总输入管路；72、空气源总输出管路；73、第一分支管路；74、第二分支管路。
具体实施方式
本申请中提到的“上游”和“下游”指的是管路内的介质流向，即管路内的介质从管路的上游流向下游。
以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种高效型烟气余热回收系统。
实施例
参照图1，一种高效型烟气余热回收系统，包括锅炉1、烟气余热回收系统、水源热泵回收系统、两组并联设置的空气源热泵41辅助供热系统、对水源热泵回收系统和空气源热泵41辅助供热系统提供电力的光伏发电系统5和管路控制系统。
锅炉1上连通有供水管道11、回水管道12和烟道13。
烟气余热回收系统包括沿烟道13排烟方向依次设置的第一节能换热器21和第二节能换热器22，第一节能换热器21和第二节能换热器22均为低温防腐间壁式换热器。烟气余热回收系统还包括流经第一节能换热器21的第一循环管路23、流经第二节能换热器22的第二循环管路24。
水源热泵回收系统包括压缩式热泵31和流经压缩式热泵31上的冷凝器的第三循环管路32。
空气源热泵41辅助供热系统包括空气源热泵41和流经空气源热泵41的第四循环管路42。
光伏发电系统5包括太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器，光伏发电系统5分别与水源热泵回收系统和两组空气源热泵41辅助供热系统电连接，光伏发电系统5将太阳能转化为电能对水源热泵回收系统和空气源热泵41辅助供热系统进行供电。
管路控制系统包括设置于回水管道12上游的分水器61、设置于回水管道12下游的集水器62和对多热源热回收系统提供循环动力的循环泵63。
第一循环管路23的进水口与分水器61连接，第一循环管路23的出水口与集水器62连接；第三循环管路32的进水口与分水器61连接，第三循环管道的出水口与集水器62连接；分水器61上还连接有空气源总输入管路71，集水器62上还连接有空气源总输出管路72，两个第四循环管路42的进水口均与空气源总输入管路71连通，两个第四循环管路42的出水口均与空气源总输出管路72连通。
第二循环管路24的进水口与第一循环管路23的进水端连通设置，第二循环管路24的出水口与空气源总输入管路71连通设置；循环泵63设置于第二循环管路24进水端之间。
空气源总输出管路72上引出有第一分支管路73，第一分支管路73流经压缩式热泵31的蒸发器后与第二循环管路24的进水端汇合；第二循环管路24的输出端引出有第二分支管路74，第二分支管路74与第一分支管路73进入压缩式热泵31的蒸发器的一端连通设置。
上述实施例的实施原理为：
锅炉1排出的烟气经烟道13排出，烟气依次经过烟道13上的第一节能换热器21和第二节能换热器22后，第一节能换热器21和第二节能换热器22将烟气中的部分热量吸收；回水管路内的回水经第一循环管路23和第二循环管路24分别流过第一节能换热器21和第二节能换热器22后，回水将第一节能换热器21和第二节能换热器22吸收的热量带走，并回流至锅炉1，实现对锅炉1排出的烟气的热量回收。
经过分水器61分流后流向第三循环管路32的回水，通过压缩式热泵31换热后温度升高，并经集水器62重新流向回水管路下游，提高回水的温度，降低锅炉1燃料的消耗，减少碳排量；此时流经压缩式换热泵蒸发侧的水温度降低，沿第二分支管路74和第二循环管路24流经第二节能换热器22，将经过第二节能换热器22的烟气温度进一步降低，进一步加大烟气热量的回收；
经过分水器61分流后流向空气源总输入管路71的回水分别流向两个第四循环管路42，空气源热泵41将空气的热量集中收集后将回水温度升高，其中部分回水经集水器62重新流向回水管路下游；部分升温后的回水经过第一分支管路73流经压缩式热泵31蒸发器，提高了蒸发器的换热差，进而提高了压缩式热泵31的制冷效率；
同时，空气源热泵41和压缩式热泵31通过第一分支管路73、第二循环管路24连通，压缩式热泵31的蒸发器将水温度降低之后再进入空气源热泵41内，同样提高了空气源热泵41的换热温差，提高了空气源热泵41的制热效率。
本申请不仅可以将烟温降低，提高锅炉1热效率；同时系统可以汲取空气中的热量用于供热系统中；此外空气源热泵41与压缩式热泵31循环联动，互相促进工作效率，大大提高了燃气锅炉1的热回收效率。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高效型烟气余热回收系统，包括锅炉(1)，所述锅炉(1)上连通有供水管道(11)、回水管道(12)和烟道(13)；所述烟道(13)上设置有烟气余热回收系统，其特征在于：还包括水源热泵回收系统和空气源热泵(41)辅助供热系统；
所述水源热泵回收系统分别与烟气余热回收系统、回水管路之间均设置有循环管路；
并且所述空气源热泵(41)辅助供热系统与回水管道(12)之间也设置有循环管路。
2.根据权利要求1所述的一种高效型烟气余热回收系统，其特征在于：所述水源热泵回收系统包括压缩式热泵(31)，和流经压缩式热泵(31)冷凝器的第三循环管路(32)；
所述空气源热泵(41)辅助供热系统包括空气源热泵(41)，和与空气源热泵(41)连接的第四循环管路(42)；
所述第三循环管路(32)和第四循环管路(42)的进水口和出水口均分别连通回水管路的上游和下游；
并且所述压缩式热泵(31)内蒸发器的一端分别与第四循环管路(42)的进水端和出水端连通设置。
3.根据权利要求1所述的一种高效型烟气余热回收系统，其特征在于：所述烟气余热回收系统包括沿烟道(13)依次设置的第一节能换热器(21)和第二节能换热器(22)；所述第一节能换热器(21)内流经有第一循环管路(23)，所述第二节能换热器(22)内流经有第二循环管路(24)；
所述水源热泵回收系统包括压缩式热泵(31)，和流经压缩式热泵(31)冷凝器的第三循环管路(32)；
所述空气源热泵(41)辅助供热系统包括空气源热泵(41)，和与空气源热泵(41)连接的第四循环管路(42)；
所述第一循环管路(23)、第三循环管路(32)和第四循环管路(42)的进水口和出水口均分别连通回水管路的上游和下游；
所述第二循环管路(24)的进水口与第一循环管路(23)的进水端连通设置，所述第二循环管路(24)的出水口与第四循环管路(42)的进水端连通设置；
所述第四循环管路(42)的出水端引出第一分支管路(73)，所述第一分支管路(73)流经压缩式热泵(31)的蒸发器后与第二循环管路(24)的进水端汇合；
所述第二循环管路(24)出水端引出第二分支管路(74)，所述第二分支管路(74)与第一分支管路(73)进水端连通设置。
4.根据权利要求2或3任一所述的一种高效型烟气余热回收系统，其特征在于：所述空气源热泵(41)辅助供热系统设置为多个，多个所述空气源热泵(41)辅助供热系统以并联的方式与回水管路连通设置。
5.根据权利要求1所述的一种高效型烟气余热回收系统，其特征在于：所述回水管路上游设置有分水器(61)，所述烟气余热回收系统、水源热泵回收系统和空气源热泵(41)辅助供热系统的进水口均与分水器(61)连通。
6.根据权利要求1所述的一种高效型烟气余热回收系统，其特征在于：所述回水管路下游设置有集水器(62)，所述烟气余热回收系统、水源热泵回收系统和空气源热泵(41)辅助供热系统的出水口均与集水器(62)连通。
7.根据权利要求1所述的一种高效型烟气余热回收系统，其特征在于：还包括光伏发电系统(5)，所述光伏发电系统(5)为水源热泵回收系统和空气源热泵(41)辅助供热系统提供电源。
8.根据权利要求3所述的一种高效型烟气余热回收系统，其特征在于：所述第一节能换热器(21)和第二节能换热器(22)均为低温防腐间壁式换热器。
Priority Applications (1)
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| CN202122196797.5U CN215723481U (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 一种高效型烟气余热回收系统 |
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Publications (1)
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| CN215723481U true CN215723481U (zh) | 2022-02-01 |
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ID=80018518
Family Applications (1)
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| CN202122196797.5U Active CN215723481U (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 一种高效型烟气余热回收系统 |
Country Status (1)
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