一种利用太阳能和锅炉烟气余热联合运行生产热水的系统的制作方法

本技术涉及供热，尤其涉及一种利用锅炉烟气余热深度回收和太阳能联合运行生产热水的系统。

背景技术：

1、燃气锅炉作为主要采暖设备，燃烧产生的烟气中含有大量余热，直接排放到大气中会造成能量浪费。虽然目前的锅炉都安有烟气余热回收冷凝器，将锅炉回水与烟气进行热交换，但受到回水温度的限制，只能使烟温降至60℃左右，无法有效回收余热，且在非供暖季无法为用户提供热源。同时，太阳能作为一种取之不尽，用于不竭、清洁无污染的可再生能源，虽然受昼夜、气候、季节等因素的影响，无法为系统提供持续、稳定的能源供应，但也因具有巨大发展潜力而被广泛应用。因此，进一步探索烟气余热深度回收利用技术，并将烟气余热和太阳能技术联合起来，不仅可以进一步深度回收利用好这些余热，还能充分利用工业余热、太阳能两种低品位能源，取长补短，更好地满足用户的需求，是一项非常重要的节能减排技术，具有广阔的应用前景。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型目的在于设计一种利用太阳能和锅炉烟气余热回收技术联合运行生产热水的系统，该系统充分利用低品位能源，用于制取生活热水和加热空气，提高了能源利用效率，促进了锅炉经济运行。

2、为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种利用太阳能和锅炉烟气余热联合运行生产热水的系统，其特征在于，主要包括锅炉(1)、一级冷凝器(2)、二级冷凝器(3)、太阳能集热器(4)、水箱(5)、循环水泵(6)、空气预热器(7)、电热水器(8)以及控制装置(9)；锅炉的排烟口(10)设有向上的烟囱(11)，用于将锅炉燃烧产生的烟气排向室外的大气中，烟囱(11)的下部外侧设有一级冷凝器(2)，偏上部外侧设有二级冷凝器(3)，即一级冷凝器在所述烟囱靠近锅炉排烟口的一端，所述二级冷凝器在所述烟囱高出屋顶的一端；一级冷凝器进水管(12)和一级冷凝器出水管(14)均与锅炉回水管(13)连接，在锅炉回水管(13)上一级冷凝器出水管(14)与锅炉回水管(13)的接入点位于一级冷凝器进水管(12)与锅炉回水管的接入点的下游；二级冷凝器的出水管(15)分为两路，其中一路经电动阀i(16)与安装于屋顶的太阳能集热器(4)的进水口连接，太阳能集热器(4)的出水管与水箱进水管(17)相连通，另一路直接经电动阀ii(18)与太阳能集热器的出水管(19)相连通；水箱出水管(20)与循环水泵(6)进水口相连通，循环水泵的出口分为两路，其中一路经闸阀i(21)与空气预热器进水管(22)相连通，空气预热器(7)的出水管经二级冷凝器回水管(23)与二级冷凝器的进水口连接，另一路经闸阀ii(24)直接与太阳能集热器(4)进水管相连通。

3、进一步地，所述水箱(5)是一种储热水装置，它将太阳能集热器和烟气余热回收制取的热水热量储存起来，在满足所需温度的条件下，直接将热量传送给用户。

4、进一步地，所述水箱(5)内盘有热交换管(25)，热交换管(25)的进水口和出水口均位于水箱(5)外侧，热交换管(25)的进水口与自来水管相连通，热交换管(25)的出水口经电热水器(8)与生活用的热水管连接；热交换管(25)内部流动的是生活用循环水，生活用循环水与水箱内的热水进行热交换，被加热后供给用户。位于水箱内部的热交换管(25)呈多排排列，该结构使加热水的效率较高，并且实现了热能的循环利用。

5、进一步地，所述空气预热器(7)安装在锅炉外墙顶部窗户上，用以预热室外进入的冷空气。且所述空气预热器(7)的空气入口直接同大气连通，出口在锅炉房内，冷空气经空气预热器(7)预热后进入锅炉的燃烧器，空气燃烧前提前预热，达到节能的目的。

6、进一步地，二级冷凝器出水管上安装有温度传感器(26)，循环水泵(6)、电动阀i(16)、电动阀ii(18)、温度传感器(26)均与控制装置(9)电连接。该温度传感器(26)用于监测二级冷凝器出水的温度，并将该温度数据传送到控制装置(9)进而控制阀门开闭即控制相应电动阀的开关。

7、本实用新型具有以下有益效果：

8、本实用新型一种利用锅炉烟气余热深度回收和太阳能联合运行生产热水并预热空气的系统，充分利用锅炉燃烧排放的余热和太阳能作为热源，大大地节省了能源，降低了生产成本，同时也减轻了对环境的污染。

9、(1)本实用新型提出将锅炉余热与太阳能技术结合起来使用，能够充分利用低温余热和太阳能，相互补充，不但可以节约能源，提高系统能源利用率，而且由于能量来源于余热和太阳能，减少了二氧化碳等污染物排放，缓解了能源压力，具有良好的社会效益和经济效益。

10、(2)该实用新型可以有效回收锅炉烟气余热，烟气先在一级冷凝器内换热降温，加热锅炉回水，然后再进入二级冷凝器充当低位热源进一步换热降温，加热冷媒水，烟气中的余热得到充分回收，体现了余热介质的热量梯级利用。烟气经过一级冷凝器、二级冷凝器两级利用后排至大气中，可以提高能源的利用率，降低生产成本。而回收后的热量一部分用于生活热水，另一部分加热锅炉回水及将空气进行预热返回给锅炉就地利用，可以进一步节省燃料，降低一次能源消耗，有效提升锅炉供热效率。

技术特征：

1.一种利用太阳能和锅炉烟气余热联合运行生产热水的系统，其特征在于，主要包括锅炉(1)、一级冷凝器(2)、二级冷凝器(3)、太阳能集热器(4)、水箱(5)、循环水泵(6)、空气预热器(7)、电热水器(8)以及控制装置(9)；锅炉的排烟口(10)设有向上的烟囱(11)，用于将锅炉燃烧产生的烟气排向室外的大气中，烟囱(11)的下部外侧设有一级冷凝器(2)，偏上部外侧设有二级冷凝器(3)，即一级冷凝器在所述烟囱靠近锅炉排烟口的一端，所述二级冷凝器在所述烟囱高出屋顶的一端；一级冷凝器进水管(12)和一级冷凝器出水管(14)均与锅炉回水管(13)连接，在锅炉回水管(13)上一级冷凝器出水管(14)与锅炉回水管(13)的接入点位于一级冷凝器进水管(12)与锅炉回水管的接入点的下游；二级冷凝器的出水管(15)分为两路，其中一路经电动阀i(16)与安装于屋顶的太阳能集热器(4)的进水口连接，太阳能集热器(4)的出水管与水箱进水管(17)相连通，另一路直接经电动阀ii(18)与太阳能集热器的出水管(19)相连通；水箱出水管(20)与循环水泵(6)进水口相连通，循环水泵的出口分为两路，其中一路经闸阀i(21)与空气预热器进水管(22)相连通，空气预热器(7)的出水管经二级冷凝器回水管(23)与二级冷凝器的进水口连接，另一路经闸阀ii(24)直接与太阳能集热器(4)进水管相连通；

2.按照权利要求1所述的一种利用太阳能和锅炉烟气余热联合运行生产热水的系统，其特征在于，位于水箱内部的热交换管(25)呈多排排列。

3.按照权利要求1所述的一种利用太阳能和锅炉烟气余热联合运行生产热水的系统，其特征在于，所述空气预热器(7)安装在锅炉外墙顶部窗户上；且所述空气预热器(7)的空气入口直接同大气连通，出口在锅炉房内，冷空气经空气预热器(7)预热后进入锅炉的燃烧器。

4.按照权利要求1所述的一种利用太阳能和锅炉烟气余热联合运行生产热水的系统，其特征在于，温度传感器(26)用于监测二级冷凝器出水的温度，并将该温度数据传送到控制装置(9)进而控制阀门开闭即控制相应电动阀的开关。

技术总结
一种利用太阳能和锅炉烟气余热联合运行生产热水的系统，涉及供热技术领域。包括锅炉、一级冷凝器、二级冷凝器、太阳能集热器、水箱、水泵、空气预热器以及控制装置。一级冷凝器、二级冷凝器依次串联布置在锅炉烟囱上，二级冷凝器的出水管处分为两路，一路经电动阀I进入太阳能集热器后，与水箱入口连通，另一路经电动阀II直接与水箱入口连通。它可以充分回收利用烟气余热加热热媒水，同时利用太阳能补充加热，将利用太阳能和烟气余热联合运行生产的热水传导到水箱。热媒水有两个用途，一方面用于预热进入锅炉燃烧器的空气，另一方面用于生活用水。充分利用锅炉燃烧排放的余热和太阳能作为热源，节省了能源，降低了成本，同时也减轻了环境污染。

技术研发人员：赵化涛,石灿,李建,薛垚
受保护的技术使用者：北京长峰新联工程管理有限责任公司
技术研发日：20220830
技术公布日：2024/1/12