专利名称：紧凑高效双工况冷却塔热回收节能装置的制作方法
技术领域：
紧凑髙效双工况冷却塔热回收节能装置所厲絲领械本实用新型技术涉及一种工业用(化工、制药业)或民用(食品加工业、现代建筑)中，低温(20~501C )冷却塔余热回收装置. 背景技术在一些化工、制药企业为了满足工业产品的工艺要求，常常需要通过冷却塔排除丁-业废热，同时在一些民用领域，比如，在一些现代化建筑和食品加工企业也通常设置冷 却塔用以排除中央空调冷凝热和食品加工冷冻、冷藏设备运行的冷凝热. 一方面，大量 的未经任何处理的低品位热能直接排放到大气中引起环境热污染，也同时造成能源的极 大浪费.另一方面，在一些企业，由于产品工艺要求又需要较高品位的热能。同样，人 们在日常生活中也需要大量的40-50TC的安全的稳定生活热水和冬季供暖热水(65匸以 上).目前，在一些余热回收技术中只是简单的安装一些换热器设备，这种热回收方式 不但体积庞大，热回收效率低，并且受周围环境和冷却塔运行工况的影响，稳定性差。 发明内容为了克服现有技术的热回收稳定性差，使用工况窄，尤其在获取较高温度的热水 (651C以上)热回收的效率低的特点.本实用型技术提供了一种在有中低温(20-50TC ) 水冷却塔的情况下，能够获取稳定的55-60C的中温热水和70-75t:的高温水.并同时 在夏季时，能够部分提供建筑物干工况(15—201C的低温冷源)供冷。本实用新型技术 是利用冷却塔所排放低品位热源的节能装置.本实用新型技术的特征在于在冷却塔热 回收机组中采用了主、副冷凝器以及整个冷凝器换热器的交替运行.从而形成热回收机 组的双工况运行机制.故而在供应热水时，能够保证机组的正常高效运行。在热用户管 网设计中，通过转换阀，即可以实现快速升温过程，又可以满足在同-系统中不同用户 对不同水温的要求.因此，整个节能装置具有较高的用效率和能效比。尤其，在中央空 调冷却塔系统应用中还同时能够提高了制冷主机的制冷效率。 本实用新型解^^^IIi^采用的技术方案是利用卡诺循环原理选取适当工质的热机.通过消耗较少的电能从而实现将高温 (55-80t:)热源输送给用户使用端.将低温(15-20TC )热源--部分或全部转移到中、低温(2o一5or:)冷却塔，另外一部分或全部用以建筑物干工况供冷。通过这样一个独立的紧凑离效双工况冷却塔热回收节能装置来实现热量转移工作。为实现本实用新型的目的，所述的紧凑高效双工况冷却塔热回收节能装置主要包括两部分双工况热回收机组部分和冷却塔、热用户连接水系统部分.双工况热回收机组 主要有五大构件组成螺杆式高温压缩机、冷却塔耐腐蚀全热热交换器、主、副冷凝器、 电子膨胀阀、以及附件汽液分离器、储液器和过滤器.冷却塔、热用户连接水系统部分 主要包括循环水泵、管道、控制阀门和电磁阀(电动阀)、供热水箱或膨胀水箱。双工况热回收机组部分为简述方便以下均简称'机组'。在机组的汽液分离器的工 质出口管路与主、副冷凝器的入口之间的管道上接有媒杆式离温压缩机。在机组汽液分 离器的工质人口管路与机组的电子膨胀阀的工质出口管路之间装有耐腐蚀冷却塔全热 热交换器.在机组电子膨胀阀的工质的人口管道与工质储液器的出口管路上连接设有工 质过滤器.工质储液器连接于机组过滤器的工质的入口管路与机组主、副冷凝器工质出 口管路之间.冷却塔全热热交换器、机组的主、副冷凝器和冷却塔换热器均具有两对进 出管路的热交换器，机组耐膺蚀冷却塔全热热交换器串接至带有冷却循环水泵的冷却塔 的冷却循环水的进水(或回水)管路上，并同时设有带有电动调节阀的旁通管.在旁通 管与冷却塔全热热交换器并联节点前的管道阀门前处用三通管件连接，在两个三通管件一壙的苷堪上^EW带有电动调节M的干工况il^进、回水管道.供热循环管堪部分在 机组主冷凝器的一端与供^Mtt环水系相连，供热循环水亲的回水与并联的热用户和供热 ;MI或膨胀水箱的回水管JK^连接，副冷凝晷的一埔与供热水箱IK0胀水箱进水管路相 连接.在主yMW和副冷凝器进出口和连接管道之间设有四个电动调节两(电磁闻〉，通 过转换和控制迭四个电动调节两(电雄脚)能够实现全热冷凝換热与主或副冷凝器交替 换热的转换，达到了不同热用户对不同水S的要求，为了提商中离、温热水的温差，不 恶化热回收机组的工况，在主冷簾器热水回水口安装了分流电动调节两(电磁脚〉。再 通过一个电动调节法(电磁脚)和一个亂度调节阀实現应用冷却塔换热器稳定机组安全 运行工况.在不词的热用户的回水管路上还同时设覽了温度调节脚，当到达设定温度时 关闭或关小热用户循环水流量，以节省系统flgJ6，本实用新型的有益结果是，它将将低温(15~加10)热源一部分或全部转移到中、低 溫(20 501C)冷却塔中减少了环境热污染，并同时获取了糖定的胡-65X:的中温热水和 75~8010的离湿热水*并且，在夏季时能够部^1I供建筑物干工况(15、201C的低温冷源) 供冷。由于，采用双工况热回收机组在供应热水时，既能够保证机组的正常髙效运行. 又能够同时满足不同热用户对供应热水亂度的耍求，故而，整个节能装豕有较布的用效 率和能效比，尤其，在中央空调系统应用中还提离了制冷主机的制冷效率， 附BB说Q9下面结合附围和实施併对本实用新型技术进一步说明 图l是本实用新型的结构示意图圉2是双工况热西iim组的鲔构示意圉图3是不同热用户与双工况热回收机组连接圉圉中，l螺杆式商溫压縮机2副)^)| : 3主^器4储液器，5机组过滤器6 电子膨胀两7冷却塔耐腐烛全热热交换器8汽液分离器；9、 12、 13、 14热用户供热 运行工况转換电动间(电磁阔),IO分流电磁闻，ll冷却塔換热器15供热循环水泵 16冷却 环水泵17冷却塔循环止回n: 18冷却塔耐腐蚀全热热交换器旁通电动调 节间19、冷却塔水流量电动调节两；20、截止两21、 22干工况供冷水流量电动调节 两、回水截止脚，23、 26热用户或管网敏调节M:幼、幼热用户供水截止阀24中 温用户管网27商溫用户管两；29补水止回M: 30供热水箱或膨胀水箱；31、 32冷 却塔换热温度调节间、电动两(电磁脚)； 具体实糊实施併如圉1以所示，本实用新型技术特征为参照图2，热回收机组釆用商温制冷 剂工质，在汽液分离《 8中气态的工质经过M(杆式高AS縮机1压缩作功后成为商温离 压的气态工质，高温商压的气态工质经过主、副冷凝器换热3、 2后成为的具有一定过 冷度的髙压液态工质，多余的一部分液态工廣糖存于倩液器4中，离温离压工质在经过 过滤器5后，进入电子彰胀两6，液态工质经节流膨胀后成为饱和低温气态工质-低温 气态工质在冷却塔耐腐蚀全M交换器7中进行热量交换，向冷却塔吸收热量，为防止液态低坦工质吸入螺杆式商fiffi编机1,工JSSft经汽液分离器8后进入螺杆式高温压缩 机l，完成一个循环周期.主、副冷凝器2、 3与热用户换热过程参见图3a在初始状态条件下打开分流电磁 两IO，热用户鹏运行工况转换电动N (电雄N〉 12、 13,热用户供水截止阀25、幼, 热用户或管两M调节拥23、 26,关闭其他各M门，这时中温用户管网24和髙温用户 管网27同时吸收主、副)tft器2、 .3所释放出的冷凝热量，当中温用户管网24和高温 用户管网27共两达到中湿翔卢管网湿度耍求时(中溫用户管网^&S机组主冷凝器3 的正常运行时平均温度〉，关闭热用户供热运行工况转换电动闻(电磁闻)12、 13。打开热用户供热运行工况转换电动n (电雄N〉 9、 14,这时有A&较高的到冷凝器(大郎分为冷凝显热，少量为潘热)向商温用户管网27供餘热量温度较低的副冷凝器(潜 热)向中溢用户營网24供热和保温，当中温用户管网24和高溫用户管网27的共同回 水溫度达到设计戒将会堪化热回收机组的运行工况，且未达到设计的离温用户管网27 的湿度耍求时关闭分流电碱两IO,热用户供水电动M (电雄间)25。打开冷却塔换热 fijft调节两、电动M (电磁M) 31、 32向冷却Jffft热器11进行热量交换已满足热回收 机组的正常运行，机组酣麻烛冷却Jff^热热^ft器7串接至带有冷却循环水泵16的冷却塔的冷却循 环水的进水(或回水)管路上，并同时设有带有电动调节两18的旁通管。冷却m热回收机ffiig桂时，在夏季，如果StfK物需要供冷。只要打开干工况供冷 水流量电动调节拥、回水截止脚21、 22'郎可，如上所迷，如果热豕机组采用R22工质，中粗用户管N 24可在获取45-501C的中温 热源，布温用户管两27获取55~60"的商温热灘时，机组运行效率较商。如果热泵机组 釆用維工质，+朋户管网24可在获取55~6010的中温热源，高温用户管网27获取 70-751C的商温热湄时，机组运行效率也很商.采用主、副冷凝器交替运行热回收(热 转移)能壤满足不同热用户对供应热水溫度的要求.综上所述，该节能装置结构紧澳、运行高效、节能效果明显.并且运行工况范围宽， 热回收的性能稳定。由于将冷源转移到冷却塔，所以减少了环境热污染，
权利要求1. 一种紧凑高效双工况冷却塔热回收节能装置其特征是包括两部分，双工况热回收机组部分与冷却塔、热用户连接水系统部分。
2. 根据权利1所述的紧凑髙效双工况冷却塔热回收节能装置其特征是在双工况热 回收机组部分，汽液分离器(8》的工质出口管路与主、副冷凝器(3、 2)的入 口之间的管道上接有螺杆式新温压缩机G),主、副冷凝器<3、 2)串联连接， 在汽液分离器(8》的工质入口管路与电子膨胀树(6)的工质出口管路之间装有 耐腐蚀冷却塔全热热交换器《7)，在电子膨胀阀《6〉的工质的入口管道与工质 储液器(4〉的出口管路上连接设有工质过滤器(5),工质储液器(4〉连接于过 滤器<5)的工质的入口管路与机组主、副冷凝器(3、 2〉工质出口管路之间， 冷却塔全热热交换器(7)、机组的主、副冷凝器(3、 2)均具有两对进出管路的 热交换器，
3. ti据权利1所述的紧凑髙效双工况冷却塔热回收节能装置其特征是在冷却塔连接水系统部分，耐腐蚀冷却塔全热热交换器(7)串接至带有冷却循环水泵(16) 的冷却塔的冷却循环水的进水(或回水)管路上,并同时设有带有电动调节两(18) 的旁通管，在旁通管与冷却塔全热热交换器(7)并联节点前的管道阀门(18) 前处用三通管件连接，在两个三通管件一端的管道上装有带有电动调节阀(21、 22〉的干工况供冷进、回水管道,
4. 裉据权利1所述的紧^高效双工k冷却塔热回收节能装置其特征是在双工况热 回收机组部分与热用户连接水系统部分，在机组主冷凝器(3)的一賴通过一个 电动调节阀(10)与供热循环水泵(15〗的出水管路相连，在这个电动调节阀(10) 与主冷凝器(3)之间的管路上通过电动阀(32)与冷却塔换热器(11)相连接， 冷却塔换热器具有两对进出管铬的热交换器，供热循环水泵(15)的回水与并联 的热用户(24、 27)的回水和供热水箱或膨胀水箱(30)的回水管道相连接，供 热水箱或膨胀水箱(30)的底部通过截止阀(幼)与热用户(27)相连接，副冷 凝器(2)的一端与供热水箱或膨胀水箱(30)进水管路相连接，在主冷凝器(3) 和副冷凝器(2)进出口管道之间设置电动阀(或电磁阀〉(12〉，电动阀或电磁 阀(14) 一端连接在电动阀(或电磁闳)(12)与副冷凝器(2〉的管遒之间，另 一端连接在电动阀(或电磁阀)(10)与供热循环水泵(15)的管道之间，电动 阀或电磁阀(9〉一端连接在电动阀(或电磁阀)(12〉与主冷凝器U)的管道 之间，另~襯与三个电动阀或电磁阀(13、 25、 31)的一端相连接，电动阀或电 磁魄U3)的另一端与副冷凝器(2〉相连，电动阆或电磁阀(25)的另一端与 热用户(24)相连，电动阀或电磁阀C31)的另一端与冷却塔换热器(11)相连 接，热用户(24)回水管道上设置了温度调节阀(23),热用户(27)的回水管 遵上设置了温度调节阀(26)。
专利摘要本实用新型技术涉及一种工业用(化工、制药业)或民用(食品加工业、现代建筑)中、低温(20～50℃)冷却塔余热回收装置。是利用冷却塔所排放低品位热源获取较高品位的能源。并同时满足不同热用户对不同水温要求的节能装置。该装置主要包括两部分双工况热回收机组部分和冷却塔、热用户连接水系统部分。热回收机组主要有五大构件组成螺杆式高温压缩机、冷却塔耐腐蚀全热热交换器、主、副冷凝器、电子膨胀阀、以及附件汽液分离器、储液器和过滤器。水系统部分主要包括循环水泵、管道、阀门。在供应热水时采用了主、副冷凝器以及整个冷凝器换热器的交替运行双工况运行机制。所以该装置有较高的效率和能效比。
文档编号F24D17/02GK201096429SQ20072012826
公开日2008年8月6日 申请日期2007年7月26日 优先权日2007年7月26日
发明者张宪金, 王军成 申请人:张宪金