直燃機煙氣余熱利用自提升熱泵系統及余熱利用自提升熱泵方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及制熱制冷技術領域，尤其涉及一種直燃機煙氣余熱利用及自提升熱泵的系統和方法。
【背景技術】
[0002]在能源消耗及環境污染日益嚴重的今天，如何進一步提高直燃機的能源利用，減少能源消耗，提高單位功效，是整個行業急需解決的難題。雖然，分隔式直燃機的能效比要高于整體式交替制冷、制熱的直燃機，但要想進一步提高能效，卻非易事。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種能源消耗少、節能效果顯著的直燃機煙氣余熱利用自提升熱泵系統及余熱利用自提升熱泵方法。
[0004]本發明是通過以下技術方案予以實現的:
直燃機煙氣余熱利用自提升熱泵系統，包括高溫發生器、蒸發器、冷凝器、吸收器、煙氣熱交換器、供熱回水、熱水系統，所述高溫發生器的煙氣管道與煙氣熱交換器的進氣口相連，所述蒸發器的換熱管兩端分別通過循環管道與煙氣熱交換器的進水口、出水口相連，所述供熱回水依次經過吸收器的換熱管、冷凝器的換熱管、高溫發生器的換熱管連接到熱水系統。
[0005]上述系統的余熱利用自提升熱泵方法如下:將高溫發生器的煙氣通過煙氣熱交換器與來自蒸發器換熱管內的低溫水進行熱交換，通過低溫水將熱能傳遞給蒸發器加以利用；另外，將熱水系統的供熱回水輸送經過吸收器的換熱管，吸取吸收器內熱溶液的熱能，再經過冷凝器的換熱管，吸收來自水蒸氣凝結的熱能，最后進入高溫發生器的換熱管，吸收來自高溫發生器的熱能，使供熱回水受熱成為可使用的供熱熱水，輸送到熱水系統。
[0006]本發明具有以下技術效果:
本發明對現有的分隔式直燃機進行了關鍵的節能改進，采集高溫發生器的煙氣余熱加以利用，同時將供熱回水輸送經過吸收器的換熱管、冷凝器的換熱管、高溫發生器的換熱管，吸收熱能，利用自提升熱泵技術提升為供熱熱水，構思獨特，世界首創，是世界第一次采用這種新型結構的新型直燃機，具有顯著節能效果和經濟效益。
[0007]本發明充分利用熱能，且不降低供熱品位，節能減排，附帶消除白煙，還可以收集補水(經過處理后，作為采暖補水或者衛士熱水補水)。利用本技術改造一臺100萬大卡現有機組，改造成本低，只需增加煙氣熱交換器、管道和泵，可以降低氣耗接近20m3 /小時，且不需加大高溫發生器，增加供熱能力15%。一臺100萬大卡機組，120天可節氣57600m3，價值20萬元一一當年回收投資。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的原理圖。
【具體實施方式】
[0009]下面參照附圖對本發明進行詳細說明，但本發明并不限于下述實施例。
[0010]本發明以現有的分隔式供熱直燃機為基礎，包括高溫發生器、蒸發器、低溫發生器、冷凝器、吸收器，分隔式供熱直燃機的制冷、制熱原理屬于現有技術，在這就不重復介紹。
[0011]如圖1所示，本發明直燃機煙氣余熱利用自提升熱泵系統與現有分隔式供熱直燃機的區別在于:本發明包括高溫發生器、蒸發器、冷凝器、吸收器、煙氣熱交換器、供熱回水、熱水系統，所述高溫發生器的煙氣管道與煙氣熱交換器的進氣口相連，所述蒸發器的換熱管兩端分別通過循環管道與煙氣熱交換器的進水口、出水口相連，所述供熱回水依次經過吸收器的換熱管、冷凝器的換熱管、高溫發生器的換熱管連接到熱水系統。
[0012]上述系統的余熱利用自提升熱泵方法如下:將高溫發生器的煙氣通過煙氣熱交換器與來自蒸發器換熱管內的低溫水進行熱交換，通過低溫水將熱能傳遞給蒸發器加以利用；另外，將熱水系統的供熱回水輸送經過吸收器的換熱管，吸取吸收器內熱溶液的熱能，再經過冷凝器的換熱管，吸收來自水蒸氣凝結的熱能，最后進入高溫發生器的換熱管，吸收來自高溫發生器的熱能，使供熱回水受熱成為可使用的供熱熱水，輸送到熱水系統。
[0013]現有的分隔式供熱直燃機，可提供95°C以下熱水，但排煙溫度約100-160°C，熱量損失較大。
[0014]本發明工作原理如下:如圖1所示，本發明將高溫發生器的煙氣管道與煙氣熱交換器的進氣口相連，將蒸發器換熱管兩端分別通過循環管道與煙氣熱交換器的進水口、出水口相連。使蒸發器換熱管中低溫水(約20°C )流入煙氣熱交換器，將煙氣降溫甚至冷凝(約30°C)，將熱量基本回收，低溫水得到熱量，溫上升到約30°C。30°C低溫水，返回直燃機蒸發器換熱管，使蒸發器內水蒸發釋放熱量(原理同吸收式制冷)，水溫降低到20°C左右，再進入煙氣熱交換器，如此循環，使高溫發生器的煙氣余熱被不斷吸收利用。
[0015]另外，供熱回水通過吸收器換熱管，得到吸收器內的熱溶液的熱量，然后通過冷凝器換熱管，得到水蒸氣凝結的熱量，溫度繼續升高后，進入高溫發生器換熱管，吸收來自高溫發生器的熱能，使供熱回水受熱成為可使用的供熱熱水，送入到熱水系統。
[0016]本發明對現有的分隔式直燃機進行了關鍵的節能改進，采集高溫發生器的煙氣余熱加以利用，同時利用自提升熱泵技術將供熱回水提升為供熱熱水，構思獨特，世界首創，具有顯著節能效果和經濟效益。
[0017]以上實施例是對本發明的解釋，并非限定，以上只是部分舉例。在實際應用時，在管道上應加裝泵，煙氣余熱和自提升熱泵技術可同時應用，也可任選分開應用。
[0018]應該指出的是，對本行業的技術人員來說，根據本發明的基本原理和結構進行的簡化、變換、改進和組合，這些均應包括在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.直燃機煙氣余熱利用自提升熱泵系統，其特征在于:包括高溫發生器、蒸發器、冷凝器、吸收器、煙氣熱交換器、供熱回水、熱水系統，所述高溫發生器的煙氣管道與煙氣熱交換器的進氣口相連，所述蒸發器的換熱管兩端分別通過循環管道與煙氣熱交換器的進水口、出水口相連，所述供熱回水依次經過吸收器的換熱管、冷凝器的換熱管、高溫發生器的換熱管連接到熱水系統。2.權利要求1所述的直燃機煙氣余熱利用自提升熱泵系統的余熱利用自提升熱泵方法，其特征在于:將高溫發生器的煙氣通過煙氣熱交換器與來自蒸發器換熱管內的低溫水進行熱交換，通過低溫水將熱能傳遞給蒸發器加以利用；另外，將熱水系統的供熱回水輸送經過吸收器的換熱管，吸取吸收器內熱溶液的熱能，再經過冷凝器的換熱管，吸收來自水蒸氣凝結的熱能，最后進入高溫發生器的換熱管，吸收來自高溫發生器的熱能，使供熱回水受熱成為可使用的供熱熱水，輸送到熱水系統。
【專利摘要】本發明涉及一種直燃機煙氣余熱利用自提升熱泵系統及其余熱利用自提升熱泵方法，利用高溫發生器的煙氣余熱與蒸發器的換熱管進行熱交換，同時將供熱回水輸送經過吸收器的換熱管、冷凝器的換熱管、高溫發生器的換熱管，吸收熱能，使供熱回水受熱成為可使用的供熱熱水，輸送到熱水系統。本發明高效利用煙氣余熱及自提升熱泵技術，節能效果顯著。
【IPC分類】F24H4/02
【公開號】CN104896735
【申請號】CN201510303721
【發明人】張躍
【申請人】張躍
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月8日