工业企业冷却水余热利用热泵机组 |
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| 申请号 | CN202211254090.8 | 申请日 | 2022-10-13 | 公开(公告)号 | CN117537505A | 公开(公告)日 | 2024-02-09 |
| 申请人 | 付朝乾; | 发明人 | 付朝乾; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种工业企业 冷却 水 余热利用 热 泵 机组，属于热交换领域。它解决了现有的冷却水余热利用率低的问题。本工业企业冷却水余热利用热泵机组，包括壳 管式换热器 和补水箱， 壳管式换热器 包括 外壳 、冷却水进口、冷却水出口、换热水管、 循环水 进口、循环水出口和 蒸汽 出口，包括具有进汽端口和出汽端口的 压缩机 ，进汽端口与蒸汽出口相连通，压缩机用于将低温低压 蒸汽压 缩 形成高温高压蒸汽从出汽端口排出，壳管式换热器内腔顶部设置有喷水组件，喷水组件与循环水出口通过循环管道相连接；本工业企业冷却水余热利用热泵机组通过压缩机吸入余热产生的低温低压蒸汽，形成高温高压蒸汽排出，提高换热效率，从而提高冷却水余热的利用效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种工业企业冷却水余热利用热泵机组，包括壳管式换热器（1）和补水箱（2），壳管式换热器（1）包括外壳（11），外壳（11）的一端分别设置有冷却水进口（12）和冷却水出口（13），壳管式换热器（1）内设置有换热水管（18），换热水管（18）两端分别与冷却水进口（12）和冷却水出口（13）相连接，外壳（11）远离冷却水进口（12）端设置有循环水进口（14）和循环水出口（15），补水箱（2）与壳管式换热器（1）内腔通过循环水进口（14）相连通，其特征在于，所述壳管式换热器（1）上端设置有蒸汽出口（16）用于排出低温低压蒸汽，工业企业冷却水余热利用热泵机组还包括压缩机（3），压缩机（3）具有进汽端口（31）和出汽端口（32），压缩机（3）的进汽端口（31）与蒸汽出口（16）相连通，压缩机（3）用于将低温低压蒸汽压缩形成高温高压蒸汽从出汽端口（32）排出，壳管式换热器（1）内腔顶部设置有喷水组件（17），喷水组件（17）与循环水出口（15）通过循环管道（4）相连接，循环管道（4）上设置有回水泵（7），循环水出口（15）位于壳管式换热器（1）的底壁上。 |
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| 说明书全文 | 工业企业冷却水余热利用热泵机组技术领域[0001] 本发明属于热交换领域，涉及一种热泵机组，特别是一种工业企业冷却水余热利用热泵机组。 背景技术[0003] 关于热泵蒸汽机组的文献较多，如一种燃气锅炉余热再利用设备，（授权公告号CN 107782175 A），包括燃气锅炉、管壳式换热器、烟囱、补水箱；所述燃气锅炉顶部安装有排气管，排气管向下绕所述燃气锅炉的侧壁环绕至所述燃气锅炉底部，并连接到所述管壳式换热器的热气体进口；所述管壳式换热器的热气体出口连接有烟囱；所述补水箱的下部通过管路连接至所述管壳式换热器的冷流体进口，且管路中设有循环泵；所述管壳式换热器的冷流体出口通过管路连接至所述燃气锅炉底部。 [0004] 该燃气锅炉余热再利用设备虽然能够解决燃气锅炉余热回收的问题，但是仍存在以下不足：1、冷却水余热利用率低，2、机组体积较大，占用空间。 发明内容[0005] 本发明提出了一种工业企业冷却水余热利用热泵机组，本发明要解决的技术问题是如何提高业企业冷却水余热的利用效率。 [0006] 本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种工业企业冷却水余热利用热泵机组，包括壳管式换热器和补水箱，壳管式换热器包括外壳，外壳的一端分别设置有冷却水进口和冷却水出口，壳管式换热器内设置有换热水管，换热水管两端分别与冷却水进口和冷却水出口相连接，外壳远离冷却水进口端设置有循环水进口和循环水出口，补水箱与壳管式换热器内腔通过循环水进口相连通，所述壳管式换热器上端设置有蒸汽出口用于排出低温低压蒸汽，工业企业冷却水余热利用热泵机组还包括压缩机，压缩机具有进汽端口和出汽端口，压缩机的进汽端口与蒸汽出口相连通，压缩机用于将低温低压蒸汽压缩形成高温高压蒸汽从出汽端口排出，充分利用冷却水余热，将低温低压蒸汽通过压缩机形成高温高压蒸汽；壳管式换热器内腔顶部设置有喷水组件，均匀喷洒除盐水，提高对冷却水降温的效率，喷水组件与循环水出口通过循环管道相连接，循环管道上设置有回水泵，不仅减少循环水的流失，还提高低温低压蒸汽的发生效率；循环水出口位于壳管式换热器的底壁上。 [0007] 在上述的工业企业冷却水余热利用热泵机组中，所述压缩机的出汽端口设置有减温减压阀，用于降低由压缩机排出的高温高压蒸汽过度热。 [0008] 在上述的工业企业冷却水余热利用热泵机组中，所述减温减压阀的两端通过循环管道与补水箱相连接形成水循环，循环管道上设置有回水泵，有效节约水资源。 [0009] 在上述的工业企业冷却水余热利用热泵机组中，所述壳管式换热器上设置有汽液分离器，汽液分离器的一端与蒸汽出口相连接，另一端与压缩机的进汽端口相连接，用于分离低温低压蒸汽内的液体，降低压缩机的工作负荷。 [0010] 在上述的工业企业冷却水余热利用热泵机组中，所述的汽液分离器包括汽液分离壳体和汽液分离滤网，汽液分离壳体的下端具有与蒸汽出口一一对应的吸汽口，汽液分离壳体的上端具有与压缩机相连接的排汽口，汽液分离滤网的外周缘部与汽液分离壳体的内侧壁固定连接，汽液分离壳体通过汽液分离滤网分隔为分离腔和蒸汽腔，汽液分离滤网对低温低压蒸汽内的液体和蒸汽进行分类，确保低温低压蒸汽纯度。 [0011] 在上述的工业企业冷却水余热利用热泵机组中，所述补水箱通过连接管道与循环管道相连接，使壳管式换热器内的冷却水得到降温效果的同时，防止温度过低，形成低温低压蒸汽的效率减弱，降低冷却水余热利用的效率，连接管道上设置有回水泵，保持补水箱和壳管式换热器之间的水循环。 [0012] 在上述的工业企业冷却水余热利用热泵机组中，所述喷水组件包括条状的储水腔和连接环，连接环与循环水进口相连接，储水腔的下端面均匀排布有多个喷水孔，用于均匀喷洒使得冷却水更好地实现降温，且更易形成低温低压蒸汽，提高效率。 [0013] 在上述的工业企业冷却水余热利用热泵机组中，连接管道和循环管道上均设置有单向阀，防止循环管道内的液体回流。 [0014] 与现有技术相比，本工业企业冷却水余热利用热泵机组通过压缩机吸入余热产生的低温低压蒸汽，形成高温高压蒸汽排出，实现能量再利用，替代锅炉供暖，更具环保效果；补水箱与壳管式换热器循环水设置，不仅不污染水源，还能提高换热效率，从而提高冷却水余热的利用效率。 附图说明 [0015] 图1是本工业企业冷却水余热利用热泵机组的结构示意图。 [0016] 图2是本工业企业冷却水余热利用热泵机组中壳管式换热器的剖视结构示意图。 [0017] 图3是本工业企业冷却水余热利用热泵机组中汽液分离器的剖视结构示意图。 [0018] 图中标记：1、壳管式换热器；11、外壳；12、冷却水进口；13、冷却水出口；14、循环水进口；15、循环水出口；16、蒸汽出口；17、喷水组件；17a、储水腔；17b、连接环；17c、喷水孔；18、换热水管；2、补水箱；3、压缩机；31、进汽端口；32、出汽端口；4、循环管道；5、连接管道； 6、减温减压阀；7、回水泵；8、汽液分离器；81、汽液分离壳体；81a、吸汽口；81b、排汽口；82、汽液分离滤网；83、分离腔；84、蒸汽腔；9、单向阀。 具体实施方式[0019] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。 [0020] 如图1至图3所示，一种工业企业冷却水余热利用热泵机组包括壳管式换热器1和补水箱2，补水箱2内具有除盐水；壳管式换热器1包括外壳11，外壳11的一端分别设置有冷却水进口12和冷却水出口13，壳管式换热器1内设置有换热水管18，换热水管18两端分别与冷却水进口12和冷却水出口13相连接，外壳11远离冷却水进口12端设置有循环水进口14和循环水出口15，补水箱2与壳管式换热器1内腔通过循环水进口14相连通。 [0021] 壳管式换热器1内腔顶部设置有喷水组件17，均匀喷洒除盐水，提高对冷却水降温的效率。 [0022] 喷水组件17包括条状的储水腔17a和连接环17b，连接环17b与循环水进口14相连接，储水腔17a的下端面均匀排布有多个喷水孔17c，用于均匀喷洒使得冷却水更好地实现降温，且更易形成低温低压蒸汽，提高效率。 [0023] 喷水组件17与循环水出口15通过循环管道4相连接，循环管道4上设置有回水泵7，减少循环水的流失，同时循环水使壳管式换热器1内的温度保持，还提高低温低压蒸汽的发生效率，循环水出口15位于壳管式换热器1的底壁上，使除盐水与冷却水管道充分接触，提高降温效率。 [0024] 换热水管18呈回型设置，使喷水组件17喷洒的除盐水与换热水管18内充分接触，提高降温效率。 [0025] 壳管式换热器1还具有蒸汽出口16用于排出低温低压蒸汽，壳管式换热器1上设置有汽液分离器8，汽液分离器8的一端与蒸汽出口16相连接，另一端与压缩机3的进汽端口31相连接，用于分离低温低压蒸汽内的液体，降低压缩机的工作负荷。 [0026] 汽液分离器8包括汽液分离壳体81和汽液分离滤网82，汽液分离壳体81的下端具有与蒸汽出口16一一对应的吸汽口81a，汽液分离壳体81的上端具有与压缩机3相连接的排汽口81b，汽液分离滤网82的外周缘部与汽液分离壳体81的内侧壁固定连接，汽液分离壳体81通过汽液分离滤网82分隔为分离腔83和蒸汽腔84，汽液分离滤网82对低温低压蒸汽内的液体和蒸汽进行分类，确保低温低压蒸汽纯度。 [0027] 工业企业冷却水余热利用热泵机组还包括压缩机3，压缩机3具有进汽端口31和出汽端口32。 [0028] 压缩机3的进汽端口31与壳管式换热器1的蒸汽出口16相连通，压缩机3用于将低温低压蒸汽压缩形成高温高压蒸汽从出汽端口32排出，充分利用冷却水余热，将低温低压蒸汽通过压缩机3形成高温高压蒸汽。 [0029] 压缩机3的出汽端口32设置有减温减压阀6，用于降低由压缩机3排出的高温高压蒸汽过度热；减温减压阀6的两端通过循环管道4与补水箱2相连接形成水循环，循环管道4上设置有回水泵7，有效节约水资源。 [0030] 连接管道5和循环管道4上均设置有单向阀9，防止循环管道4内的液体回流。 [0031] 在实际使用过程中，冷却水进入壳管式换热器1内，补水箱2的除盐水通过喷水组件17均匀喷洒在壳管式换热器1的内腔内，使冷却水充分降温，降温的同时产生低温低压蒸汽，低温低压蒸汽进入分离腔83内，通过汽液分离滤网82对低温低压蒸汽内的液体和蒸汽进行分类，干燥的低温低压蒸汽进入蒸汽腔84内，从排汽口81b排出，压缩机3吸入低温低压蒸汽形成高温高压蒸汽后排出，高温高压蒸汽进入减温减压阀6降温，防止过热，减温减压阀6的两端通过循环管道4与补水箱2相连接形成水循环。 [0032] 由于壳管式换热器1形成大量低温低压蒸汽，补水箱2需向壳管式换热器1进行补水，壳管式换热器1的循环水出口15与喷水组件17之间通过循环管道4相连通，有效保存除盐水的温度，更有效的形成低温低压蒸汽，为防止冷却水的降温效率，补水箱2通过连接管道5与循环管道4相连通，使冷却水不仅有效降温，且更快的形成低温低压蒸汽，提高冷却水余热的利用率。 |
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