專利名稱：汽水換熱系統的制作方法

　　技術領域：

　　本發明涉及熱交換領域，特別是涉及一種汽水換熱系統。

　　背景技術：

　　隨著經濟的持續快速增長和居民生活水平的日益提高，我國未來的工業和居民采 暖熱力需求仍將保持快速增長趨勢。到2010年，熱電聯產裝機容量將在2005年的基礎上 翻番，以滿足不斷增長的工業和居民采暖熱力需求。熱電聯產是將煤炭燃燒產生的較高品位熱能轉化為高品位電能，同時對于發電后 剩余的低品位熱能加以利用的過程。在這個過程中，熱電廠供熱效率遠高于采用其他方式 的集中供熱。熱電聯產能將不同品位的熱能分級利用，即高品位的熱能用于發電，低品位 的熱能用于集中供熱。是熱能和電能聯合生產的一種高效能源生產方式，其熱效率可達 80-90 %。與其他供熱方式相比，熱電聯產集中供熱具有能耗低，經濟性好等特點，在資源配 置與環境保護上都具有明顯優勢。因此，熱電聯產是解決城市集中供熱和提高電廠能源綜 合利用率的有效途徑。請參考圖1，圖1為現有技術中一種典型汽水換熱器的工作原理示意圖。在汽水換熱器中，蒸汽熱源從A管路進入換熱器，與冷水進行熱交換后，形成凝結 水從B管路排出，此回路稱為一次水回路或一次網，A管路為一次網進水，B管路為一次網回 水；需要被加熱的冷水從C管路進入換熱器，與蒸汽熱源進行熱交換后，被加熱后從D管路 排出，進入用戶的換熱設備，此回路稱為二次水回路或二次網，C管路為二次網回水，D管路 為二次網供水。熱電聯產的終端用戶將熱電廠提供的高溫高壓蒸汽通過汽水換熱器加熱被加熱 熱水，形成二次水，再通過二次水加熱直接用戶的換熱設備(如家用暖氣片等)。二次網受 到直接用戶換熱設備要求的限制，其回水溫度大多為4(rc、5o°c、6(rc，為了保證二次網回 水溫度，一次網的冷凝水溫度必須高于二次網回水溫度，以實現io°c左右的換熱端差。為了 提高換熱效率、降低冷凝水溫度，實現小于io°c的換熱端差，就必須以加大換熱面積、增加 汽水換熱器成本為代價，其實現成本非常之高，而且在很多場合不能實現，影響了汽水換熱 器的適用性，也降低了蒸汽熱源的利用效率。因此，如何根據供熱二次網回水溫度的需要，降低一次網蒸汽冷凝水的排放溫度， 使得蒸汽冷凝水中的顯熱被回收利用到二次熱網水中，達到節能之功效，是本領域技術人 員目前需要解決的技術問題。

　　發明內容

　　本發明的目的是提供一種汽水換熱系統，該系統能使一次網與二次網充分換熱， 使二次網回水溫度較高，而一次網回水溫度較低，達到節能的功效。為實現上述發明目的，本發明提供一種汽水換熱系統，包括汽水換熱器，該汽水換 熱器包括相互對應的**入口和**出口，以及相互對應的第二入口和第二出口 ；所述**入口與蒸汽熱源連通，所述第二出口為所述汽水換熱系統的二次網出口 ；還包括吸收式 熱泵和冷凝水收集裝置，所述吸收式熱泵包括相互對應的第三入口和第三出口、相互對應 的第四入口和第四出口 ；所述冷凝水收集裝置包括第五入口和第五出口 ；所述汽水換熱系 統的被加熱熱水自所述第三入口進入所述吸收式熱泵，所述第三出口與所述第二入口連 通，所述**出口與所述第五入口連通，所述第五出口與所述第四入口連通；所述吸收式熱 泵的低溫冷凝水自所述第四出口排出。優選地，所述冷凝水收集裝置包括低溫區、高溫區、和設于所述低溫區和所述高溫 區之間的隔板，該隔板的上表面與所述冷凝水收集裝置的頂部具有預定的間隙；所述低溫 區設有第六入口和第六出口，所述第四出口與所述第六入口連通，所述第六入口和所述第 六出口至少一處設有控制所述低溫區的水位高于或低于所述隔板上表面的**控制閥；所 述第五入口和所述第五出口均設于所述高溫區，所述第五出口設有控制所述高溫區的水位 低于所述隔板的上表面的第二控制閥。優選地，所述第五出口與所述第四入口之間設有冷凝水循環泵。優選地，所述吸收式熱泵的動力源入口與所述蒸汽熱源連通。優選地，所述冷凝水收集裝置具有第七入口，與所述動力源入口相互對應的高溫 冷凝水出口與所述第七入口連通。優選地，所述第七入口設于所述高溫區。本發明所提供的汽水換熱系統，包括汽水換熱器、冷凝水收集裝置和吸收式熱泵， 一次網的蒸汽熱源自汽水換熱器的**入口進入汽水換熱系統，被加熱熱水自吸收式熱泵 的第三入口進入汽水換熱系統，并從汽水換熱器的第二出口流出汽水換熱系統，形成二次 網。一次網形成的冷凝水進入冷凝水收集裝置，并從冷凝水收集裝置中進入吸收式熱泵，在 吸收式熱泵里進行熱交換后，從第四出口流出重新進入冷凝水收集裝置。從吸收式熱泵中 加熱的被加熱熱水從第三出口流出吸收式熱泵，進入汽水換熱器的第二入口，從而使被加 熱熱水的溫度得到提高，相當于提高了汽水換熱器的二次網的回水溫度。從上述的工作過 程不難看出，吸收式熱泵有效吸收了汽水換熱器中一次出水的熱量，并將熱量傳遞給汽水 換熱器的二次網回水，即利用一次網的出水熱量加熱了二次網回水，使二次網回水被加熱 兩次后排出，以提高二次網回水的品位，降低一次網排水的品位，充分利用系統的熱量，節 約能源，減少浪費。在一種優選的實施方式中，所述冷凝水收集裝置包括低溫區、高溫區、和設于所述 低溫區和所述高溫區之間的隔板，該隔板的上表面與所述冷凝水收集裝置的頂部具有預定 的間隙；所述低溫區設有第六入口和第六出口，所述第四出口與所述第六入口連通，所述第 六入口和所述第六出口至少一處設有控制所述低溫區的水位高于或低于所述隔板上表面 的**控制閥；所述第五入口和所述第五出口均設于所述高溫區，所述第五出口設有控制 所述高溫區的水位低于所述隔板的上表面的第二控制閥，使所述低溫區內的冷凝水可選擇 地流向所述高溫區。隔板將冷凝水收集裝置分隔為兩部分，一部分為低溫區，另一部分為高 溫區，從汽水換熱器的**出口中流出的冷凝水進入冷凝水收集裝置的高溫區，然后從第 五出口進入吸收式熱泵，換熱后形成的低溫冷凝水，從第四出口流出吸收式熱泵進入冷凝 水收集裝置的低溫區。當系統需要時，低溫區的冷凝水可以流向高溫區，與高溫區的冷凝水 混合，形成中溫的冷凝水后流向吸收式熱泵。

　　隔板的高度可以是固定的，通過控制閥門開關低溫區的水位，使低溫區的水位在 需要的時候高于隔板的上表面，低溫的冷凝水進入高溫區；隔板的高度也可以是能調節的， 保持低溫區的水位高于高溫區的水位，當隔板的高度調整到適當高度時，低溫區的水位高 于隔板的上表面，而高溫區的水位低于隔板的上表面，使低溫區的冷凝水進入高溫區。隔板 結構簡單，易于生產，可以降低冷凝水收集裝置的生產難度和生產成本。

　　圖1為現有技術中一種典型汽水換熱器的工作原理示意圖；圖2為本發明所提供汽水換熱系統**種具體實施方式

　　的結構示意圖；圖3為本發明所提供汽水換熱系統第二種具體實施方式

　　的結構示意圖。

　　具體實施例方式本發明的核心是提供一種汽水換熱系統，該系統能使一次網與二次網充分換熱， 使二次網回水溫度較高，而一次網回水溫度較低，達到節能的功效。為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式

　　對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖2，圖2為本發明所提供汽水換熱系統**種具體實施方式

　　的結構示意 圖。本發明所提供的汽水換熱系統，包括汽水換熱器1、冷凝水收集裝置2和吸收式熱 泵3，汽水換熱器1包括相互對應的**入口 IlA和**出口 11B，以及相互對應的第二入 口 12A和第二出口 12B，其中，**入口 IlA與蒸汽熱源連通，第二出口 12B為汽水換熱系統 的二次網出口 ；吸收式熱泵3包括相互對應的第三入口 31A和第三出口 31B、相互對應的第 四入口 32A和第四出口 32B，以及相互對應的動力源入口 33A和高溫冷凝水出口 33B ；冷凝 水收集裝置2包括第五入口 21A和第五出口 21B ；且**出口 IlB與第五入口 21A連通，第 二入口 12A與第三出口 31B連通，第五出口 21B與第四入口 32A連通；吸收式熱泵3的冷凝 水自第四出口 32B排出，汽水換熱系統的被加熱熱水自第三入口 31A進入吸收式熱泵3。這樣，一次網的蒸汽熱源自汽水換熱器1的**入口 IlA進入汽水換熱系統，被加 熱熱水自吸收式熱泵3的第三入口 31A進入汽水換熱系統，并從汽水換熱器1的第二出口 12B流出汽水換熱系統，形成二次網。一次網形成的冷凝水進入冷凝水收集裝置2，并從冷 凝水收集裝置2中進入吸收式熱泵3，在吸收式熱泵3里進行熱交換后，從第四出口 32B流 出重新進入冷凝水收集裝置2。從吸收式熱泵3中加熱的被加熱熱水從第三出口 31B流出 吸收式熱泵3，進入汽水換熱器1的第二入口 12A，從而提高汽水換熱器1的二次網的回水 溫度，使被加熱熱水的溫度得到提高。從上述的工作過程不難看出，吸收式熱泵3有效吸收了汽水換熱器1中一次出水 的熱量，并將熱量傳遞給汽水換熱器1的二次網回水，即利用一次網的出水熱量加熱了二 次網回水，使二次網回水被加熱兩次后排出，以提高二次網回水的品位，降低一次網排水的 品位，充分利用系統的熱量，節約能源，減少浪費。需要說明的是，本文所述的“相互對應”，系指在汽水換熱器1和吸收式熱泵3中， 介質沿同一管道和方向流通，從一個入口進入汽水換熱器1或吸收式熱泵3后，經過熱交換，從一個出口離開汽水換熱器1或吸收式熱泵3，該入口和出口為相互對應。在一種具體的實施方式中，冷凝水收集裝置2包括低溫區、高溫區、和設于低溫區 和高溫區之間的隔板24，且隔板24的上表面與冷凝水收集裝置的頂部具有預定的間隙，使 低溫區內的冷凝水可選擇地流向高溫區，低溫區設有第六入口 22A和第六出口 22B，第四出 口 32B與第六入口 22A連通，第五入口 21A和第五出口 21B設于高溫區。這樣，隔板24將 冷凝水收集裝置2分隔為兩部分，一部分為低溫區，另一部分為高溫區，從汽水換熱器1的 **出口 IlB中流出的冷凝水進入冷凝水收集裝置2的高溫區，然后從第五出口 21B進入 吸收式熱泵3，換熱后形成的低溫冷凝水，從第四出口 32B流出吸收式熱泵3進入冷凝水收 集裝置2的低溫區。當系統需要時，低溫區的冷凝水可以流向高溫區，與高溫區的冷凝水混 合，形成中溫的冷凝水后流向吸收式熱泵3。吸收式熱泵3在大流量、小溫差的工況下，其工作效率較高。利用隔板24分開低 溫區和高溫區后，當高溫區的冷凝水較少，致使第五出口 21B與第四入口 32A之間的流量較 小，影響吸收式熱泵3的工作效率時，將低溫區的冷凝水流向高溫區，使低溫區的冷凝水與 高溫區的冷凝水混合，這樣既增大了第五出口 21B與第四入口 32A之間的流量，又降低了吸 收式熱泵3的進水溫度，一舉兩得，提高了吸收式熱泵3的工作效率。具體地，隔板24的高度可以是固定的，可以通過第六出口 22B和/或第六入口 22A 的**控制閥控制低溫區的水位，使低溫區的水位在需要的時候高于隔板24的上表面，低 溫的冷凝水進入高溫區；隔板24的高度也可以是能調節的，保持低溫區的水位高于高溫區 的水位，當隔板24的高度調整到適當高度時，低溫區的水位高于隔板24的上表面，而高溫 區的水位低于隔板24的上表面，使低溫區的冷凝水進入高溫區。隔板24結構簡單，易于生 產，可以減小冷凝水收集裝置2的生產難度，降低冷凝水收集裝置2的生產成本。同時，第五出口 21B設有控制高溫區水位的第二控制閥，利用第二控制閥控制第 五出口 21B的流量，以保持高溫區的水位低于隔板24的上表面，確保高溫區的冷凝水不會 進入低溫區。顯然，隔板24可以由其它具有隔離功能的結構代替，例如低溫區和高溫區可以 是兩個獨立的區間，其中通過壓力閥等開關隔離，高溫區的水位降低，其水壓減小，通過第 六出口 22B和/或第六入口 22A的**控制閥控制低溫區的水位高度和水壓，使低溫區的 水壓與高溫區的水壓達到預定的比例或差值時，壓力閥開啟；當低溫區的水壓與高溫區的 水壓小于預定的比例或差值時，壓力閥關閉。為了提高汽水換熱系統的工作效率，可以在第五出口 21B與第四入口 32A之間設 置冷凝水循環泵，使冷凝水進入吸收式熱泵3的速度提高，提高吸收式熱泵3的換熱效率。請參考圖3，圖3為本發明所提供汽水換熱系統第二種具體實施方式

　　的結構示意 圖。在第二種具體的實施例中，吸收式熱泵動力源入口 33A與蒸汽熱源連通，冷凝水 收集裝置2還包括第七入口 23A，吸收式熱泵的高溫冷凝水出口 33B與第七入口 23A連通。 即利用高溫的蒸汽熱源啟動吸收式熱泵3，再將形成的高溫冷凝水排入冷凝水收集裝置2， 進行二次利用，減少熱量損失。進一步地，第七入口 23A設于高溫區，將高溫冷凝水通過第七入口 23A排入高溫 區，與汽水換熱器1中排出的高溫冷凝水混合，一起作用于吸收式熱泵3，進一步提高熱能的利用效率。同時，本發明所提供的汽水換熱系統中還可以設有循環泵，通過循環泵將冷凝水 收集裝置2高溫區的冷凝水送入吸收式熱泵3的第四入口 32A，以提高吸收式熱泵3的換熱效率。在上述的**種具體實施例中，蒸汽熱源可以與汽水換熱器1的**入口 IlA連 通，也可以同時與**入口 1IA和吸收式熱泵動力源入口 33A連通；吸收式熱泵3所利用的 高溫冷凝水可以在汽水換熱器1中形成，也可以在吸收式熱泵3的動力源側形成。從上述描述中不難看出，蒸汽熱源可以只與**入口 IlA連通，或者同時與** 入口 IlA和吸收式熱泵動力源入口 33A連通，汽水換熱器1和吸收式熱泵3中生成的高溫 冷凝水可以部分排入冷凝水收集裝置2，也可以同時都排入冷凝水收集裝置2。綜上所述，本發明所提供的汽水換熱系統，先利用蒸汽熱源驅動汽水換熱器1和 吸收式熱泵3中的一者或兩者，再收集汽水換熱器1和吸收式熱泵3中一者或兩者中排出 的高溫冷凝水，將高溫冷凝水處理到合適的溫度和流速后經循環泵送入吸收式熱泵3，*后 將經吸收式熱泵3的第四出口 32B排出的低溫冷凝水部分利用，與高溫冷凝水混合，其它低 溫冷凝水排出系統，完成一個工作循環。該汽水換熱系統可以有效提高機組的綜合熱效率， 降低機組的供熱汽耗，達到節能減排的效果，同時提高企業的生產效益。以上對本發明所提供的汽水換熱系統進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對 本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法 及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前 提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保 護范圍內。

　　權利要求

　　一種汽水換熱系統，包括汽水換熱器，該汽水換熱器包括相互對應的**入口和**出口，以及相互對應的第二入口和第二出口；所述**入口與蒸汽熱源連通，所述第二出口為所述汽水換熱系統的被加熱熱水的出口；其特征在于，還包括吸收式熱泵和冷凝水收集裝置，所述吸收式熱泵包括相互對應的第三入口和第三出口、相互對應的第四入口和第四出口；所述冷凝水收集裝置包括第五入口和第五出口；所述汽水換熱系統的被加熱熱水自所述第三入口進入所述吸收式熱泵，所述第三出口與所述第二入口連通，所述**出口與所述第五入口連通，所述第五出口與所述第四入口連通；所述吸收式熱泵的低溫冷凝水自所述第四出口排出。

　　2.根據權利要求1所述的汽水換熱系統，其特征在于，所述冷凝水收集裝置包括低溫 區、高溫區、和設于所述低溫區和所述高溫區之間的隔板，該隔板的上表面與所述冷凝水收 集裝置的頂部具有預定的間隙；所述低溫區設有第六入口和第六出口，所述第四出口與所 述第六入口連通，所述第六入口和所述第六出口至少一處設有控制所述低溫區的水位高于 或低于所述隔板上表面的**控制閥；所述第五入口和所述第五出口均設于所述高溫區， 所述第五出口設有控制所述高溫區的水位低于所述隔板的上表面的第二控制閥。

　　3.根據權利要求2所述的汽水換熱系統，其特征在于，所述第五出口與所述第四入口 之間設有冷凝水循環泵。

　　4.根據權利要求2或3所述的汽水換熱系統，其特征在于，所述吸收式熱泵的動力源入 口與所述蒸汽熱源連通。

　　5.根據權利要求4所述的汽水換熱系統，其特征在于，所述冷凝水收集裝置具有第七 入口，與所述動力源入口相互對應的高溫冷凝水出口與所述第七入口連通。

　　6.根據權利要求5所述的汽水換熱系統，其特征在于，所述第七入口設于所述高溫區。

　　全文摘要

　　本發明公開了一種汽水換熱系統，包括汽水換熱器、冷凝水收集裝置和吸收式熱泵，一次網的蒸汽熱源自汽水換熱器的**入口進入汽水換熱系統，被加熱熱水自吸收式熱泵的第三入口進入汽水換熱系統，并從汽水換熱器的第二出口流出汽水換熱系統，形成二次網。一次網形成的冷凝水進入冷凝水收集裝置，并從冷凝水收集裝置中進入吸收式熱泵，在吸收式熱泵里進行熱交換后，從第四出口流出重新進入冷凝水收集裝置。從吸收式熱泵中加熱的被加熱熱水從第三出口流出吸收式熱泵，進入汽水換熱器的第二入口，從而使被加熱熱水的溫度得到提高，相當于提高了汽水換熱器的二次網的回水溫度。

　　文檔編號F24D3/18GKSQ

　　公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月28日 優先權日2010年10月28日

　　***黃紹新 申請人:黃紹新

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