一种水泥窑生产冷却水余热利用供暖系统的制作方法

1.本实用新型涉及能源回收领域，具体涉及一种水泥窑生产冷却水余热利用供暖系统。


背景技术：

2.工矿企业生产系统中诸多运行设备需要不断冷却以确保系统正常稳定运行，通常使用冷却塔为其降温。比如水泥厂水泥窑运行过程中需利用循环冷却水对其系统进行冷却，然后通过冷却塔冷却循环水，达到生产系统降温的目的。生产循环冷却水温度常年处于25-35℃范围内，不能直接用于供暖和生活热水，导致这部分热能被冷却塔冷却散至大气，被白白浪费。
3.现国家大力提倡和鼓励可再生、可持续能源的开发和利用，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，以调整能源结构、增加可再生能源供应、减少温室气体排放、实现可持续发展为目标。利用水源热泵及板式换热器相结合可以实现生产冷却水的余热利用供暖。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种水泥窑生产冷却水余热利用供暖系统，以解决上述背景技术中提到的问题。
5.一种水泥窑生产冷却水余热利用供暖系统，包括冷却塔水池、过滤设备、第一循环泵以及板式换热器，所述板式换热器内设有两条独立的水道，一条为供热水道，另一条为吸热水道，所述供热水道与吸热水道进行热量交换；
6.所述冷却塔水池的出水口与过滤设备连接，所述过滤设备的出口通过第一循环泵与供热水道的入口连接，所述供热水道的出口与冷却塔水池的入水口连通，所述吸热水道吸收供热水道的热量过后，通过系统水箱经过水源热泵与空调水箱进行换热，最终将空调水箱的热量提供给供暖末端。
7.优选的，所述水源热泵包括蒸发器、压缩机、节流阀以及冷凝器，所述蒸发器的蒸发管道的出口与压缩机的入口连接，所述压缩机的入口与冷凝器的冷凝管道连接，所述冷凝管道通过节流阀与蒸发管道连接，所述蒸发器内设有用于加热蒸发管道的加热管，所述冷凝器内设有用于冷却冷凝管道的冷却管。
8.优选的，所述系统水箱上设有第一低温进水口、第一高温进水口以及两个第一中温出水口，其中一个第一中温出水口通过第二循环泵与吸热水道的入口连通，所述吸热水道的出口与第一高温进水口连通，另一个第一中温出水口通过第三循环泵与加热管的入口连通，所述加热管的出口与第一低温进水口连通。
9.优选的，所述空调水箱上设有第二高温进水口、第二低温进水口以及两个第二中温出水口，其中一个第二中温出水口通过第四循环泵与供暖末端的入口连通，所述供暖末端的出口与第二低温进水口连通，另一个第二中温出水口通过第五循环泵与冷却管的入口
连通，所述冷却管的出口与第二高温进水口连通。
10.本实用新型的有益效果为：
11.1)本技术方案中提供了一种生产冷却水余热回收系统，解决了生产冷却水余热无法直接再使用而被浪费的问题；
12.2)本技术方案中采用水源热泵与板式换热器相结合，热量回收率高，节能环保，可充分利用余热利用；
13.3)本技术方案中拆板式换热器采用间接换热，不但冷却水无消耗，而且可减轻冷却塔运行负荷；
14.4)本技术方案经济和社会效益巨大。如1t/h的30℃冷却水，通过本技术每年回收热量达28000kw,二氧化碳减排达28t。
附图说明
15.图1为本系统的循环原理图；
16.图2为水源热泵的基本原理图。
17.图中：1-冷却塔水池，2-过滤设备，3-第一循环泵，4-板式换热器，5-系统水箱，51-第一低温进水口，52-第一高温进水口，53-第一中温出水口，
18.6-水源热泵，7-空调水箱，71-第二高温进水口，72-第二低温进水口，73-第二中温出水口，8-供暖末端，9-第二循环泵，10-第三循环泵，11-第四循环泵， 12-第五循环泵。
具体实施方式
19.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
20.如图1至图2所示，一种水泥窑生产冷却水余热利用供暖系统，包括冷却塔水池1、过滤设备2、第一循环泵3以及板式换热器4，所述板式换热器4内设有两条独立的水道，一条为供热水道，另一条为吸热水道，所述供热水道与吸热水道进行热量交换，板式换热器4内用于供热的换热板与吸收热量的换热板交错排列堆叠到一起，热水经过换热板将热量传递到吸热水道中；
21.所述冷却塔水池1的出水口与过滤设备2连接，所述过滤设备2的出口通过第一循环泵3与供热水道的入口连接，所述供热水道的出口与冷却塔水池1的入水口连通，所述吸热水道吸收供热水道的热量过后，通过系统水箱5经过水源热泵6与空调水箱7进行换热，最终将空调水箱7的热量提供给供暖末端8和热水。
22.在本实施例中，所述水源热泵6包括蒸发器、压缩机、节流阀以及冷凝器，所述蒸发器的蒸发管道的出口与压缩机的入口连接，所述压缩机的入口与冷凝器的冷凝管道连接，所述冷凝管道通过节流阀与蒸发管道连接，所述蒸发器内设有用于加热蒸发管道的加热管，加热管内的水来自系统水箱5，系统水箱5中的水吸收了来自板式换热器的热量，最终用于加热蒸发管道，所述冷凝器内设有用于冷却冷凝管道的冷却管，冷却管中的水来自空调水箱7，冷却管吸收冷凝产生的热量，使得冷却管内的水升温，之后输送回流进空调水箱7。
23.在本实施例中，所述空调水箱7上设有第二高温进水口71、第二低温进水口72以及两个第二中温出水口73，其中一个第二中温出水口73通过第四循环泵11与供暖末端8的入
口连通，所述供暖末端8的出口与第二低温进水口72连通，从而将空调水箱7中混合后的水用于供暖。另一个第二中温出水口73通过第五循环泵12与冷却管的入口连通，所述冷却管的出口与第二高温进水口71 连通，为了加热维持空调水箱7的水温，所以将空调水箱7内混合后的水输送到冷却管中，去吸收冷凝产生的热量，升温后的水重新注入到空调水箱7中，保证空调水箱7水温的动态平衡。
24.在本实施例中，所述系统水箱5上设有第一低温进水口51、第一高温进水口52以及两个第一中温出水口53，其中一个第一中温出水口53通过第二循环泵9与吸热水道的入口连通，所述吸热水道的出口与第一高温进水口52连通，系统水箱5中的水输送到吸热水道中，吸收热量后升温，回流入系统水箱5，另一个第一中温出水口53通过第三循环泵10与加热管的入口连通，所述加热管的出口与第一低温进水口51连通，系统水箱5中的水温满足蒸发管道的加热需求，所以将水注入到加热管中对蒸发管道进行加热。
25.工作过程及其原理：
26.冷却塔水池1里面储存的是工业生产中用于冷却的水，该水吸收工业生产中的热量后具有一定的温度，冷却塔水池1里的水经过过滤设备2过滤到一些残渣之后，变为干净的具有一定温度的水源。之后第一循环泵3将该水输送至板式换热器4的供热水道中，板式换热器4是现有技术，供热水道位于换热板中，若干个换热板中的供热水道串联，吸热水道也是一样的，板式换热器4内用于供热的换热板与吸收热量的换热板交错排列堆叠到一起，热水经过换热板将热量传递到吸热水道中，吸热水道内的水来自系统水箱5，第二循环泵9用于将系统水箱5 中的温度较低的水输送至吸热水道中从而吸收冷却塔水池1中水的热量。经过吸热水道后温度升高的水通过第一高温入水口回流至系统水箱5中，从而使得系统水箱5中的水温度维持在一定范围内。
27.第三循环泵将系统水箱5内经过加热的水输送到蒸发器的加热管中，蒸发器里面的介质例如氟利昂吸收了加热管中的水的热量，从而汽化成低压蒸气。加热管内的水释放了热量之后又通过第一低温入水口回流到系统水箱5中与水箱中原本的水混合在一起。
28.板式换热器4给水箱中的水加热，加热管内释放热量的水给系统水箱5中的水降温，从而使得系统水箱5中的水的温度以动态平衡的方式维持在一定的值。系统水箱5内的水温低于吸热水道出来的水温，且高于供热水道出来的水温。
29.然后低压蒸汽在压缩机内压缩成高温高压的蒸气，该高温高压气体在冷凝器内被冷却管中的水冷却结成高压液体再经节流阀节流成低温低压液态制冷剂。如此水源热泵6完成一个循环。
30.冷却管中的水吸收了冷凝器中的介质冷凝后产生的热量，变为高温的水源，通过第二高温入水口输送至空调水箱7中，第四循环泵11将空调水箱7内的水从第二中温出水口73输送给供暖末端8，供暖末端8可以是地暖、日用热水等，第五循环泵12将空调水箱7中的混合后的中等温度的水从另一个第二中温出水口73泵入到冷却管中，形成完整的循环。
31.从供暖末端8出来的水温度会变低，之后通过第二低温入水口回流到空调水箱7中，和系统水箱5一样，空调水箱7内的水也维持在一定温度内变化。
32.水源热泵6本身需要一定的耗电，在整个循环中将所耗的电能与冷却塔水池 1中水的热能共同转化为了供暖末端8的热能，从而将冷却塔水池1中的冷却水热量回收利用起来。
33.由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。