CN108168336B - 冷凝水余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了冷凝水余热回收系统，包括防污处理系统和热回收系统，防污处理系统的进水端连接到冷凝水管，防污处理系统的出水端连通热回收系统；所述的热回收系统包括与防污处理系统单独连通的热风流装置和复蒸汽流装置。通过热风流装置可实现将外部的冷空气加热成为热空气供给人们使用，通过复蒸汽流装置可实现将冷凝水进行适当加热后重新产生水蒸汽，供给外部需要的蒸汽设备使用。本发明提供的冷凝水余热回收系统，能够提供干热风和湿热风，还能根据需求进行主动调节，提供相应温湿度的热风，结构简单，功能完善，在冷凝水余热回收利用领域具有极大的改进，因此值得推广使用。

Description

冷凝水余热回收系统

技术领域

本发明涉及热能回收利用技术领域,具体涉及冷凝水余热回收系统。

背景技术

自工业革命之后，蒸汽在社会生活中得到了广泛的应用；在工业生产中，蒸汽作为一种用途极为广泛的能源与几乎所有的企业有着不可分割的联系。大量的工业用水和以煤炭为主的能源被使用来产生蒸汽，蒸汽的热力又被用来实现工业生产工艺过程，而蒸汽释放出部分热能后生产的冷凝水往往被排掉，冷凝水拥有大量的热量，一般占蒸汽热总量的20％～30％左右，某些设备可高达30％。

直接将冷凝水进行排放导致了能源的浪费，致使最初燃烧资源提供的热能白白消耗；同时，大量排放高热值的冷凝水对环境造成了极大的破坏和污染。首先，冷凝水中的大量热未充分利用，排放到环境中对水体、土壤的温度结构造成破坏，使水体和土壤中的动植物、微生物的生存受到影响；其次，冷凝水中富含铁、钙、镁等金属元素和其他物质，在排放过程中往往没有经过专门的防污处理，冷凝水直接排放至外部水体和土壤后，容易造成水体、土壤的富营养化或者造成水体和土壤的酸碱度改变，破坏原水体和土壤中的生物圈结构，对环境极为不利。

我国倡导在科学技术发展的过程中秉承可持续发展战略，在技术革新、经济进步的同时需要严格把控环境问题，目前对冷凝水的排放不仅浪费了社会既有能源，还进一步的破坏了生态环境。

因此对于冷凝水热能的利用变成现在工业生产中亟需解决的问题。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明公开了冷凝水余热回收系统，旨在对于工业使用后的冷凝水进行特定的防污和去污处理，将冷凝水中富含的热能进行提取利用，提高能源的利用率；并将处理过后的冷凝水进行二次利用，充分发挥水的重复利用性，减少水资源的浪费。同时本发明将冷凝水中的热能进行多种形式的转变利用，使冷凝水的处理方式更灵活，余热回收方式更加多样化。

为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：

冷凝水余热回收系统，包括防污处理系统和热回收系统，防污处理系统的进水端连接到冷凝水管，防污处理系统的出水端连通热回收系统。从热水循环系统的使用设备冷凝形成的冷凝水，通过冷凝水管进入防污处理系统进行相应的处理过后，再进入热回收系统，冷凝水的热量被大量吸收后，剩余的水可被重新循环输入热水循环系统使用。

具体地说，所述的热回收系统包括与防污处理系统单独连通的热风流装置和复蒸汽流装置。热风流装置将外部的冷空气通入热回收系统进行加热处理，将冷空气的温度调节到温度较为适宜的热空气后排出；复蒸汽流装置将温度较高的冷凝水适当加热，则可再次形成水蒸汽，进行压缩后作为高压水蒸汽使用。

进一步的，所述热风流装置包括干热装置和湿热装置。

所述干热装置包括第一集水罐，第一集水罐上设置第一进水口和第一出水口，第一进水口连通防污处理系统的出水端，第一出水口连通回水罐；第一集水罐上还设置有第一进气口和第一出气口，第一集水罐内部设置换热管，换热管的一端连通第一进气口，换热管的另一端连通第一出气口，第一进气口或者第一出气口处设置第一风机。

再进一步，所述的换热管包括多根螺旋状的支管，支管采用导热性良好的金属材料制成。

干热装置的原理为：通过在第一集水罐内部盛装高温冷凝水，外部冷空气通过第一进气口进入换热管，换热管内的空气通过热传导的方式被加热再通过第一出气口输送到其他需用气设备。

再进一步，所述的湿热装置包括第二集水罐，第二集水罐上设置第二进水口和第二出水口，第二进水口连通防污处理系统的出水端，第二出水口连通回水罐；第二集水罐上还设置第二进气口和第二出气口，第二进气口连通到第二集水罐的底部，第二出气口位于第二集水罐顶部；第二进气口或者第二出气口处设置第二风机。

湿热装置的原理为：通过在第二集水罐内部盛装高温冷凝水，外部冷空气通过第二进气口通入到第二集水罐内，且第二进气口通入到第二集水罐的底部，则冷空气直接通入了高温冷凝水中进行加热；冷空气在高温冷凝水中被加热后通过第二集水罐上部的第二出气口输送到其他需用气设备。

再进一步，为了便于用气更加方便适宜，需要对加热后的空气的温湿度进行检测和调节，所述第一出气口处设有第一混气出口，所述第二出气口处设有第二混气出口，第一混气出口和第二混气出口连通汇合成混气出口，第一混气出口和第二混气出口处均设置有阀门，混气出口处设置有温湿度计。对排出的热空气的温湿度有一定要求时，可以通过开启第一混气出口和第二混气出口，将干热空气和湿热空气按照一定比例混合后从混气出口输出。

第一混气出口和第二混气出口处的阀门均为电磁阀，混气出口处设置有控制器，温湿度计的检测值输送到控制器，控制器根据检测值调控第一混气出口和第二混气出口处电磁阀的开启量，使干热空气与湿热空气混合达到温湿度适合需求的气体。

进一步的，所述的复蒸汽流装置包括第三集水罐，第三集水罐上设置第三进水口、第三出水口和蒸汽口，第三进水口连通防污处理系统的出水端，第三出水口连通回水罐，蒸汽口处设置有蒸汽阀；复蒸汽流装置还包括加热装置，加热装置包括位于第三集水罐下部的主机和位于第三集水罐内部的加热丝。

复蒸汽流装置的原理为：通过加热装置通电加热，使第三集水罐内的冷凝水升温蒸发成为水蒸汽，水蒸汽通过蒸汽阀输送至外部的蒸汽设备，进行加压后可形成高压水蒸汽使用。当不需要使用水蒸汽时，复蒸汽流装置可关闭不用。

上述的干热装置、湿热装置和复蒸汽流装置分别通过水管与防污处理系统的出水端连通，目的在于实现单独的控制，对干热装置、湿热装置和复蒸汽流装置在需要开启或者关闭时能够及时实现对应操作。

进一步的，所述防污处理系统包括依次连通的初效过滤器、除铁过滤器和软化器，防污处理系统的进水端位于初效过滤器上，出水端位于软化器上。

所述的初效过滤器包括初效滤罐，初效滤罐中设有滤网组和滤元。初效过滤器的作用在于去除冷凝水中附带的杂质，初步净化冷凝水。

再进一步，为了对整个系统内部的压力和流量进行监测和控制，所述的初效过滤器的进水端设置有液压感应器和流量计，初效过滤器上还设置有液压报警器，液压感应器与液压报警器连通。当系统的流量增大时，系统内部的液压随之增长，为了避免出现系统损坏和意外，报液压报警器设置有液压报警预设值，当液压达到报警预设值时，液压报警器发出报警。

进一步的，所述除铁过滤器包括除铁滤罐，除铁滤罐中设置设有催化氧化和磁聚合单元。除铁过滤器的作用在于，在催化剂作用下二价铁离子得以完全氧化，并在磁场作用下粒径变大至微米级以上，在过滤器内部滤网的作用下被过滤拦截。

进一步的，所述的软化器即为钠离子交换器，由盛装树脂的容器、树脂、阀或调解器以及控制系统组成，用于去除冷凝水中的钙离子和镁离子等物质。

进一步的，所述的第一集水罐、第二集水罐、第三集水罐、回水罐、初效滤罐和除铁滤罐上均设置有排污管。

进一步的，所述的第一集水罐、第二集水罐、第三集水罐、回水罐、初效滤罐和除铁滤罐内均设置有内隔热层和温度计。

所述的隔热层为热反射材料制成的涂层。

进一步的，所述的第一集水罐、第二集水罐或者第三集水罐内设置有水位检测器，水位检测器连接水位报警器。

防污处理系统与热回收系统以及其各自内部的连通均采用保温水管，保温水管的内部和外部均涂覆有保温反射层。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明整体结构简单，实现方便，将冷凝水的余热进行了合理利用，提高了能源利用率，大大节省了资源。

2.本发明的干热装置和湿热装置可分别单独提供干热空气和湿热空气，也可配合调节提供特定温湿度需求的空气，使用灵活，在不同的环境中均能利用，兼容性强。

3.本发明还设置了复蒸汽流装置，对于高温冷凝水可进行适当加热即能重新获取高温水蒸汽，提高了冷凝水的可持续利用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1是本发明的组成简图。

上述附图中，附图标记对应的名称为：1-初效过滤器，101-滤网组，102-滤元，2-除铁过滤器，3-软化器，4-第一进水口，5-第一出水口，6-第二进水口，7-第二出水口，8-第三进水口，9-第三出水口，10-第一集水罐，1001-第一进气口，1002-第一出气口，1003-换热管，1004-排污管，11-第二集水罐，1101-第二进气口，1102-第二出气口，12-第三集水罐，13-蒸汽口，14-加热装置，1401-加热丝，15-第一混气出口，16-第二混气出口，17-混气出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示，本实施例公开了冷凝水余热回收系统，包括防污处理系统和热回收系统，防污处理系统的进水端连接到冷凝水管，防污处理系统的出水端连通热回收系统。

具体地说，所述的热回收系统包括与防污处理系统单独连通的热风流装置和复蒸汽流装置。

热风流装置包括干热装置和湿热装置。

干热装置包括第一集水罐10，第一集水罐10上设置第一进水口4和第一出水口5，第一进水口4连通防污处理系统的出水端，第一出水口5连通回水罐；第一集水罐10上还设置有第一进气口1001和第一出气口1002，第一集水罐10内部设置换热管1003，换热管1003的一端连通第一进气口1001，换热管1003的另一端连通第一出气口1002，第一进气口1001处设置第一风机。

换热管1003包括多根螺旋状的支管，支管采用导热性良好的金属铜材料制成，支管的壁厚为0.1mm。

湿热装置包括第二集水罐11，第二集水罐11上设置第二进水口6和第二出水口7，第二进水口6连通防污处理系统的出水端，第二出水口7连通回水罐；第二集水罐11上还设置第二进气口1101和第二出气口1102，第二进气口1101连通到第二集水罐11的底部，第二出气口1102位于第二集水罐11顶部；第二进气口1101或者第二出气口1102处设置第二风机。

在本实施例中，第二进气口1101进入到第二集水罐11内部的部分为螺旋状，这样设置的意义在于，可延长冷空气第二集水罐11内部的通过时间，对冷空气进行充分加热。

为了便于用气更加方便适宜，需要对加热后的空气的温湿度进行检测和调节，所述第一出气口1002处设有第一混气出口15，所述第二出气口1102处设有第二混气出口16，第一混气出口15和第二混气出口16连通汇合成混气出口17，第一混气出口15和第二混气出口16处均设置有阀门，混气出口17处设置有温湿度计。

第一混气出口15和第二混气出口16处的阀门均为电磁阀，混气出口17处设置有控制器，温湿度计的检测值输送到控制器，控制器根据检测值调控第一混气出口15和第二混气出口16处电磁阀的开启量，使干热空气与湿热空气混合达到温湿度适合需求的气体。

复蒸汽流装置包括第三集水罐12，第三集水罐12上设置第三进水口8、第三出水口9和蒸汽口13，第三进水口8连通防污处理系统的出水端，第三出水口9连通回水罐，蒸汽口13处设置有蒸汽阀；复蒸汽流装置还包括加热装置14，加热装置14包括位于第三集水罐12下部的主机和位于第三集水罐12内部的加热丝1401。

加热装置14为电加热装置14，加热丝1401采用导体铜制成，通电后即可进行加热。

上述的干热装置、湿热装置和复蒸汽流装置分别通过水管与防污处理系统的出水端连通，每根单独的水管上设置有电磁阀，电磁阀连接到控制器。

防污处理系统包括依次连通的初效过滤器1、除铁过滤器2和软化器3，防污处理系统的进水端位于初效过滤器1上，出水端位于软化器3上。

初效过滤器1包括初效滤罐，初效滤罐中设有滤网组101和滤元102，滤网采用400目、600目和800目的三层金属网，滤网组101和滤元102均可拆卸，便于维护和更换。

为了对整个系统内部的压力和流量进行监测和控制，所述的初效过滤器1的进水端设置有液压感应器和流量计，初效过滤器1上还设置有液压报警器，液压感应器与液压报警器连通。

在本实施例中，进水端处设置有电磁阀，电磁阀与控制器连接，且液压报警预设值为0.3mPa。当液压达到液压报警预设值时，液压报警器报警，控制器将进水端的电磁阀关闭，限制冷凝水的继续进入。

除铁过滤器2包括除铁滤罐，除铁滤罐中设置设有催化氧化和磁聚合单元。除铁过滤器2的作用在于，在催化剂作用下二价铁离子得以完全氧化，并在磁场作用下粒径变大至微米级以上，在过滤器内部滤网的作用下被过滤拦截。

软化器3即为钠离子交换器，由盛装树脂的容器、树脂、阀或调解器以及控制系统组成，用于去除冷凝水中的钙离子和镁离子等物质。

第一集水罐10、第二集水罐11、第三集水罐12、回水罐、初效滤罐和除铁滤罐上均设置有排污管1004，排污管1004处设置双通阀，在需要时开启进行排污；同时，当系统内部的液压过高，还可以通过排污管1004泄压。

第一集水罐10、第二集水罐11、第三集水罐12、回水罐、初效滤罐和除铁滤罐内均设置有内隔热层和温度计。

所述的隔热层为热反射材料制成的涂层。

同时，第一集水罐10、第二集水罐11、第三集水罐12、回水罐、初效滤罐和除铁滤罐的外表面还设置有保温层，所述的保温层由泡沫保温材料制成。

第一集水罐10、第二集水罐11或者第三集水罐12内设置有水位检测器，水位检测器连接水位报警器。

防污处理系统与热回收系统以及其各自内部的连通均采用保温水管，保温水管的内部和外部均涂覆有保温反射层。

保温反射层为热反射材料制成的涂层。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案实质仍与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.冷凝水余热回收系统，包括防污处理系统和热回收系统，防污处理系统的进水端连接到冷凝水管，防污处理系统的出水端连通热回收系统；其特征在于：

所述的热回收系统包括与防污处理系统单独连通的热风流装置和复蒸汽流装置；所述热风流装置包括干热装置和湿热装置；

所述干热装置包括第一集水罐（10），第一集水罐（10）上设置第一进水口（4）和第一出水口（5），第一进水口（4）连通防污处理系统的出水端，第一出水口（5）连通回水罐；第一集水罐（10）上还设置有第一进气口（1001）和第一出气口（1002），第一集水罐（10）内部设置换热管（1003），换热管（1003）的一端连通第一进气口（1001），换热管（1003）的另一端连通第一出气口（1002），第一进气口（1001）或者第一出气口（1002）处设置第一风机；

所述的湿热装置包括第二集水罐（11），第二集水罐（11）上设置第二进水口（6）和第二出水口（7），第二进水口（6）连通防污处理系统的出水端，第二出水口（7）连通回水罐；第二集水罐（11）上还设置第二进气口（1101）和第二出气口（1102），第二进气口（1101）连通到第二集水罐（11）的底部，第二出气口（1102）位于第二集水罐（11）顶部；第二进气口（1101）或者第二出气口（1102）处设置第二风机；

所述的复蒸汽流装置包括第三集水罐（12），第三集水罐（12）上设置第三进水口（8）、第三出水口（9）和蒸汽口（13），第三进水口（8）连通防污处理系统的出水端，第三出水口（9）连通回水罐，蒸汽口（13）处设置有蒸汽阀；复蒸汽流装置还包括加热装置（14），加热装置（14）包括位于第三集水罐（12）下部的主机和位于第三集水罐（12）内部的加热丝（1401）。

2.根据权利要求1所述的冷凝水余热回收系统，其特征在于，所述防污处理系统包括依次连通的初效过滤器（1）、除铁过滤器（2）和软化器（3），防污处理系统的进水端位于初效过滤器（1）上，出水端位于软化器（3）上。

3.根据权利要求2所述的冷凝水余热回收系统，其特征在于，所述的初效过滤器（1）包括初效滤罐，初效滤罐中设有滤网组（101）和滤元（102）。

4.根据权利要求2所述的冷凝水余热回收系统，其特征在于，所述的初效过滤器（1）的进水端设置有液压感应器和流量计，初效过滤器（1）上还设置有液压报警器，液压感应器与液压报警器连通。

5.根据权利要求3所述的冷凝水余热回收系统，其特征在于，所述除铁过滤器（2）包括除铁滤罐，除铁滤罐中设置设有催化氧化和磁聚合单元。

6.根据权利要求1所述的冷凝水余热回收系统，其特征在于，所述的换热管（1003）包括多根螺旋状的支管，支管采用导热性良好的金属材料制成。

7.根据权利要求5所述的冷凝水余热回收系统，其特征在于，所述的第一集水罐（10）、第二集水罐（11）、第三集水罐（12）、回水罐、初效滤罐和除铁滤罐上均设置有排污管（1004）。

8.根据权利要求1所述的冷凝水余热回收系统，其特征在于，所述第一出气口（1002）处设有第一混气出口（15），所述第二出气口（1102）处设有第二混气出口（16），第一混气出口（15）和第二混气出口（16）连通汇合成混气出口（17），第一混气出口（15）和第二混气出口（16）处均设置有阀门，混气出口（17）处设置有温湿度计。

9.根据权利要求5所述的冷凝水余热回收系统，其特征在于，所述的第一集水罐（10）、第二集水罐（11）、第三集水罐（12）、回水罐、初效滤罐和除铁滤罐内均设置有内隔热层和温度计。

10.根据权利要求1所述的冷凝水余热回收系统，其特征在于，所述的第一集水罐（10）、第二集水罐（11）或者第三集水罐（12）内设置有水位检测器，水位检测器连接水位报警器。