一种余热回收循环管路热电热水供应系统及其运行方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410639877.5

申请日:

2014.11.14

公开号:

CN104456914A

公开日:

2015.03.25

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||著录事项变更IPC(主分类):F24H 1/00变更事项:发明人变更前:司红康变更后:汤玉胜|||专利申请权的转移IPC(主分类):F24H 1/00登记生效日:20161110变更事项:申请人变更前权利人:司红康变更后权利人:六安市胜锋暖通工程有限公司变更事项:地址变更前权利人:237000 安徽省六安市安徽六安市科技创业中心001室(经三路与皋城东路交叉口)变更后权利人:237000 安徽省六安市科创中心B楼4楼(经三路与皋城东路交叉口)|||实质审查的生效IPC(主分类):F24H1/00申请日:20141114|||公开

IPC分类号:

F24H1/00; F24H9/20; F01D15/10; F01K27/02

主分类号:

F24H1/00

申请人:

司红康

发明人:

司红康

地址:

237000安徽省六安市安徽六安市科技创业中心001室(经三路与皋城东路交叉口)

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种余热回收循环管路热电热水供应系统及其运行方法,属于低品位能热回收应用技术领域,本发明所述余热回收循环管路系统热电热水供应系统及其运行方法,以余热温度为监测对象,依靠多个电磁阀控制余热流路方向的切换可选择性的进行:交替驱动余热回收循环管路中的贮氢合金反应器、或直接驱动热水器、或驱动余热锅炉和贮氢合金反应器;从而对不同温度范围内的低品位能源多级换热,达到梯级利用深度余热回收,为企业的生产以及职工生活提供不间断的热水和/或电力,整个回收循环过程不采用任何破坏臭氧层的工作流体,节能环保,高效无污染。

权利要求书

权利要求书
1.  一种余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于:主要包括低氢气平衡压储氢合金反应器(1),高氢气平衡压反应器(2),二者的氢气充放口连接管路上有第零电磁阀(4),所述第零电磁阀(4)上并联有旁通抽气泵(28),控制单元(5);
余热流体进口管路,所述余热流体进口管路上配置有温度传感器(6),用于对所述余热流体进口管路的余热流体温度进行检测,所述余热流体可选择性的:
A.从所述余热流体进口管路经第一循环泵或风机(21)、第一电磁阀(22)、第二电磁阀(24)、所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)、第三电磁阀(29),流回到一路余热流体出口所处管路流出;
B.从所述余热流体进口管路经所述第一循环泵或风机(21)、第四电磁阀(17)、第五电磁阀(18)、所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)、所述第三电磁阀(29),流回到所述一路余热流体出口所处管路流出;
C.从所述余热流体进口管路经所述第一循环泵或风机(21)、第六电磁阀(14)、热水器(3)、第七电磁阀(27),可进一步选择性的:
(a).经所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)、所述第二电磁阀(24)、第八电磁阀(23),流回到另一路余热流体出口所处管路排出;
(b).经所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)、所述第五电磁阀(18)、所述第八电磁阀(23),流回到所述另一路余热流体出口所处管路流出;
D.从所述进口管路经所述第一循环泵或风机(21)、第九电磁阀(12)、余热锅炉(8)、第零循环泵或风机(26)、热水器(3),可进一步选择性的:
(a).经所述第二电磁阀(24)、所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)、所述第三电磁阀(29),流回到所述一路余热流体出口所处管路流出;
(b).经所述第五电磁阀(18)、所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)、所述第三电磁阀(29),流回到所述一路余热流体出口所处管路流出;
所述余热锅炉(8)、膨胀机(7)、冷却器(9)、增压泵10依次通过工质管路连接,所述膨胀机(7)将机械功输出给发电机(25),所述冷却器(9)中的冷却流体可选择性的:
A.经第二循环泵(11)、第十电磁阀(19)、所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1),重返回到所述冷却器(9)中进行换热;
B.经所述第二循环泵(11)、第十一电磁阀(16)、所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2),重返回到所述冷却器(9)中进行换热;
所述热水器(3)中的水流体可选择性的:
A.经所述第三循环泵(13)、第十三电磁阀(15)、所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)、重返回到所述热水器(3)中;
B.经第三循环泵(13)、第十二电磁阀(20)、低氢气平衡压储氢合金反应器(1)、重返回到所述热水器(3)中;
所述控制单元(5)与所述温度传感器(6)相连,对所述第零至第十三电磁阀、所述第零循环泵或风机(21)、第零循环泵或风机(26)、第二循环泵(11)、第三循环泵(13)、所述增压泵(10)的开闭或启停进行控制。

2.  根据权利要求1所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于:所述余热流体可以是烟气、废弃蒸汽、冷却水等三种。

3.  根据权利要求2所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于:所述烟气温度范围在50-300℃之间,所述废弃蒸汽温度大于50℃,所述冷却水温度大于30℃。

4.  根据权利要求1-3任一项所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于:所述工质管路中的工质流体为可以为HFC-134a、HFC-152a或HFO-1234yf有机工质。

5.  根据权利要求1-3任一项所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于:所述工质管路中的工质流体为CO2无机工质。

6.  根据权利要求1-3任一项所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于:所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)和所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)两端有所述余热流体的进出口,两端有所述冷却流体的进出口,两端有所述热水器(3)中的水流体的进出口,且上述进出口互相独立。

7.  如权利要求1-6任一项所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其运行方法可选择性的进行如下三种操作:
操作一:步骤A:开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气处于饱和,当所述温度传感器(6)检测到所述余热流体温度处于高温区间范围:在所述控制单元(5)的控制下,同时启动所述第一循环泵或风机(21)、所述第九电磁阀(12)打开、启动所述第二循环泵(11)、启动所述增压泵(10)、启动所述第零循环泵或风机(26)、所述第十电磁阀(19)打开、所述第二电磁阀(24)打开、所述第三电磁阀(29)打开、启动所述抽气泵(28)、所述第十三电磁阀(15)打开、启动所述第三循环泵(13),其余的电磁阀均关闭;
步骤B:当所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)的氢气饱和后,所述控制单元(5)关闭所述抽气泵(28)、所述第零电磁阀(4)打开、所述第五电磁阀(18)打开、所述第十一电磁阀(16)打开、所述第三电磁阀(29)仍打开、所述第十二电磁阀(20)打开、所述第一循环泵或风机(21)和所述第二循环泵(11)和所述第三循环泵(13)和所述第零循环泵或风机(26)以及所述增压泵(10)仍运转,其余电磁阀均关闭;
当所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气饱和后,由上述B步骤转入上述A步骤,如此反复进行;
操作二:步骤C:开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气处于饱和,在所述控制单元(5)的控制下,同时启动所述第一循环泵或风机(21)、所述第六电磁阀(14)打开、所述第七电磁阀(27)打开、所述第二电磁阀(24)打开、启动所述抽气泵(28)、所述第十三电磁阀(15)打开、启动所述第三循环泵(13)、所述第八电磁阀(23)打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭;
步骤D:当所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)的氢气饱和后,所述控制单元(5)关闭所述抽气泵(28)、所述第零电磁阀(4)打开、所述第一循环泵或风机(21)和所述第三循环泵(13)继续运转、所述第六电磁阀(14)仍打开、所述第七电磁阀(27)仍打开、所述第五电磁阀(18)打开、所述第十二电磁阀(20)打开、所述第八电磁阀(23)仍打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭;
当所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气饱和后,由上述D步骤转入上述C步骤,如此反复进行;
操作三:步骤E:开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气处于饱和,当所述温度传感器(6)检测到所述余热流体温度处于低温区间范围,在所述控制单元(5)的控制下,启动所述抽气泵(28)、所述第一循环泵或风机(21)打开、所述第一电磁阀(22)、所述第二电磁阀(24)打开、所述第三电磁阀(29)打开、启动所述第三循环泵(13)、所述第十三电磁阀(15)打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭;
步骤F:当所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)的氢气饱和后,所述控制单元(5)关闭所述抽气泵(28)、所述第零电磁阀(4)打开、所述第四电磁阀(17)打开、所述第五电磁阀(18)打开、所述第十二电磁阀(20),所述第三电磁阀(29)仍打开、所述第一循环泵或风机(21)和所述第三循环泵(13)继续运转,其余电磁阀或泵或风机均关闭;
当所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气饱和后,由上述F步骤转入上述E步骤,如此反复进行;
其中:操作一到操作三的顺序可以互换。

8.  根据权利要求7所述的运行方法,其特征还在于:所述操作二还可以采取以下方法操作运行:
步骤G:开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气处于饱和,当所述温度传感器(6)检测到所述余热流体温度处于中温区间范围,在所述控制单元(5)的控制下,同时启动所述第一循环泵或风机(21)、启动所述第二循环泵(11)、所述第九电磁阀(12)打开、启动所述第零循环泵(26)、所述第七电磁阀(27)打开、所述第二电磁阀(24)打开、启动所述抽气泵(28)、所述第十三电磁阀(15)打开、启动所述第三循环泵(13)、所述第八电磁阀(23)打开、所述第十电磁阀(19)打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭;
步骤H:当所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)的氢气饱和后,所述控制单元(5)关闭所述抽气泵(28)、所述第零电磁阀(4)打开、所述第一循环风机(21)和所述第二循环泵(11)、所述第三循环泵(13)以及所述第零循环泵或风机(26)继续运转、所述第九电磁阀(12)打开、所述第七电磁阀(27)打开、所述第五电磁阀(18)打开、所述第十二电磁阀(20)打开、所述第八电磁阀(23)仍打开、所述第十一电磁阀(16)打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭;
当所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气饱和后,由上述H步骤转入上述G步骤,如此反复进行。

说明书

说明书一种余热回收循环管路热电热水供应系统及其运行方法
技术领域
本发明涉及一种余热回收循环管路热电热水供应系统及其运行方法,属于低品位能余热回收应用技术领域。
背景技术
造纸、玻璃、冶金等很多企业都离不开工业锅炉,该生产环节也是企业消耗和生产成本的重要组成部分。事实上,不论何种燃料的锅炉,都会产生大量余热和余压,因此,做好余热余压的回收和利用,并将其直接应用到生产工艺前道工序的原料预热,以及企业员工的生活中去,每年将节省出非常可观的燃料,是节能减排、利国利民、提高企业效益的重点工作之一。
余热资源的温度多在30—300℃之间,目前回收余热方法主要是热泵技术,特别是氨吸收式热泵空调和/或热水循环系统和溴化锂吸收式热泵空调和/热水循环系统,但氨具有刺激性气味、对人体具有一定的毒性和可燃性、与空气混合后在一定浓度范围内会发生爆炸。溴化锂吸收式制冷机所使用的溴化锂制冷剂微毒、无爆炸危险,但不适用于75℃以下的低温余热。由于余热温度低于300℃,因而也不适宜用利用水做工质发电,由此导致的结果是近年来,利用有机工质郎肯循环发电余热回收系统也日益引起人们的重视,然后利用制取的电力用于人们的生活需要,如制取生活热水,制冷空调,采暖供热等,但这又存在一个问题是单纯的余热发电的冷凝水热量会白白浪费,且当余热温度较低时,利用发出的电去制取生活热水,制冷空调,采暖供热系统等,面临着能源多次转换过程中的损失大的问题。
且上述的若干种回收方法,都不易于解决对热负荷变化大,尤其是温度变化不同的烟气、蒸汽、废热水等余热资源进行梯级利用进行深度热回收,满足节能环保,高效完美的为人们生活必需提供生活热水,电力等目的,从而既能响应国家的节能减排政策,又能提高百姓的生活品质。
发明内容
为解决上述缺陷,申请人组建了科研团队,经过长时间大量实验,采取了以下技术方案:
一种余热回收循环管路热电热水供应系统,主要包括:低氢气平衡压储氢合金反应器1,高氢气平衡压反应器2,二者的氢气充放口连接管路上有第零电磁阀4,第零电磁阀4上并联有旁通抽气泵28;
余热流体进口管路,余热流体进口管路上配置有温度传感器6,用于对余热流体的温度进行检测,余热流体可选择性的:
1.从进口管路经第一循环泵或风机21、第一电磁阀22、第二电磁阀24、低氢气平衡压储氢合金反应器1、第三电磁阀29,流回到一路余热流体出口所处管路流出;
2.从进口管路经第一循环泵或风机21、第四电磁阀17、第五电磁阀18、高氢气平衡压储氢合金反应器2、第三电磁阀29,流回到一路余热流体出口所处管路流出;
3.从进口管路经第一循环泵或风机21、第六电磁阀14、热水器3、第七电磁阀27,可进一步选择性的:
(1).经低氢气平衡压储氢合金反应器1、第二电磁阀24、第八电磁阀23,流回到另一路余热流体出口所处管路排出;
(2).经高氢气平衡压储氢合金反应器2、第五电磁阀18、第八电磁阀23,流回到另一路余热流体出口所处管路排出;
4.从进口管路经第一循环泵或风机21、第九电磁阀12、余热锅炉8、第零循环泵26、热水器3,可进一步选择性的:
(1).经第二电磁阀24、低氢气平衡压储氢合金反应器1、第三电磁阀29,流回到一路余热流体出口所处管路流出;
(2).经第五电磁阀18、高氢气平衡压储氢合金反应器2、第三电磁阀29,流回到一路余热流体出口所处管路流出;
余热锅炉8、膨胀机7、冷却器9、增压泵10依次通过工质管路连接,膨胀机7将机械功输出给发电机25,冷却器9中的冷却流体可选择性的:
1.经第二循环泵11、第十电磁阀19、低氢气平衡压储氢合金反应器1,重返回到冷却器9中进行换热;
2.经第二循环泵11、第十一电磁阀16、高氢气平衡压储氢合金反应器2,重返回到冷却器9中进行换热;
热水器3中的水流体可选择性的:
1.经第三循环泵13、第十二电磁阀20、低氢气平衡压储氢合金反应器1、重返回到热水器3中;
2.经第三循环泵13、第十三电磁阀15、高氢气平衡压储氢合金反应器2、重返回到热水器3中;
控制单元5,控制单元5与温度传感器6相连,对第一至第十三电磁阀、电磁阀、第一至第三循环泵、增压泵的启停进行控制。
本发明制取热电热水的工作方式可以如下操作一:
1.步骤A:开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气处于饱和,当温度传感器6检测到余热流体温度处于高温区间范围,在控制单元5的控制下,同时启动第一循环泵或风机21、第九电磁阀12打开、启动第二循环泵11、启动增压泵10、启动第零循环泵或风机26、第十电磁阀19打开、第二电磁阀24打开、第三电磁阀29打开、启动抽气泵28、第十三电磁阀15打开、启动第三循环泵13,其余的电磁阀均关闭;
高温区间余热流体经第一循环泵或风机21、第九电磁阀12、余热锅炉8,并把其热量传递给余热锅炉8,由此高温区间余热流体降温成为中温区间余热流体,中温区间余热流体经第零循环泵或风机26、热水器3,并把其热量传递给热水器3,使热水器3中的水流体获得一次升温,由此中温区间余热流体降温成为低温区间余热流体,低温区间余热流体经第二电磁阀24、低氢气平衡压储氢合金反应器1,并将其热量传递给低氢气平衡压储氢合金反应器1,降温后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出;
与此所进行的过程是,氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器1释放出来并经抽气泵28排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器1发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量以及冷却器9中经第二循环泵11、第十电磁阀19进入到低氢气平衡压储氢合金反应器1中并返回到冷却器9中的冷却流体的热量。高氢气压储氢合金反应器2发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十三电磁阀15,、高氢气压储氢合金反应器2,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得二次升温。
2.步骤B:当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵28、第零电磁阀4打开、第五电磁阀18打开、第十一电磁阀16打开、第三电磁阀29打开、第十二电磁阀20打开、第零循环泵或风机26和第一循环泵或风机21和第二循环泵11和第三循环泵13以及增压泵10仍运转,其余的电磁阀均关闭。
高温区间余热流体经第一循环泵或风机21、第九电磁阀12、余热锅炉8,并把其热量传递给余热锅炉8,由此高温区间余热流体降温成为中温区间余热流体,中温区间余热流体经第零循环泵26、热水器3,并把其热量传递给热水器3,使热水器3中的水流体获得一次升温,由此中温区间余热流体降温成为低温区间余热流体,低温区间余热流体经第五电磁阀18、高氢气平衡压储氢合金反应器2,并将其热量传递给高氢气平衡压储氢合金反应器2,降温后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出;
与此所进行的过程是:氢气从高氢气平衡压储氢合金反应器2释放出来并经第零电磁阀4排送到低氢气平衡压储氢合金反应器1。这样高氢气平衡压储氢合金反应器2发生释氢吸热反应,,吸收所述低温区间余热流体的热量以及冷却器9中经第二循环泵11、第十一电磁阀16进入到高氢气平衡压储氢合金反应器2中并返回到冷却器9中的冷却流体的热量,低氢气平衡压储氢合金反应器发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十二电磁阀20,、低氢气压储氢合金反应器1,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得二次升温。
3.余热锅炉8始终进行的过程是吸收高温余热流体的热量,并将其工质加热经膨胀机7膨胀输出机械功给发电机25用于发电,进一步的工质在冷却器9中进行冷却,经增压泵10进入到余热锅炉8继续吸收热量,进入到下一个发电循环。
步骤A和步骤B为一个工作循环,当所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气饱和后,再次通过控制单元5对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器1和高氢气平衡压储氢合金反应2交替循环发生吸氢放热反应由步骤B进入步骤A进入下一个工作循环,能够连续二次对热水器3中的水流体供应热量,可以显著提高热水器3的出水温度。
从上述工作方式操作一,可以得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一步归纳如下:
1.高温区间余热流体,经过余热锅炉8、热水器3、低氢气平衡压储氢合金反应器1或高氢气压反应器2三次换热,能够对其热量进行梯级利用,达到深度热回收的目的,降低温度经一路余热流体出口所处管路排出温度。
2.热水器3经过中温区间余热流体的一次直接加热,能够最大限度提高对热量的回收量,经过低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2的二次升温过程,能够最大限度的提高热水器3的出水温度。
3.余热锅炉8通过与高温区间余热流体的换热,输出机械功进行发电获得高品位能,能够提高低品位能余热利用的便利性。冷却器9中的冷却流体在低温余热流体对低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2提供热量的基础上,可进一步的提高低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2的供热量,且冷却流体回路可为闭路循环,提高了系统的可靠性。
本发明进一步的工作方式操作二如下:
1.步骤C:开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气处于饱和,当温度传感器6检测到余热流体温度处于中温区间范围,在控制单元5的控制下,同时启动第一循环泵或风机21、第六电磁阀14打开、第七电磁阀27打开、第二电磁阀24打开、启动抽气泵28、第十三电磁阀15打开、启动第三循环泵13、第八电磁阀23打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭。
中温区间余热流体经第一循环泵或风机21、第六电磁阀14、热水器3,并将其热量传递给热水器3中的水流体,降温成为低温区间余热流体,至此热水器3中的水流体获得一次升温,低温区间余热流体经第七电磁阀27、低氢气平衡压储氢合金反应器1,并将其热量传递给低氢气平衡压储氢合金反应器1,降低温度后经第二电磁阀24、第八电磁阀23,经另一路余热流体出口所处管路排出。
与此进行的过程是:氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器1释放出来并经抽气泵28排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器1发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量。高氢气压储氢合金反应器2发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十三电磁阀15、高氢气压储氢合金反应器2,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得二次升温。
2.步骤D:当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵28、第零电磁阀4打开、第一循环泵或风机21和第三循环泵13继续运转、第六电磁阀14打开、第七电磁阀27打开、第五电磁阀18打开、第十二电磁阀20打开、第八电磁阀23打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭。
中温区间余热流体经第一循环泵或风机21、第六电磁阀14、热水器3,并将其热量传递给热水器3中的水流体,降温成为低温区间余热流体,至此热水器3中的水流体获得一次升温,低温区间余热流体经第七电磁阀27、高氢气平衡压储氢合金反应器2,并将其热量传递给高氢气平衡压储氢合金反应器2,降低温度后经第五电磁阀18、第八电磁阀23,经另一路余热流体出口所处管路排出。
与此进行的过程是:氢气从高氢气平衡压储氢合金反应器2释放出来并经第零电磁阀4排送到低氢气平衡压储氢合金反应器1。这样高氢气平衡压储氢合金反应器2发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量。低氢气压储氢合金反应器1发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十二电磁阀20,、低氢气压储氢合金反应器1,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得二次升温。
步骤C和步骤D为一个工作循环,当所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气饱和后,再次通过控制单元5对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器1和高氢气平衡压储氢合金反应2交替循环发生吸氢放热反应由步骤D转入步骤C进入到下一个工作循环,进一步的工作方式操作二:可以得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一步归纳如下:
1.中温区间余热流体不进行发电,省却了管路过程中过多的热量损失,中温区间余热流体经热水器3、低氢气平衡压储氢合金反应器1或高氢气压反应器2二次换热,能够对其热量进行梯级利用,达到深度热回收的目的,降低经另一路余热流体出口所处管路排出温度。
2.热水器3经过中温区间余热流体的一次直接加热,能够最大限度提高对热量的回收量,经过低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2的二次升温过程,能够最大限度的提高热水器3的出水温度。
本发明又进一步的工作方式操作三如下:
1.步骤E:开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气处于饱和,当温度传感器6检测到余热流体温度处于低温区间范围,在控制单元5的控制下,启动抽气泵28、第一循环泵或风机21打开、第一电磁阀22、第二电磁阀24打开、第三电磁阀29打开、启动第三循环泵13、第十三电磁阀15打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭。
低温余热流体经第一循环泵或风机21、第一电磁阀22、第二电磁阀24、经低氢气平衡压储氢反应器1,并将其自身的热量传递给低氢气平衡压储氢反应器1、降低温度后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出。
与此同时进行的是:氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器1释放出来并经抽气泵28排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器1发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量。高氢气压储氢合金反应器2发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十三电磁阀15,、高氢气压储氢合金反应器2,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得升温。
2.步骤F:开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气处于饱和,当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵28、第零电磁阀4打开、第四电磁阀17打开、第五电磁阀18打开、第十二电磁阀20,第一循环泵或风机21和第三循环泵13继续运转,其余电磁阀或泵或风机均关闭。
低温余热流体经第一循环泵或风机21、第四电磁阀17、第五电磁阀18、经高氢气平衡压储氢反应器2,并将其自身的热量传递给低氢气平衡压储氢反应器1、降低温度后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出。
与此同时进行的是:氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器2释放出来并第零电磁阀4排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样高氢气平衡压储氢合金反应器2发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量。低氢气压储氢合金反应器1发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十二电磁阀20,、低氢气压储氢合金反应器1,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得升温。
步骤E与步骤F为一个工作循环,当所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气饱和后,再次通过控制单元5对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器1和高氢气平衡压储氢合金反应2交替循环发生吸氢放热反应由步骤F转入到步骤E进入到下一个工作循环,又进一步的工作方式操作三:可以得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一步归纳如下:
1.低温区间余热资源对低氢气平衡压储氢合金反应器1或高氢气平衡压储氢合金反应器2进行交替加热,通过金属氢化物热泵升温效应,来提高对低温区间余热资源的热源利用,用于连续加热热水器3中的水流体,为人们提供生活用水。
附图说明
图1 余热回收循环管路热电热水供应系统示意图。
附图中各序号如下:低氢气平衡压储氢合金反应器1、高氢气平衡压储氢合金反应器2、热水器3、第零电磁阀4、控制单元5、温度传感器6、膨胀机7、余热锅炉8、冷却器9、增压泵10、第二循环泵11、第九电磁阀12、第三循环泵13、第六电磁阀14、第十三电磁阀15、第十一电磁阀16、第四电磁阀17、第五电磁阀18、第十电磁阀19、第十二电磁阀20、第一循环泵或风机21、第一电磁阀22、第八电磁阀23、第二电磁阀24、发电机25、第零循环泵或风机26、第七电磁阀27、抽气泵28、第三电磁阀29。
注:下列所有具体实施方式,均是针对附图1进行说明。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明,但这些例举性实施方式仅用于例举,而并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定。
实施例1
对工业燃煤燃油锅炉排出的高温烟气进行热回收,本发明制取热电热水的工作方式采取如下操作一:
1. 开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气处于饱和,当温度传感器6检测到烟气温度处于200至300℃高温区间范围时,在控制单元5的控制下,同时启动第一循环风机21、第九电磁阀12打开、启动第二循环泵11、启动增压泵10、启动第零循环风机26、第十电磁阀19打开、第二电磁阀24打开、第三电磁阀29打开、启动抽气泵28、第十三电磁阀15打开、启动第三循环泵13,其余的电磁阀均关闭;
200至300℃高温区间烟气经第一循环泵或风机21、第九电磁阀12、余热锅炉8,并把其热量传递给余热锅炉8,由此200至300℃高温烟气降温成为100至200℃中温区间烟气,100至200℃的中温区间余热流体经第零循环泵26、热水器3,并把其热量传递给热水器3,使热水器3中的水流体获得一次升温,由此100至200℃中温区间余热流体降温成为50至100℃低温区间余热流体,低温区间余热流体经第二电磁阀24、低氢气平衡压储氢合金反应器1,并将其热量传递给低氢气平衡压储氢合金反应器1,降温至30℃左右后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出;
与此所进行的过程是,氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器1释放出来并经抽气泵28排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器1发生释氢吸热反应,吸收所述50至100℃低温区间烟气的热量以及冷却器9中经第二循环泵11、第十电磁阀19进入到低氢气平衡压储氢合金反应器1中并返回到冷却器9中的冷却流体的热量。高氢气压储氢合金反应器2发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十三电磁阀15,、高氢气压储氢合金反应器2,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得二次升温。
2.当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵28、第零电磁阀4打开、第五电磁阀18打开、第十一电磁阀16打开、第三电磁阀29打开、第十二电磁阀20打开、第零循环风机26和第一循环风机21和第二循环泵11和第三循环泵13以及增压泵10仍运转,其余的电磁阀均关闭。
200至300℃高温区间烟气经第一循环风机21、第九电磁阀12、余热锅炉8,并把其热量传递给余热锅炉8,由此200至300℃高温区间烟气降温成为100至200℃中温区间烟气,100至200℃中温区间烟气经第零循环风机26、热水器3,并把其热量传递给热水器3,使热水器3中的水流体获得一次升温,由此100至200℃中温区间烟气降温50至100℃低温区间烟气,50至100℃低温区间烟气经第五电磁阀18、高氢气平衡压储氢合金反应器2,并将其热量传递给高氢气平衡压储氢合金反应器2,降温至30℃左右后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出;
与此所进行的过程是:氢气从高氢气平衡压储氢合金反应器2释放出来并经第零电磁阀4排送到低氢气平衡压储氢合金反应器1。这样高氢气平衡压储氢合金反应器2发生释氢吸热反应,,吸收所述50至100℃低温区间烟气的热量以及冷却器9中经第二循环泵11、第十一电磁阀16进入到高氢气平衡压储氢合金反应器2中并返回到冷却器9中的冷却流体的热量,低氢气平衡压储氢合金反应器发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十二电磁阀20,、低氢气压储氢合金反应器1,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得二次升温。
3.余热锅炉8始终进行的过程是吸收200至300℃高温区间烟气的热量,并将其工质加热经膨胀机7膨胀输出机械功给发电机25用于发电,进一步的工质在冷却器9中进行冷却,经增压泵10进入到余热锅炉8继续吸收热量,进入到下一个发电循环。
至此为一个完整工作循环过程操作一,当所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气饱和后,再次通过控制单元5对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器1和高氢气平衡压储氢合金反应2交替循环发生吸氢放热反应进入到下一个工作循环,能够连续二次对热水器3中的水流体供应热量,可以显著提高热水器3的出水温度直至100℃沸水。
从上述工作方式,可以得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一步归纳如下:
1. 200至300℃高温区间烟气,经过余热锅炉8、热水器3、低氢气平衡压储氢合金反应器1或高氢气压反应器2三次换热,能够充分对其热量进行梯级利用,达到深度热回收的目的,降低经一路余热流体出口所处管路排出温度至30℃。
2.热水器3经过100至200℃中温区间烟气的一次直接加热,能够最大限度提高对热量的回收量,经过低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2的二次升温过程,能够最大限度的提高热水器3的出水温度直至100℃沸水。
3.余热锅炉8通过与200至300℃高温区间烟气的换热,输出机械功进行发电获得高品位能,能够提高低品位能余热利用的便利性。冷却器9中的冷却流体在50至100℃低温区间烟气对低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2提供热量的基础上,可进一步的提高低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2的供热量,且冷却流体回路可为闭路循环,提高了系统的可靠性。
实施例2
对工业窑炉排出的中温烟气进行热回收,本发明制取热水的方式采取如下操作二:
1. 开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气处于饱和,当温度传感器6检测到烟气处于100至200℃中温区间范围,在控制单元5的控制下,同时启动第一循环风机21、第六电磁阀14打开、第七电磁阀27打开、第二电磁阀24打开、启动抽气泵28、第十三电磁阀15打开、启动第三循环泵13、第八电磁阀23打开,其余电磁阀或泵均关闭。
100至200℃中温区间烟气经第一循环风机21、第六电磁阀14、热水器3,并将其热量传递给热水器3中的水流体,降温成为50至100℃低温区间烟气,至此热水器3中的水流体获得一次升温,50至100℃低温区间烟气经第七电磁阀27、低氢气平衡压储氢合金反应器1,并将其热量传递给低氢气平衡压储氢合金反应器1,降低温度至30℃左右后经第二电磁阀24、第八电磁阀23,经另一路余热流体出口所处管路排出。
与此进行的过程是:氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器1释放出来并经抽气泵28排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器1发生释氢吸热反应,吸收所述50至100℃低温区间烟气的热量。高氢气压储氢合金反应器2发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十三电磁阀15,、高氢气压储氢合金反应器2,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得二次升温。
2.当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵28、第零电磁阀4打开、第一循环风机21和第三循环泵13继续运转、第六电磁阀14打开、第七电磁阀27打开、第五电磁阀18打开、第十二电磁阀20打开、第八电磁阀23打开,其余电磁阀或泵均关闭。
100至200℃中温区间烟气经第一循环风机21、第六电磁阀14、热水器3,并将其热量传递给热水器3中的水流体,降温成为50至100℃低温区间烟气,至此热水器3中的水流体获得一次升温,50至100℃低温区间烟气经第七电磁阀27、低氢气平衡压储氢合金反应器1,并将其热量传递给高氢气平衡压储氢合金反应器1,降低温度至30℃左右后经第五电磁阀18、第八电磁阀23,经另一路余热流体出口所处管路排出。
与此进行的过程是:氢气从高氢气平衡压储氢合金反应器2释放出来并经第零电磁阀4排送到低氢气平衡压储氢合金反应器1。这样高氢气平衡压储氢合金反应器2发生释氢吸热反应,吸收所述50至100℃低温区间余热流体的热量。低氢气压储氢合金反应器1发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十二电磁阀20,、低氢气压储氢合金反应器1,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得二次升温。
至此为一个完整工作循环过程,当低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气饱和后,再次通过控制单元5对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器1和高氢气平衡压储氢合金反应2交替循环发生吸氢放热反应由进入到下一个工作循环,进一步的工作方式操作二:可以得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一步归纳如下:
1. 100至200℃中温区间烟气不进行发电,省却了管路过程中过多的热量损失,100至200℃中温区间烟气经热水器3、低氢气平衡压储氢合金反应器1或高氢气压反应器2二次换热,能够对其热量进行梯级利用,达到深度热回收的目的,降低经另一路余热流体出口所处管路排出温度至30℃左右。
2.热水器3经过100至200℃中温区间烟气的一次直接加热,能够最大限度提高对热量的回收量,经过低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2的二次升温过程,能够最大限度的提高热水器3的出水温度直至沸水100℃。
实施例2—变形例
仍对工业窑炉排出的中温烟气进行热回收,本发明制取热电热水的另一种方式操作如下:
余热锅炉8、膨胀机7、冷却器9、增压泵10依次通过工质管路连接,所述膨胀机7将机械功输出给发电机25,所述工质管路中循环的工作流体优选为低沸点的有机工质如HFC-134a、HFC-152a或HFO-1234yf,或CO2无机工质。
1.步骤H:开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气处于饱和,当温度传感器6检测到烟气处于100至200℃中温区间范围,在控制单元5的控制下,同时启动第一循环风机21、启动第二循环泵11、第九电磁阀12打开、启动第零循环风机26、第七电磁阀27打开、第二电磁阀24打开、启动抽气泵28、第十三电磁阀15打开、启动第三循环泵13、第八电磁阀23打开、第十电磁阀19打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭。
100至200℃中温区间烟气经第一循环风机21、第九电磁阀12、余热锅炉8,并把其热量传递给余热锅炉8,由此100至200℃中温区间烟气降温成为50至100℃低温区间烟气,50至100℃低温区间烟气经第零循环泵26、第七电磁阀27、低氢气平衡压储氢反应器1,并将其热量传递给低氢气平衡压储氢合金反应器1,降低温度至30℃左右后经第二电磁阀24、第八电磁阀23,经另一路余热流体出口所处管路排出。
与此进行的过程是:氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器1释放出来并经抽气泵28排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器1发生释氢吸热反应,吸收所述50至100℃低温区间烟气的热量以及冷却器9中经第二循环泵11、第十电磁阀19进入到低氢气平衡压储氢合金反应器1中并返回到冷却器9中的冷却流体的热量。高氢气压储氢合金反应器2发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十三电磁阀15,、高氢气压储氢合金反应器2,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得升温。
2. 步骤G:当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵28、第零电磁阀4打开、第一循环风机21和第二循环泵11以及第三循环泵13、第零循环风机26继续运转、第九电磁阀12打开、第七电磁阀27打开、第五电磁阀18打开、第十二电磁阀20打开、第八电磁阀23打开、第十一电磁阀16打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭。
100至200℃中温区间烟气经第一循环泵或风机21、第九电磁阀12、余热锅炉8,并把其热量传递给余热锅炉8,由此100至200℃中温区间烟气降温成为50至100℃低温区间烟气,50至100℃低温区间烟气经第零循环泵26、第七电磁阀27、高氢气平衡压储氢反应器2,并将其热量传递给高氢气平衡压储氢合金反应器2,降低温度至30℃左右后经第五电磁阀18、第八电磁阀23,经另一路余热流体出口所处管路排出。
与此所进行的过程是:氢气从高氢气平衡压储氢合金反应器2释放出来并经第零电磁阀4排送到低氢气平衡压储氢合金反应器1。这样高氢气平衡压储氢合金反应器2发生释氢吸热反应,,吸收所述50至100℃低温区间烟气的热量以及冷却器9中经第二循环泵11、第十一电磁阀16进入到高氢气平衡压储氢合金反应器2中并返回到冷却器9中的冷却流体的热量,低氢气平衡压储氢合金反应器发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十二电磁阀20,、低氢气压储氢合金反应器1,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得升温。
3. 余热锅炉8始终进行的过程是吸收100至200℃高温区间烟气的热量,并将其工质加热经膨胀机7膨胀输出机械功给发电机25用于发电,进一步的工质在冷却器9中进行冷却,经增压泵10进入到余热锅炉8继续吸收热量,进入到下一个发电循环。
步骤H和步骤G为一个完整的工作循环过程,当所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气饱和后,再次通过控制单元5对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器1和高氢气平衡压储氢合金反应2交替循环发生吸氢放热反应由步骤H转入步骤G进入到下一个工作循环,通过控制单元5对各个电磁阀和泵的控制,能够连续的产生热电热水。
可以得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一步归纳如下:
1. 工质管路中循环的工作流体为低沸点的有机工质如HFC-134a、HFC-152a或HFO-1234yf,或CO2无机工质。即使只有100至200℃的中温烟气,也能很好的对余热进行回收发电,提高了低品位能余热利用的便利性。冷却器9中的冷却流体在50至100℃低温区间烟气对低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2提供热量的基础上,可进一步的提高低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2的供热量,且冷却流体回路可为闭路循环,提高了系统的可靠性。
2.对于50℃至100℃低温区间烟气,不直接对热水器3中的流体进行热交换,而是通过低氢气平衡压储氢合金反应器1和高氢气平衡压储氢合金反应器2组成的升温型热泵升温后加热,能够确保热水器3中的水流体出水温度最大程度至沸点100℃。
3.100至200℃中温区间烟气,经过余热锅炉8,低氢气平衡压储氢合金反应器1或高氢气平衡压储氢合金反应器2的两次降温换热,能够对其热量进行梯级利用,达到深度热回收的目的。
实施例3
对低温烟气回收,本发明制取热水运行方式操作三如下:
1. 开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气处于饱和,当温度传感器6检测到烟气温度处于50至100℃低温区间范围时,在控制单元5的控制下,启动抽气泵28、第一循环风机21打开、第一电磁阀22、第二电磁阀24打开、第三电磁阀29打开、启动第三循环泵13、第十三电磁阀15打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭。
50至100℃低温区间烟气经第一风机21、第一电磁阀22、第二电磁阀24、经低氢气平衡压储氢反应器1,并将其自身的热量传递给低氢气平衡压储氢反应器1、降低温度至30℃左右后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出。
与此同时进行的是:氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器1释放出来并经抽气泵28排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器1发生释氢吸热反应,吸收所述50至100℃低温区间的热量。高氢气压储氢合金反应器2发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十三电磁阀15,、高氢气压储氢合金反应器2,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得升温。
2.当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵28、第零电磁阀4打开、第四电磁阀17打开、第五电磁阀18打开、第十二电磁阀20,第一循环风机21和第三循环泵13继续运转,其余电磁阀或泵或风机均关闭。
50至100℃低温区间烟气经第一循环泵或风机21、第四电磁阀17、第五电磁阀18、经高氢气平衡压储氢反应器2,并将其自身的热量传递给低氢气平衡压储氢反应器1、降低温度后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出。
与此同时进行的是:氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器2释放出来并第零电磁阀4排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样高氢气平衡压储氢合金反应器2发生释氢吸热反应,吸收所述50至100℃低温区间烟气的热量。低氢气压储氢合金反应器1发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十二电磁阀20,、低氢气压储氢合金反应器1,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得升温。
至此为一个工作循环过程,当低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气饱和后,再次通过控制单元5对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器1和高氢气平衡压储氢合金反应2交替循环发生吸氢放热反应进入到下一个工作循环,又进一步工作方式的操作三:可以得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一步归纳如下:
1. 50至100℃低温区间烟气对低氢气平衡压储氢合金反应器1或高氢气平衡压储氢合金反应器2进行交替加热,通过金属氢化物热泵升温效应,来提高对低温区间余热资源的热源利用,用于连续加热热水器3中的水流体,为人们提供生活用水。
实施例4
对印染厂工艺废水热水回收,本发明制取热水运行方式采取如下操作:
1. 开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器1的氢气处于饱和,当温度传感器6检测到废水温度处于40至60℃低温区间范围时,在控制单元5的控制下,启动抽气泵28、第一循环泵21打开、第一电磁阀22、第二电磁阀24打开、第三电磁阀29打开、启动第三循环泵13、第十三电磁阀15打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭。
40至60℃低温区间废水经第一循环泵21、第一电磁阀22、第二电磁阀24、经低氢气平衡压储氢反应器1,并将其自身的热量传递给低氢气平衡压储氢反应器1、降低温度至20℃左右后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出。
与此同时进行的是:氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器1释放出来并经抽气泵28排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器1发生释氢吸热反应,吸收所述40至60℃低温区间废水的热量。高氢气压储氢合金反应器2发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十三电磁阀15,、高氢气压储氢合金反应器2,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得升温。
2.当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵28、第零电磁阀4打开、第四电磁阀17打开、第五电磁阀18打开、第十二电磁阀20,第一循环泵21和第三循环泵13继续运转,其余电磁阀或泵或风机均关闭。
40至60℃低温区间废水经第一循环泵21、第四电磁阀17、第五电磁阀18、经高氢气平衡压储氢反应器2,并将其自身的热量传递给低氢气平衡压储氢反应器1、降低温度后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出。
与此同时进行的是:氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器2释放出来并第零电磁阀4排送到高氢气平衡压储氢合金反应器2。这样高氢气平衡压储氢合金反应器2发生释氢吸热反应,吸收所述40至60℃低温区间废水的热量。低氢气压储氢合金反应器1发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵13、第十二电磁阀20,、低氢气压储氢合金反应器1,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3中的水流体获得升温。
此为一个工作循环,再次通过控制单元5对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器1和高氢气平衡压储氢合金反应2交替循环发生吸氢放热反应进入到下一个工作循环,又进一步的工作方式操作:可以得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一步归纳如下:
1. 40至60℃低温区间废水对低氢气平衡压储氢合金反应器1或高氢气平衡压储氢合金反应器2进行交替加热,通过金属氢化物热泵升温效应,来提高对低温区间余热资源的热源利用,用于连续加热热水器3中的水流体,为人们提供生活用水。
实施例4—变形例
仍对工业排出的低温区间废水进行热回收,本发明制取热电热水的另一种方式如下:
余热锅炉8、膨胀机7、冷却器9、增压泵10依次通过工质管路连接,所述膨胀机7将机械功输出给发电机25,所述工质管路中循环的工作流体为低沸点的有机工质如HFC-134a、HFC-152a或HFO-1234yf,或CO2无机工质。
对于其余电磁阀和泵的操作控制,请参照实施例2-变形例部分,在此不再赘述。
可以容易得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一步归纳如下:
1. 工质管路中循环的工作流体为低沸点的有机工质如HFC-134a、HFC-152a或HFO-1234yf,或CO2无机工质。即使只有40至60℃的低温区间废水,由于废水热容量大,也能很好的对余热进行回收发电,提高了低品位能余热利用的便利性。冷却器9中的冷却流体在40至60℃的低温废水与热水锅炉换热后对低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2提供热量的基础上,可进一步的提高低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2的供热量,且冷却流体回路可为闭路循环,提高了系统的可靠性。
2. 40至60℃的低温区间废水,经过余热锅炉8,低氢气平衡压储氢合金反应器1或高氢气平衡压储氢合金反应器2的两次降温换热,能够对其热量进行梯级利用,达到深度热回收的目的。
其他变形实施例:
回收热量的所述余热流体可以是50℃以上的废弃蒸汽、大于30℃的冷却水,以及工业生产中广泛存在的各种温度区间范围内的流体。由此可知本发明的有益技术效果是应用的广泛性。
低氢气平衡压储氢合金反应器1和所述高氢气平衡压储氢合金反应器2两端有所述余热流体的进出口,两端有所述冷却流体的进出口,两端有所述热水器3中的水流体的进出口,且上述进出口互相独立。
由此可知本发明带来的有益技术效果是余热流体、冷却流体和热水器3中的水流体在储氢合金反应器内的换热互不干扰。
本发明整体上有益技术效果可以概括如下:
余热回收循环管路系统热电热水供应系统及其运行方法,以余热温度为监测对象,依靠多个电磁阀控制余热流路方向的切换可选择性的进行:交替驱动余热回收循环管路中的贮氢合金反应器、或直接驱动热水器、或驱动余热锅炉和贮氢合金反应器;从而对不同温度范围内的低品位能源多级换热,达到梯级利用深度余热回收,为人们日常生活不间断的提供热水和/或电力,整个回收循环过程不采用任何破坏臭氧层的工作流体,节能环保,高效无污染。
应当理解,这些实施例的应用仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外,也应理解,在阅读了本发明的技术内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型,所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。                                                     

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资源描述

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410639877.5(22)申请日 2014.11.14F24H 1/00(2006.01)F24H 9/20(2006.01)F01D 15/10(2006.01)F01K 27/02(2006.01)(71)申请人 司红康地址 237000 安徽省六安市安徽六安市科技创业中心 001 室(经三路与皋城东路交叉口)(72)发明人 司红康(54) 发明名称一种余热回收循环管路热电热水供应系统及其运行方法(57) 摘要一种余热回收循环管路热电热水供应系统及其运行方法,属于低品位能热回收应用技术领域,本发明所述余热回收循环管路系统热电。

2、热水供应系统及其运行方法,以余热温度为监测对象,依靠多个电磁阀控制余热流路方向的切换可选择性的进行 :交替驱动余热回收循环管路中的贮氢合金反应器、或直接驱动热水器、或驱动余热锅炉和贮氢合金反应器 ;从而对不同温度范围内的低品位能源多级换热,达到梯级利用深度余热回收,为企业的生产以及职工生活提供不间断的热水和 / 或电力,整个回收循环过程不采用任何破坏臭氧层的工作流体,节能环保,高效无污染。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书13页 附图1页(10)申请公布号 CN 104456914 A(43)申请公布日 2015.03.25CN。

3、 104456914 A1/3 页21.一种余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于 :主要包括低氢气平衡压储氢合金反应器 (1),高氢气平衡压反应器 (2),二者的氢气充放口连接管路上有第零电磁阀(4),所述第零电磁阀 (4) 上并联有旁通抽气泵 (28), 控制单元(5);余热流体进口管路,所述余热流体进口管路上配置有温度传感器 (6),用于对所述余热流体进口管路的余热流体温度进行检测,所述余热流体可选择性的 :A. 从所述余热流体进口管路经第一循环泵或风机(21)、第一电磁阀(2 )、第二电磁阀(24)、所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)、第三电磁阀(29),流回到一路余热流体出口。

4、所处管路流出 ;B. 从所述余热流体进口管路经所述第一循环泵或风机(21)、第四电磁阀(17)、第五电磁阀(18)、所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)、所述第三电磁阀(29),流回到所述一路余热流体出口所处管路流出 ;C. 从所述余热流体进口管路经所述第一循环泵或风机(21)、第六电磁阀(14)、热水器(3)、第七电磁阀(27),可进一步选择性的 :(a). 经所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)、所述第二电磁阀(24第八电磁阀(23),流回到另一路余热流体出口所处管路排出 ;(b). 经所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)、所述第五电磁阀(18)、所述第八电磁阀(23),流回到所述另一路余。

5、热流体出口所处管路流出 ;D. 从所述进口管路经所述第一循环泵或风机(21)、第九电磁阀(1 )、余热锅炉(8)、第零循环泵或风机(26)、热水器 (3),可进一步选择性的 :(a). 经所述第二电磁阀(24)、所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)、所述第三电磁阀(29),流回到所述一路余热流体出口所处管路流出 ;(b). 经所述第五电磁阀(18)、所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)、所述第三电磁阀(29),流回到所述一路余热流体出口所处管路流出 ;所述余热锅炉(8)、膨胀机(7)、冷却器(9)、增压泵 10 依次通过工质管路连接,所述膨胀机(7)将机械功输出给发电机(25),所述冷却器(9。

6、)中的冷却流体可选择性的 :A. 经第二循环泵(11)、第十电磁阀(19)、所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1),重返回到所述冷却器(9)中进行换热 ;B. 经所述第二循环泵(11)、第十一电磁阀( 6)、所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2),重返回到所述冷却器(9)中进行换热 ;所述热水器(3)中的水流体可选择性的 :A. 经所述第三循环泵(13)、第十三电磁阀( 5)、所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)、重返回到所述热水器(3)中 ;B. 经第三循环泵(13)、第十二电磁阀(20)、低氢气平衡压储氢合金反应器(1)、重返回到所述热水器(3)中 ;所述控制单元(5)与所述温度传感器(6)相。

7、连,对所述第零至第十三电磁阀、所述第零循环泵或风机(21)、第零循环泵或风机(26)、第二循环泵(11)、第三循环泵(13)、所述增压泵(10)的开闭或启停进行控制。2.根据权利要求 1 所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于 :所述余热流体可以是烟气、废弃蒸汽、冷却水等三种。权 利 要 求 书CN 104456914 A2/3 页33.根据权利要求 2 所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于 :所述烟气温度范围在 50-300之间,所述废弃蒸汽温度大于 50,所述冷却水温度大于 30。4.根据权利要求 1-3 任一项所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于 。

8、:所述工质管路中的工质流体为可以为 HFC-134a、HFC-152a 或 HFO-1234yf 有机工质。5.根据权利要求 1-3 任一项所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于 :所述工质管路中的工质流体为 CO2 无机工质。6.根据权利要求 1-3 任一项所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其特征在于 :所述低氢气平衡压储氢合金反应器 (1) 和所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)两端有所述余热流体的进出口,两端有所述冷却流体的进出口,两端有所述热水器(3)中的水流体的进出口,且上述进出口互相独立。7.如权利要求 1-6 任一项所述的余热回收循环管路热电热水供应系统,其运行。

9、方法可选择性的进行如下三种操作 :操作一 :步骤 A :开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气处于饱和,当所述温度传感器(6)检测到所述余热流体温度处于高温区间范围 :在所述控制单元(5)的控制下,同时启动所述第一循环泵或风机(21)、所述第九电磁阀(12)打开、启动所述第二循环泵(11)、启动所述增压泵( 0)、启动所述第零循环泵或风机(26)、所述第十电磁阀(19)打开、所述第二电磁阀(24)打开、所述第三电磁阀(29)打开、启动所述抽气泵(28)、所述第十三电磁阀(15)打开、启动所述第三循环泵(13),其余的电磁阀均关闭 ;步骤 B :当所述高氢气平衡压储氢合金反应器(。

10、2)的氢气饱和后,所述控制单元(5)关闭所述抽气泵 (28)、所述第零电磁阀 (4) 打开、所述第五电磁阀 (18) 打开、所述第十一电磁阀 (16) 打开、所述第三电磁阀 (29) 仍打开、所述第十二电磁阀 (20) 打开、所述第一循环泵或风机 (21) 和所述第二循环泵 (11) 和所述第三循环泵 (13) 和所述第零循环泵或风机(26)以及所述增压泵 (10) 仍运转,其余电磁阀均关闭 ;当所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气饱和后,由上述 B 步骤转入上述步骤,如此反复进行 ;操作二 :步骤 :开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气处于饱和,在所述控制单元 (5)。

11、 的控制下,同时启动所述第一循环泵或风机 (21)、所述第六电磁阀(14) 打开、所述第七电磁阀 (27) 打开、所述第二电磁阀 (24) 打开、启动所述抽气泵 (28)、所述第十三电磁阀 (15) 打开、启动所述第三循环泵 (13)、所述第八电磁阀 (23) 打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭 ;步骤 D :当所述高氢气平衡压储氢合金反应器 (2) 的氢气饱和后,所述控制单元(5)关闭所述抽气泵(28)、所述第零电磁阀(4)打开、所述第一循环泵或风机 (21) 和所述第三循环泵(13)继续运转、所述第六电磁阀( 4)仍打开、所述第七电磁阀(27)仍打开、所述第五电磁阀(18)打开、所述第十二电。

12、磁阀 (20) 打开、所述第八电磁阀 (23) 仍打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭 ;当所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气饱和后,由上述步骤转入上述步骤,如此反复进行 ;操作三 :步骤 E :开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气处于饱和,当所述温度传感器 (6) 检测到所述余热流体温度处于低温区间范围,在所述控制单元(5)权 利 要 求 书CN 104456914 A3/3 页4的控制下,启动所述抽气泵(28)、所述第一循环泵或风机(21)打开、所述第一电磁阀( )、所述第二电磁阀(24)打开、所述第三电磁阀( 9)打开、启动所述第三循环泵(13)、所述第十三电磁阀(。

13、15)打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭 ;步骤 F :当所述高氢气平衡压储氢合金反应器 (2) 的氢气饱和后,所述控制单元(5)关闭所述抽气泵(28)、所述第零电磁阀(4)打开、所述第四电磁阀(17)打开、所述第五电磁阀(18)打开、所述第十二电磁阀(20),所述第三电磁阀(29)仍打开、所述第一循环泵或风机(21)和所述第三循环泵(13)继续运转,其余电磁阀或泵或风机均关闭 ;当所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气饱和后,由上述步骤转入上述步骤,如此反复进行 ;其中 :操作一到操作三的顺序可以互换。8.根据权利要求 7 所述的运行方法,其特征还在于 :所述操作二还可以采取以下方法操作运。

14、行 :步骤 G :开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气处于饱和,当所述温度传感器(6)检测到所述余热流体温度处于中温区间范围,在所述控制单元(5)的控制下,同时启动所述第一循环泵或风机(21)、启动所述第二循环泵(1 )、所述第九电磁阀(12)打开、启动所述第零循环泵(26)、所述第七电磁阀(27)打开、所述第二电磁阀( 4)打开、启动所述抽气泵(28)、所述第十三电磁阀(15)打开、启动所述第三循环泵( 3)、所述第八电磁阀(23)打开、所述第十电磁阀(19)打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭 ;步骤 H :当所述高氢气平衡压储氢合金反应器(2)的氢气饱和后,所述控制单元(5。

15、)关闭所述抽气泵(28)、所述第零电磁阀(4)打开、所述第一循环风机(21)和所述第二循环泵(11)、所述第三循环泵( 3)以及所述第零循环泵或风机(26)继续运转、所述第九电磁阀(12)打开、所述第七电磁阀(27)打开、所述第五电磁阀(18)打开、所述第十二电磁阀(20)打开、所述第八电磁阀(23)仍打开、所述第十一电磁阀(16)打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭 ;当所述低氢气平衡压储氢合金反应器(1)的氢气饱和后,由上述步骤转入上述步骤,如此反复进行。权 利 要 求 书CN 104456914 A1/13 页5一种余热回收循环管路热电热水供应系统及其运行方法技术领域0001 本发明涉及一种。

16、余热回收循环管路热电热水供应系统及其运行方法,属于低品位能余热回收应用技术领域。背景技术0002 造纸、玻璃、冶金等很多企业都离不开工业锅炉,该生产环节也是企业消耗和生产成本的重要组成部分。事实上,不论何种燃料的锅炉,都会产生大量余热和余压,因此,做好余热余压的回收和利用,并将其直接应用到生产工艺前道工序的原料预热,以及企业员工的生活中去,每年将节省出非常可观的燃料,是节能减排、利国利民、提高企业效益的重点工作之一。0003 余热资源的温度多在 30300之间 , 目前回收余热方法主要是热泵技术,特别是氨吸收式热泵空调和 / 或热水循环系统和溴化锂吸收式热泵空调和 / 热水循环系统,但氨具有刺。

17、激性气味、对人体具有一定的毒性和可燃性、与空气混合后在一定浓度范围内会发生爆炸。溴化锂吸收式制冷机所使用的溴化锂制冷剂微毒、无爆炸危险,但不适用于75以下的低温余热。由于余热温度低于 300,因而也不适宜用利用水做工质发电,由此导致的结果是近年来,利用有机工质郎肯循环发电余热回收系统也日益引起人们的重视,然后利用制取的电力用于人们的生活需要,如制取生活热水,制冷空调,采暖供热等,但这又存在一个问题是单纯的余热发电的冷凝水热量会白白浪费,且当余热温度较低时,利用发出的电去制取生活热水,制冷空调,采暖供热系统等,面临着能源多次转换过程中的损失大的问题。0004 且上述的若干种回收方法,都不易于解决。

18、对热负荷变化大,尤其是温度变化不同的烟气、蒸汽、废热水等余热资源进行梯级利用进行深度热回收,满足节能环保,高效完美的为人们生活必需提供生活热水,电力等目的,从而既能响应国家的节能减排政策,又能提高百姓的生活品质。发明内容0005 为解决上述缺陷,申请人组建了科研团队,经过长时间大量实验,采取了以下技术方案 :一种余热回收循环管路热电热水供应系统,主要包括 :低氢气平衡压储氢合金反应器1,高氢气平衡压反应器 2,二者的氢气充放口连接管路上有第零电磁阀 4,第零电磁阀 4 上并联有旁通抽气泵 28 ;余热流体进口管路,余热流体进口管路上配置有温度传感器 6,用于对余热流体的温度进行检测,余热流体可。

19、选择性的 :1. 从进口管路经第一循环泵或风机 21、第一电磁阀 22、第二电磁阀 24、低氢气平衡压储氢合金反应器 1、第三电磁阀 29,流回到一路余热流体出口所处管路流出 ;2. 从进口管路经第一循环泵或风机 21、第四电磁阀 17、第五电磁阀 18、高氢气平衡压说 明 书CN 104456914 A2/13 页6储氢合金反应器 2、第三电磁阀 29,流回到一路余热流体出口所处管路流出 ;3. 从进口管路经第一循环泵或风机 21、第六电磁阀 14、热水器 3、第七电磁阀 27,可进一步选择性的 :(1).经低氢气平衡压储氢合金反应器1、第二电磁阀24、第八电磁阀23,流回到另一路余热流体出。

20、口所处管路排出 ;(2).经高氢气平衡压储氢合金反应器2、第五电磁阀18、第八电磁阀23,流回到另一路余热流体出口所处管路排出 ;4. 从进口管路经第一循环泵或风机 21、第九电磁阀 12、余热锅炉 8、第零循环泵 26、热水器 3,可进一步选择性的 :(1).经第二电磁阀24、低氢气平衡压储氢合金反应器1、第三电磁阀29,流回到一路余热流体出口所处管路流出 ;(2).经第五电磁阀18、高氢气平衡压储氢合金反应器2、第三电磁阀29,流回到一路余热流体出口所处管路流出 ;余热锅炉 8、膨胀机 7、冷却器 9、增压泵 10 依次通过工质管路连接,膨胀机 7 将机械功输出给发电机 25,冷却器 9 。

21、中的冷却流体可选择性的 :1.经第二循环泵11、第十电磁阀19、低氢气平衡压储氢合金反应器1,重返回到冷却器9 中进行换热 ;2.经第二循环泵11、第十一电磁阀16、高氢气平衡压储氢合金反应器2,重返回到冷却器 9 中进行换热 ;热水器 3 中的水流体可选择性的 :1.经第三循环泵13、第十二电磁阀20、低氢气平衡压储氢合金反应器1、重返回到热水器3中;2.经第三循环泵13、第十三电磁阀15、高氢气平衡压储氢合金反应器2、重返回到热水器3中;控制单元 5,控制单元 5 与温度传感器 6 相连,对第一至第十三电磁阀、电磁阀、第一至第三循环泵、增压泵的启停进行控制。0006 本发明制取热电热水的工。

22、作方式可以如下操作一 :1. 步骤 A :开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器 1 的氢气处于饱和,当温度传感器6检测到余热流体温度处于高温区间范围,在控制单元5的控制下,同时启动第一循环泵或风机21、第九电磁阀12打开、启动第二循环泵11、启动增压泵10、启动第零循环泵或风机 26、第十电磁阀 19 打开、第二电磁阀 24 打开、第三电磁阀 29 打开、启动抽气泵 28、第十三电磁阀 15 打开、启动第三循环泵 13,其余的电磁阀均关闭 ;高温区间余热流体经第一循环泵或风机 21、第九电磁阀 12、余热锅炉 8,并把其热量传递给余热锅炉 8,由此高温区间余热流体降温成为中温区间余热流体。

23、,中温区间余热流体经第零循环泵或风机26、热水器3,并把其热量传递给热水器3,使热水器3中的水流体获得一次升温,由此中温区间余热流体降温成为低温区间余热流体,低温区间余热流体经第二电磁阀 24、低氢气平衡压储氢合金反应器 1,并将其热量传递给低氢气平衡压储氢合金反应器 1,降温后经第三电磁阀 29,经一路余热流体出口所处管路排出 ;与此所进行的过程是,氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器 1 释放出来并经抽气泵 28说 明 书CN 104456914 A3/13 页7排送到高氢气平衡压储氢合金反应器 2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器 1 发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量以及冷却器。

24、 9 中经第二循环泵 11、第十电磁阀19进入到低氢气平衡压储氢合金反应器1中并返回到冷却器9中的冷却流体的热量。高氢气压储氢合金反应器 2 发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵 13、第十三电磁阀15,、高氢气压储氢合金反应器2,并返回到热水器3中的水流体,至此热水器3 中的水流体获得二次升温。0007 2.步骤B :当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵28、第零电磁阀4打开、第五电磁阀18打开、第十一电磁阀16打开、第三电磁阀29打开、第十二电磁阀 20 打开、第零循环泵或风机 26 和第一循环泵或风机 21 和第二循环泵 11 和第三循环泵 。

25、13 以及增压泵 10 仍运转,其余的电磁阀均关闭。0008 高温区间余热流体经第一循环泵或风机 21、第九电磁阀 12、余热锅炉 8,并把其热量传递给余热锅炉 8,由此高温区间余热流体降温成为中温区间余热流体,中温区间余热流体经第零循环泵26、热水器3,并把其热量传递给热水器3,使热水器3中的水流体获得一次升温,由此中温区间余热流体降温成为低温区间余热流体,低温区间余热流体经第五电磁阀 18、高氢气平衡压储氢合金反应器 2,并将其热量传递给高氢气平衡压储氢合金反应器2,降温后经第三电磁阀 29,经一路余热流体出口所处管路排出 ;与此所进行的过程是 :氢气从高氢气平衡压储氢合金反应器 2 释放。

26、出来并经第零电磁阀 4 排送到低氢气平衡压储氢合金反应器 1。这样高氢气平衡压储氢合金反应器 2 发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量以及冷却器 9 中经第二循环泵 11、第十一电磁阀 16 进入到高氢气平衡压储氢合金反应器 2 中并返回到冷却器 9 中的冷却流体的热量,低氢气平衡压储氢合金反应器发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵 13、第十二电磁阀 20,、低氢气压储氢合金反应器 1,并返回到热水器 3 中的水流体,至此热水器 3 中的水流体获得二次升温。0009 3. 余热锅炉 8 始终进行的过程是吸收高温余热流体的热量,并将其工质加热经膨胀机 7 膨胀输出。

27、机械功给发电机 25 用于发电,进一步的工质在冷却器 9 中进行冷却,经增压泵 10 进入到余热锅炉 8 继续吸收热量,进入到下一个发电循环。0010 步骤 A 和步骤 B 为一个工作循环,当所述低氢气平衡压储氢合金反应器 1 的氢气饱和后,再次通过控制单元 5 对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器 1 和高氢气平衡压储氢合金反应 2 交替循环发生吸氢放热反应由步骤 B 进入步骤 A进入下一个工作循环,能够连续二次对热水器 3 中的水流体供应热量,可以显著提高热水器 3 的出水温度。0011 从上述工作方式操作一,可以得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一。

28、步归纳如下 :1.高温区间余热流体,经过余热锅炉8、热水器3、低氢气平衡压储氢合金反应器1或高氢气压反应器 2 三次换热,能够对其热量进行梯级利用,达到深度热回收的目的,降低温度经一路余热流体出口所处管路排出温度。0012 2. 热水器 3 经过中温区间余热流体的一次直接加热,能够最大限度提高对热量的回收量,经过低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2的二次升温过程,能够最大限度的提高热水器 3 的出水温度。说 明 书CN 104456914 A4/13 页80013 3. 余热锅炉 8 通过与高温区间余热流体的换热,输出机械功进行发电获得高品位能,能够提高低品位能余热利用的便利性。。

29、冷却器 9 中的冷却流体在低温余热流体对低氢气压储氢合金反应器 1 或高氢气压储氢合金反应器 2 提供热量的基础上,可进一步的提高低氢气压储氢合金反应器 1 或高氢气压储氢合金反应器 2 的供热量,且冷却流体回路可为闭路循环,提高了系统的可靠性。0014 本发明进一步的工作方式操作二如下 :1. 步骤 C :开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器 1 的氢气处于饱和,当温度传感器6检测到余热流体温度处于中温区间范围,在控制单元5的控制下,同时启动第一循环泵或风机 21、第六电磁阀 14 打开、第七电磁阀 27 打开、第二电磁阀 24 打开、启动抽气泵28、第十三电磁阀15打开、启动第三循环。

30、泵13、第八电磁阀23打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭。0015 中温区间余热流体经第一循环泵或风机 21、第六电磁阀 14、热水器 3,并将其热量传递给热水器3中的水流体,降温成为低温区间余热流体,至此热水器 中的水流体获得一次升温,低温区间余热流体经第七电磁阀 27、低氢气平衡压储氢合金反应器 1,并将其热量传递给低氢气平衡压储氢合金反应器 1,降低温度后经第二电磁阀 24、第八电磁阀 23,经另一路余热流体出口所处管路排出。0016 与此进行的过程是 :氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器 1 释放出来并经抽气泵28 排送到高氢气平衡压储氢合金反应器 2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器 1 。

31、发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量。高氢气压储氢合金反应器 2 发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵 13、第十三电磁阀 15、高氢气压储氢合金反应器 2,并返回到热水器 3 中的水流体,至此热水器 3 中的水流体获得二次升温。0017 2.步骤D :当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵 28、第零电磁阀 4 打开、第一循环泵或风机 21 和第三循环泵 13 继续运转、第六电磁阀 14打开、第七电磁阀27打开、第五电磁阀18打开、第十二电磁阀20打开、第八电磁阀23打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭。0018 中温区间余热流体经第一循环。

32、泵或风机 21、第六电磁阀 14、热水器 3,并将其热量传递给热水器3中的水流体,降温成为低温区间余热流体,至此热水器 中的水流体获得一次升温,低温区间余热流体经第七电磁阀 27、高氢气平衡压储氢合金反应器 2,并将其热量传递给高氢气平衡压储氢合金反应器 2,降低温度后经第五电磁阀 18、第八电磁阀 23,经另一路余热流体出口所处管路排出。0019 与此进行的过程是 :氢气从高氢气平衡压储氢合金反应器 2 释放出来并经第零电磁阀 4 排送到低氢气平衡压储氢合金反应器 1。这样高氢气平衡压储氢合金反应器 2 发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量。低氢气压储氢合金反应器 1 发生吸氢放。

33、热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵 13、第十二电磁阀 20,、低氢气压储氢合金反应器 1,并返回到热水器 3 中的水流体,至此热水器 3 中的水流体获得二次升温。0020 步骤 C 和步骤 D 为一个工作循环,当所述低氢气平衡压储氢合金反应器 1 的氢气饱和后,再次通过控制单元 5 对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器 1 和高氢气平衡压储氢合金反应 2 交替循环发生吸氢放热反应由步骤 D 转入步骤 C进入到下一个工作循环,进一步的工作方式操作二 :可以得到本发明相对于现有技术具有说 明 书CN 104456914 A5/13 页9如下的有益技术效果可以进一步。

34、归纳如下 :1. 中温区间余热流体不进行发电,省却了管路过程中过多的热量损失,中温区间余热流体经热水器 3、低氢气平衡压储氢合金反应器 1 或高氢气压反应器 2 二次换热,能够对其热量进行梯级利用,达到深度热回收的目的,降低经另一路余热流体出口所处管路排出温度。0021 2. 热水器 3 经过中温区间余热流体的一次直接加热,能够最大限度提高对热量的回收量,经过低氢气压储氢合金反应器1或高氢气压储氢合金反应器2的二次升温过程,能够最大限度的提高热水器 3 的出水温度。0022 本发明又进一步的工作方式操作三如下 :1. 步骤 E :开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器 1 的氢气处于饱和,。

35、当温度传感器 6 检测到余热流体温度处于低温区间范围,在控制单元 5 的控制下,启动抽气泵 28、第一循环泵或风机 21 打开、第一电磁阀 22、第二电磁阀 24 打开、第三电磁阀 29 打开、启动第三循环泵 13、第十三电磁阀 15 打开,其余电磁阀或泵或风机均关闭。0023 低温余热流体经第一循环泵或风机 21、第一电磁阀 22、第二电磁阀 24、经低氢气平衡压储氢反应器 1,并将其自身的热量传递给低氢气平衡压储氢反应器 1、降低温度后经第三电磁阀 29,经一路余热流体出口所处管路排出。0024 与此同时进行的是 :氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器 1 释放出来并经抽气泵28 排送到高氢气。

36、平衡压储氢合金反应器 2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器 1 发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量。高氢气压储氢合金反应器 2 发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵 13、第十三电磁阀 15,、高氢气压储氢合金反应器 2,并返回到热水器 3 中的水流体,至此热水器 3 中的水流体获得升温。0025 2. 步骤 F :开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器 1 的氢气处于饱和,当高氢气平衡压储氢合金反应器2的氢气饱和后,控制单元5关闭抽气泵28、第零电磁阀4打开、第四电磁阀 17 打开、第五电磁阀 18 打开、第十二电磁阀 20,第一循环泵或风机 21 和第三循。

37、环泵 13 继续运转,其余电磁阀或泵或风机均关闭。0026 低温余热流体经第一循环泵或风机 21、第四电磁阀 17、第五电磁阀 18、经高氢气平衡压储氢反应器 2,并将其自身的热量传递给低氢气平衡压储氢反应器 1、降低温度后经第三电磁阀 29,经一路余热流体出口所处管路排出。0027 与此同时进行的是 :氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器 2 释放出来并第零电磁阀 4 排送到高氢气平衡压储氢合金反应器 2。这样高氢气平衡压储氢合金反应器 2 发生释氢吸热反应,吸收所述低温区间余热流体的热量。低氢气压储氢合金反应器 1 发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵 13、第十二电磁阀 2。

38、0,、低氢气压储氢合金反应器 1,并返回到热水器 3 中的水流体,至此热水器 3 中的水流体获得升温。0028 步骤 E 与步骤 F 为一个工作循环,当所述低氢气平衡压储氢合金反应器 1 的氢气饱和后,再次通过控制单元 5 对各个电磁阀的开通进行控制,通过低氢气平衡压储氢合金反应器 1 和高氢气平衡压储氢合金反应 2 交替循环发生吸氢放热反应由步骤 F 转入到步骤E 进入到下一个工作循环,又进一步的工作方式操作三 :可以得到本发明相对于现有技术具有如下的有益技术效果可以进一步归纳如下 :1. 低温区间余热资源对低氢气平衡压储氢合金反应器 1 或高氢气平衡压储氢合金反说 明 书CN 104456。

39、914 A6/13 页10应器 2 进行交替加热,通过金属氢化物热泵升温效应,来提高对低温区间余热资源的热源利用,用于连续加热热水器 3 中的水流体,为人们提供生活用水。附图说明0029 图 1 余热回收循环管路热电热水供应系统示意图。0030 附图中各序号如下 :低氢气平衡压储氢合金反应器 1、高氢气平衡压储氢合金反应器 2、热水器 3、第零电磁阀 4、控制单元 5、温度传感器 6、膨胀机 7、余热锅炉 8、冷却器9、增压泵 10、第二循环泵 11、第九电磁阀 12、第三循环泵 13、第六电磁阀 14、第十三电磁阀15、第十一电磁阀16、第四电磁阀17、第五电磁阀18、第十电磁阀19、第十二。

40、电磁阀20、第一循环泵或风机 21、第一电磁阀 22、第八电磁阀 23、第二电磁阀 24、发电机 25、第零循环泵或风机 26、第七电磁阀 27、抽气泵 28、第三电磁阀 29。0031 注 :下列所有具体实施方式,均是针对附图 1 进行说明。具体实施方式0032 下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明,但这些例举性实施方式仅用于例举,而并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定。0033 实施例 1对工业燃煤燃油锅炉排出的高温烟气进行热回收,本发明制取热电热水的工作方式采取如下操作一 :1. 开始工作时,所述低氢气平衡压储氢合金反应器 1 的氢气处于饱和,当温度传感器6 检测到烟气温。

41、度处于 200 至 300高温区间范围时,在控制单元 5 的控制下,同时启动第一循环风机21、第九电磁阀12打开、启动第二循环泵11、启动增压泵10、启动第零循环风机26、第十电磁阀19打开、第二电磁阀24打开、第三电磁阀29打开、启动抽气泵28、第十三电磁阀 15 打开、启动第三循环泵 13,其余的电磁阀均关闭 ;200 至 300高温区间烟气经第一循环泵或风机 21、第九电磁阀 12、余热锅炉 8,并把其热量传递给余热锅炉8,由此200至300高温烟气降温成为100至200中温区间烟气,100 至 200的中温区间余热流体经第零循环泵 26、热水器 3,并把其热量传递给热水器 3,使热水器。

42、 3 中的水流体获得一次升温,由此 100 至 200中温区间余热流体降温成为 50 至100低温区间余热流体,低温区间余热流体经第二电磁阀 24、低氢气平衡压储氢合金反应器 1,并将其热量传递给低氢气平衡压储氢合金反应器 1,降温至 30左右后经第三电磁阀29,经一路余热流体出口所处管路排出 ;与此所进行的过程是,氢气从低氢气平衡压储氢合金反应器 1 释放出来并经抽气泵 28排送到高氢气平衡压储氢合金反应器 2。这样低氢气平衡压储氢合金反应器 1 发生释氢吸热反应,吸收所述 50 至 100低温区间烟气的热量以及冷却器 9 中经第二循环泵 11、第十电磁阀 19 进入到低氢气平衡压储氢合金反应器 1 中并返回到冷却器 9 中的冷却流体的热量。高氢气压储氢合金反应器 2 发生吸氢放热反应,并将其所放出的热量传递给经第三循环泵 13、第十三电磁阀 15,、高氢气压储氢合金反应器 2,并返回到热水器 3 中的水流体,至此热水器 3 中的水流体获得二次升温。0034 2. 当高氢气平衡压储氢合金反应器 2 的氢气饱和后,控制单元 5 关闭抽气泵 28、说 明 书CN 104456914 A。

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