太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置，该装置包括太阳能集热板、锅炉、控制器、换热器和分集水器；所述锅炉设有烟道、蒸汽出口和给水总管；所述太阳能集热板的排水管和所述换热器的水侧排水管分别与所述分集水器的集水管连接，所述分集水器的分水管Ⅱ和自来水给水支管分别与所述锅炉的给水总管连接，所述分集水器的分水管Ⅰ与低温给水管连接，所述锅炉的蒸汽出口与高温给水装置连接。本实用新型为既有公用建筑的节能改造提供了良好的解决方案，该方案的能源利用率高，节能效果和经济效果显著。
【专利说明】太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种属于可再生能源利用，烟气余热回收利用，能源梯级利用的【技术领域】，特别是一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置。
【背景技术】
[0002]余热、废热巨大潜力的开发一直是业界普遍关心的问题。锅炉的排烟余热损失是锅炉各项损失中最大的一项热损失，也是高污染，锅炉效率低的主要原因，因此合理有效地利用烟气余热，提高锅炉效率，减少锅炉排污量与耗能就变得十分重要。根据《公共建筑节能设计标准GB50189-2005》中的要求，应充分利用锅炉产生的多种余热，因此，新建的锅炉都会在出口处加设烟气余热回收装置。但对于大量的不节能的既有公用建筑而言，原有的锅炉已投入使用多年，且基本上都没有烟气余热回收装置，所以现在仍有大量的锅炉将高温烟气直接排放到环境中，这即造成环境污染和生态破坏，也造成热污染，同时还造成一次能源的浪费，影响锅炉效率。不仅如此，现今既有建筑存在的普遍问题还有:原有的锅炉系统亟待改造，但由于多种原因，不便直接更换新型锅炉，这就要求在原有的设备基础上进行改造。而且老的锅炉系统通常是一台锅炉承担不同的需水区域的热水，不同区域需要的水温会有所不同，而单台锅炉只能提供一种供水温度，在实际使用时还要再进行冷却降温，造成不便与高品质介质的浪费。
[0003]太阳能以其清洁、源源不断、安全等显著优势，吸引了人们的关注，并已逐渐成为人类使用能源的重要组成部分。因此，利用太阳辐射热产生热水供给建筑使用是普遍使用的一项技术，在多层建筑设计中，应当首先考虑将太阳能作为热源的可能性。然而，太阳能的能量密度低，能源品味较低，而且它因地而异，因时而变，在实际应用时，会出现系统运行不稳定，效率低等特点，使其发挥受到一定的限制，许多加设太阳能集热装置的建筑也会将其闲置。但如果能合理的配置太阳能集热器，就能即充分利用太阳能的优点又能弥补系统自身的缺陷。同时，对于整体供热水系统而言，热水要求温度不同，低温的太阳能热水可直接满足需求温度不高的用户部分。
[0004]随着近几年节能改造要求普及，很多建筑增添了太阳能供热水系统，来分担建筑用热负荷。但由于诸多因素的影响，大部分公用建筑的太阳能热水系统利用率较低，甚至出现了闲置的情况。由此可见，合理使用清洁可再生能源对供能系统进行改造，实现热量梯级供应，降低高品质能源的生产量，提高燃料利用率，减少污染气体的排放的要求是十分迫切的。因此，本实用新型拟在最大限度保留建筑原有设备的基础上，充分利用清洁可再生能源，来解决既有建筑节能改造的问题。
【发明内容】
[0005]本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置，为既有公用建筑的节能改造提供了良好的解决方案，该方案的能源利用率高，节能效果和经济效果显著。
[0006]本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置，包括太阳能集热板和锅炉，该装置还包括控制器、换热器和分集水器；所述锅炉设有烟道、蒸汽出口和给水总管；所述锅炉的给水总管上设有水泵II和流量监测器，所述流量监测器位于所述水泵II的下游；所述分集水器上设有一个集水管、一个分水管I和一个分水管II ;所述分水管I上设有电磁阀II和水泵III，所述水泵III设置在所述电磁阀II的下游；所述分水管II上设有电磁阀III，所述集水管上设有水泵I ;所述换热器安装在所述锅炉的烟道上，所述换热器设有气侧进气管和水侧排水管，在所述换热器的水侧排水管上设有电磁阀V，在所述换热器的气侧进气管上设有温度传感器II ;所述太阳能集热板设有给水管和排水管，所述太阳能集热板的排水管上设有温度传感器I和电磁阀I，所述电磁阀I位于所述温度传感器I的下游；所述太阳能集热板的排水管和所述换热器的水侧排水管分别与所述集水管连接；所述分水管II和自来水给水支管分别与所述锅炉的给水总管连接，所述自来水给水支管上设有电磁阀IV ;所述分水管I与低温给水管连接，所述锅炉的蒸汽出口与高温给水装置连接；所述电磁阀1、所述电磁阀I1、所述电磁阀II1、所述电磁阀IV、所述电磁阀V、所述水泵1、所述水泵I1、所述水泵II1、所述温度传感器1、所述温度传感器II和所述流量监测器分别与所述控制器连接。
[0007]在所述锅炉的给水总管的出口处设有温度计I。
[0008]在所述低温给水管的出口处设有温度计II。
[0009]本实用新型具有的优点和积极效果是:通过将太阳能辐射热产出热水的装置、锅炉烟气冷凝回收装置与传统锅炉进行有机的耦合，解决了既有老旧公共建筑节能改造的问题。本实用新型不仅应用了清洁可再生能源一太阳能将锅炉供水进行预热，提高可再生能源利用率，且将锅炉的烟气与锅炉供水进行热交换，提高供水温度，降低排烟温度，提高锅炉效率，同时整个系统可按需求进行梯级供热，减少不必要的冷却、冷凝。综上所述，本实用新型不但减少了锅炉燃料的消耗和大量有害气体的排放，也减少了环境的热污染，提高了锅炉效率，实现了可再生能源的利用和系统能源的梯级利用；不仅提高了整体供热系统的能源利用率，节能效果和经济效果也十分显著。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置的结构示意图。
[0011]图中:1、集热板；2、控制器；3、烟道；4、换热器；5、蒸汽出口 ；6、锅炉；7、分集水器；8、水泵I ;9、水泵II ;10、水泵III J1、电磁阀I ;V2、电磁阀II ;V3、电磁阀III ;V4、电磁阀IV5V5、电磁阀V J1、温度传感器I ;T2、温度传感器II ;Τ3、温度计I ;Τ4、温度计II ;L1、流量监测器。
【具体实施方式】
[0012]为能进一步了解本实用新型的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0013]针对设有没达到寿命期的老旧锅炉和闲置或利用率低的太阳能集热的既有公用建筑而言，如何将多种系统耦合，实现能源供需匹配，以及提出各能源互补运行策略，从而实现能源系统高效的运行，都是如今要解决的问题。对于能源利用端具有梯级利用需求的系统而言，能源供应端灵活的梯级供应可令使用端更方便的应用。因此，本实用新型拟将太阳能集热水系统与锅炉烟气余热回收系统进行耦合，利用太阳能先将自来水加热到一定温度，与锅炉排烟热回收后的热水混合，可直接供低温需求用户使用，也可作为锅炉预热水使用，而锅炉产生少量高品位蒸汽则可满足高品位的用热需求。为此，本实用新型提供一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的方法和装置，该方法和装置不仅能实现能源阶梯利用，使系统配置更合理，还实现了清洁可再生能源的利用，减少了燃料使用量，减少污染物的排放，降低了烟气的排放温度，提高锅炉效率。这样可使整个供能系统的能源利用率都有所提高，节能效果更理想。
[0014]请参阅图1，本实用新型提供了一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置，该装置包括太阳能集热板1、锅炉6、控制器2、换热器4和分集水器7 ;所述锅炉设有烟道3、蒸汽出口 5和给水总管；所述锅炉的给水总管上设有水泵II 9和流量监测器L1，所述流量监测器L1位于所述水泵II 9的下游；所述分集水器7上设有一个集水管、一个分水管I和一个分水管II ;所述分水管I上设有电磁阀II V2和水泵III10，所述水泵III10设置在所述电磁阀II V2的下游；所述分水管II上设有电磁阀III V3，所述集水管上设有水泵I 8 ;所述换热器4安装在所述锅炉的烟道3上，所述换热器4设有气侧进气管和水侧排水管，在所述换热器4的水侧排水管上设有电磁阀V V5，在所述换热器4的气侧进气管上设有温度传感器II T2 ;所述太阳能集热板I设有给水管和排水管，所述太阳能集热板I的排水管上设有温度传感器I !\和电磁阀I V1，所述电磁阀I V1位于所述温度传感器I T1的下游；所述太阳能集热板I的排水管和所述换热器4的水侧排水管分别与所述集水管连接；所述分水管
II和自来水给水支管分别与所述锅炉6的给水总管连接，所述自来水给水支管上设有电磁阀IV V4 ;所述分水管I与低温给水管连接，所述锅炉的蒸汽出口 5与高温给水装置连接；所述电磁阀I V1、所述电磁阀II V2、所述电磁阀III V3、所述电磁阀IV V4、所述电磁阀V V5、所述水泵I 8、所述水泵II 9、所述水泵III10、所述温度传感器I T1、所述温度传感器II T2和所述流量监测器L1分别与所述控制器2连接。
[0015]为了获取锅炉给水的准确温度，可以在所述锅炉6的给水总管的出口处设有温度计I T3，所述温度计I T3位于所述流量监测器L1的下游。为了获取低温供水的准确温度，可以在所述低温给水管的出口处设有温度计II T4。
[0016]在本实用新型中，锅炉供水来源为自来水，太阳能热水系统与烟气冷凝回收系统分别对自来水进行预热，预热水汇合后由分集水器按需求送入低温用水区域和锅炉内。具体讲，利用太阳能集热装置和烟气冷凝热回收利用装置对锅炉供水进行预热，预热水可以直接应用，满足系统中温度需求较低的用户部分，也可以将其供入锅炉，提升入炉的水温，从而提高锅炉效率，降低能耗，减轻对环境的污染。
[0017]本实用新型的优点在于:
[0018]I)利用清洁可再生能源太阳能和锅炉烟气余热来降低锅炉燃料的消耗，提高锅炉效率，降低运行成本，减少排放，既节能又环保。
[0019]2)将预热水直接应用于低温需水区域，实现了能源梯级利用，充分利用能源，提高了系统的整体能源使用效率。
[0020]尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置，包括太阳能集热板和锅炉，其特征在于，该装置还包括控制器、换热器和分集水器； 所述锅炉设有烟道、蒸汽出口和给水总管；所述锅炉的给水总管上设有水泵II和流量监测器，所述流量监测器位于所述水泵II的下游； 所述分集水器上设有一个集水管、一个分水管I和一个分水管II ;所述分水管I上设有电磁阀II和水泵III，所述水泵III设置在所述电磁阀II的下游；所述分水管II上设有电磁阀III，所述集水管上设有水泵I ; 所述换热器安装在所述锅炉的烟道上，所述换热器设有气侧进气管和水侧排水管，在所述换热器的水侧排水管上设有电磁阀V，在所述换热器的气侧进气管上设有温度传感器II ； 所述太阳能集热板设有给水管和排水管，所述太阳能集热板的排水管上设有温度传感器I和电磁阀I，所述电磁阀I位于所述温度传感器I的下游； 所述太阳能集热板的排水管和所述换热器的水侧排水管分别与所述集水管连接；所述分水管II和自来水给水支管分别与所述锅炉的给水总管连接，所述自来水给水支管上设有电磁阀IV ;所述分水管I与低温给水管连接，所述锅炉的蒸汽出口与高温给水装置连接；所述电磁阀1、所述电磁阀I1、所述电磁阀II1、所述电磁阀IV、所述电磁阀V、所述水泵1、所述水泵I1、所述水泵II1、所述温度传感器1、所述温度传感器II和所述流量监测器分别与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置，其特征在于，在所述锅炉的给水总管的出口处设有温度计I。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水与锅炉余热回收耦合梯级利用的装置，其特征在于，在所述低温给水管的出口处设有温度计II。
【文档编号】F22B1/00GK203964333SQ201420391180
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】王亨, 胡振杰, 邓娜, 高原, 张强 申请人:天津大学建筑设计研究院