Теплорекуперационное устройство Советский патент 1990 года по МПК D21F5/20 

Изобретение относится к устройствам рекуперации теплоты в вертиля- ционных системах бумаго-картонодела- тельных машин и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и легкой промышленности.

Цель изобретения - повышение экономичности в работе теплорекупераци- онного устройства.

На чертеже показана схема тепло- рекуперационного устройства.

Устройство содержит приемный патрубок 1, с которым воздуховодом 2 соединена сушильная камера 3, фильтр 4, воронку 5 отвода загрязненной Промывочной воды, рекуперативный теплообменник 6 первой ступени охлаждения парогазовоздушной смеси с воздуховодом 7 и вентилятором 8, рекуперативный теплообменник 9 второй ступени охлаждения парогазововоздушной смеси с воздуховодом 10 и вентилятором 11, поверхностный теплообменник- аккумулятор 12 третьей ступени охлаждения парогазовоздушной смеси. Устройство также содержит тепловой насос с испарителем 13, конденсатором 14, компрессором 15, газотурбинный привод 16 этого компрессора, теплообменник-утилизатор 17 теплоты отработавших газов газотурбинного привода 16, который со стороны выхода охлажденных газов газоходом 18 соединен с приемным патрубком 1, а газоходом

19 - с сушильной камерой 3. Выходные патрубки 20 теплообменника-аккумулятора 12 трубопроводом 21 с насосом 22 и запорной арматурой 23 соединены одновременно с испарителем 13 и конденсатором 14 теплового насоса. Входные патрубки 24 теплообменника-аккумулятора 12 трубопроводом 25 с запорной арматурой 26 соединены с испарителем 13, патрубки 27 теплообменникааккумулятора 12 трубопроводом 28 соединены с источником свежей воды. Система смывных сопел 29 подключена трубопроводом 30 с запорной арматурой 31 к трубопроводу 21 после насоса

22. Трубопровод 32 теплой воды с запорной арматурой 33 соединен с трубопроводом 21 после насоса 22. Тру0о- провод 34 соединен с конденсатором 14 теплового насоса и теплообменником-утилизатором 17 теплоты отработавших газов газотурбинного привода 16, трубопровод 35 горячей воды подключен со стороны выхода воды к теплообменнику-утилизатору 1 7.

Устройство работает следующим образом,

В приемном патрубке 1 устройства происходит смешение парогазововоздушной смеси, отводимой по воздуховр

ду 2 из сушильной камеры 3, и охлажденных в теплообменнике-утилизаторе 17 отработавших газов газотурбинного привода 16 компрессора 15 теплового насоса, поступающих в патрубок по газоходу 18. Затем парогазовоздушная смесь проходит через фильтр 4 из металлической сетки, где частично очищается от волокон высушиваемого материала, которые уносятся парогазовоз- душной смесью из сушильной камеры 3. Очищенная парогазовоздушная смесь проходит через рекуперативный теплообменник 6 первой ступени охлаждения, в котором происходит подогрев сушильного воздуха. Подогретый сушильный воздух из теплообменника 6 по воздуховоду 7 вентилятором 8 отводится в сушильную камеру 3. Далее парогазовоз душная смесь проходит через рекуперативный теплообменник 9 второй ступени охлаждения, где происходит нагрев воздуха общеобменной вентиляции0 Нагретый воздух по воздуховоду 10 вен- тилятором 11 подается в помещение. После этого парогазовоздушная смесь проходит через теплообменник-аккумулятор 12 и отводится в атмосферу. Свежая вода, поступающая в аккумули- рующую емкость теплообменника 12 по трубопроводу 28 через патрубки 27, и охлаждения в испарителе 13 теплового насоса вода, подаваемая в эту емкость по трубопроводу 25, через входные патрубки 24, нагревается за счет отбора теплоты паровоздушной смеси в регенеративной части этого теплообменника 12.

Теплая вода отводится из аккуму- лирующей емкости теплообменника 12 через выходные патрубки 20 и по тру-- бопроводу 21 с помощью насоса 22 подается одновременно в испаритель 13 и конденсатор 14 теплового насоса, а также в случае потребности потребителя в тепловой воде в трубопровод 32 теплой воды. Запорная арматура 23 на трубопроводе 21 и 33 на трубопроводе 32 при этом открыта. Если потре- бителю не нужна теплая вода, тогда запорная арматура 33 на трубопроводе 32 теплой воды закрывается и весь поток поступает в тепловой насос.

Теплая вода, поступившая в испа- ритель 13, охлаждается там и по тру- (бопроводу 25 через входные патрубки 24 вновь подается в аккумулирующую емкость теплообменника 12. Запорная

. 5 0 5 0

0 5

5

5

арматура 26 при этом открыта. Нагретая вода отводится из конденсатора 14 теплового насоса в теплообменник- утилизатор 17. Горячая вода из этого теплообменника по трубопроводу 35 отводится к потребителю. Охлажденные в теплообменнике-утилизаторе 17 газы по газоходу 18 подаются в приемный патрубок 1 устройства, а по газоходу 19 - в сушильную камеру 3. Если потребителю не нужна горячая вода, то тепловой насос может быть отключен и вся вода после теплообменника-аккумулятора 12 по трубопроводу 32 теплой воды поступает к потребителю. Для этого запорная арматура 23 на трубопроводе 21 и запорная арматура 26 на трубопроводе 25 закрываются. Поскольку фильтр 4 задерживает только часть волокон высушиваемого материала, содержащихся в парогазовоздушной смеси, с течением времени на поверхностях рекуперативных теплообменников 6 и 8, а также на соприкасающихся с парогазовоздушной смесью регенеративной части теплообменника-аккумулятора 12, металлической сетке фильтра 4 образуется слой волокон высушиваемого материала, существенно ухудшающий процесс теплообмена. Для удаления этого слоя в теплорекуперацион- ном устройстве предусмотрена система смывных сопел 29, подключенная трубопроводом 30 с запорной арматурой 31 к трубопроводу 21 после насоса 22. Система включается в работу по мере необходимости путем открытия запорной арматуры 31, которая при нормальном режиме работы теплорекупе- рационного устройства закрыта. Загрязненная волокнами высушиваемого материала и зараженная коррозионно-актив- ными газами промывочная вода стекает вниз и через воронку 5 отводится из теплорекуперационного устройства. В случае потребности в воде с более низкой температурой вода после теплообменника-аккумулятора 12 не поступает в тепловой насос, а отводится непосредственно к потребителю через трубопровод теплой воды 32. Запорная арматура 23 при этом открыта, а запорная арматура 23 и 26 закрыта.

Таким образом, применение всех трех ступеней рекуперации теплоты парогазовоздушной смеси в виде поверхностных теплообменников позволяет получить чистую технологическую воду.

Использование в качестве третьей ступени рекуперации теплоты поверхностного теплообменника-аккумулятора по- зроляст стабилизировать работу тепло- с врг;о насоса за счет наличия запаса воды в аккумулирующей емкости. Использование теплоты уходящих газов газотурбинного привода компрессора теплового насоса для нагрева технологичес-JQ к|ой воды, сушильного воздуха и воздуха общеобменной вентиляции заметно повышает экономичность работы устройства в целом.

ф|ормула изобретения

Теплорекуперационное устройство, содержащее три последовательно сое- дИненные ступени рекуперации теплоты JQ паровоздушной смеси, отводимой из сусQ 5

Q

шильной камеры, приемный патрубок паровоздушной смеси, фильтр, тепловой насос с испарителем, конденсатором и компрессоррм, трубопроводы теплой и горячей воды, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности в работе, третья ступень рекуперации теплоты выполнена в виде поверхностного теплообменника-аккумулятора, выходные патрубки которого трубопроводами с запорной арматурой соединены одновременно с испарителем, конденсатором и трубопроводом теплой воды, а компрессор имеет газотурбинный привод с теплообменником-утилизатором, который со стороны охлажденных газов соединен газоходами с приемным патрубком и с сушильной камерой, а со стороны выхода воды - с трубопроводом горячей воды.

Изобретение относится к устройствам рекуперации теплоты в вентиляционных системах бумаго- и картоноделательных машин и может найти применение в бумажной и легкой промышленности. Цель изобретения - повышение экономичности в работе. Устройство содержит приемный патрубок 1, с которым воздуховодом 2 соединена сушильная камера 3, фильтр 4, воронку 5 отвода загрязненной промывочной воды, рекуперативный теплообменник 6 первой ступени охлаждения парогазовоздушной смеси с воздуховодом 7 и вентилятором 8, рекуперативный теплообменник 9 второй ступени охлаждения парогазовоздушной смеси с воздуховодом 10 и вентилятором 11, поверхностный теплообменник-аккумулятор 12 третьей ступени охлаждения парогазовоздушной смеси, тепловой насос с испарителем 13, конденсатором 14, компрессором 15, газотурбинный привод 16 этого компрессора, теплообменник-утилизатор 17 теплоты отработанных газов привода 16, который газоходом 18 соединен с приемным патрубком 1, а газоходом 19 - с сушильной камерой 3. Выходные патрубки 20 теплообменника - аккумулятора 12 трубопроводом 21 с насосом 22 и запорной арматурой 23 соединены одновременно с испарителем 13 и конденсатором 14 теплового насоса. Входные патрубки 24 трубопроводом 25 с запорной арматурой 26 соединены с испарителем 13, патрубки 27 трубопроводом 28 - с источником свежей воды. Система смывных сопел 29 подключена трубопроводом 30 с запорной арматурой 31 к трубопроводу 21 после насоса 22. Трубопровод 32 теплой воды с запорной арматурой 33 соединен с трубопроводом 21 после насоса 22. Трубопровод 34 соединен с конденсатором 14 теплового насоса и теплообменником-утилизатором 17, трубопровод 35 горячей воды подключен со стороны выхода воды к теплообменнику-утилизатору 17. Благодаря повышению конечной температуры подогрева сушильного воздуха и воздуха общеобменной вентиляции, а также снижению температуры удаляемой из устройства парогазовоздушной смеси повышается экономичность в работе теплорекуперационного устройства. 1 ил.