Устройство для рекуперации теплоты в вентиляционной системе бумагоделательной машины Советский патент 1990 года по МПК D21F5/20 

Изобретение относится к системам рекуперации теплоты в вентиляционных системах бумаге- и картоноделательных машин и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

На чертеже представлена схема устройства.

УЬтройство содержит сушильную камеру 1, с которой последовательно соединены линией отводимой паровоздушной смеси теплообменник 2 нагрева сушильного воздуха, оросительное устройство 3 скруббера первой ступени, размещенное на обводной линии паровоздушной смеси, теплообменник 4 нагрева вентиляционного воздуха в холодный период года перекидные заслонки 5, перекрывающие основную или обводную линию паровоздушной смеси в зависимости от времен и года, оросительное устройство 6 в скруббере второй ступени, вытях ной вентилятор 7, воздухонагреватель 8 приточного атмосферного воздуха, воздухоохладитель 9, размещенный на полуразомкнутой линии 10 забора сушильного воздуха, косвенно-испарительный теплообменник 11, размещенный под оросительным устройством 6 скруббера второй ступени на обводной линии паровоздушной смеси, нагнетательный вентилятор 12 вентиляционного воздуха, парокрмпрессорную теплонасосную установ у, включающую испаритель 13, компрессор 14, дроссельный клапан 15 и конденсатор 16 с линией отвода нагретой воды и фильтром 17 на линии воды перед входом в конденсатор, параллельно установленные на линии подачи вентиляционного воздуха воздухонагреватель 18 и воздухоохладитель 19, нагнетательный вентилятор 20 и воздухонагреватель 21 сушильного воздуха. Линия выхода охлажденной воды испарителя 13 .соединена дополнительно с входным пат Ьубком косвенно-испарительного теплообменника 11, выходной патрубок которого соединен с входным патрубком воздухоохладителя 19, а его выходной патрубок соединен с оросительным устройством 3 скруббера первой ступени. Воздухонагреватели сушильного 21, вентиляционного 18 и приточного 8 воздуха соединены последовательно по линии теплоносителя, а выходной патрубок последнего соединен с входным патрубком ис- парителя 13, причем линия выхода теплоносителя из воздухонагревателя 18 вентиляционного воздуха соединена байпасом 22 с линией входа в испаритель 13.

Устройство работает следующим образом.

Отработавший сушильный воздух в виде паровоздушной смеси, выходящий из Су- шильной камеры 1, проходит через теплообменник 2, где отдает максимально

возможное количество теплоты сушильному воздуху и поступает, з холодный период года, в теплообменник 4 нагрева вентиляционного воздуха, где отдает часть теплоты приточному атмосферному воздуху. Прм

0 этом режиме работы поворотные заслонки перекрывают обводную линию паровоздушной смеси. Пройдя теплообменник 4 вентиляционного воздуха, паровоздушная смесь поступает в скруббер второй ступени, где

5 отдает оставшуюся теплоту воде, разбрызгиваемой оросительным устройством 6. Очищенная, охлажденная и увлажненная до 100% паровоздушная смесь вытяжным вентилятором 7 подается в воздухоохладитель

0 9, откуда осушенный воздух с температурой 27-30°С по полуразомкнутой линии 10 забора сушильного воздуха поступает в в теплообменник 2 нагрева сушильного воздуха. При необходимости обьемный расход су5 шильного воздуха может быть восполнен посредством забора воздуха с температурой 27-30°С из верхней зоны бумзала. В сушильную камеру 1 нагретый до 45-50°С сушильный воздух подают нагнетательным

0 вентилятором 20 через воздухонагреватель 21, где он догревается до 80-85°С за счет воды, нагретой в конденсаторе 16 теплона- сосной установки.

Вода, нагретая в скруббере первой сту5 пени до 45-50°С. поступает через фил ьтр 17 в конденсатор 16 теплонасосной установки, где нагревается до 80-95 С за счет теплоты конденсации низкокипящей жидкости, например хладона -114, По линии отвода от

0 конденсатора 16 нагретая вода поступает в воздухонагреватель 21, где отдает часть теплоты на нагрев сушильного воздуха до 80-85 0, затем, поступая в ооздухоподог- реватель 18, догревает вентиляционный

5 воздух до необходимой температуры, например до 40°С при подаче его в подшивной потолок бумзала, охлаждаясь при этом до 60-65°С. Наибольшее количество теплоты вода отдает в воздухонагревателе 8холод0 ному приточному воздуху, забираемому из атмосферы. В воздухонагревателе 8 ее температура снижается с 45-50°С до 30-35°С, а приточный атмосферный воздух поступает в теплообменник 4 нагретым от

5 -47°С (-12°С), что соответствует оптимальным температурным услов 1ям работы в условиях конденсации. Из воздухонагревателя 8 охлажденная до 30-35°С вода поступает в испаритель 13, где отдает свою теплоту на испарение низкокипящей жидкости, охлаждаясь при этом до 20-15°С. Охлажденная в испарителе 13 вода поступает на оросительное устройство в скруббере второй ступени и t,iKft повторяется,

Образовавшийся в испарителе 13 паро- комл ;ессорной теплонасосной установки пар ний г кипящей жидкости сжимается с позы 1 ением температуры в компрессоре 4 и поступает в конденсатор 16, где конденсируется. Теплота конденсации низкокипящей жидкости передается в | онде|нсаторе 16 воде, предварительно на- грето0 в скруббере второй ступени. Жидкий хладо из конденсатора 16 через дроссельный к}папан 15 возвращается в испаритель 13 и цикл повторяется.

П|)и температуре атмосферного воздуха выще --20°С. когда потребность в предварительном нагреве приточного воздуха, подак1щегося на теплообменник 4,. значительно уменьшается или отпадает, изменяют расход нагретой воды через возду);онагреватель 8 и, одновременно, пе- реклюмают поток из воздухонагревателя 18 на вхс|д в испаритель 13 посредством байпаса 25,

В жаркий период года, например при темпера- уре атмосферного воздуха +35°С, перек/1ючают основной расход охлажденной воды из испарителя 13 на косвенно-испарительный теплообменник 11, включая тем. самым в работу воздухоохладитель 19 и оросительное устройство 3 скруббера первой ступени. Одновременно перекидными заслонками 5 перекрывают теплообменник 4 для прохода паровоздушной смеси и воды с оросительного устройства 6 скруббера второй ступени. Отработавшая паровоз- душней смесь восле теплообменника 2 нагрева сушильного воздуха, направляясь по обводной Л1,1нии, поступает в зону действия оросительного устройства 3 скруббера первой ступени, где отдает оставшуюся теплоту на нагрев распыляемой воды до 45-50°С.

Поступающая из испарителя 13 вода с температурой 20-25°С охлаждается в косвенно-испарительном теплообменнике 11 за счет испарения воды, разбрызгиваемой с необходимым расходом оросительным устройством 6 при продувке охлажденной до 20°С паровоздушной смесью до 10-15°С, и подается на воздухоохладитель 19, где охлаждает приточный атмосферный воздух до 20-2.5°С, подающийся нагнетательным вентилятором 12 в рабочую зону бумзала. Из воздухоохладителя 19 вода подается на оросительное устройство 3 скруббера первой ступени на охлаждение паровоздушной смеси Mi направляется через фильтр 17 в конденсатор 16 теплонасосной установки.

В переходные периоды года регулирование температуры нагреваемого или охлаждаемого воздуха также обеспечивается изменением расхода нагретой или охлаж- 5 денной воды, проходящей через соответствующие теплопередающие устройства, например через воздухоохладитель 19 или воздухонагреватель 8 и 18.

Оснащение устройства для регенера10 ции теплоты в вентиляционной системе бумагоделательной машины косвенно-испарительным теплообменником обеспечивает понижение температуры воды, используемой в процессе, до температуры.

15 необходимой для охлаждения приточного вентиляционного воздуха, подаваемого в рабочую зону бумзала в жаркий период года, что расширяет функциональные возможности устройства и снижает

20 энергозатраты.

Размещение косеенно-испарительного теплообменника под оросительным устройством скруббера второй ступени на обвод5 ной линии паровоздушной смеси позволяет применить скрубберную воду, используемую в основном процессе, вытяжной вентилятор устройства и движение паровоздушной смеси для дополнительного

0 охлаждения воды, что ведет к расширению функциональных возможностей устройства и снижению энергозатрат.

Соединение выхода охлажденной воды испарителя с входным патрубком косвен5 но-испарительноготеплообменника, выходной патрубок которого соединен с входным патрубком воздухоохладителя, а его выходной патрубок соединен с оросительным устройством скруббера первой ступени.

0 обеспечивает использование воды из испарителя теплонасосной установки для дополнительного охлаждения ее до необходимой температуры при отборе теплоты паровоздушной смеси в скруббере первой ступени,

5 что экономит энергозатраты на проведение процесса.

Последовательное соединение воздухонагревателей сушильного, вентиляционного и приточного воздуха по линии теплоносителя, соединение выхода теплоносителя из воздухонагревателя вентиляционного воздуха при помощи байпаса с линией входа в испаритель обеспечивает

более полное использование теплоты воды повышенного потенциала, исключает необходимость догрева приточного,воздуха и воздуха, подаваемого в подшивной потолок бумзала посредством свежего пара, и ведет к экономии энергозатрат.

Формула изобретения

Устройство для рекуперации теплоты в вентиляционной системе бумагоделательной машины, содержащее вентиляторы, смонтированные на линии паровоздушной смеси, теплообменники сушильного и вентиляционного воздуха, скрубберы первой и второй ступеней с оросительными устрой- ства1 5и, Парокомпрессорную теплонасос- ную установку, состоящую из испарителя, линией выхода охлажденной воды соеди- ненного с оросительным устройством скруббера второй ступени компрессора, дроссельного клапана и конденсатора с линией отвода теплоносителя, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат, устройство имеет воздухонагреватель приточного воздуха, косвенно-испарительный теплообменник,

размещенный под оросительным устройством скруббера второй ступени на обводном участке линии паровоздушной смеси, и воздухоохладитель, линия выхода охлажденной воды испарителя дополнительно соединена с входным патрубком косвенно- испарительного теплообменника, а входной и выходной патрубки воздухоохладителя соединены соответственно с выходным патрубком косвенно-испарительного теплообменника и оросительным устройством скруббера первой ступени, при этом воздухонагреватели сушильного, вентиляционного и приточного воздуха соединены между

собой последовательно линией отвода теплоносителя, а с входным патрубком испарителя соединены выходные патрубки воздухонагревателя приточного воздуха и воздухонагревателя вентиляционного воздуха.

Изобретение относится к системам рекуперации теплоты в вентиляционных системах бумаго- и картоноделательных машин и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности. Цель изобретения - снижение энергозатрат. Устройство для рекуперации теплоты в вентиляционной системе бумагоделательной машины содержит сушильную камеру 1, с которой последовательно соединены линией отводимой паровоздушной смеси теплообменник 2 нагрева сушильного воздуха, оросительное устройство 3 скруббера первой ступени, теплообменник 4 нагрева вентиляционного воздуха, перекидные заслонки 5, оросительное устройство 6 скруббера второй ступени, вытяжной вентилятор 7, воздухоподогреватель 8 приточного воздуха, воздухоохладитель 9, размещенный на линии 10 забора сушильного воздуха, косвенно-испарительный теплообменник 11, размещенный под оросительным устройством 6, нагнетательный вентилятор 12 вентиляционного воздуха, парокомпрессорную теплонасосную установку, включающую испаритель 13, компрессор 14, дроссельный клапан 15 и конденсатор 16 с фильтром 17. 1 ил.