[發明專利]一種多源流體余熱回收與綜合利用系統

有效

• 申請號: 201310365347.1
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103398627A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 譚曉東;欒志博;湯浩;白杰
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: F28F27/00
• 分類號: F28F27/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

技術領域

本發明涉及工業企業生產過程中余熱的多級提取與綜合利用，特別是一種多源流體余熱回收與綜合利用系統。

實現多種熱源并流、梯級提取與利用及智能工作模式識別與過程控制，提高整個余熱回收系統的綜合效率和工作穩定性，實現熱能的低排放。

背景技術

企業用能很大一部分被以廢棄余熱的方式浪費掉了，同時為了維持介質的溫度還要采取各種方式進行冷卻又二次消耗了能源。廢棄余熱的存在方式有煙氣、冷卻油、冷卻水、中水及污水等，怎樣對其中的熱能進行回收，尤其是同時將多種廢棄熱源中的熱能高效地回收并形成穩定的熱源已經成為節能減排的重要發展方向，解決多種廢棄熱能并流回收等所遇到的一系列科學和技術問題已成為重要理論和技術課題。

企業用能很大一部分被以廢棄余熱的方式浪費掉了，同時為了維持介質的溫度還要采取各種方式進行冷卻又二次消耗了能源。廢棄余熱的存在方式有煙氣、冷卻油、冷卻水、中水及污水等。現有的余熱回收裝置僅針對某一種熱源進行熱能回收，這樣的系統存在如下幾個問題：

1、受生產的實際情況所限，利用這樣的余熱回收系統難以得到穩定的熱能供應。

2、由于熱泵機組輸入端的溫度波動較大，使其難以發揮最大工作效率，并影響使用壽命。

3、難以在系統中進行主動的控制和調節，系統換熱比無法達到最佳。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種可以提高系統換熱比、回收熱源溫度穩定、系統工作可靠性高的多源流體余熱回收與綜合利用系統。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種多源流體余熱回收與綜合利用系統，包括高溫熱交換器、熱源端熱交換器組、熱源端小循環系統、直接熱交換裝置、熱能存儲系統、使用端熱交換器組、余熱利用系統、熱泵系統和智能控制系統，所述的智能控制系統通過控制電纜分別與高溫熱交換器、熱源端熱交換器組、熱源端小循環系統、直接熱交換裝置、熱能存儲系統、使用端熱交換器組和熱泵系統連接；

所述的高溫熱交換器的輸入端與高溫熱源連接、其輸出端經直接熱交換裝置與熱能存儲系統連接；

所述的熱源端熱交換器組包括一組具有不同結構和特性參數的熱交換器，每一個熱交換器均通過控制電纜連接到智能控制系統，熱交換器的輸入端與一個對應的非高溫熱源連接、其輸出端與內循環系統連接；所述的內循環系統經熱泵系統與熱能存儲系統連接；

所述的使用端熱交換器組包括一組具有不同結構和特性參數的熱交換器，每一個熱交換器均通過控制電纜連接到智能控制系統，熱交換器的輸入端均與熱能存儲系統連接、其輸出端與一個對應的用熱源連接；

所述的熱能存儲系統的輸出端還與一個直接用熱系統連接；

所述的高溫熱交換器和熱源端熱交換器與高溫熱源和非高溫熱源共同形成多源流體換熱循環系統；所述的熱源端熱交換器組、熱源端小循環系統和熱泵系統的輸入端共同形成熱源端內循環系統；所述的熱泵系統的輸出端、熱能存儲系統和使用端熱交換器組共同形成儲熱循環系統；所述的使用端熱交換器組和余熱利用系統形成綜合利用循環系統；

所述的智能控制系統的智能控制算法，包括以下步驟：

a、對多種熱源流體進行并聯提取并與熱泵熱源端內循環進行熱交換，每路熱交換的控制采用模糊控制算法，保證內循環水溫的穩定性；通過控制熱源流體的流量來控制熱量的交換，模糊控制算法作為控制的執行層，根據熱交換多少的指令確定多源流體每一路的閥門開度；

b、利用神經網絡識別并學習多源流體的運行規律，作為模糊控制算法的指令層級；根據對熱能存儲系統溫度穩定的要求，同時考慮到對多源流體冷卻溫度的要求，結合工業生產實際情況，神經網絡自適應學習并總結多源流體熱源的熱能變化規律，根據網絡經驗實時給出多源流體每一路的換熱指令，模糊控制算法根據此指令控制多源流體每一路的閥門開度。

本發明所述的熱源端熱交換器組中的每一個熱交換器具有與其對應熱源最合適的結構和特性參數。

本發明所述的使用端熱交換器組中的每一個熱交換器具有與其對應用熱系統最合適的結構和特性參數。

本發明的工作原理如下：根據多源流體的不同特點，采用不同的熱能提取手段，熱源端熱交換器依流體的性質選擇不同的結構和特性參數，內循環系統將多源流體與熱泵系統隔離開來，提高熱泵工作效率和使用的穩定性與可靠性。熱能存儲系統接收來自熱泵熱源端的出水，一方面儲存熱水，同時也起到調節系統整體熱能儲量的作用。使用端熱交換器將熱能存儲系統中的熱量傳遞給余熱利用系統。智能控制系統調節整個系統的熱量傳遞過程。