阅读说明：本技术 一种工业余热二次利用监控系统 (Industrial waste heat reutilization monitored control system ) 是由 谷莉方 张永昌 于 2020-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种工业余热二次利用监控系统,用于对工业余热二次利用系统的监控,所述工业余热二次利用系统包括串接连接的工质泵、第一蒸发器、第一流量调节阀,冷凝器以及工质罐,还包括与第一流量调节阀并联的设于第一蒸发器和冷凝器之间的膨胀机,与所述冷凝器连接设有多个供热终端,所述工业余热二次利用监控系统包括控制终端和可检测各供热终端供热温度的温度传感器,所述工业余热二次利用监控系统可根据温度传感器的检测结果分别控制工质进入冷凝器和膨胀机的流量。本发明的工业余热二次利用系统可提高工业余热的利用率。(The invention provides an industrial waste heat secondary utilization monitoring system, which is used for monitoring the industrial waste heat secondary utilization system, the industrial waste heat secondary utilization system comprises a working medium pump, a first evaporator, a first flow regulating valve, a condenser and a working medium tank which are connected in series, the industrial waste heat secondary utilization monitoring system also comprises an expansion machine which is connected with the first flow regulating valve in parallel and is arranged between the first evaporator and the condenser, a plurality of heat supply terminals are connected with the condenser, the industrial waste heat secondary utilization monitoring system comprises a control terminal and temperature sensors which can detect the heat supply temperature of each heat supply terminal, and the industrial waste heat secondary utilization monitoring system can respectively control the flow of the working medium entering the condenser and the expansion machine according to the detection result of the temperature sensors. The industrial waste heat secondary utilization system can improve the utilization rate of industrial waste heat.)

一种工业余热二次利用监控系统

技术领域

本发明涉及能源回收技术领域，特别一种工业余热二次利用监控系统。

背景技术

能源是经济发展和社会进步的重要基础，节能减排是我国更好进行现代化建设、经济发展的关键问题。在工业生产过程中，会排出大量的余热资源，其中，余热资源是具有一定温度的排气、排液和高温待冷却的物料所包含的热能。余热属于二次能源，在我国资源丰富，广泛存在电站锅炉及工业设备中，现有工业余热二次利用主要涉及到温度较高的高品位余热，对温度较低的低品位余热利用率较低，大量的热量直接排出，不仅造成环境污染，还浪费了大量资源，加剧环境污染。

热泵技术是近年来兴起的技术，热泵是一种能从低温物体获取热量，以少量高位能作为补偿条件，将低温热量转移至高温物体的装置。通过热泵，人们能工程自然界或工业废热中获取大量低品位热能，使之转化为可被利用的高品位热能。现有技术中，逐渐发展出利用热泵技术从低品位工业余热资源中吸取热量，用于居民供暖的技术，但现有技术存在以下问题：工业余热的温度不稳定，工业余热的温度高于供暖需求时，工业余热多余的热量仍将无意义的排出；造成能源浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种工业余热二次利用监控系统，以能够提高工业余热的利用率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种工业余热二次利用监控系统，用于对工业余热二次利用系统的监控，所述工业余热二次利用系统包括串接连接的工质泵、第一蒸发器、第一流量调节阀，冷凝器以及工质罐，还包括与所述第一流量调节阀并联的设于第一蒸发器和冷凝器之间的膨胀机，与所述冷凝器连接设有多个供热终端，工业余热的载体可于所述第一蒸发器内和工质进行热交换，工质可于所述冷凝器内与供热的介质进行热交换，所述介质可于所述冷凝器和所述供热终端间循环，所述工业余热二次利用监控系统包括：

温度传感器，与各所述供热终端一一对应的设于相应的温度监测点；

第二流量调节阀，设于所述第一蒸发器和所述膨胀机之间；

控制终端，与各所述温度传感器信号连接，并与所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀控制连接，以可接收各所述温度传感器所检测的温度信号，并控制所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀动作；且所述控制终端被设置为：若所述温度传感器所检测的温度小于预设的温度阈值，则调高第一流量调节阀的流量，调低第二流量调节阀的流量；若所检测的温度大于预设的温度阈值，则调低第一流量调节阀的流量，调高第二流量调节阀的流量。

进一步的，与所述膨胀机连接设有发电机，所述发电机可由所述膨胀机驱使而发电；所述工业余热二次利用监控系统还包括可检测所述发电机发电功率的功率检测单元，所述功率检测单元与所述控制终端信号连接。

进一步的，所述工业余热二次利用系统包括与所述膨胀机并联的串接设于所述第一蒸发器和所述冷凝器之间的地储热组件，于所述第一蒸发器和所述地储热组件之间设有第三流量调节阀，所述第三流量调节阀与所述控制终端控制连接。

进一步的，所述控制终端被设置为若所检测温度大于预设的温度阈值，且所检测功率大于预设的功率阈值时，调低所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀的流量，提高所述第三流量调节阀的流量，以使所述地储热组件存储热量。

进一步的，于所述工质泵和所述地储热组件间设置有直通管路，并于所述直通管路上设有第四流量调节阀，所述第四流量调节阀与所述控制终端控制连接。

进一步的，所述控制终端被设置为若所检测温度小于预设的温度阈值，则提高所述第一流量调节阀和所述第四流量调节阀的流量，并关闭所述第二流量调节阀和所述第三流量调节阀，用于从所述载体和所述地储热组件共同吸热并供暖。

进一步的，于所述地储热组件和所述膨胀机之间设有连通管路，并于所述连通管路上设有第五流量调节阀。

进一步的，所述控制终端被设置为在所述工质从地储热组件吸热时，若所检测温度大于预设的温度阈值，则调低所述第一流量调节阀的流量，并提高所述第二流量调节阀和所述第五流量调节阀的流量。

进一步的，所述工质采用二氧化碳。

进一步的，所述载体为液体或者气体。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的工业余热二次利用监控系统，通过设置控制终端，以及温度传感器，在对用户的供暖温度超出供热需求时，可将多余的工业余热的热量用于推动膨胀机做功，从而在满足用户供暖需求的同时，将多余的热量转化为其它能力，进而提高对工业余热热量的利用率。

(2)通过设置地储热组件，使得工业余热的供热量超出供热和用电需求时，可将热量存储在地储热组件内，并在工业余热的热量不足以满足供热需求时，从地储热组件内吸收热量用于供暖，进一步提高工业余热热量的利用率。

(3)工质采用二氧化碳，成本较低，且不会产生污染。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的工业余热二次利用系统的整体示意图。

附图标记说明：

1-工质泵，2-第一蒸发器，21-载体输入端，22-载体输出端，3-第一流量调节阀，4-冷凝器，41-供热终端，42-温度传感器，5-膨胀机，6-膨胀机，61-第二流量调节阀，62-发电机，63-功率检测单元，7-地储热组件，71-第三流量调节阀，72-第二蒸发器，73-地热开采井，74-地热回灌井，75-直通管路，76-第四流量调节阀，77-连通管路，78-第五流量调节阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例涉及一种工业余热二次利用监控系统，该监控系统用于对工业余热二次利用系统进行监控，其中，工业余热二次利用系统具体包括串接连接的工质泵1、第一蒸发器2、第一流量调节阀3，冷凝器4以及工质罐5，还包括与第一流量调节阀3并联的设于第一蒸发器2和冷凝器4之间的膨胀机6，与冷凝器4连接设有多个供热终端41，工业余热的载体可于第一蒸发器2内和工质进行热交换，工质可于冷凝器4内与供热的介质进行热交换，介质可于冷凝器4和供热终端41间循环。

该工业余热二次利用系统的具体结构如图1所示，上述工质罐5的工质输出端与工质泵1的工质输入端连接，工质泵1的工质输出端与第一冷凝器4的工质输入端连接，第一冷凝器4的工质输出端与冷凝器4的工质输入端连接，冷凝器4的工质输出端与工质罐5的工质输入端连接，也即构成了工质由工质罐5至工质泵1至第一蒸发器2至冷凝器4再返回工质罐5的循环。且在第一蒸发器2上设有用于工业余热的载体输入的载体输入端21，以及用于载体输出的载体输出端22；载体在第一蒸发器2上的载体输入端21输入，并从载体输出端22输出的过程中，可将热量传递给从第一蒸发器2内流过的工质；低温低压的工质从第一蒸发器2流过后，因吸收载体的热量而变成高温高压的工质。

在冷凝器4上设有用于使供暖的介质输入的介质输入端，以及用于介质输出的介质输出端；高温高压的工质在从介质输入端输入，并从介质输出端输出的过程中，可将热量传递至从冷凝器4上流过的介质，介质在冷凝器4上升温后可输送至各供暖终端，用于供暖。

此外，参考图1所示，该工业余热二次利用系统还包括与第一流量调节阀3并联的设置在第一蒸发器2和冷凝器4之间的膨胀机6，在第一蒸发器2和膨胀机6之间设有第二流量调节阀61，且与该膨胀机6连接设有发电机62；第一蒸发器2输出的高温高压的工质可进入膨胀机6内推动膨胀机6内做功，膨胀机6驱动发电机62发电，完成由工质的内能到膨胀机6的机械能再到电能的转换，推动膨胀机6做功后的工质温度降低，进入冷凝器4内冷凝再回流至工质罐5，完成发电循环。

基于上述的工业余热二次利用系统，该工业余热二次利用监控系统具体包括与各流量调节阀控制连接的控制终端，还包括与各供热终端41一一对应的设于相应温度监测点的温度传感器42，且各温度传感器42与控制终端信号连接；

其中，控制终端可接收温度传感器42所检测的温度信号，并控制第一流量调节阀3和第二流量调节阀61动作；且控制终端被设置为若温度传感器42所检测的温度小于预设的温度阈值，则调高第一流量调节阀3的流量，调低第二流量调节阀61的流量；若所检测的温度大于预设的温度阈值，则调低第一流量调节阀3的流量，调高第二流量调节阀61的流量。

具体的来说，由于温度传感器42设置在相应的温度监测点，例如供暖的屋体内，当温度传感器42所检测的温度高于预设的温度阈值时，说明工业余热的热量高于供暖需求；此时，控制终端调低第一流量调节阀3的流量，并调高第二流量调节阀61的流量；使得由第一蒸发器2直接进入冷凝器4内的高温工质减少，由第一蒸发器2进入膨胀机6的工质增多；从而增加发电量，减少供暖的热量，有效提高工业余热的利用率。

仍参考图1所示，该工业余热二次利用系统优选还包括与膨胀机6并联的设置在第一蒸发器2和冷凝器4之间的地储热组件7，于第一蒸发器2和地储热组件7之间设有第三流量调节阀71，第三流量调节阀71与控制终端控制连接。该地储热组件7具体包括与膨胀机6并联的设置在第一蒸发器2和冷凝器4之间的第二蒸发器72，以及设置于地面上的地热开采井73和地热回灌井74。

该地储热组件7存储热量的过程为：第三流量调节阀71开启，第四流量调节阀76完全关闭，第一蒸发器2输出的高温的工质可流入第二蒸发器72，同时从地热开采井73抽取地下水，工质和地下水在第二蒸发器72交蒸发量后，工质温度降低并进入冷凝器4内，经冷凝后回流至工质罐5；地下水被加热后回流至地热回灌井74，将热量存储于地下。需要说明的是，地热开采井73以及地热回灌井74的具体设置可参考现有成熟技术，在此不再赘述。

基于上述工业余热二次利用系统，本实施例的工业余热二次利用监控系统还包括可检测发电机62发电功率的功率检测单元63，该功率检测单元63与控制终端信号连接，也即可向控制终端发送发电机62的发电功率。

此时，该控制终端被设置为温度传感器42所检测温度大于预设的温度阈值，且功率检测单元63所检测到的功率值大于预设的功率阈值时，则调低所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀61的流量，调高第三流量调节阀71的流量，使得与地下水热交换的高温工质增大，以使所述地储热组件7更多的存储热量。

也即是说，当温度传感器42所检测的温度高于预设的温度阈值时，说明工业余热的热量高于供暖需求，同时功率检测单元63所检测到的功率值大于预设的功率阈值，则说明工业余热的热量还超出了用电需求，此时，可通过将部分工质输入地储热组件7而将多余热量存储起来。

优选的，在第二蒸发器72和工质泵1之间设置有直通管路75，并在直通管路75上设有第四流量调节阀76，且该第四流量调节阀76与前述的控制终端控制连接。

通过在第二蒸发器72和工质泵1之间设置直通管路75，使得工质泵1可直接向地储热组件7输入低温的工质，并从地储热组件7内吸收热量，用于供暖。具体的来说是，第三流量调节阀71关闭，第四流量调节阀76开启后，工质泵1向第二蒸发器72输入低温的工质，同时从地热开采井73内抽取高温的地下水，地下水与工质热交换后，工质温度升高，进入冷凝器4内，与介质进行热交换，使得介质温度升高；同时地下水温度降低，并回流至地热回灌井74内。

基于上述工业余热二次利用系统，控制终端还被设置为若温度检测器所检测的温度小于预设的温度阈值，则提高所述第一流量调节阀3和所述第四流量调节阀76的流量，并关闭所述第二流量调节阀61和所述第三流量调节阀71，用于从载体和从地储热组件7共同吸热并供暖。

优选的，在地储热组件7和膨胀机6之间设有连通管路77，并于所述连通管路77上设有第五流量调节阀78，且该第五流量调节阀78与前述的控制终端控制连接。

通过在地储热组件7和膨胀机6之间设有连通管路77，使得工质在从地储热组件7吸收热量后，可进入膨胀机6用于发电。具体的来说，第三流量调节阀71关闭，第四流量调节阀76开启后，工质泵1向第二蒸发器72输入低温的工质，同时从地热开采井73内抽取高温的地下水，地下水与工质热交换后，工质温度升高，进入膨胀机6，推动膨胀机6做功，由膨胀机6驱使发电机62发电。

基于以上的工业余热二次利用系统的结构，该控制终端还被设置为在所述工质从地储热组件7吸热时，若所检测温度大于预设的温度阈值，则调低所述第一流量调节阀3的流量，并提高所述第二流量调节阀61和所述第五流量调节阀78的流量。也即在工质从地储热组件7吸热的工况下，若第一蒸发器2和地储热的供热量大于取暖需求，则将热量用于发电。

本实施例中，上述的工质优选采用二氧化碳，以可具有较低的成本，并可避免发生污染。

同时，上述的载体可以为液体或者气体。

综上所述，本发明所述的工业余热二次利用监控系统，通过设置控制终端，以及温度传感器42，在对用户的供暖温度超出供热需求时，可将多余的工业余热的热量用于推动膨胀机6做功，从而在满足用户供暖需求的同时，将多余的热量转化为其它能力，进而提高对工业余热热量的利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。