一種利用工業餘熱製冷的空調系統的製作方法
2023-06-01 02:16:26 1
專利名稱：一種利用工業餘熱製冷的空調系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用工業餘熱製冷的空調系統，尤其涉及一種利用工業餘熱來實現空調製冷的空調器。
背景技術：
隨著我國經濟的高速發展和人民生活水平的提高，用於夏季製冷的空調器在城市得到了普及，空調器的使用大大改善了人們的生活，提高了工作效率，但同時存在著以下缺點空調器的使用離不開電，在夏季用電高峰期電網不能提供足夠的電力，實行拉閘限電的情況下，空調器的使用就受到了限制。
我國的工業生產過程中具有大量的餘熱資源，如在《熱管技術研究進展及其在冶金工業中的應用》(《工業加熱》2001年第3期)中提到的在冶金企業中，各種燃料爐所排出的廢氣溫度多在200～1300℃，廢氣帶走的餘熱損失佔供熱量的30％～50％，70％以上的加熱爐採用換熱器後，廢氣排出溫度仍在360～560℃以上。在夏季，一方面這些低溫廢氣的熱量白白排放到大氣中，造成熱汙染；另一方面，夏季冶金廠礦以及其它生產工業用於空調製冷的電力消耗又很大，很容易引起企業用電的矛盾。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種利用工業餘熱實現空調製冷功能的空調器，以部分緩解企業夏季用電的矛盾以及減少對環境的熱汙染，同時提高工業加熱設備用助燃空氣的溫度。
為實現上述目的，本實用新型的技術方案在於採用了一種利用工業餘熱製冷的空調系統，該空調系統包括兩組具有不同氫氣平衡壓力的貯氫反應器1與2、3與4，由風機25作為空調風動力的空調管路26，由風機28作為工業加熱設備助燃風動力的助燃管路27，工業加熱設備的廢氣出口12和工業加熱設備助燃空氣入口13，貯氫反應器1、2之間設有氫氣互流管8，貯氫反應器3、4之間設有氫氣互流管10，系統中設有切換廢氣流徑、空調風流徑以及助燃空氣流徑的轉換電磁閥，通過上述轉換電磁閥的控制，本空調系統可在兩種連接結構下周而復始進行切換工作(一)工業加熱設備的廢氣由廢氣出口12經管道14、貯氫反應器1、管道22構成加熱管路；風機25、空調管路26、貯氫反應器4經過房間24構成室內空氣換熱循環；風機28，助燃管路27，貯氫反應器2，管路18、17，貯氫反應器3、工業加熱設備助燃空氣入口13構成散熱管路；(二)工業加熱設備的廢氣由廢氣出口12經管道15、貯氫反應器3、管道22構成加熱管路；風機25、空調管路26、貯氫反應器2經過房間24構成室內空氣換熱循環；風機28，助燃管路27，貯氫反應器4，管路19、16，貯氫反應器1、工業加熱設備助燃空氣入口13構成散熱管路。
貯氫反應器2、4的平衡壓力大於貯氫反應器1、3的氫氣平衡壓力。
兩根氫氣互流管8、10上分別串裝有電磁閥9、11。
所述的貯氫反應器外設有換熱翅片。
本實用新型是利用貯氫合金具有吸氫放熱和吸熱放氫特性，採用由具有不同氫氣平衡壓力的貯氫合金對組成的四個兩兩相同的貯氫合金反應器，在反應器外設置的強化換熱翅片，以強化空氣與反應器的換熱；採用工業加熱設備的廢氣餘熱作為低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器的驅動熱源；利用助燃空氣來冷卻反應器，空調房間的迴風來提供反應器的熱量並降低空氣的溫度，實現空調功能，本實用新型的空調系統利用工業餘熱，不需要高耗電的壓縮機等設備，具有節能的作用。
圖1為本實用新型的連接關係示意圖；圖2為閥組5和閥組7的結構示意圖；圖3為的閥組5和閥組7的另一種結構示意圖；圖4為閥組6的結構示意圖；圖5為閥組6的另一種結構示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1、圖2、圖4所示，本實用新型的空調系統包括兩組具有不同氫氣平衡壓力的貯氫反應器1與2以及3與4，由風機25作為空調風動力的空調管路26，由風機28作為工業加熱設備助燃風動力的助燃管路27，工業加熱設備的廢氣出口12和工業加熱設備助燃空氣入口13，貯氫反應器1、2之間設有氫氣互流管8，貯氫反應器3、4之間設有氫氣互流管10，系統中設有切換廢氣流徑、空調風流徑以及助燃空氣流徑的轉換電磁閥，通過上述轉換電磁閥的控制，本空調系統可在兩種連接結構下周而復始進行切換工作(一)工業加熱設備的廢氣由廢氣出口12經管道14、貯氫反應器1、管道22構成加熱管路；風機25、空調管路26、貯氫反應器4經過房間24構成室內空氣換熱循環；風機28，助燃管路27，貯氫反應器2，管路18、17，貯氫反應器3、工業加熱設備助燃空氣入口13構成散熱管路；(二)工業加熱設備的廢氣由廢氣出口12經管道15、貯氫反應器3、管道22構成加熱管路；風機25、空調管路26、貯氫反應器2經過房間24構成室內空氣換熱循環；風機28，助燃管路27，貯氫反應器4，管路19、16，貯氫反應器1、工業加熱設備助燃空氣入口13構成散熱管路。貯氫反應器2、4的平衡壓力大於貯氫反應器1、3的氫氣平衡壓力，兩根氫氣互流管8、10上分別串裝有電磁閥9、11，貯氫反應器外設有換熱翅片。
工業加熱設備29的廢氣通過連接管12進入到閥組5，通過控制閥組5可以確定該廢氣往低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器1或3內流動，經過貯氫合金反應器1或3的廢氣從連接管16或17進入閥組6，從閥組6的一個出口22排放煙道30並最後排放到大氣中。在該流路內，工業加熱設備提供的廢氣作為驅動低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器1或3內的氫氣流向高氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器2或4的動力。其中閥組6有六個與外界的連接口，分別與連接管16、17、18、19、22、23連接。在閥組內部有六個電磁閥61，通過控制這六個電磁閥的開關可以控制連接管16與連接管22或19連通，連接管17與連接管22或18連通，連接管18與連接管17或23連通，連接管19與連接管16或23連通，從而控制空氣的流向。在該流路內，廢氣的熱量被低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器1或3中發生的吸熱放氫所吸收，降低了廢氣的溫度，利用了廢氣的餘熱，另一方面氫氣從低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器1或3中釋放出來，並通過氫氣互連管8或10進入到貯氫合金反應器2或4中。
空調房間24的迴風通過風機25輸送到閥組7，通過控制閥組7可以確定空氣通過連接管20或21向高氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器2或4流動，然後通過連接管18或19進入到閥組6，並從閥組6的一個出口23回到空調房間24。在該循環內，風機25輸送的房間迴風的熱量被高氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器2或4中發生的吸熱放氫反應所吸收，空氣被降溫冷卻。同時，氫氣從高氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器2或4中釋放出來，並通過氫氣互連管8或10進入到低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器1或3中。
鼓風機28輸送的助燃空氣從連接管27進入閥組7，通過控制閥組7可以確定助燃空氣經過連接管20或21進入高氫氣平衡壓貯氫合金反應器2或4，並通過連接管18或19進入閥組6，通過控制閥組6可以確定助燃空氣經過連接管16或17進入低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器1或3，然後從連接管14或15進入閥組5，並從連接管13流出閥組5進入工業加熱設備29，作為工業加熱設備29的助燃空氣。在該助燃空氣流路內，助燃空氣吸收高氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器2或4，以及低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器1或3中吸氫放熱反應釋放的熱量，一方面冷卻反應器，另一方面助燃空氣溫度升高。同時，氫氣從高氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器2或4中釋放出來，並通過氫氣互連管8或10進入到低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器1或3中。
其中，閥組5和閥組7均有四個與外界的連接口，分別與連接管12(27)、13(26)、14(20)、15(21)連接，閥組5和閥組7由五個出口52(72)、閥杆51(71)和閥體53(73)組成，其中有兩個出口用連接管進行連接後接到閥體與外界的連接管13(26)上。通過控制閥杆51(71)的上下運動可以控制連接管12(27)與連接管14(20)或15(21)連通，以及連接管13(26)與連接管14(20)或15(21)連通，從而控制空氣的流向。
綜上所述，通過工業加熱設備29的廢氣進入低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器1或3中，驅動這兩個反應器發生吸熱放氫反應，並把氫氣從低氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器1或3輸送到高氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器2或4中；通過高氫氣平衡壓力的貯氫合金反應器2或4反覆進行放氫吸熱反應，提供冷量給室內循環空氣，實現空調功能；同時，通過反應器1和反應器2循環發生吸氫放熱反應，加熱助燃空氣。本實用新型不需要高耗電的空調壓縮機，僅僅風機和電磁閥需要消耗部分電力，起到的節能的作用，由於沒有轉動部件，系統運行可靠。
實施例2如圖3、圖5所示，本實施方式與實施例1的區別在於閥組5和閥組7均有四個與外界的連接口，分別與連接管12(27)、13(26)、14(20)、15(21)連接，閥組5和閥組7均有四個電磁閥54(74)以及連接管組成，通過控制電磁閥的開關可以控制連接管12(27)與連接管14(20)或15(21)連通，以及連接管13(26)與連接管14(20)或15(21)連通，從而控制空氣的流向。
閥組6有六個與外界的連接口，分別與連接管16、17、18、19、22、23連接。在閥組內部有兩個電磁閥62和兩個三通電磁閥63，通過控制這四個電磁閥的開關可以控制連接管16與連接管22或19連通，連接管17與連接管22或18連通，連接管18與連接管17或23連通，連接管19與連接管16或23連通，從而控制空氣的流向。
權利要求1.一種利用工業餘熱製冷的空調系統，其特徵在於該空調系統包括兩組氫氣不同壓力的平衡壓貯氫反應器(1，2)、(3，4)，由風機(25)作為空調風動力的空調管路(26)，由風機(28)作為工業加熱設備助燃風動力的助燃管路(27)，工業加熱設備的廢氣出口(12)和工業加熱設備助燃空氣入口(13)，貯氫反應器(1，2)之間設有氫氣互流管(8)，貯氫反應器(3，4)之間設有氫氣互流管(10)，系統中設有切換廢氣流徑、空調風流徑以及助燃空氣流徑的轉換電磁閥，通過上述轉換電磁閥的控制，本空調系統可在兩種連接結構下周而復始地進行切換工作(一)工業加熱設備的廢氣由廢氣出口(12)經管道(14)、氫氣平衡壓貯氫反應器(1)、管道(22)構成加熱管路；風機(25)、空調管路(26)、氫氣平衡壓貯氫反應器(4)經過房間(24)構成室內空氣換熱循環；風機(28)，助燃管路(27)，貯氫反應器(2)，管路(18)、(17)，貯氫反應器(3)、工業加熱設備助燃空氣入口(13)構成散熱管路；(二)工業加熱設備的廢氣由廢氣出口(12)經管道(15)、貯氫反應器(3)、管道(22)構成加熱管路；風機(25)、空調管路(26)、貯氫反應器(2)經過房間(24)構成室內空氣換熱循環；風機(28)，助燃管路(27)，貯氫反應器(4)，管路(19)、(16)，貯氫反應器(1)、工業加熱設備助燃空氣入口(13)構成散熱管路。
2.根據權利要求1所述的空調系統，其特徵在於貯氫反應器(2，4)的平衡壓力大於貯氫反應器(1，3)的氫氣平衡壓力。
3.根據權利要求2所述的空調系統，其特徵在於兩根氫氣互流管(8)、(10)上分別串裝有電磁閥(9)、(11)。
4.根據權利要求3所述的空調系統，其特徵在於所述的貯氫反應器外設有換熱翅片。
專利摘要本實用新型涉及一種利用工業餘熱製冷的空調系統，該空調系統包括兩組氫氣不同壓力的平衡壓貯氫反應器(1，2)、(3，4)，由風機(25)作為空調風動力的空調管路(26)，由風機(28)作為工業加熱設備助燃風動力的助燃管路(27)，工業加熱設備的廢氣出口(12)和工業加熱設備助燃空氣入口(13)，貯氫反應器(1，2)之間設有氫氣互流管(8)，貯氫反應器(3，4)之間設有氫氣互流管(10)，系統中設有切換廢氣流徑、空調風流徑以及助燃空氣流徑的轉換電磁閥，通過上述轉換電磁閥的控制。本實用新型的空調系統利用工業餘熱，不需要高耗電的壓縮機等設備，具有節能的作用。
文檔編號F25B15/02GK2697534SQ20042001036
公開日2005年5月4日 申請日期2004年3月12日 優先權日2004年3月12日
發明者饒榮水, 周澤, 申建軍, 餘海霞 申請人:河南新飛電器有限公司