專利名稱：利用余熱的工房溫度調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于溫度調(diào)節(jié)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一 種利用余熱，對工房(含防噪工房、設(shè)備工房、控制室、操作室、值 班宿舍等，下同)進行溫度調(diào)節(jié)的裝置。
技術(shù)背景常規(guī)的設(shè)備工房、控制室、操作室、及值班宿舍的溫 度應當調(diào)節(jié)在一定的范圍內(nèi)，尤其是礦山、基建、石油天然氣開采等 野外作業(yè)的活動房冬冷夏熱，難以滿足生產(chǎn)、生活條件，必須進行溫 度調(diào)控；目前的設(shè)備工房、控制室、操作室、值班宿舍及野外作業(yè)的 活動房均采用電制式空調(diào)，耗費大量能源。
近年來，國家強制執(zhí)行環(huán)境保護法規(guī)，限制設(shè)備噪音超標排放， 噪音超標的設(shè)備必須采用控制措施，防噪工房應運而生。目前，防噪 工房被廣泛的野外施工作業(yè)的發(fā)電站、油氣集輸增壓站。發(fā)動機、天 然氣增壓機組工作時發(fā)出的噪音高達95dB以上。由于發(fā)動機、增壓 機的噪聲由空氣動力噪聲、機械撞擊噪聲及電磁噪聲等多種噪聲混合 組成，且呈寬頻譜分布，治理難度很大，只能采用防噪工房屏蔽噪聲、 防止噪聲傳播。
防噪工房為閉式結(jié)構(gòu)，墻體夾層填充超細阻尼材料，集隔聲、吸 聲、保溫于一身。防噪工房屏蔽了噪音，帶來的副作用是阻隔了室內(nèi) 熱對流的途徑，由發(fā)動機或壓縮機熱輻射、熱對流散發(fā)在室內(nèi)的熱量 聚積形成高溫，使室內(nèi)機組工況環(huán)境惡劣，引發(fā)頻繁故障，甚至無法 正常工作。
設(shè)想增設(shè)風機來散熱，但至少要配置與室內(nèi)機組散發(fā)熱量同樣功 率的風機，才能實現(xiàn)室內(nèi)溫度動態(tài)平衡，這勢必造巨大的功率耗費、 運行成本增加；而且風機本身就是噪聲源，更增加噪聲控制難度。
由于防噪工房降溫難題長期未能解決，發(fā)動機、天然氣壓縮機及 類似設(shè)備的噪音控制就難以取得實質(zhì)性的效果。
我國礦山、基建、石油天然氣開采等野外施工作業(yè)企業(yè)，廣泛使 用柴油發(fā)動機或天然氣發(fā)動機作為動力源。 一般情況下，柴油發(fā)動機、
天然氣發(fā)動機的熱效率不超過45% (兩沖程的整體式天然氣壓縮機組 的發(fā)動機熱效率約占1/3)，發(fā)動機散熱器冷卻介質(zhì)帶走的熱量為 10~20%，發(fā)動機廢氣帶走的熱量為30~40%，機體熱傳導、熱輻射及 其他熱損失為10 15%。可見，發(fā)動機耗費燃料產(chǎn)生的熱量大部分成 為廢熱被排放，余熱利用大有可為。
同時，石油、化工企業(yè)的鍋爐、燃燒爐及工業(yè)廢物焚燒均有大量 熱量釋放，可供利用
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是為人們提供一種利用發(fā)動機或其它余熱對工 房進行冬季保暖防凍，夏季散熱降溫的溫度調(diào)節(jié)裝置，以取代有關(guān)保 暖防凍、散熱降溫的耗能設(shè)施及電制式空調(diào)，顯著的節(jié)約能源；解決 防噪工房內(nèi)夏季降溫難題，有利于噪音控制技術(shù)的完善及推廣應用， 有利于環(huán)境保護。
本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的
本實用新型的利用余熱的工房溫度調(diào)節(jié)裝置由發(fā)動機或壓縮機機 組(2)或燃燒爐、廢氣熱交換器(4)、吸熱式制冷機(6)、降溫熱交 換器(8)、輸水泵(15)、儲水罐(16)和管線系統(tǒng)組成；
其中，發(fā)動機或壓縮機機組(2)或燃燒爐的廢氣排放管(3)上 裝有廢氣熱交換器(4);廢氣熱交換器(4)的熱水出口經(jīng)熱源管線(10) 與吸熱式制冷機(6)的熱源進口相連，吸熱式制冷機(6)的熱源水 出口經(jīng)熱源介質(zhì)返回管線(11)與儲水罐(16)相連，儲水罐(16) 的出水口經(jīng)廢氣熱交換器的進水管線(14)和輸水泵(15)與廢氣熱 交換器(4)的進水口相連；
吸熱式制冷機(6)的制冷介質(zhì)出口經(jīng)防噪工房制冷介質(zhì)輸送管線 (12)與降溫熱交換器(8)的制冷介質(zhì)進口相連，降溫熱交換器(8) 的制冷介質(zhì)出口經(jīng)防噪工房制冷介質(zhì)返回管線(13)與吸熱式制冷機 (6)的制冷介質(zhì)進口相連。
上述方案中，廢氣熱交換器(4)的熱水出口還經(jīng)熱源管線(10)、 控制閥(7)、轉(zhuǎn)換閥(9)及制熱介質(zhì)輸送管線(17)與安裝在作業(yè)工 房(20)的冷暖熱交換器(19)的進水口相連，冷暖熱交換器(19) 的出水口經(jīng)制熱介質(zhì)返回管線(18)與儲水罐(16)的進水口相連；
吸熱式制冷機(6)的制冷介質(zhì)出口還經(jīng)制冷介質(zhì)輸送管線(21)
與安裝在作業(yè)工房(20)的冷暖熱交換器(19)的制冷介質(zhì)進口相連， 冷暖熱交換器(19)的制冷介質(zhì)出口經(jīng)制冷介質(zhì)返回管線(22)與吸 熱式制冷機(6)的制冷介質(zhì)進口相連。
上述方案中，制冷劑補充管線(23)和制冷機排污管線(24)與 吸熱式制冷機(6)相連；儲水罐補充水管線(25)和儲水罐排污管線 (26)與儲水罐(16)相連。
本實用新型提供了一種利用發(fā)動機余熱或其它類型廢棄余熱，對 設(shè)備的環(huán)境溫度及工房室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié)，對工房進行散熱降溫的系 統(tǒng)技術(shù)和裝置。其主要原理和內(nèi)容如下
通過熱交換器與余熱(包括發(fā)動機廢氣余熱及其他類型廢棄余熱) 進行熱交換，生產(chǎn)制熱介質(zhì)；
冬天，制熱介質(zhì)通過隔熱、閉式輸送系統(tǒng)及熱交換系統(tǒng)對有關(guān)設(shè) 備進行防凍保暖，對工房供暖調(diào)溫；
夏天，利用制熱介質(zhì)為吸收式制冷機提供熱量，生產(chǎn)制冷介質(zhì)； 制冷介質(zhì)通過隔熱、閉式輸送系統(tǒng)及熱交換系統(tǒng)對有關(guān)設(shè)備、工房， 特別是防噪工房進行供冷調(diào)溫。
發(fā)動機防噪工房散熱降溫問題是現(xiàn)實的技術(shù)難題。防噪工房散熱 降溫的關(guān)鍵是實現(xiàn)制冷介質(zhì)提供的制冷量與室內(nèi)設(shè)備散熱量的動態(tài)平 衡，避免室內(nèi)熱量聚積，保證室內(nèi)合理的溫度范圍。 (1)制熱、制冷負荷計算
常規(guī)的設(shè)備工房及宿舍的溫度調(diào)節(jié)負荷已有成熟計算方法；
有關(guān)重點設(shè)備冬天防凍及夏天散熱負荷由其說明書列出；
本發(fā)明提出防噪工房降溫冷負荷計算方法
鑒于防噪工房為密閉結(jié)構(gòu)，隔音門也在關(guān)閉狀況下工作；隔噪墻 體保溫性能較好；設(shè)備工作一段時間后，室內(nèi)設(shè)施及墻體內(nèi)壁吸熱已 基本平衡；因此，冷負荷計算沒有必要采用"冷負荷系數(shù)法"，可簡化 為設(shè)備散熱量即為降溫裝置冷負荷。
以發(fā)動機防噪工房為例，計算降溫裝置冷負荷LQ-LQ=Q/m n2 . (1-n3)
式中，Q-----發(fā)動機計算功率； n卜—發(fā)動機熱效率，取為40%;
n2一實際顯熱散熱量系數(shù)， 一般情況下機體熱傳導、熱輻射熱量
為總熱量的10-15%,機組計算顯熱散熱量取為燃料總熱量10%;
n3---散熱系數(shù)，為了保證室內(nèi)新鮮空氣，應設(shè)置風扇實現(xiàn)足夠 的換氣次數(shù)，同時考慮工房熱容量，排風扇帶走熱量的系數(shù)按0.45-0.65 計取，并應通過測試后修正。
對上述計算累加，可以得到系統(tǒng)裝置的制熱、制冷總負荷。
(2) 利用余熱計算 KQ^Q/m . t, . t2 . t3
式中，-發(fā)動機計算功率； n卜發(fā)動機熱效率，取為40%; t卜—廢氣余熱占燃料產(chǎn)生熱量的比例，取為25%; t2——余熱利用系數(shù)，取決于熱交換器效率,并應通過測試后修正。 t3—制冷機組效率，由制冷機組決定。
通過計算，得到可利用廢氣余熱。如果不能滿足吸熱制冷的要求， 可以利用發(fā)動機高溫循環(huán)水余熱，或者采用多臺機組的余熱并聯(lián)使用。
(3) 制冷機組 選用或委托制造適應工況的熱水型吸熱式制冷機組。
(4) 發(fā)動機余熱的取用
在不破壞發(fā)動機結(jié)構(gòu)、性能及操作方式的前提下，設(shè)置高效熱交 換器來收集、利用發(fā)動機余熱；
(5) 用戶熱交換單元 在需要防凍保暖或散熱降溫的房間、工位設(shè)置風機-熱交換器組；
對已有防凍保暖或散熱降溫設(shè)施的設(shè)備，只需輸入制熱、制冷介質(zhì)即 可。
(6) 介質(zhì)傳輸 制熱和制冷介質(zhì)均采用隔熱、密閉循環(huán)系統(tǒng)傳輸。
(7) 系統(tǒng)控制 系統(tǒng)控制包括三個層面
一是余熱交換系統(tǒng)的控制，包括調(diào)整、控制廢氣量，熱交換介質(zhì) 的壓力、流量、溫度及循環(huán)運行等，以確保制熱、制冷的合理工況；
二是制熱、制冷系統(tǒng)的控制，包括調(diào)整、控制制熱、制冷介質(zhì)的 壓力、流量、溫度及循環(huán)運行等，以滿足終端制熱、制冷的要求；
三是系統(tǒng)裝置的聯(lián)動控制及安全保護。
6因此，本實用新型的利用余熱的工房溫度調(diào)節(jié)裝置，利用各類廢 棄余熱對設(shè)備及工房冬季保暖防凍，夏季散熱降溫，可以取代有關(guān)保 暖防凍、散熱降溫的耗能設(shè)施及電制式空調(diào)，顯著的節(jié)約能源；尤其 是妥善解決了防噪工房內(nèi)夏季降溫難題，有利于噪音控制技術(shù)的完善 及推廣應用，有利于環(huán)境保護。
下面通過實施例進一步說明本實用新型，本實用新型不僅限于所 述實施例。


圖1為利用發(fā)動機或壓縮機機組廢氣余熱進行溫度調(diào)節(jié)的裝置
示意圖。
圖中1防噪工房；2發(fā)動機或壓縮機機組；3發(fā)動機廢氣排 放管；4廢氣熱交換器；5排氣管消聲器；6吸熱式制冷機；7控 制閥；8降溫熱交換器(多組)；9轉(zhuǎn)換閥；10熱源管線；11熱 源介質(zhì)返回管線；12防噪工房制冷介質(zhì)輸送管線；13防噪工房制冷 介質(zhì)返回管線；14廢氣熱交換器的進水管線；15輸水泵；16儲 水罐；17作業(yè)工房制熱介質(zhì)輸送管線；18作業(yè)工房制熱介質(zhì)返回 管線；19冷暖熱交換器；20作業(yè)工房；21作業(yè)工房制冷介質(zhì)輸送 管線；22作業(yè)工房制冷介質(zhì)返回管線；23制冷劑補充管線；24制 冷機排污管線；25儲水罐補充水管線；26儲水罐排污管線。
具體實施方式
實施例一
防噪工房散熱降溫
如圖1左半部分所示，本實施例的利用余熱的工房溫度調(diào)節(jié)裝置 由發(fā)動機或壓縮機機組(2)、廢氣熱交換器(4)、吸熱式制冷機(6)、 降溫熱交換器(8)、輸水泵(15)、儲水罐(16)和管線系統(tǒng)組成。
其中，安裝在防噪工房(1)中的發(fā)動機或壓縮機機組(2)的發(fā) 動機廢氣排放管(3)上裝有廢氣熱交換器(4);發(fā)動機廢氣排放管(3) 與廢氣熱交換器(4)及排氣管消聲器(5)相連；廢氣熱交換器(4) 的熱水出口經(jīng)熱源管線(10)、控制閥(7)和轉(zhuǎn)換閥(9)與吸熱式制 冷機(6)的熱源進口相連，吸熱式制冷機(6)的熱源出口經(jīng)熱源介 質(zhì)返回管線(11)與儲水罐(16)相連，儲水罐(16)的出水口經(jīng)廢 氣熱交換器的進水管線(14)和輸水泵(15)與廢氣熱交換器(4)的
熱水進口相連；吸熱式制冷機(6)的制冷介質(zhì)出口經(jīng)防噪工房制冷介 質(zhì)輸送管線(12)與降溫熱交換器(8)的制冷介質(zhì)進口相連，降溫熱 交換器(8)的制冷介質(zhì)出口經(jīng)防噪工房制冷介質(zhì)返回管線(13)與吸 熱式制冷機(6)的制冷介質(zhì)進口相連。制冷劑補充管線(23)和制冷 機排污管線(24)與吸熱式制冷機(6)相連，儲水罐補充水管線(25) 和儲水罐排污管線(26)與儲水罐(16)相連。 實施例二
作業(yè)工房的溫度調(diào)節(jié)
如圖1所示，本實施例的利用余熱的工房溫度調(diào)節(jié)裝置由發(fā)動機 或壓縮機組(2)、廢氣熱交換器(4)、吸熱式制冷機(6)、輸水泵(15)、 儲水罐(16)、作業(yè)工房(20)、冷暖熱交換器(19)和管線系統(tǒng)組成。
安裝在防噪工房(1)中的發(fā)動機或壓縮機機組(2)的廢氣排放 管(3)上裝有廢氣熱交換器(4);廢氣熱交換器(4)的熱水出口經(jīng) 熱源管線(10)與吸熱式制冷機(6)的熱源進口相連，吸熱式制冷機 (6)的熱源水出口經(jīng)熱源介質(zhì)返回管線(11)與儲水罐(16)相連， 儲水罐(16)的出水口經(jīng)廢氣熱交換器的進水管線(14)和輸水泵(15) 與廢氣熱交換器(4)的進水口相連；
廢氣熱交換器(4)的熱水出口還經(jīng)熱源管線(10)、控制閥(7)、 轉(zhuǎn)換閥(9)及制熱介質(zhì)輸送管線(17)與安裝在作業(yè)工房(20)的冷 暖熱交換器(19)的進水口相連，冷暖熱交換器(19)的出水口經(jīng)制 熱介質(zhì)返回管線(18)與儲水罐(16)的進水口相連。
吸熱式制冷機(6)的制冷介質(zhì)出口經(jīng)制冷介質(zhì)輸送管線(21)與 安裝在作業(yè)工房(20)的冷暖熱交換器(19)的制冷介質(zhì)進口相連， 冷暖熱交換器(19)的制冷介質(zhì)出口經(jīng)制冷介質(zhì)返回管線(22)與吸 熱式制冷機(6)的制冷介質(zhì)進口相連。
制冷劑補充管線(23)和制冷機排污管線(24)與吸熱式制冷機 (6)相連；儲水罐補充水管線(25)和儲水罐排污管線(26)與儲水 罐(16)相連。
權(quán)利要求1.一種利用余熱的工房溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于該裝置由發(fā)動機或壓縮機機組(2)或燃燒爐、廢氣熱交換器(4)、吸熱式制冷機(6)、降溫熱交換器(8)、輸水泵(15)、儲水罐(16)和管線系統(tǒng)組成；其中，發(fā)動機或壓縮機機組(2)或燃燒爐的廢氣排放管(3)上裝有廢氣熱交換器(4)；廢氣熱交換器(4)的熱水出口經(jīng)熱源管線(10)與吸熱式制冷機(6)的熱源進口相連，吸熱式制冷機(6)的熱源水出口經(jīng)熱源介質(zhì)返回管線(11)與儲水罐(16)相連，儲水罐(16)的出水口經(jīng)廢氣熱交換器的進水管線(14)和輸水泵(15)與廢氣熱交換器(4)的進水口相連；吸熱式制冷機(6)的制冷介質(zhì)出口經(jīng)防噪工房制冷介質(zhì)輸送管線(12)與降溫熱交換器(8)的制冷介質(zhì)進口相連，降溫熱交換器(8)的制冷介質(zhì)出口經(jīng)防噪工房制冷介質(zhì)返回管線(13)與吸熱式制冷機(6)的制冷介質(zhì)進口相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工房的溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于廢氣 熱交換器(4)的熱水出口還經(jīng)熱源管線(10)、控制閥(7)、轉(zhuǎn)換閥(9)及制熱介質(zhì)輸送管線(17)與安裝在作業(yè)工房(20)的冷暖熱交 換器(19)的進水口相連，冷暖熱交換器(19)的出水口經(jīng)制熱介質(zhì) 返回管線(18)與儲水罐(16)的進水口相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工房溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于吸熱式 制冷機(6)的制冷介質(zhì)出口還經(jīng)制冷介質(zhì)輸送管線(21)與安裝在作 業(yè)工房(20)的冷暖熱交換器(19)的制冷介質(zhì)進口相連，冷暖熱交 換器(19)的制冷介質(zhì)出口經(jīng)制冷介質(zhì)返回管線(22)與吸熱式制冷 機(6)的制冷介質(zhì)進口相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工房溫度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于制冷劑 補充管線(23)和制冷機排污管線(24)與吸熱式制冷機(6)相連; 儲水罐補充水管線(25)和儲水罐排污管線(26)與儲水罐(16)相 連。
專利摘要本實用新型屬于溫度調(diào)節(jié)設(shè)備領(lǐng)域中的利用余熱的工房溫度調(diào)節(jié)裝置，由發(fā)動機或壓縮機機組(2)或燃燒爐、廢氣熱交換器(4)、吸熱式制冷機(6)、降溫熱交換器(8)、輸水泵(15)和儲水罐(16)組成，其中，發(fā)動機或壓縮機機組(2)或燃燒爐的廢氣排放管(3)上裝有廢氣熱交換器(4)；廢氣熱交換器(4)的熱水出口與吸熱式制冷機(6)相連，吸熱式制冷機(6)與儲水罐(16)相連，儲水罐(16)經(jīng)輸水泵(15)與廢氣熱交換器(4)相連；吸熱式制冷機(6)與降溫熱交換器(8)相連，降溫熱交換器(8)與吸熱式制冷機(6)相連。本實用新型利用余熱實現(xiàn)了對設(shè)備工房及員工宿舍的溫度調(diào)節(jié)。
文檔編號F25B29/00GK201007584SQ20062003596
公開日2008年1月16日 申請日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月23日
發(fā)明者楊勇華 申請人:楊勇華