[发明专利]锅炉冷凝模块

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉冷凝模块。

更具体来说，本发明涉及上述类型的装置，当它安装在内部，或与甲烷或G.P.L.或柴油的馈送加热锅炉连接，或与其它类型锅炉连接时，所述装置吸取燃烧发出的烟气，并有效地利用余热。

背景技术 

目前大多数使用的锅炉是所谓的“高效锅炉”。这些装置能利用高达95％的燃烧热值，仅失去总热量的5％。它们用来馈送给高温的系统，即，使用标准散热器和/或风扇盘管，即使用对于合适的运行来说需要温度高于70℃的热媒介物(水)的元件的系统。所述锅炉不能回收蒸发的燃烧潜热，即在将燃烧过程中所产生的蒸汽转换为液体形式所回收的热量。

某些最重要的燃气锅炉制造商生产了“冷凝锅炉”，即这样一种特别的锅炉，它们通过正常情况下翻转的特别燃烧器和效率提高的烟/水热交换器，可携带在25℃和55℃之间变化的所谓“露点”(其可根据可燃物、空气-燃料混合物和排放的CO₂变化)之下的燃烧烟气；在所述温度以下，烟气内所含有的蒸汽开始冷凝，由此产生大量热。更重要的是，冷凝潜热等于从甲烷燃烧中发出总热量的11％。为此原因，不计散射热量的话，冷凝锅炉理论上可相对于热值具有111％的热效率(100％显热(sensitive heat)+11％冷凝潜热)。

然而，只有在用于低温系统(地面盘管)，循环的热媒介物(水)的温度为35℃-40℃，或采用某些特殊的方案(降低温度和/或热媒介物的流率，限制锅炉性能)时，则这些装置才可达到103％-106％的非常高的效率。不管怎样，如果这些锅炉的温度保持在60℃-80℃的数值(使系统的散热器或风扇盘管正确地工作所必需的)，则冷凝锅炉不能成功地回收蒸发潜热，因为水的入口温度高于或过于接近于烟气的露点温度：在此情形中，冷凝锅炉作为标准的高效锅炉(效率为85％-95％)运行。

发明内容

鉴于以上所述，根据本发明提出一种装置，它可回收包含在燃烧时产生的大量蒸汽内的部分显热和部分冷凝潜热(也称之为蒸发潜热)。

由上述装置回收的热量将被用来预热包含在加热系统管内的媒介物(通常为水)，这样的水从最终用户(散热器、通风-对流式加热器、散热管等)再次进入锅炉内，然后被加热并再次送入到最终用户(但也可将其用作其它应用)。这使锅炉能使用较少能量来将热媒介物提高到设定温度，因此，在从系统中获得同样能量的情况下可节约燃料。

根据本发明的装置使用一水/烟气交换器，且进行一压缩的热力学循环，可回收大量热量直到冷却烟气(甚至高达约+35℃)并将所述热量传输到具有不同温度(甚至超过+80℃)的热媒介物为止。

因此，本发明的特定目的是一种锅炉冷凝模块，其特点是，它包括水/烟气热交换器和闭合回路的压缩热力学致冷装置，所述模块与锅炉连通以截取烟气流和水流，以便将显热和蒸发潜热抽取到锅炉烟气中以使其成为提供给系统水的热量，因此提高燃烧效率。

较佳地，根据本发明，所述热交换器是水/烟气板或片状单元型的。

此外，根据本发明，所述致冷装置是压缩热力学致冷装置，尤其是由以下部分组成：烟气-致冷剂或蒸发器热交换器、交换器、致冷剂压缩机、膨胀或层叠构件、电气-电子控制系统。

还根据本发明，所述闭合回路的压缩热力学致冷装置提供包括在12℃和20℃之间的蒸发温度和在50℃和95℃之间变化的冷凝温度。

尤其是，所述致冷机包括一个或多个板和/或片状单元和/或管束型的水-致冷剂热交换器；一个或多个板和/或片状单元和/或管束型的烟气-致冷剂热交换器；一个或多个压缩机，甚至是反相型的压缩机，适于压缩R12、R134、R404、R407、R410、R125致冷剂流体和类似的流体为热(as heat)；一个或多个毛细管和/或热静力学的膨胀阀型的层叠构件，带有或不带有压力平衡器和/或标定扼流器；连接各种部件的金属管。

此外，根据本发明，可直接与烟气冷凝物接触的零件由抵抗由于该冷凝物引起的酸腐蚀的材料制成，例如，AISI 316L不锈钢，或其它合适材料。

还根据本发明，提供一个或多个水/烟气板或片状单元型热交换器，所述热交换器与或不与渗碳空气的热交换。

此外，根据本发明，所述水-烟气热交换器和所述烟气-致冷剂热交换器(用于致冷回路的蒸发器)安装在金属室内，烟气可在该金属室内循环，并以如下方式实现：由两个热交换器产生的冷凝物可容易地流出到所述金属室，避免发生空气、环境、水以及烟气的混合。