CN103040084A - 一种高效余热回收节能减排烤房 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效余热回收节能减排烤房。所述节能减排烤房包括烘烤室和加热室，其特征是：所述烤房还包括设在加热室内或是烘烤室内的冷热交换装置，在烤房上设有冷风门和排湿烟囱，在回风口和排湿口处设有开闭状态相反的挡风板，所述余热回收装置是由内热风管和外冷风管组成，内热风管的进风口与烤房的排湿口连通，出风口与烤房屋顶上方的排湿烟囱相连，外冷风管的进风口与冷风门的风口连通，冷风管出风口设置在风机的上方，在内热风管上设有冷凝液回收口。本发明无须其他能源、介质的辅助，可有效回收排湿时排出的湿热空气中的热量，提高了热能利用率，降低了能耗，也可以将排出的湿热空气导入附近烤房，帮助其他烤房烟叶回潮。

Description

一种高效余热回收节能减排烤房

技术领域

本发明属于一种节能减排烤房，具体是一种可回收利用因排湿而浪费的余热的高效余热回收节能减排烤房。

背景技术

烤房是一种靠燃料加热烘烤物品的建筑，绝大部分烤房因排湿需求而带走了大部分热量，大大造成了煤等能源的浪费，特别是烤烟房等排湿量特别大的烤房。烟叶烘烤因为自身的特殊性，其在变黄后期、定色期、干筋期，需大量排湿，排出的湿热空气温度在40-70℃，且每炉烟排湿时间总计能达到60个小时以上，排湿气流热损失可占煤发热值的10％-20％，造成了能源的浪费。我国是烤烟生产大国，又是能源匮乏国家，目前烤烟调制能源利用率相对较低，研究烤房节能途径，增强对排湿余热的利用，不仅有利于降低烤烟生产成本，增加烟农收入，而且有利于烟草生产的可持续发展，符合现代烟草农业的需求。

目前，烤房的节能利用装置主要集中在烟气的余热利用，排湿气流的余热利用装置相对较少，主要有：热泵、转轮式全热回收器，能够回收湿热气流中的大量潜能，但是热泵成本较高，并且离不开电能的供应；板式湿热换热器、热管式换热器等换热效率低，并且存在占用空间大或需要传热介质等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、安装使用方便的高效余热回收烤房，无须其他能源、介质的辅助，提高了热能利用率，降低了能耗，并且可有效回收排湿时排出的湿热空气中的热量；也可以将排出的湿热空气导入附近烤房，帮助其他烤房烟叶回潮。

本发明中所述的技术方案如下：所述高效余热回收节能减排烤房，包括烘烤室和加热室，在烘烤室上设有排湿口，在加热室上设有烟囱，加热室内设有加热炉和风机，在烘烤室和加热室之间设有回风口和出风口，其特征是：所述烤房还包括设在加热室内或是烘烤室内的冷热交换装置，在烤房上设有冷风门和排湿烟囱，排湿口设置在加热室与烘烤室之间高于回风口的位置，在回风口和排湿口处设有开闭状态相反的挡风板，所述余热回收装置是由内热风管和外冷风管组成，内热风管的进风口与烤房的排湿口连通，出风口与烤房屋顶上方的排湿烟囱相连，外冷风管的进风口与冷风门的风口连通，冷风管出风口设置在风机的上方，在内热风管上设有冷凝液回收口。

所述排湿口呈喇叭状，设置在靠近烤房顶部的位置，在排湿口与内热风管连接处设有湿热空气导流转换口，在湿热空气导流转换口的开口处设有用于关闭湿热空气导流转换口或冷热交换装置热风管进风口的热风开关，回风口与排湿口的大小相同，设置在与排湿口相邻的位置，所述挡回风口与排湿口处的挡风板为一块上下移动的自动调节挡风板，且挡风板的高度为排湿口或回风口的高度为与两开口之间的距离之和；所述自动调节挡风板还包括控制器和设置在烘烤室的湿度传感器，湿度传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与挡风板的控制电机连接，并在控制器的控制下上、下移动开启回风口或排湿口。

所述外冷风管的冷风管出风口成喇叭状，正对风机的上方。

所述内热风管为金属制成，且每根热风管均设有散热翅，外冷风管采用保温隔热材料制成，设置在加热室上方的冷热交换装置的外冷风管采用保温隔热防火材料制成。外冷风管一般采用陶瓷、土坯、岩棉等材料制成。

本发明第一种具体方案：所述冷热交换装置设置在烘烤室内时，冷风门设置在烘烤室外侧的墙壁上，排湿烟囱设置在烘烤室靠冷风门端的顶部，外冷风管为长方形保温隔热管道，固定在烘烤室内顶部，进风口与冷风门的风口连通，出风口设在加热室内风机的上方，内热风管由多根并排设置的金属直管组成，多根金属直管并排设置在外冷风管内，其中一端均与排湿口连通，另一端与设在烘烤室顶部的排湿烟囱连通。所述冷凝液回收口设置在内热风管近烘烤室外侧墙面的一端，且内热风管向冷凝液回收口的方向稍微倾斜。

本发明的第二种具体方案：所述冷热交换装置设置在加热室内时，冷风门设置在加热室外侧的墙壁上，排湿烟囱设置在加热室的顶部，所述余热回收装置包括三层由外冷风管和内热风管组成的管道，每层内热风管均有多根并排设置在外冷风管内的金属直管组成，且三层金属直管相互连通，形成多条“S”形或“Z”形的热风通道，每条热风通道的进风口均与排湿口连通，出风口均与排湿烟囱连通；三层外冷风管也相互连通形成“S”形或“Z”形的冷风通道，其进风口与冷风门的风口连通，出风口正对风机的上方。所述冷凝液回收口设置在靠近排湿口的一端，且通过回收管伸出加热室。

本发明的有益效果：

1本发明在烤房内上方设有冷热交换装置，合理利用了烤房内部的空间，安装合理、方便；该装置占用空间较小，可在现有密集烤房安装使用，安装维护方便；

2.本发明的排湿口直接与冷热交换装置的热管连通，将原本直接排出烤房的湿热空气收集导入到延伸在烤房上方的散热热风管中，原本直接进入加热室的冷空气约束到冷风管中，使冷空气与湿热空气进行冷热交换，进入冷风管的冷风在冷热交换的作用下加热，便可节约能源，热风管向冷凝液收集口一侧倾斜，收集冷凝液，在回收余热的同时对湿气中的水分加以回收利用；

3.本发明在排湿口设有热空气导流转换口，可通过湿热空气导流转换口控制，将排出的湿热空气通过转换到外接保温管导入需要回潮的烤房，进行湿热空气的二次利用；

4.本发明的内管道由于通过的是湿热烟气，易挂壁腐蚀内管道，需定期清洗，清洗时可将排湿口处内管道堵住，从排湿烟囱处倒入清水冲刷浸泡，从冷凝液回收口或排湿口排出，简单方便；

5.本发明的回风口和排湿口设置相邻的位置，排湿口设置在上方，回风口设置在下方，在回风口设有自动调节挡风板，可根据烘烤房内的排湿需求，自动调节挡风板的位置进行排湿控制，当烤房需要排湿时，自动调节挡风板向下移动；当烤房不需要排湿时，自动调节挡风板向上移动；

本发明无须其他能源、介质的辅助，可有效回收排湿时排出的湿热空气中的水分，提高了热能利用率，降低了能耗，也可以将排出的湿热空气导入附近烤房，帮助其他烤房烟叶回潮。本发明有效降低了排出的湿热空气的温湿度，提高了进入加热室的冷空气的温度，大大降低了热量的浪费，增加了烤房的热能利用率，平均可使每座密集烤房节省用煤90kg以上，节约烘烤能耗成本30％以上。

附图说明

图1是本发明中冷热交换装置设置在烘烤室内的结构示意图；

图2是本发明中冷热交换装置设置在加热室内的结构示意图；

图3是图1排湿时的热风走向图；

图4是图2排湿时的热风走向图；

图5是自动调节挡风板的控制图；

图6是本发明中设置在烘烤室内的冷热交换装置的结构示意图；

图7是本发明中设置在加热室内的冷热交换装置的结构示意图。

图中：1-烘烤室，2-加热室，3-加热炉，4-风机，5-烟囱，6-冷风管出风口，7-内热风管，8-外冷风管，9-排湿口，10-挡风板，11-回风口，12-烘烤室门，13-冷风门，14-排湿烟囱，15-冷凝液回收口，16-出风口，17-热空气导流转换口，18-控制器，19-湿度传感器，20-热风开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不对本发明做任何限制，本发明在气流上升式烤房和气流下降式烤房中均可使用。图1、2中，所述高效余热回收节能减排烤房，包括烘烤室1和加热室2，在烘烤室1上设有排湿口9，在加热室2上设有烟囱5，加热室2内设有加热炉3和风机4，在烘烤室和加热室之间设有回风口11和出风口16，其特征是：所述烤房还包括设在加热室2内或是烘烤室1内的冷热交换装置，在烤房上设有冷风门13和排湿烟囱14，排湿口9设置在加热室与烘烤室之间高于回风口11的位置，在回风口11和排湿口9处设有开闭状态相反的挡风板10，所述余热回收装置是由内热风管7和外冷风管8组成，内热风管7的进风口与烤房的排湿口9连通，出风口与烤房屋顶上方的排湿烟囱14相连，外冷风管8的进风口与冷风门13的风口连通，冷风管出风口6设置在风机4的上方，在内热风管7上设有冷凝液回收口15。

所述排湿口9呈喇叭状，设置在靠近烤房顶部的位置在排湿口9与内热风管7连接处设有湿热空气导流转换口17，在湿热空气导流转换口17的开口处设有用于关闭湿热空气导流转换口17或冷热交换装置热风管进风口的热风开关20，热风开关20移动到湿热空气导流转换口17时，便将湿热空气导流转换口17关闭，冷热交换装置热风管进风口便于排湿口9连通，湿热风便进入内热风管7内，热风开关20移动到内热风管7的进风口时，便将内热风管7关闭，此时湿热空气可以通过湿热空气导流转换口17，将带有引流扇的方形管道插入导流转换口17中，湿热空气导流转换口17为一方槽通道延伸到烤房墙壁中，其开口处设有开关并附有保温层与烤房外墙相平，该管道前段为U型的，开口端朝着排湿口，便可将湿热空气导入需要回潮的烤房或是作为其它的用处。

所述回风口11与排湿口9的大小相同，设置在与排湿口9相邻的位置，所述挡回风口11与排湿口9处的挡风板10为一块上下移动的自动调节挡风板，且挡风板10的高度为排湿口9或回风口11的高度与两开口之间的距离之和，当排湿口9完全打开时，回风口11便可以完全关闭，气流从排湿口9处循环，进行排湿过程；当回风口11完全开启时，排湿口9便可完全关闭，排湿通道便关闭，进行正常的回风。图5中，所述自动调节挡风板还包括控制器18和设置在烘烤室的湿度传感器19，湿度传感器19的信号输出端与控制器18的信号输入端连接，控制器18的信号输出端与挡风板10的控制电机连接，并在控制器13的控制下上、下移动开启回风口11或排湿口9。通过自动调节挡风板控制湿热气流循环方向，当烤房需要排湿时，自动调节挡风板向下移动，且可根据排湿需求自动调节挡风板移动的距离；当烤房不需要排湿时，自动调节挡风板向上移动。

设置在排湿口9处的热风开关20和冷风门13也可以通过控制器13进行控制。在排湿口开启的同时，控制器13便控制冷风门13同时开启。

所述外冷风管8的冷风管出风口6成喇叭状，正对风机4的上方。其喇叭状冷风管出风口6的风口直径与风机直径大小差不多，正对风机4设置。

所述内热风管7为金属制成，且每根热风管均设有散热翅，外冷风管采用保温隔热材料制成，设置在加热室上方的冷热交换装置的外冷风管采用保温隔热防火材料制成。外冷风管一般采用陶瓷、土坯、岩棉等材料制成。外管采用保温隔热性能好的材料可以防止与烤房内部形成冷热交换，内管采用多根并排圆柱金属管，增大换热面积，在内管上设有散热翅，可以加强其散热效果。

本发明第一种具体方案：所述冷热交换装置设置在烘烤室1内时，冷风门13设置在烘烤室1外侧的墙壁上，排湿烟囱14设置在烘烤室1靠冷风门端的顶部，图6中，外冷风管8为长方形保温隔热管道，固定在烘烤室1内顶部，进风口与冷风门13的风口连通，冷风管出风口6设在加热室2内风机4的上方，内热风管7由多根并排设置的金属直管组成，由于烘烤室1的长度较长，因此可以直接采用直管，多根金属直管并排设置在外冷风管8内，其中一端均与排湿口9连通，另一端与设在烘烤室1顶部的排湿烟囱14连通。所述冷凝液回收口15设置在内热风管7近烘烤室外侧墙面的一端，且内热风管7向冷凝液回收口15的方向稍微倾斜，便于收集湿热空气受冷凝结的水。

采用以上方案中的烤烟房烤烟时：在烤烟过程中，通过设置在烘烤室1内的湿度传感器19检测烘烤室1内的湿度，烤房不需排湿时，通过控制器18调控，挡风板10位于排湿口9的位置，将排湿口9完全关闭，此时回风口处于完全开启状态。如图1，烤房内的气流在风机4的压力作用下，经出风口16流出，流经烘烤室1，然后从回风口11进入加热室2循环。当温度传感器19检测到烘烤室1内的湿度过高，需要排湿时，便将信号传递给控制器18，控制器18控制挡风板10向下移动至回风口11，关闭回风口11，同时排湿口9处于开启状态。如图3，烘烤室1内的气流在风机4正压的作用下，经出风口16流出，流经烘烤室1后从排湿口9进入设置在烘烤室1内顶部的内热风管7，同时开启设置在烘烤室1侧壁的冷风门13，冷风通过冷风口进入冷热交换装置的外冷风管8内，外冷风管8内的冷风和内热风管7内的湿热空气进行冷热交换后，将外冷风管8内的冷风加热变成干热空气进入加热室1，继续循环。同时内热风管7内的冷凝液通过冷凝液回收口15流出收集。

本发明的第二种具体方案：所述冷热交换装置设置在加热室2内时，加热炉3和风机4均设置在冷热交换装置下方的空间内，冷风门13设置在加热室2外侧的墙壁上，排湿烟囱14设置在加热室的顶部，图7中，由于加热室2的宽度较小，为了增加冷热交换的时间，便需要延长管道，所以将余热回收装置设置成三层由外冷风管8和内热风管7组成的管道，每层内热风管7均有多根并排设置在外冷风管8内的金属直管组成，且三层金属直管相互连通，形成多条“S”形或“Z”形的热风通道，每条热风通道的进风口均与排湿口9连通，出风口均与排湿烟囱14连通；三层外冷风管8也相互连通形成“S”形或“Z”形的冷风通道，其进风口与冷风门13的风口连通，冷风管出风口6正对风机4的上方。所述冷凝液回收口15设置在靠近排湿口9的一端，且通过回收管伸出加热室2。

采用以上方案中的烤烟房烤烟时：在烤烟过程中，通过设置在烘烤室1内的湿度传感器19检测烘烤室1内的湿度，烤房不需排湿时，通过控制器18调控，挡风板10位于排湿口9的位置，将排湿口9完全关闭，此时回风口处于完全开启状态。如图2，烤房内的气流在风机4的压力作用下，经出风口16流出，流经烘烤室1，然后从回风口11进入加热室2循环。当温度传感器19检测到烘烤室1内的湿度过高，需要排湿时，便将信号传递给控制器18，控制器18控制挡风板10向下移动至回风口11，关闭回风口11，同时排湿口9处于开启状态。如图4，烘烤室1内的气流在风机4正压的作用下，经出风口16流出，流经烘烤室1后从排湿口9进入设置在加热室2内顶部的内热风管7，同时开启设置在加热室2侧壁的冷风门13，冷风通过冷风口进入冷热交换装置的外冷风管8内，外冷风管8内的冷风和内热风管7内的湿热空气进行冷热交换后，将外冷风管8内的冷风加热变成干热空气进入加热室1，继续循环。同时内热风管7内的冷凝液通过冷凝液回收口1流出收集。

目前全国烤烟产量为5000多万担，平均每座密集烤房的出烟量在350kg左右，至少需要进行710万个烤次。若全部烤采用以上两种方式的利用排湿余热的节能减排烤房进行烤烟，每年至少可节约用煤66万吨，大大节约了能源，按每吨煤800元算，每年可节约烘烤成本5亿多元，降低烤烟生产成本。

Claims (8)

1.一种高效余热回收节能减排烤房，包括烘烤室(1)和加热室(2)，在烘烤室(1)上设有排湿口(9)，在加热室(2)上设有烟囱(5)，加热室(2)内设有加热炉(3)和风机(4)，在烘烤室和加热室之间设有回风口(11)和出风口(16)，其特征是：所述烤房还包括设在加热室(2)内或是烘烤室(1)内的冷热交换装置，在烤房上设有冷风门(13)和排湿烟囱(14)，排湿口(9)设置在加热室与烘烤室之间高于回风口(11)的位置，在回风口(11)和排湿口(9)处设有开闭状态相反的挡风板(10)，所述余热回收装置是由内热风管(7)和外冷风管(8)组成，内热风管(7)的进风口与烤房的排湿口(9)连通，出风口与烤房屋顶上方的排湿烟囱(14)相连，外冷风管(8)的进风口与冷风门(13)的风口连通，冷风管出风口(6)设置在风机(4)的上方，在内热风管(7)上设有冷凝液回收口(15)。

2.根据权利要求1所述的高效余热回收节能减排烤房，其特征是：所述冷热交换装置设置在烘烤室(1)内时，冷风门(13)设置在烘烤室(1)外侧的墙壁上，排湿烟囱(14)设置在烘烤室(1)靠冷风门端的顶部，外冷风管(8)为长方形保温隔热管道，固定在烘烤室(1)内顶部，进风口与冷风门(13)的风口连通，冷风管出风口(6)设在加热室(2)内风机(4)的上方，内热风管(7)由多根并排设置的金属直管组成，多根金属直管并排设置在外冷风管(8)内，其中一端均与排湿口(9)连通，另一端与设在烘烤室(1)顶部的排湿烟囱(14)连通。

3.根据权利要求1所述的高效余热回收节能减排烤房，其特征是：所述冷热交换装置设置在加热室(2)内时，冷风门(13)设置在加热室(2)外侧的墙壁上，排湿烟囱(14)设置在加热室的顶部，所述余热回收装置包括三层由外冷风管(8)和内热风管(7)组成的管道，每层内热风管(7)均有多根并排设置在外冷风管(8)内的金属直管组成，且三层金属直管相互连通，形成多条“S”形或“Z”形的热风通道，每条热风通道的进风口均与排湿口(9)连通，出风口均与排湿烟囱(14)连通；三层外冷风管(8)也相互连通形成“S”形或“Z”形的冷风通道，其进风口与冷风门(13)的风口连通，冷风管出风口(6)正对风机(4)的上方。

4.根据权利要求1或2或3所述的高效余热回收节能减排烤房，其特征是：所述排湿口(9)呈喇叭状，设置在靠近烤房顶部的位置，在排湿口(9)与内热风管(7)连接处设有湿热空气导流转换口(17)，在湿热空气导流转换口(17)的开口处设有用于关闭湿热空气导流转换口(17)或冷热交换装置热风管进风口的热风开关(20)，回风口(11)与排湿口(9)的大小相同，设置在与排湿口(9)相邻的位置，所述挡回风口(11)与排湿口(9)处的挡风板(10)为一块上下移动的自动调节挡风板，且挡风板(10)的高度为排湿口(9)或回风口(11)的高度与两开口之间的距离之和；所述自动调节挡风板还包括控制器(18)和设置在烘烤室的湿度传感器(19)，湿度传感器(19)的信号输出端与控制器(18)的信号输入端连接，控制器(18)的信号输出端与挡风板(10)的控制电机连接，并在控制器(13)的控制下上、下移动开启回风口(11)或排湿口(9)。

5.根据权利要求1或2或3所述的高效余热回收节能减排烤房，其特征是：所述外冷风管(8)的冷风管出风口(6)成喇叭状，正对风机(4)的上方。

6.根据权利要求1或2或3所述的高效余热回收节能减排烤房，其特征是：所述内热风管(7)为金属制成，且每根热风管均设有散热翅，外冷风管采用保温隔热材料制成，设置在加热室上方的冷热交换装置的外冷风管采用保温隔热防火材料制成。

7.根据权利要求2所述的高效余热回收节能减排烤房，其特征是：所述冷凝液回收口(15)设置在内热风管(7)近烘烤室外侧墙面的一端，且内热风管(7)向冷凝液回收口(15)的方向稍微倾斜。

8.根据权利要求3所述的高效余热回收节能减排烤房，其特征是：所述冷凝液回收口(15)设置在靠近排湿口(9)的一端，且通过回收管伸出加热室(2)。

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