CN103604233A

CN103604233A - 一种蒸箱蒸汽余热利用工艺及其利用系统

Info

Publication number: CN103604233A
Application number: CN201310590336.3A
Authority: CN
Inventors: 王启; 高文学; 蔡建伟; 杨红; 郭海波
Original assignee: SHAANXI HUATAI KITCHEN EQUIPMENT Co Ltd; North China Municipal Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: SHAANXI HUATAI KITCHEN EQUIPMENT Co Ltd; North China Municipal Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2014-02-26

Abstract

本发明提供一种蒸箱蒸汽余热利用工艺及其利用系统，能够对蒸箱的蒸汽预热实现高效回收利用，无交叉气味混杂，净化操作间环境，提高能源利用率。其利用工艺，包括如下步骤，1）蒸汽热量的回收步骤；2）储存热量的转移步骤；3）转移热量的利用步骤；其利用系统，包括蒸箱、储热水箱、循环水箱和生活热水终端，以及连接管路和阀门；蒸箱的蒸汽出口与储热水箱的进汽口连通；储热水箱内部设置有换热器，换热器的出口和入口分别与循环水箱上部设置的高温循环水入口和底部设置的低温循环水出口对应连通，循环水箱上部设置的高温循环水出口与生活热水终端连通。先经一次换热提高热量品位，再由二次换热转移热量；最后由生活热水终端实现热量的利用。

Description

一种蒸箱蒸汽余热利用工艺及其利用系统

技术领域

本发明属于厨房热能利用领域，特别涉及一种利用蒸箱工作时排出的常压高温蒸汽进行余热回收利用的一体化工艺及系统，具体为一种蒸箱蒸汽余热利用工艺及其利用系统。

背景技术

蒸箱为常用炊具或设备，可以采用燃气或电作为驱动能源。目前，蒸箱节能利用研究和工艺设计一般集中在箱体内蒸汽高温的利用及外排高温烟气的回收利用上，对于蒸箱工作时排出蒸汽的节能利用为研究和技术空白。在现有技术中，蒸箱通过加热装置不断为蒸汽箱加热，高温蒸汽由蒸汽箱出口不断向箱内输送蒸汽。当箱内蒸汽压力达到一定数值时，如500Pa，箱外的泄压装置自动启动将多余蒸汽排出。由于排放的蒸汽温度较高，一般为90～110℃，相对压力在450～500Pa之间，因此该蒸汽与环境室温的大气接触换热后，容易形成雾气水滴，不仅蒸箱内的热损失较大，而且使操作间环境恶化，还会产生气味的交叉混杂，同时由于蒸箱不能循环利用蒸汽及其余热，造成大量的能源浪费。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种蒸箱蒸汽余热利用工艺及其利用系统，能够对蒸箱的蒸汽预热实现高效回收利用，无交叉气味混杂，净化操作间环境，提高能源利用率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种蒸箱蒸汽余热利用工艺，包括如下步骤，

1）蒸汽热量的回收步骤；将蒸箱中排出的蒸汽导入到储热水箱中，与储热水箱中的储热水进行一次换热，储热水被加热后完成对蒸汽中热量的回收和储存；

2）储存热量的转移步骤；在储热水箱中利用换热器，进行储热水与换热器内循环水的二次换热，循环水的温度升高后密度减小向上流入到循环水箱上部，同时循环水箱下部的低温循环水补充回流至换热器内，完成对储热水箱中储存热量的吸收和转移；

3）转移热量的利用步骤；通过生活用水终端将循环水箱上部的高温循环水引出，完成对循环水中吸收热量的利用。

优选的，一次换热采用蒸汽与常温水直接接触的浸没换热。

优选的，步骤2）中利用循环水泵加速换热器与循环水箱之间循环水的流动。

进一步，换热器流出的高温循环水能够直接接入到蒸箱中的补水箱内，为蒸箱提供产生蒸汽的水源。

一种蒸箱蒸汽余热利用系统，包括蒸箱、储热水箱、循环水箱和生活热水终端，以及连接管路和阀门；蒸箱的蒸汽出口与储热水箱的进汽口连通；储热水箱内部设置有换热器，换热器的出口和入口分别与循环水箱上部设置的高温循环水入口和底部设置的低温循环水出口对应连通，循环水箱上部设置的高温循环水出口与生活热水终端连通。

优选的，换热器的出口还与蒸箱内设置的补水箱补水入口连通。

优选的，换热器的入口和循环水箱的低温循环水出口之间设置有循环水泵。

进一步，换热器采用换热盘管。

优选的，储热水箱的进汽口一端与蒸箱上设置的安全阀的蒸汽排出口连通，另一端向内伸入到储热水箱的底部。

进一步，储热水箱上部侧壁上设置溢流口。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种蒸箱蒸汽余热利用工艺，先将蒸箱中排出的蒸汽通过一次换热进行收集和储存，将储热水的温度升高，提高了热量利用的品位，实现分散热量的集中回收；再通过二次换热将聚集到的热量进行连续的转移和输送，实现了热量的逐步转移；最后通过生活热水终端实现了对转移热量的利用，也就完成了对蒸汽热量的回收和利用。整个工艺过程中不会产生蒸汽的外泄，从而不会发生气味的交叉混杂，和操作间的环境恶化；并且利用两次热量转换，将低品位不稳定的热源能量进行集中回收，提高热能的品位后再进行转移输送，从而减少了整个利用工艺过程中热量的损失，提高了热量的回收利用率以及回收利用的效率，能够提高能效20%以上。

进一步的，采用浸没换热将蒸汽直接通入到储热水箱内的水中，从而能够完全的吸收输入蒸汽的热量，而且还能够消除蒸汽中附带的气味。

进一步的，采用循环水泵进行机械运作加速循环的速度，能够提高热量转移的速率，迅速的满足生活热水终端的用水需求。

进一步的，将高温循环水直接引入到补水箱中，能够满足蒸箱对水源的需求，同时减少了蒸箱通过加热产生蒸汽时的能量消耗，转移的热量能够直接进行再次利用。

本发明一种蒸箱蒸汽余热利用系统，通过与蒸箱相对独立设置的储热水箱、循环水箱和生活热水终端，实现利用系统的模块化组成，与蒸箱上已有的水、汽管道和接口的对接，安装方便，适应性强；并且通过储热水箱的设置在一次换热的同时实现对气味的吸收，无异味交叉，安全卫生，利用换热器的设置在储热水和循环水在进行二次换热的同时实现热传递媒介的分离，保证了生活热水终端中排出热水的洁净度。

进一步的，通过换热器出口与补水箱入口的直接连接，能够实现高温循环水对补水箱内水量的直接补充，直接将转移的热量利用到蒸汽产生的过程中实现热能的回收利用。

进一步的，通过循环水泵的设置能够在换热器自然循环的基础之上，实现机械循环，加快热量的转移和再利用，提高利用效率；通过采用换热盘管增大了二次换热的作用面积和作用时间，能够提高热量转移效率。

进一步的，通过安全阀的蒸汽排出口与蒸箱连接，在对保证余热回收的同时，保证了蒸箱内温度和压力的需求，利用溢流口的设置，能够使储热水箱中出热水因吸收蒸汽增多后自动流出，保证了水位恒定和储热水箱的使用安全。

附图说明

图1为本发明实例中所述了利用系统的结构示意图。

图中：1为蒸箱，2为补水箱，3为安全阀，4为储热水箱，5为换热器，6为循环水箱，7为循环水泵，8为生活热水终端，a、b、c、d、e、f、g、h、i为管路上的阀门。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种蒸箱蒸汽余热利用工艺，包括如下步骤，

1）蒸汽热量的回收步骤；将蒸箱1中排出的蒸汽导入到储热水箱4中，与储热水箱4中的储热水进行一次换热，储热水被加热后完成对蒸汽中热量的回收和储存；本优选实例中，在一次换热时采用蒸汽与常温水直接接触的浸没换热。

2）储存热量的转移步骤；在储热水箱4中利用换热器5，进行储热水与换热器5内循环水的二次换热，循环水的温度升高后密度减小向上流入到循环水箱6上部，同时循环水箱6下部的低温循环水补充回流至换热器5内，完成对储热水箱4中储存热量的吸收和转移；本优选实例中，能够利用循环水泵7加速换热器5与循环水箱6之间循环水的流动，同时优选的，换热器6流出的高温循环水能够直接接入到蒸箱1中的补水箱2内，为蒸箱1提供产生蒸汽的水源。

3）转移热量的利用步骤；通过生活用水终端8将循环水箱6上部的高温循环水引出，完成对循环水中吸收热量的利用。

一种用于以上所述利用工艺的蒸箱蒸汽余热利用系统，如图1所示，其包括蒸箱1、储热水箱4、循环水箱6和生活热水终端8，以及连接管路和阀门；蒸箱1的蒸汽出口与储热水箱4的进汽口连通，实现一次换热；储热水箱4内部设置有换热器5，换热器5的出口和入口分别与循环水箱6上部设置的高温循环水入口和底部设置的低温循环水出口对应连通，实现二次换热，循环水箱6上部设置的高温循环水出口与生活热水终端8连通，实现回收热能的利用。

本优选实施例中，如图1所示，换热器5的出口还与蒸箱1内设置的补水箱1补水入口连通，换热器5的入口和循环水箱6的低温循环水出口之间设置有循环水泵7；换热器5采用换热盘管。如图1所示，储热水箱4的进汽口一端与蒸箱1上设置的安全阀3的蒸汽排出口连通，另一端向内伸入到储热水箱4的底部，储热水箱4上部侧壁上设置溢流口。

具体的在使用时，如图1所示，蒸箱1工作时，持续产生高温蒸汽，在完成蒸箱内食品加热后，优选的，在1～1.02MPa压力和70～99℃温度的条件下，蒸箱1里的蒸汽自安全阀3排出，流经阀门a后，通入储热水箱4，与箱内的储热水进行直接的浸没换热后，储热水被加热为高温热水，蒸汽遇冷凝结成水，当水位超过储热水箱4的溢流口高度时，多余的水从溢流孔中排出。

换热盘管中的循环水，经阀门e，由储热水箱6侧下部进入，与储热水箱6内的热水进行二次换热，之后被加热为高温循环水，循环水受热后，质量变轻而自然向上流动，经阀门c后，一部分经由阀门f，流入循环水箱6，同时，循环水箱6内的低温循环水由阀门g，经循环水泵7及阀门e，补充流入储热水箱4的换热盘管5，完成一个完整的低温循环水-高温循环水的换热循环。

进入循环水箱6内的高温循环水，在用户使用条件下，经由阀门h、阀门i，由生活热水终端8流出；另一部分由阀门c流出的换热后高温循环水，经由阀门d和阀门b后，进入补水箱2中，以备蒸箱1产生蒸汽使用。

Claims

1.一种蒸箱蒸汽余热利用工艺，其特征在于，包括如下步骤，

1）蒸汽热量的回收步骤；将蒸箱（1）中排出的蒸汽导入到储热水箱（4）中，与储热水箱（4）中的储热水进行一次换热，储热水被加热后完成对蒸汽中热量的回收和储存；

2）储存热量的转移步骤；在储热水箱（4）中利用换热器（5），进行储热水与换热器（5）内循环水的二次换热，循环水的温度升高后密度减小向上流入到循环水箱（6）上部，同时循环水箱（6）下部的低温循环水补充回流至换热器（5）内，完成对储热水箱（4）中储存热量的吸收和转移；

3）转移热量的利用步骤；通过生活用水终端（8）将循环水箱（6）上部的高温循环水引出，完成对循环水中吸收热量的利用。

2.根据权利要求1所述的一种蒸箱蒸汽余热利用工艺，其特征在于，所述的一次换热采用蒸汽与常温水直接接触的浸没换热。

3.根据权利要求1所述的一种蒸箱蒸汽余热利用工艺，其特征在于，所述的步骤2）中，利用循环水泵（7）加速换热器（5）与循环水箱（6）之间循环水的流动。

4.根据权利要求1或3所述的一种蒸箱蒸汽余热利用工艺，其特征在于，换热器（6）流出的高温循环水能够直接接入到蒸箱（1）中的补水箱（2）内，为蒸箱（1）提供产生蒸汽的水源。

5.一种用于实现如权利要求1所述利用工艺的蒸箱蒸汽余热利用系统，其特征在于，包括蒸箱（1）、储热水箱（4）、循环水箱（6）和生活热水终端（8），以及连接管路和阀门；蒸箱（1）的蒸汽出口与储热水箱（4）的进汽口连通；储热水箱（4）内部设置有换热器（5），换热器（5）的出口和入口分别与循环水箱（6）上部设置的高温循环水入口和底部设置的低温循环水出口对应连通，循环水箱（6）上部设置的高温循环水出口与生活热水终端（8）连通。

6.根据权利要求5所述的一种蒸箱蒸汽余热利用系统，其特征在于，所述的换热器（5）的出口还与蒸箱（1）内设置的补水箱（2）的补水入口连通。

7.根据权利要求5所述的一种蒸箱蒸汽余热利用系统，其特征在于，所述的换热器（5）的入口和循环水箱（6）的低温循环水出口之间设置有循环水泵（7）。

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的一种蒸箱蒸汽余热利用系统，其特征在于，所述的换热器（5）采用换热盘管。

9.根据权利要求5所述的一种蒸箱蒸汽余热利用系统，其特征在于，储热水箱（4）的进汽口一端与蒸箱（1）上设置的安全阀（3）的蒸汽排出口连通，另一端向内伸入到储热水箱（4）的底部。

10.根据权利要求5或9所述的一种蒸箱蒸汽余热利用系统，其特征在于，所述的储热水箱（4）上部侧壁上设置溢流口。