CN103835919B - 余热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的余热回收系统，包括高温水箱、低温水箱、工质以及按照工质的流向顺次连接的第一换热器、第二换热器、第三换热器、工质泵，第二换热器安装于高温水箱内，第三换热器装于低温水箱内。本发明优先制取热水，并将制取热水的后的余热制取低温水。提高余热利用率，满足用户的对不同水温的差异化需求。本发明第一换热器包括壳体、换热管、设于壳体内部的折流板，换热管穿设壳体和折流板。多个折流板改变换热管外流体流向，加剧管外流体的湍流，提高换热效果。并形成逆流换热，进一步提高换热效果。
Description
技术领域
本发明涉及热交换设备领域，尤其涉及一种余热回收用换热器。
背景技术
传统的空气压缩机在使用过程中，为防止压缩空气过热必须配备冷却塔、循环水管等设备对压缩空气进行热交换来保证压缩机正常运行，产生的热量直接被排放到大气中去。这不仅浪费了大量的热能，影响了周围微气候环境，还因驱动冷却塔消耗掉大量的电能。随着对节能环保意识的加强，对空气压缩机进行热能回收也渐渐得到重视。现在空气压缩机余热回收主要是回收空气压缩机的余热，并利用余热加热热水，用于工厂的淋浴和生产。
然而空气压缩机产生的余热属于低温余热，利用方法单一，且热能的回收效率较低，很难将空气压缩机工作时产生的废弃低品质热能全部利用，为了保证下一级空气压缩机的正常运转，剩下的热量必须通过循环水经冷却塔降温。同时，一般工业中的空气压缩机都是由多台多级空气压缩机构成的空气站，由于不同空气压缩机的不同级的压缩空气温度和压力不同，因此每一级都需专门设计，成本很高。
在目前余热加热水的设计中，只有一个水箱，这一方面在大量使用热水后，会导致加热水的时间大大延长，另一方面一个水箱换热不充分，大量余热最后还要经过水冷却器冷却。
发明内容
本发明的目的提供一种余热回收系统，解决上述现有技术问题中一个或者多个。
本发明提供的余热回收系统，包括高温水箱、低温水箱、工质以及按照工质的流向顺次连接并形成回路的第一换热器、第二换热器、第三换热器、工质泵，第二换热器安装于高温水箱内，第三换热器装于低温水箱内。
本发明提供的余热回收系统，第一换热器提高工质的温度，再顺次经过高温水箱内的第二换热器与低温水箱内的第三换热器。本发明优先制取热水，并将制取热水的后的余热制取低温水。可降低工质的温度，为余热回收系统不需要冷却器的介入提供了可能。低温水可以补充给高温水箱，缩减热水加热时间，提高了余热利用率。同时满足用户的对不同水温的差异化需求。
在一些实施方式中，本发明的第一换热器包括壳体、换热管、换热翅片设于壳体内部的折流板，换热管插装换热翅片和折流板，折流板将壳体内腔分为多个顺次连通的腔体。本发明的第一换热器通过内部设有的多个折流板，改变换热管外流体流向，加剧管外流体的湍流，提高换热效果。并形成逆流换热，进一步提高换热效果。
在一些实施方式中，工质泵为变频泵，壳体的管外流体的出口处安装有第一温度传感器。可通过第一温度传感器的数据源控制工质泵的输出功率。
在一些实施方式中，低温水箱至第一换热器之间的管路上依次设有电磁三通阀和冷却器，电磁三通阀还通过管路直接与第一换热器连接。电磁三通阀通过管路将冷却器短路，电磁三通阀的默认状态是将冷却器短路，电磁三通阀与低温水箱之间的管路设有第三温度传感器，冷却器出口处设有第五温度传感器。第三温度传感器显示低温水箱至第一换热器的管路内工质温度过高时，该阀开启，将冷却器接入。从而控制第一换热器的换热管入口的流体温度，确保第一换热器的管外空气流出口的温度，第五温度传感器用于检验冷却器工作效果。
在一些实施方式中，本发明还包括水泵，高温水箱通过水泵与低温水箱连接。调节高温水箱内的液位。并将低温水箱作为高温水箱的水源。
在一些实施方式中，高温水箱内设有第一液位传感器，水泵上安装有电磁开关。通过第一液位传感器的数据源控制水泵，提高本发明的自动化程度。
在一些实施方式中，低温水箱设有第二液位传感器和补水电磁阀。通过第二液位传感器控制补水电磁阀，进一步提高本发明的自动化程度，在此方案中可以不接入上述冷却器的方案，提高余热利用率。
在一些实施方式中，高温水箱与低温水箱之间的管路上还设有单向阀和过滤器。可提高系统稳定性。
在一些实施方式中，本发明的高温水箱内设有第二温度传感器，低温水箱内设有第四温度传感器。可测知高温水箱和低温水箱内的水温。
附图说明
图1为本发明一实施方式的余热回收系统的结构示意图；
图2为本发明一实施方式的全热回收热水系统的第一换热器的结构示意图；
图3为本发明另一实施方式的全热回收热水系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构做进一步描述。
如图1所示，本发明提供了一种余热回收系统，包括高温水箱21、低温水箱31、工质以及按照工质的流向顺次管道连接的第一换热器1、第二换热器2、第三换热器3、工质泵4，第二换热器2安装于高温水箱21内，第三换热器3安装于低温水箱31内。
本发明提供的余热回收系统，第一换热器1提高工质的温度，再顺次经过高温水箱21内的第二换热器2与低温水箱31内的第三换热器3。即，本发明优先制取热水，并将制取热水的后的余热制取低温水。可满足用户的对不同水温的差异化需求。
如图2所示，第一换热器1包括壳体11、换热管12、换热翅片14设于壳体11内部的折流板13，换热管12插装换热翅片14和折流板13，折流板13将壳体11内腔分为多个顺次连通的腔体。换热管12内流体为工质，换热管12外流体为待回收的热能源。
本发明的第一换热器1通过内部设有的多个折流板13，改变换热管12外流体流向，加剧管外流体的湍流，提高换热效果。并形成逆流换热，进一步提高换热效果。
工质泵4为变频泵，换热管12外流体在壳体11的出口处安装有第一温度传感器51，可通过自动化程序，将第一温度传感器51的数据源控制工质泵4的输出功率，当第一温度传感器51测得温度偏高，说明工质流速偏慢，不能满足换热要求，单片机即发送指令给工质泵，提高工质泵4的输出功率，提高工质流量的大小，相反第一温度传感器51测得温度偏低时，说明工质流速偏快，耗能较大，单片机即发送指令给工质泵4，降低工质泵4的输出功率，降低工质流量的大小。
作为控制工质流量的大小的另一种方式，第一换热器1进口处设有流量控制阀55，可将第一温度传感器51的信号源控制流量控制阀55，进而控制工质流量的大小，控制原理与上类同，此处不再赘述。
此外，水泵61至第一换热器1之间的管路上依次设有电磁三通阀52和冷却器53，电磁三通阀52还通过管路直接与第一换热器1连接。电磁三通阀52的默认状态是将冷却器53短路。电磁三通阀52与低温水箱31之间的管路设有第三温度传感器54，冷却器53出口处设有第五温度传感器56，当第三温度传感器54显示温度过高时，电磁三通阀52开启，将冷却器53接入，第五温度传感器56用于检验冷却器53的工作效果，如第五温度传感器56显示温度过高，则可更换功率稍大的冷却器53。
本发明的高温水箱21与低温水箱31通过水泵61连接，高温水箱21内设有第一液位传感器22，水泵61上安装有电磁开关。通过第一液位传感器22的数据源控制水泵61上安装的电磁开关，调节高温水箱21内的液位。并将低温水箱31作为高温水箱21的水源，即，高温水在制取过程中已经得到低温水箱31内第三换热器3的预热，提高了制取高温水的速度。
高温水箱21与低温水箱31之间的管路上还设有单向阀62（保持自高温水箱21向低温水箱31的流动方向，防止逆流破坏系统稳定性）和过滤器63。提高系统稳定性。
低温水箱31设有第二液位传感器32和补水电磁阀33。通过第二液位传感器32控制补水电磁阀33，提高本发明的自动化程度。
高温水箱21内设有第二温度传感器24，低温水箱31内设有第四温度传感器34。可测量高温水箱21和低温水箱31内的水温。
本发明的工质为去离子水，可减少空气污染，减少管道内部的结垢。
本发明可以空气压缩机7作为热源，作为优化，如图3所示，可以采用离心式多轴空气压缩机，并采用多级第一换热器1。进一步提高本发明的制热效率。
以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.余热回收系统，其特征在于，包括高温水箱(21)、低温水箱(31)、工质以及按照所述工质的流向顺次连接并形成回路的第一换热器(1)、第二换热器(2)、第三换热器(3)、工质泵(4)，所述第二换热器(2)安装于所述高温水箱(21)内，所述第三换热器(3)安装于所述低温水箱(31)内；
所述低温水箱(31)至第一换热器(1)之间的管路上依次设有电磁三通阀(52)和冷却器(53)，所述电磁三通阀(52)还通过管路直接与第一换热器(1)连接，所述电磁三通阀(52)的默认状态是将所述冷却器(53)短路，所述电磁三通阀(52)与所述低温水箱(31)之间的管路设有第三温度传感器(54)，所述冷却器(53)出口处设有第五温度传感器(56)。
2.根据权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述第一换热器(1)包括壳体(11)、换热管(12)、换热翅片(14)、设于所述壳体(11)内部的折流板(13)，所述换热管(12)插装所述换热翅片(14)和折流板(13)，所述折流板(13)将所述壳体(11)内腔分为多个顺次连通的腔体。
3.根据权利要求2所述的余热回收系统，其特征在于，所述工质泵(4)为变频泵，所述壳体(11)的管外流体的出口处安装有第一温度传感器(51)。
4.根据权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，还包括水泵(61)，所述高温水箱(21)通过所述水泵(61)与所述低温水箱(31)连接。
5.根据权利要求4所述的余热回收系统，其特征在于，所述高温水箱(21)内设有第一液位传感器(22)，所述水泵(61)上安装有电磁开关。
6.根据权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述低温水箱(31)设有第二液位传感器(32)和补水电磁阀(33)。
7.根据权利要求3所述的余热回收系统，其特征在于，所述高温水箱(21)与所述低温水箱(31)之间的管路上还设有单向阀(62)和过滤器(63)。
8.根据权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述高温水箱(21)内设有第二温度传感器(24)，所述低温水箱(31)内设有第四温度传感器(34)。
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