CN105910294B - 一种相变智能热能回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种相变智能热能回收系统，包括热能回收模块、太阳能集热模块和控制模块，所述热能回收模块设有废水入口和净水入口，所述太阳能集热模块并联连接于所述废水入口上，所述控制模块包括温度传感器和控制装置，所述温度传感器设于所述废水管、热能回收模块和太阳能集热模块上，所述控制装置的检测输入端与所述温度传感器的输出端连接；所述热能回收模块包括壳体和安装于壳体内的废水盘管、换热管以及填充体，所述废水盘管的入口为所述废水入口，所述换热管的入口为所述净水入口，所述换热管绕接于所述废水盘管上，所述填充体填充于所述壳体内，且与所述废水盘管和换热管相接触。本发明具有结构简单、热交换效率高、高效回收的有益效果。

Description

一种相变智能热能回收系统
技术领域
本发明属于热能回收技术领域，涉及一种热能回收系统，尤其是指一种相变智能热能回收系统。
背景技术
目前，随着经济的发展，人类对于能源的需求不断增加，在工业生产中经常需要利用水循环对生产设备进行冷却降温，使得水被加热而带有大量的热量。同样的，在人类日常生活中，淋浴产生的废水也具有大量热量。该两种水中的热量如不进行利用而随着水排放到环境中将会造成资源的浪费。
在现有的热量回收技术中，储能装置为固定运行结构，其温度以及流向不能根据实际情况变化而进行智能调节，并且在水温度变化较大时，储能换热装置的内部温度高于废水而无法将水中的热量进行储存，存在热交换不均匀、效率低和换热量小的缺点，造成热量的大量损失。
发明内容
本发明的目的在于解决现有储能装置不能根据实际情况变化而进行智能调节，存在热交换不均匀、效率低和换热量小而造成热量的大量损失的问题，提供一种结构简单、热交换效率高、高效回收和安全可靠的相变智能热能回收系统。
本发明的目的可采用以下技术方案来达到：
一种相变智能热能回收系统，包括热能回收模块、太阳能集热模块和控制模块，所述热能回收模块设有废水入口和净水入口，所述废水入口和净水入口分别通过废水管和净水管外接废水和净水，所述太阳能集热模块并联连接于所述废水入口上，所述控制模块包括温度传感器和控制装置，所述温度传感器设为多个，且分别设于所述废水管、热能回收模块和太阳能集热模块上，所述控制装置的检测输入端与所述温度传感器的输出端连接；所述热能回收模块包括壳体和安装于壳体内的废水盘管、换热管以及填充体，所述废水盘管的入口为所述废水入口，所述换热管的入口为所述净水入口，所述换热管绕接于所述废水盘管上，所述填充体填充于所述壳体内，且与所述废水盘管和换热管相接触。
进一步地，所述太阳能集热模块包括蓄水箱和集热管，所述蓄水箱的入口通过进水管与所述废水管连通，所述蓄水箱的出口与所述集热管的入口相连通，所述集热管的出口通过出水管连接于所述废水入口；
进一步地，所述控制装置包括控制器，串联安装于所述进水管上的第一电磁阀，串联安装于所述蓄水箱和集热管之间的第二电磁阀，串联安装于所述出水管上的第三电磁阀，以及串联安装于所述进水管与出水管之间的废水管上的第四电磁阀，所述控制器的输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述控制器的输出端与所述第一电磁阀至第四电磁阀的输入端连接。
作为一种优选的方案，所述控制模块还包括用于显示温度传感器的检测数据的显示屏，所述显示屏的输入端与所述控制装置的输出端连接。
作为一种优选的方案，所述填充体包括相变复合材料填充体和焊接体，所述焊接体嵌套于所述相变复合材料填充体内。
作为一种优选的方案，所述相变复合材料填充体通过焊接体与所述废水盘管和换热管焊接在一起。
进一步地，所述相变复合材料填充体由相变材料与多孔导热骨架复合制成。
进一步地，所述相变材料为石蜡或脂肪酸类；所述多孔导热骨架为纳米石墨；所述焊接体为泡沫铜材料。
作为一种优选的方案，所述控制器为单片机或PLC。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明控制装置通过温度传感器对进入废水管的废水、热能回收模块和太阳能集热模块中的废水的温度进行检测。当进入废水管的废水温度高于热能回收模块的温度时，控制装置控制废水直接流向废水盘管，对换热管中的干净水进行加热，直接实现对废水的热量的回收；当进入废水管的废水温度低于热能回收模块的温度时，控制装置控制废水流向太阳能集热模块而被加热，在废水的温度被加热到高于热能回收模块的温度后，控制装置控制高温的废水流向废水盘管，以对换热管中的干净水进行加热。由于废水在进入太阳能集热模块前具有一定的温度，使得太阳能集热模块可以用较少的加热能源就快速地将废水加热到大于热能回收模块的温度，利用原废水所具有的热能，可极大地减少太阳能的能源需求量，可根据废水的不同温度情况而进行智能调节，实现节约能源和高效回收能源的目的，具有热交换均匀、利用率高和高效回收和安全可靠的特点。具有热交换均匀、利用率高和高效回收和安全可靠的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明相变智能热能回收系统的结构示意图；
图2是本发明相变智能热能回收系统的热能回收模块的结构示意图；
图3是图2去掉外壳后的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参照图1至图3，本实施例涉及热能回收系统，包括热能回收模块1、太阳能集热模块2和控制模块，所述热能回收模块1设有废水入口11和净水入口12，所述废水入口11和净水入口12分别通过废水管3和净水管4外接废水和净水，所述太阳能集热模块2并联连接于所述废水入口11上，所述控制模块包括温度传感器和控制装置，所述温度传感器设为多个，且分别设于所述废水管3、热能回收模块1和太阳能集热模块2上，所述控制装置的检测输入端与所述温度传感器的输出端连接；所述热能回收模块1包括壳体13和安装于壳体13内的废水盘管14、换热管15以及填充体，所述废水盘管14的入口为所述废水入口11，所述换热管15的入口为所述净水入口12，所述换热管15螺旋绕接于所述废水盘管14上，所述填充体填充于所述壳体13内，且与所述废水盘管14和换热管15相接触。控制装置通过温度传感器对进入废水管3的废水、热能回收模块1和太阳能集热模块2中的废水的温度进行检测。当进入废水管3的废水温度高于热能回收模块1的温度时，控制装置控制废水直接流向废水盘管14，使得废水中的热量直接与绕接于废水盘管14的换热管15中的干净水进行热交换，对干净水进行加热，直接实现对废水的热量的回收；当进入废水管3的废水温度低于热能回收模块1的温度时，控制装置控制废水流向太阳能集热模块2而被加热，在废水的温度被加热到高于热能回收模块1的温度后，控制装置控制高温的废水流向废水盘管14，以对换热管15中的干净水进行加热。由于废水在进入太阳能集热模块2前具有一定的温度，使得太阳能集热模块2可以用较少的加热能源就快速地将废水加热到大于热能回收模块1的温度，利用原废水所具有的热能，可极大地减少太阳能的能源需求量，实现节约能源和高效回收能源的目的。
所述太阳能集热模块2包括蓄水箱21和集热管22，所述蓄水箱21的入口通过进水管5与所述废水管3连通，所述蓄水箱21的出口与所述集热管22的入口相连通，所述集热管22的出口通过出水管6连接于所述废水入口11。蓄水箱21用于储存温度低于热能回收模块1的废水。在废水的温度低于热能回收模块1时，控制装置控制废水流向蓄水箱21，使蓄水箱21内的废水流向集热管22，利用太阳能为流过集热管22的废水进行加热，在废水温度大于热能回收模块1的温度时，控制装置控制废水流入热能回收模块1进行热交换以加热换热管15内的干净水，实现在低温废水所具有的热能的基础上，通过太阳能快速地达到将废水的温度加热到大于热能回收模块1的温度的目的。
所述控制装置包括控制器，串联安装于所述进水管5上的第一电磁阀7，串联安装于所述蓄水箱21和集热管22之间的第二电磁阀8，串联安装于所述出水管6上的第三电磁阀9，以及串联安装于所述进水管5与出水管6之间的废水管3上的第四电磁阀10，所述控制器的输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述控制器的输出端与所述第一电磁阀7至第四电磁阀10的输入端连接。
控制装置通过温度传感器对进入废水管3的废水、热能回收模块1和太阳能集热模块2中的废水的温度进行检测，其测得的温度分别为T1、T2和T3。当T1大于T2时，控制装置控制第一电磁阀7和第三电磁阀9关闭，并且控制第四电磁阀10打开，使废水直接流向废水盘管14，使得废水中的热量直接与绕接于废水盘管14的换热管15中的干净水进行热交换，对干净水进行加热，直接实现对废水的热量的回收。当T1小于T2时，控制装置控制第四电磁阀10关闭，并且控制第一电磁阀7和第二电磁阀8打开，使废水流向集热管22而被加热。在废水的温度T3被加热到高于热能回收模块1的温度T2后，控制装置控制第三电磁阀9打开，使高温的废水流向废水盘管14，以对换热管15中的干净水进行加热，实现对废水的流向进行切换的目的，可根据废水的不同温度情况而进行智能调节，具有热交换均匀、利用率高和高效回收和安全可靠的特点。
所述控制模块还包括用于显示温度传感器的检测数据的显示屏，所述显示屏的输入端与所述控制装置的输出端连接。通过显示屏可对各个温度传感器的检测温度进行实时显示，直观地表现了各个模块的温度变化规律，方便进行调试和开发。
所述填充体包括相变复合材料填充体和焊接体，所述焊接体嵌套于所述相变复合材料填充体内。所述相变复合材料填充体由相变材料与多孔导热骨架复合制成。所述相变材料为石蜡或脂肪酸类；所述多孔导热骨架为纳米石墨；所述焊接体为泡沫铜材料。由于相变复合材料在相变过程中会吸收大量热量并保持温度恒定，使得废水在经过废水盘管14时，可将无法及时传递到换热管15的热量传递到相变复合材料上进行储存，最大限度地回收废水中的热量，并恒定地将热量传递到换热管15上对干净水进行加热。
所述相变复合材料填充体通过焊接体与所述废水盘管14和换热管15焊接在一起。该相变复合材料可从废水盘管14上吸收大量的热量进行储存，并通过与换热管15进行接触将热量传递到换热管15上，对换热管15内的干净水进行加温。
所述控制器为单片机或PLC。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种相变智能热能回收系统，其特征在于：包括热能回收模块、太阳能集热模块和控制模块，所述热能回收模块设有废水入口和净水入口，所述废水入口和净水入口分别通过废水管和净水管外接废水和净水，所述太阳能集热模块并联连接于所述废水入口上，所述控制模块包括温度传感器和控制装置，所述温度传感器设为多个，且分别设于所述废水管、热能回收模块和太阳能集热模块上，所述控制装置的检测输入端与所述温度传感器的输出端连接；所述热能回收模块包括壳体和安装于壳体内的废水盘管、换热管以及填充体，所述废水盘管的入口为所述废水入口，所述换热管的入口为所述净水入口，所述换热管绕接于所述废水盘管上，所述填充体填充于所述壳体内，且与所述废水盘管和换热管相接触；
所述太阳能集热模块包括蓄水箱和集热管，所述蓄水箱的入口通过进水管与所述废水管连通，所述蓄水箱的出口与所述集热管的入口相连通，所述集热管的出口通过出水管连接于所述废水入口；
所述控制装置包括控制器，串联安装于所述进水管上的第一电磁阀，串联安装于所述蓄水箱和集热管之间的第二电磁阀，串联安装于所述出水管上的第三电磁阀，以及串联安装于所述进水管与出水管之间的废水管上的第四电磁阀，所述控制器的输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述控制器的输出端与所述第一电磁阀至第四电磁阀的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种相变智能热能回收系统，其特征在于：所述控制模块还包括用于显示温度传感器的检测数据的显示屏，所述显示屏的输入端与所述控制装置的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的一种相变智能热能回收系统，其特征在于：所述填充体包括相变复合材料填充体和焊接体，所述焊接体嵌套于所述相变复合材料填充体内。
4.根据权利要求3所述的一种相变智能热能回收系统，其特征在于：所述相变复合材料填充体通过焊接体与所述废水盘管和换热管焊接在一起。
5.根据权利要求4所述的一种相变智能热能回收系统，其特征在于：所述相变复合材料填充体由相变材料与多孔导热骨架复合制成。
6.根据权利要求5所述的一种相变智能热能回收系统，其特征在于：所述相变材料为石蜡或脂肪酸类；所述多孔导热骨架为纳米石墨；所述焊接体为泡沫铜材料。
7.根据权利要求1至6任一所述的一种相变智能热能回收系统，其特征在于：所述控制器为单片机或PLC。
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Granted publication date: 20180731

Termination date: 20200511

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