CN106640417A - 一种发电机废热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机废热回收系统，包括保温水箱、气‑水换热组件、水‑水换热组件及控制器，其中，气‑水换热组件包括设置于保温水箱中的气‑水换热器，气‑水换热器用于回收发电机废气余热；水‑水换热组件包括发电机水冷管路以及并联在发电机水冷管路的回水段和出水段之间的换热支路及散热支路，换热支路包括串联的第一电磁阀及水‑水换热器，水‑水换热器设置于保温水箱中，散热支路包括串联的第二电磁阀及散热水箱，发电机水冷管路上设置有温度传感器且其出水段上设置有第一输送泵；控制器用于根据温度传感器的信号控制第一输送泵、及第一、第二电磁阀按照预定指令动作；上述回收系统结构简单，成本低，使用的都是常见设备，便于维护。

Description

一种发电机废热回收系统

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，特别涉及一种发电机废热回收系统。

背景技术

众所周知，目前世界上的各种燃气燃油发动机(动力)的热效率大都在30％～40％，也就是说发动机燃料能量除少部分用于做功，产生动力以外，其余的大部分都变为热能，散失到大气中，浪费掉了。

为此，各国都研发了各种类型的余热回收装置，由于发动机通常应用于汽车领域，导致其具有移动的特殊性，尚无好的余热回收利用方案，因此，目前的余热回收系统主要集中在发电机动力领域。发电机领域的余热热回收，国外已有应用，技术也日渐成熟，但国内还处于起步阶段，各行业少有应用，有的企业引进了国外的系统，使用效果大都不理想。究其原因，主要是国外系统，不适应国情，不仅设备价格高、维护相对复杂，对维保人员的素质要求也相应较高。

因此，如何提供一种回收利用系统，使其结构简单，成本低，便于维护，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种发电机废热回收系统，以达到使其结构简单，成本低，便于维护的目的。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案：

一种发电机废热回收系统，包括：

保温水箱；

气-水换热组件，包括设置于所述保温水箱中的气-水换热器，所述气-水换热器的进气口与发电机的排气管连接，出气口延伸至所述保温水箱外；

水-水换热组件，包括发电机水冷管路以及并联在所述发电机水冷管路的回水段和出水段之间的换热支路以及散热支路，所述换热支路包括第一电磁阀及与所述第一电磁阀串联的水-水换热器，所述水-水换热器设置于所述保温水箱中，所述散热支路包括第二电磁阀以及与所述第二电磁阀串联的散热水箱，所述发电机水冷管路上设置有温度传感器，且所述发电机水冷管路的出水段上设置有第一输送泵；

控制器，所述控制器用于根据所述温度传感器的信号控制所述第一输送泵、第一电磁阀以及第二电磁阀按照预定指令动作。

优选地，还包括回收组件，所述回收组件包括出水管、回水管、送水管以及蓄水罐，所述蓄水罐通过所述出水管以及所述回水管与所述保温水箱连接形成热水回路，所述出水管上设置有第二输送泵，所述送水管一端与所述蓄水罐连接且所述送水管上设置有控制阀。

优选地，所述保温水箱以及所述蓄水罐的外部均包覆有保温层。

优选地，所述保温水箱上设置有补水管。

优选地，所述补水管上设置有软水器。

优选地，所述保温水箱上设置有夹层，所述夹层内设置有与所述保温水箱连通的排气管以及溢流管，所述排气管上设置有安全阀，所述溢流管上设置有溢流阀，且所述安全阀与所述溢流阀均与所述控制器的信号输入端连接，所述控制器根据所述安全阀或所述溢流阀的信号报警。

优选地，所述保温水箱底部还设置有排污管，所述排污管上设置有排污阀。

优选地，所述气-水换热器倾斜设置，且所述气-水换热器的进气口低于出气口。

优选地，所述气-水换热组件还包括冷凝水排管，所述冷凝水排管连接在所述气-水换热器的最低点处。

优选地，所述气-水换热器以及所述水-水换热器均设置于所述保温水箱的底部。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的发电机废热回收系统，包括保温水箱、气-水换热组件、水-水换热组件以及控制器，其中，保温水箱用于盛放换热介质，如水等；气-水换热组件包括设置于保温水箱中的气-水换热器，气-水换热器的进气口与发电机的排气管连接，出气口延伸至保温水箱外；水-水换热组件包括发电机水冷管路以及并联在发电机水冷管路的回水段和出水段之间的换热支路以及散热支路，换热支路包括第一电磁阀及与第一电磁阀串联的水-水换热器，水-水换热器设置于保温水箱中，散热支路包括第二电磁阀以及与第二电磁阀串联的散热水箱，发电机水冷管路上设置有温度传感器，且发电机水冷管路的出水段上设置有第一输送泵；控制器用于根据温度传感器的信号控制第一输送泵、第一电磁阀以及第二电磁阀按照预定指令动作；

当发电机启动后进入怠速运行状态，尾气通过气-水换热器与保温水箱中的冷水进行热交换，当发动机预热达到正常工作温度和油压达到预定值后，发电机进入高速运行状态，发电机水冷管路的温度会继续上升，当发电机水冷管路中的温度升高至第一预设温度时，控制器第一输送泵和第一电磁阀，水-水换热器开始对发电机水冷管路内的冷却水(此时该水是高温水)进行换热，这样，通过上述两个换热器分别对发电机的废气余热以及发电机水冷管路内的热水中的余热进行回收利用；当保温水箱内回收的热量没有及时使用或用量不大时，保温水箱内的水温会升高，导致发电机的温度也会继续升高，当发电机水冷管路的温度上升至第二预设温度时，控制器启动第二电磁阀，通过散热水箱及进行散热，以降低发电机温度，保证发电机的平稳运行，反之当水温降下来以后，控制器关闭第二电磁阀；

由此可见，上述的发电机废热回收系统结构简单，成本低，使用的都是目前常见的设备，便于维护，且能够对废气余热以及冷却水余热同时综合回收利用，具有较高的热回收效率。

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为本发明实施例提供的发电机废热回收系统的俯视图；

图2为本发明实施例提供的发电机废热回收系统的部分结构的主视图；

图3为本发明实施例提供的发电机废热回收系统的部分结构的仰视图。

具体实施方式

本发明提供了一种发电机废热回收系统，以达到使其结构简单，成本低，便于维护的目的。

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。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的发电机废热回收系统的俯视图。

本发明提供的一种发电机废热回收系统，包括保温水箱1、气-水换热组件、水-水换热组件以及控制器6。

其中，保温水箱1用于盛放换热介质，如水等；气-水换热组件包括设置于保温水箱1中的气-水换热器12，气-水换热器12的进气口与发电机2的排气管19连接，出气口延伸至保温水箱1外；水-水换热组件包括发电机水冷管路4以及并联在发电机水冷管路4的回水段和出水段之间的换热支路以及散热支路，换热支路包括第一电磁阀9及与第一电磁阀9串联的水-水换热器10，水-水换热器10设置于保温水箱1中，散热支路包括第二电磁阀7以及与第二电磁阀7串联的散热水箱8，发电机水冷管路4上设置有温度传感器3，且发电机水冷管路4的出水段上设置有第一输送泵5；控制器6用于根据温度传感器3的信号控制第一输送泵5、第一电磁阀9以及第二电磁阀7按照预定指令动作。

与现有技术相比，本发明提供的发电机废热回收系统，当发电机2启动后进入怠速运行状态，尾气通过气-水换热器12与保温水箱1中的冷水进行热交换，当水温达到发动机正常工作温度后，发电机2进入高速运行状态，发电机水冷管路4的温度会继续上升，当发电机水冷管路4中的温度升高至第一预设温度时，控制器6第一输送泵5和第一电磁阀9，水-水换热器10开始对发电机水冷管路4内的冷却水进行换热，这样，通过上述两个换热器分别对发电机2的废气余热以及发电机水冷管路4内的热水中的余热进行回收利用；当保温水箱1内回收的热量没有及时使用或用量不大时，保温水箱1内的水温会升高，导致发电机2的温度也会继续升高，当发电机水冷管路4的温度上升至第二预设温度时，控制器6启动第二电磁阀7，通过散热水箱8进行散热，以降低发电机2温度，保证发电机2的平稳运行，反之当水温降下来以后，控制器6关闭第二电磁阀7；

由此可见，上述的发电机废热回收系统结构简单，成本低，使用的都是目前常见的设备，便于维护，且能够对废气余热以及冷却水余热同时综合回收利用，具有较高的热回收效率，可达到80％～90％。

为保证发电机2的正常运行，在散热支路还应当包括用于对散热水箱8进行散热的散热风扇27，散热风扇27与控制器6电连接，这样，控制器2可在开启第二电磁阀7的同时，开启散热风扇27，以提高散热水箱8的散热效率，并且控制器6可根据温度传感器3传回的温度信号，调控散热风扇27的转速，从而在保证发电机2正常运行的同时，降低能耗。

为便于对保温水箱1内回收的余热进行利用，在本发明实施例中，发电机废热回收系统还包括回收组件，回收组件包括出水管17、回水管13、送水管16以及蓄水罐14，蓄水罐14通过出水管17以及回水管13与保温水箱1连接形成热水回路，出水管17上设置有第二输送泵18，送水管16一端与蓄水罐14连接且送水管16上设置有控制阀15。

上述的回收组件仅仅是本发明实施例提供的一种优选实施方案，并不仅限于此一种，本领域技术人员可以根据需要进行改进，比如，可将蓄水罐14移除，直接使用三通将出水管17、回水管13以及送水管16连接等等。

进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，保温水箱1以及蓄水罐14的外部均包覆有保温层，这样，能够有效地避免回收的余热的热量散失。当然，保温结构并不仅限于上述一种，还可以通过在保温水箱1及蓄水罐14上设置真空夹层来实现保温。

在使用上述回收组件对余热再利用之后，会导致保温水箱1内水位下降，因此，为保证发电机废热回收系统能够正常工作，必须向保温水箱1内补充交换介质，在本发明实施例中，为了达到上述目的，请参阅图2和图3,，图2为本发明实施例提供的发电机废热回收系统的部分结构的主视图，图3为本发明实施例提供的发电机废热回收系统的部分结构的仰视图，保温水箱1上设置有补水管11，补水管11的一端伸入保温水箱1内，另一端可直接与自来水管连接。

由于各地区水质不同，在水质较硬的地区使用发电机废热回收系统时，直接使用自来水补水容易导致保温水箱1的内壁及换热器的外壁形成水垢，影响换热效果，从而导致回收效率降低，为此，在本发明实施例中，补水管11上设置有软水器23。

上述系统在使用过程中，若出现进水压力过大或者温控故障，容易使保温水箱1内处于意外的高温高压状态，导致危险发生，因此，为避免上述安全隐患，在本发明实施例中，保温水箱1上设置有夹层，夹层内设置有溢流管20，溢流管20上设置有溢流阀22，且溢流阀22与控制器6的信号输入端连接，这样，在保温水箱1内处于意外的高温高压状态时，溢流阀22会自动打开并通过控制器6报警。

进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，夹层内还设置有与保温水箱1连通的排气管19，排气管19上设置有安全阀21，且安全阀21也与控制器6的信号输入端连接。当保温水箱1由于未及时补水或管路、箱体漏水等原因而处于缺水状态时，保温水箱1内容易出现高压热蒸汽，通过设置上述的排气管19及安全阀21，能够在保温水箱1内的压力超出安全压力时，自动泄压，并通过控制器6报警，并且控制器6可根据安全阀21以及溢流阀22传回的信号显示具体故障。

为便于保温水箱1的日后清理维护，在本发明实施例中，保温水箱1底部还设置有排污管25，排污管25上设置有排污阀26。

由于高温气体具有向上走的特性，为了保证排气顺畅，避免影响发电机2功率，在本发明实施例中，气-水换热器12倾斜设置，且气-水换热器12的进气口低于出气口，通过这种结构，能够有效地保证发电机2排气顺畅，从而保证其平稳运行。

在气-水换热器12中，由于热交换导致尾气降温，容易在气-水换热器12的内部出现冷凝水，因此，在本发明实施例中，如图2和图3所示，气-水换热组件12还包括冷凝水排管24，冷凝水排管24连接在气-水换热器12的最低点处。

保温水箱1内的换热介质温度升高后，会自行上升，为保证换热效果，避免保温水箱1内出现上热下冷的局面，在本发明实施例中，气-水换热器12以及水-水换热器10均设置于保温水箱1的底部，这样，当保温水箱1内的换热介质受热后上升，而温度较低的换热介质顺势沉降，如此交替往复形成循环，有助于保温水箱1内温度均衡，充分发挥换热效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种发电机废热回收系统，其特征在于，包括：

保温水箱；

气-水换热组件，包括设置于所述保温水箱中的气-水换热器，所述气-水换热器的进气口与发电机的排气管连接，出气口延伸至所述保温水箱外；

水-水换热组件，包括发电机水冷管路以及并联在所述发电机水冷管路的回水段和出水段之间的换热支路以及散热支路，所述换热支路包括第一电磁阀及与所述第一电磁阀串联的水-水换热器，所述水-水换热器设置于所述保温水箱中，所述散热支路包括第二电磁阀以及与所述第二电磁阀串联的散热水箱，所述发电机水冷管路上设置有温度传感器，且所述发电机水冷管路的出水段上设置有第一输送泵；

控制器，所述控制器用于根据所述温度传感器的信号控制所述第一输送泵、第一电磁阀以及第二电磁阀按照预定指令动作。

2.根据权利要求1所述的发电机废热回收系统，其特征在于，还包括回收组件，所述回收组件包括出水管、回水管、送水管以及蓄水罐，所述蓄水罐通过所述出水管以及所述回水管与所述保温水箱连接形成热水回路，所述出水管上设置有第二输送泵，所述送水管一端与所述蓄水罐连接且所述送水管上设置有控制阀。

3.根据权利要求2所述的发电机废热回收系统，其特征在于，所述保温水箱以及所述蓄水罐的外部均包覆有保温层。

4.根据权利要求1所述的发电机废热回收系统，其特征在于，所述保温水箱上设置有补水管。

5.根据权利要求4所述的发电机废热回收系统，其特征在于，所述补水管上设置有软水器。

6.根据权利要求1所述的发电机废热回收系统，其特征在于，所述保温水箱上设置有夹层，所述夹层内设置有与所述保温水箱连通的排气管以及溢流管，所述排气管上设置有安全阀，所述溢流管上设置有溢流阀，且所述安全阀与所述溢流阀均与所述控制器的信号输入端连接，所述控制器根据所述安全阀或所述溢流阀的信号报警。

7.根据权利要求1所述的发电机废热回收系统，其特征在于，所述保温水箱底部还设置有排污管，所述排污管上设置有排污阀。

8.根据权利要求1-7任一项所述的发电机废热回收系统，其特征在于，所述气-水换热器倾斜设置，且所述气-水换热器的进气口低于出气口。

9.根据权利要求8所述的发电机废热回收系统，其特征在于，所述气-水换热组件还包括冷凝水排管，所述冷凝水排管连接在所述气-水换热器的最低点处。

10.根据权利要求1-7任一项所述的发电机废热回收系统，其特征在于，所述气-水换热器以及所述水-水换热器均设置于所述保温水箱的底部。