CN110425738A - 一种蓄能式工业热风机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄能式工业热风机，包括温控系统、机壳、设于机壳中的第一风机、加热器和蓄热装置，机壳具有进风口和出风口，第一风机设置在进风口，加热器位于第一风机的前方，蓄热装置位于加热器的前方，蓄热装置包括热源、外壳和填充在外壳内的蓄热材料，热源与蓄热材料进行热交换以加热蓄热材料并蓄热，由进风口进入的冷空气经加热器加热后，再被蓄热材料加热以便对出风口热风的温度进行调控。本发明采用蓄热材料对加热后空气再次加热，基于蓄热材料相变温度的特点，使蓄热材料温度处于准恒温温度带，出风口热风温度由蓄热材料的温度和风机速度决定和调控，能够实现对目标温度的再修正；基于蓄热材料的蓄热特性，本发明具有节能、蓄能效果。

Description

一种蓄能式工业热风机
技术领域
本发明涉及一种工业热风机，尤其涉及一种蓄能式工业热风机。
背景技术
工业热风机一般由风机、加热器和温控系统组成。其中，燃气工业热风机的加热器是燃气燃烧器，其安装在燃烧室内，通过燃烧器燃烧加热冷空气并由风扇转动形成热风从出风口送出。电热风机的加热器是电加热器，冷空气从进风口由风机送入，通过电加热器加热形成热风从出风口送出。电热风机根据出风口的温度对电加热器的功率和风机的转速进行控制从而实现调温。
但是，现有的工业热风机存在着以下缺陷：
⑴温度控制系统的测温传感器多为铠装的热电偶或热电阻，其优点是可以提高传感器的抗干扰性能(如抗腐蚀、抗震动)，还可以使执行元件稳定工作，不会产生对干扰的误响应。但是，传感器存在着温度检测滞后的缺点，即实际的温场已经达到系统所设定的温度，但是由于传感器没有检测到，而使执行元件继续工作，从而导致温场温度在滞后时间内偏离设定值越来越大。
⑵温度控制系统的一部分元器件在较高的环境温度中工作，不但会对系统的仪器、仪表等造成一定损坏，而且对控温的准确性影响也较大，尤其是对于使用热电偶作测温传感器的系统的影响更大。
⑶为了安装方便或用户使用温场方便，测温传感器大多安装在温场的角落位置，对于温场较大、开口较多或没有循环装置的不均匀系统而言，测温传感器作为测温点很可能没有代表性而无法准确反映温度情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低、可实现对目标温度的再修正、节能、蓄能的蓄能式工业热风机。
本发明的目的通过以下的技术措施来实现：一种蓄能式工业热风机，其特征在于：它包括温控系统、机壳、设于所述机壳中的第一风机、加热器和蓄热装置，所述机壳具有进风口和出风口，所述第一风机设置在进风口，所述加热器位于所述第一风机的前方，而所述蓄热装置则位于所述加热器的前方，所述蓄热装置包括热源、外壳和填充在外壳内的蓄热材料，所述热源与蓄热材料进行热交换以加热蓄热材料并蓄热，由进风口进入的冷空气经加热器加热后，再被蓄热材料加热以便对出风口热风的温度进行调控。
蓄热材料是一种能够储存热能的化学材料，它在相变温度下发生物相变化，并伴随着吸收或放出热量。相变温度不是一个具体温度值，而是温度带。
目标温度是系统所设定的温度，温场的温度期望达到此设定温度。蓄热材料相变温度的最高温度高于或等于目标温度。
本发明采用蓄热材料对经加热器加热后空气进行再次加热，基于蓄热材料的相变温度的特点，可使蓄热材料的温度处于准恒温温度带，而出风口热风的温度由蓄热材料的温度和风机速度决定和调控，因此能够实现对目标温度的再修正；而且，基于蓄热材料的蓄热特性，本发明具有节能、蓄能的效果。
作为本发明的一种实施方式，所述蓄能式工业热风机还包括设于所述机壳中的第二风机，所述第二风机设置在所述蓄热装置的前方。
本发明所述热源与蓄热材料的热交换形式为热传导、热对流或热辐射等，不局限于其中一种热交换形式。
作为本发明的一种实施方式，所述加热器为电加热器。
作为本发明的另一种实施方式，所述加热器为生物质油炉加热器或煤油炉加热器。
本发明在所述进风口内且位于第一风机的后方设有用于对冷空气进行冷凝干燥的冷凝器。
作为本发明的一种优选实施方式，所述热源为由电力加热的加热管，所述加热管伸入外壳内与蓄热材料相接触。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述热源主要由油箱和加热管组成，所述加热管的两端连接油箱构成一内有导热油流动的循环回路，所述加热管位于所述外壳内与蓄热材料相接触。
作为本发明推荐的实施方式，所述蓄热装置的外壳为多个并列排布并连为一体的管体，所述外壳的外缘与机壳的内壁相连，所述加热管伸入所述管体内与蓄热材料相接触。
作为本发明的一种优选实施方式，所述温控系统包括控制器、与控制器相连的第一测温传感器和第二测温传感器，所述控制器还分别与加热器、第一风机、第二风机和所述热源连接，所述第一测温传感器设置在蓄热材料中用于感测蓄热材料的温度，所述第二测温传感器设置在蓄热装置的后方用于感测经加热器加热后的热风温度，所述第一测温传感器感测的温度高于蓄热材料相变温度的最高温度时，由控制器控制关闭热源，反之，低于相变温度的最低温度时，由控制器控制开启热源；所述控制器根据第二测温传感器感测的温度对第一风机的转速进行调节。
与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：
⑴本发明采用蓄热材料对经加热器加热后空气进行再次加热，基于蓄热材料的相变温度的特点，可使蓄热材料的温度处于准恒温温度带，而出风口热风的温度由蓄热材料的温度和风机速度决定和调控，因此能够实现对目标温度的再修正。
⑵本发明基于蓄热材料的蓄热特性，具有节能、蓄能的效果。
⑶本发明结构简单、成本低，实用性强，适于广泛推广和使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是本发明实施例3的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，是本发明一种蓄能式工业热风机，它包括温控系统、机壳1、设于机壳1中的第一风机2、第二风机3、加热器4、冷凝器7和蓄热装置，机壳1具有进风口5和出风口6，第一风机2设置在进风口5，第二风机3设置在蓄热装置的前方，即位于蓄热装置和出风口6之间。加热器采用电加热器，电加热器位于第一风机2的前方，而蓄热装置则位于电加热器的前方，冷凝器7用于对冷空气A进行冷凝干燥，它设于进风口5内且位于第一风机2的后方。蓄热装置包括热源、外壳和填充在外壳内的蓄热材料10，蓄热材料10相变温度的最高温度高于或等于目标温度。热源与蓄热材料10进行热交换以加热蓄热材料10并蓄热，由进风口5进入的冷空气A经电加热器加热后，再被蓄热材料10加热以便对出风口热风的温度进行调控。
在本实施例中，热源与蓄热材料的热交换形式为热传导，在其它实施例中，热源与蓄热材料的热交换形式还可以是热对流或热辐射等，也可以是多种热交换形式并用。蓄热装置的外壳为多个并列排布并连为一体的管体8，外壳的外缘与机壳1的内壁相连，热源为由电力加热的加热管，即电加热管9，每个电加热管9对应伸入一个管体8内与其中的蓄热材料10相接触。
温控系统包括控制器11、与控制器11相连的第一测温传感器和第二测温传感器(图中未画出)，控制器11还分别与加热器4、第一风机2、第二风机3和电加热管9连接，第一测温传感器设置在蓄热材料10中用于感测蓄热材料10的温度，第二测温传感器设置在蓄热装置的后方用于感测经加热器4加热后的热风温度，第一测温传感器感测的温度高于蓄热材料10相变温度的最高温度时，由控制器11控制关闭电加热管9，反之，低于相变温度的最低温度时，由控制器11控制开启电加热管9；控制器11根据第二测温传感器感测的温度对第一风机2的转速进行调节。
本发明蓄热装置的工作机理是：蓄热材料是一种能够储存热能的化学材料，它在相变温度下发生物相变化，并伴随着吸收或放出热量。相变温度不是一个具体温度值，而是温度带。以20℃温度调节蓄热材料为例，当外界温度高于20℃时，蓄热材料吸收环境中的热量进行储存，并使得环境温度降低；当外界温度低于20℃时，蓄热材料将会把之前所储存的热量释放给外界环境，依次循环，维持在一个相对恒温状态(准恒温)。如果进风温度低于相变温度的最低温度时，根据进风温度，调节风速，调节换热系数，实现空气需热功率与相变补热功率平衡。如果进风温度高于相变温度的最高温度时，则报警上段禁热。固液态的相变温度，为温度调节提供了稳定性和精准性。
本发明的工作过程是：冷空气由进风口进入，经过冷凝器冷凝干燥，再由风机抽动经过加热器，对空气进行加热，加热后的热风经过蓄热装置，被蓄热材料再次加热，蓄热装置的电加热管控制蓄热材料的温度处于准恒温温度带。出风口热风温度由蓄热材料的温度和风机速度决定和调控，PLC运算，即出风口热风温度会被蓄热材料再次调整。蓄热装置的温度由加热器和风速决定，由加热器功率调控，PLC运算。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：加热器采用生物质油炉加热器12。
本实施例的工作过程是：冷空气由进风口进入，经过冷凝器冷凝干燥，再由风机抽动经过加热器，对空气进行加热，加热器为生物质油炉加热器，可以调节火焰至少三档。如果进入蓄热装置前温度超目标温度，降低火焰档。加热后的热风经过蓄热装置，被蓄热材料再次加热，蓄热装置的电加热管控制蓄热材料的温度处于准恒温温度带。出风口热风温度由蓄热材料的温度和风机速度决定和调控，PLC运算。蓄热装置的温度由加热器和风速决定，由调控火焰档完成。
实施例3
如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：热源主要由油箱13和加热管14组成，加热管14的两端连接油箱13构成一内有导热油流动的循环回路，加热管14为蛇形管，蓄热装置的外壳为多个并列排布并连为一体的管体8，外壳的外缘与机壳的内壁相连，该蛇形管的直管段对应位于各管体中与蓄热材料10相接触。油箱13中的导热油由电热管15加热，控制器11分别与电热管15、循环回路上的循环泵16连接，用于控制电热管15和循环泵16的启停。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明的蓄热装置、热源、加热器等还具有其它实施方式，因此本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蓄能式工业热风机，其特征在于：它包括温控系统、机壳、设于所述机壳中的第一风机、加热器和蓄热装置，所述机壳具有进风口和出风口，所述第一风机设置在进风口，所述加热器位于所述第一风机的前方，而所述蓄热装置则位于所述加热器的前方，所述蓄热装置包括热源、外壳和填充在外壳内的蓄热材料，所述热源与蓄热材料进行热交换以加热蓄热材料并蓄热，由进风口进入的冷空气经加热器加热后，再被蓄热材料加热以便对出风口热风的温度进行调控。
2.根据权利要求1所述的蓄能式工业热风机，其特征在于：所述蓄能式工业热风机还包括设于所述机壳中的第二风机，所述第二风机设置在所述蓄热装置的前方。
3.根据权利要求2所述的蓄能式工业热风机，其特征在于：所述热源与蓄热材料的热交换形式为热传导、热对流或热辐射。
4.根据权利要求3所述的蓄能式工业热风机，其特征在于：蓄热材料相变温度的最高温度高于或等于目标温度。
5.根据权利要求4所述的蓄能式工业热风机，其特征在于：所述加热器为电加热器或生物质油炉加热器或煤油炉加热器。
6.根据权利要求5所述的蓄能式工业热风机，其特征在于：在所述进风口内且位于第一风机的后方设有用于对冷空气进行冷凝干燥的冷凝器。
7.根据权利要求6所述的蓄能式工业热风机，其特征在于：所述热源为由电力加热的加热管，所述加热管伸入外壳内与蓄热材料相接触。
8.根据权利要求6所述的蓄能式工业热风机，其特征在于：所述热源主要由油箱和加热管组成，所述加热管的两端连接油箱构成一内有导热油流动的循环回路，所述加热管位于所述外壳内与蓄热材料相接触。
9.根据权利要求7或8所述的蓄能式工业热风机，其特征在于：所述蓄热装置的外壳为多个并列排布并连为一体的管体，所述外壳的外缘与机壳的内壁相连，所述加热管伸入所述管体内与蓄热材料相接触。
10.根据权利要求9所述的蓄能式工业热风机，其特征在于：所述温控系统包括控制器、与控制器相连的第一测温传感器和第二测温传感器，所述控制器还分别与加热器、第一风机、第二风机和所述热源连接，所述第一测温传感器设置在蓄热材料中用于感测蓄热材料的温度，所述第二测温传感器设置在蓄热装置的后方用于感测经加热器加热后的热风温度，所述第一测温传感器感测的温度高于蓄热材料相变温度的最高温度时，由控制器控制关闭热源，反之，低于相变温度的最低温度时，由控制器控制开启热源；所述控制器根据第二测温传感器感测的温度对第一风机的转速进行调节。
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