CN114353169A - 一种应用于热泵干燥的余热利用装置及液位控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于热泵干燥的余热利用装置及液位控制方法，涉及工业节能技术领域，包括板式换热器及蓄水箱，所述蓄水箱与板式换热器之间通过上下两个管路连通。本发明，通过板式换热器、换热盘管与蓄水箱的配合设置以及在蓄水箱内设置温度传感器和液位传感器结构，在使用装置的过程中蓄水箱的水进行加热的时候，可以通过板式换热器、换热盘管将热泵干燥工艺中产生的大量可利用能得到充分利用，降低能量的浪费，并且通过温度传感器和液位传感器对装置进行双变量控制，不但提高了控制精度，而且并且能够保证设备的安全运行和蓄水箱出水口处温度维持在一定的范围内，极大地改善系统的稳定性。

Description

一种应用于热泵干燥的余热利用装置及液位控制方法

技术领域

本发明涉及工业节能技术领域，更具体的是涉及一种应用于热泵干燥的余热利用装置及液位控制方法。

背景技术

在工业生产中，水箱的加热装置大多采用电加热，可以达到对水箱的水温进行加热的目的；温度监测可以达到对加热器的工作控制，但是水箱加热器的单变量控制很有可能造成水箱发生干烧的现象，这是导致设备损毁的原因之一，为了防止加热设备干烧，可以利用液位探针等液位控制装置进行液位监测，但是会存在控制精确度不高的问题，影响系统的准确性，而且无法保证水箱的出口处水温维持在一定的范围内，导致水箱出口水温波动较大的问题。目前的加热装置中只采用电加热丝进行水温加热，不仅需要大量的能源投入，而且还会造成工业生产中大量的余热浪费；在水温控制系统中采用单变量的控制无法保证水箱出水口处水温维持在一定的温度范围内。

因此，提出一种应用于热泵干燥的余热利用装置及液位控制方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的在于：为了解决目前的加热装置中只采用电加热丝进行水温加热，不仅需要大量的能源投入，而且还会造成工业生产中大量的余热浪费；在水温控制系统中采用单变量的控制无法保证水箱出水口处水温维持在一定的温度范围内的问题，本发明提供一种应用于热泵干燥的余热利用装置及液位控制方法。

（二）技术方案

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种应用于热泵干燥的余热利用装置，包括板式换热器及蓄水箱，所述蓄水箱与板式换热器之间通过上下两个管路连通，所述蓄水箱与板式换热器之间底部的管路上固定连接有第一换热泵，所述蓄水箱内固定连接有换热盘管，所述换热盘管位于蓄水箱外部的其中一端固定连接有第二循环泵，所述蓄水箱的一侧出水管路上设有第三循环泵，所述蓄水箱的顶部固定连接有设有注水电磁阀的管路，所述蓄水箱的内壁底部设有液位传感器，所述蓄水箱的内部设置有温度传感器，所述蓄水箱内位于温度传感器处设有电加热器。

进一步地，所述板式换热器通过总分汽缸过来的蒸汽与蓄水箱中的自来水进行热量交换，经过所述板式换热器热量交换后的冷凝水排至软化水箱。

进一步地，所述换热盘管通过余热回收换热器过来的与蓄水箱中的自来水进行热量交换，经过所述换热盘管热量交换后的冷凝水排至热泵次级回收系统。

进一步地，所述电加热器连接电源线，当所述板式换热器和换热盘管的热量不能满足加热到设定温度值时电加热器通电加热。

进一步地，所述注水电磁阀处的管路外接自来水，所述注水电磁阀控制补水管路的通断情况，所述蓄水箱有进水和回水两个管路接至热水用户处。

一种应用于热泵干燥的余热利用装置的液位控制方法，包括如下步骤：

S1：在加热前对蓄水箱内的水温进行监测，判断蓄水箱内温度。

S2：若蓄水箱中的水温低于设定范围的最小值，对蓄水箱中的液位进行检测。

S3：若蓄水箱中的液位小于设定范围的最小值，打开注水电磁阀，对蓄水箱进行注水，在注水过程中进行液位的实时监测，当蓄水箱中的液位高于液位设定范围的最大值时，注水电磁阀关闭。

S4：若步骤S3的结果大于设定的液位范围最大值，直接进行步骤S5。

S5：启动电加热器，对蓄水箱中的水进行加热，加热过程中对水温进行实时监测，当蓄水箱中的水温高于设定值温度时，关闭电加热器，停止加热。

一种应用于热泵干燥的余热利用装置的液位控制方法，包括如下步骤：

S1：在加热前对蓄水箱内的液位进行监测，判断蓄水箱内液位高度。

S2：若蓄水箱中的液位低于设定范围的最小值，打开注水电磁阀，对蓄水箱进行注水，在注水过程中进行液位的实时监测，当蓄水箱中的液位高于液位设定范围的最大值时，注水电磁阀关闭。

S3：若步骤S2的结果大于设定的液位范围最大值，直接进行步骤S4。

S4：对蓄水箱内的水进行温度判断，若蓄水箱中的温度小于设定范围的最小值，启动电加热器，对蓄水箱中的水进行加热，加热过程中对水温进行实时监测，当蓄水箱中的水温高于设定值温度时，关闭电加热器，停止加热

（三）有益效果

本发明的有益效果如下：

本发明，通过板式换热器、换热盘管与蓄水箱的配合设置以及在蓄水箱内设置温度传感器和液位传感器结构，在使用装置的过程中蓄水箱的水进行加热的时候，可以通过板式换热器、换热盘管将热泵干燥工艺中产生的大量可利用能得到充分利用，降低能量的浪费，并且通过温度传感器和液位传感器对装置进行双变量控制，不但提高了控制精度，而且并且能够保证设备的安全运行和蓄水箱出水口处温度维持在一定的范围内，极大地改善系统的稳定性。

附图说明

图1为本发明余热回收加热装置系统示意图；

图2为本发明水箱加热逻辑控制示意图；

图3为本发明水箱加热逻辑控制示意图。

附图标记：1、板式换热器；2、第一换热泵；3、蓄水箱；4、温度传感器；5、液位传感器；6、电加热器；7、换热盘管；8、第二循环泵；9、第三循环泵；10、注水电磁阀。

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。

请参阅图1，一种应用于热泵干燥的余热利用装置，包括板式换热器1及蓄水箱3，蓄水箱3与板式换热器1之间通过上下两个管路连通，蓄水箱3与板式换热器1之间底部的管路上固定连接有第一换热泵2，蓄水箱3内固定连接有换热盘管7，换热盘管7位于蓄水箱3外部的其中一端固定连接有第二循环泵8，蓄水箱3的一侧出水管路上设有第三循环泵9，蓄水箱3的顶部固定连接有设有注水电磁阀10的管路，蓄水箱3的内壁底部设有液位传感器5，蓄水箱3的内部设置有温度传感器4，蓄水箱3内位于温度传感器4处设有电加热器6。

板式换热器1通过总分汽缸过来的蒸汽与蓄水箱3中的自来水进行热量交换，经过板式换热器1热量交换后的冷凝水排至软化水箱。

换热盘管7通过余热回收换热器过来的与蓄水箱3中的自来水进行热量交换，经过换热盘管7热量交换后的冷凝水排至热泵次级回收系统。

电加热器6连接电源线，当板式换热器1和换热盘管7的热量不能满足加热到设定温度值时电加热器6通电加热。

注水电磁阀10处的管路外接自来水，注水电磁阀10控制补水管路的通断情况，蓄水箱3有进水和回水两个管路接至热水用户处。

当温度传感器4监测到蓄水箱3中水温低于设定值时，第一换热泵2和第二循环泵8将进行工作，通过板式热换器1和换热盘管7进行热量交换对蓄水箱3中的自来水进行加热，当余热无法满足用水温度加热需求时，对电加热器6通电进行工作，对蓄水箱3中的自来水进行加热，液位传感器5用来监测蓄水箱3中的液位，当蓄水箱3中的液位低于设定值时，注水电磁阀10将会打开，对蓄水箱3进行补水，补水过程中继续利用液位传感器5监测蓄水箱3中的液位，当达到高液位值时，注水电磁阀10关闭。

实施例1，请参阅图2，一种应用于热泵干燥的余热利用装置的液位控制方法，包括如下步骤：

S1：在加热前对蓄水箱3内的水温进行监测，判断蓄水箱3内温度。

S2：若蓄水箱3中的水温低于设定范围的最小值，对蓄水箱3中的液位进行检测。

S3：若蓄水箱3中的液位小于设定范围的最小值，打开注水电磁阀10，对蓄水箱3进行注水，在注水过程中进行液位的实时监测，当蓄水箱3中的液位高于液位设定范围的最大值时，注水电磁阀10关闭。

S4：若步骤S2的结果大于设定的液位范围最大值，直接进行步骤S5。

S5：启动电加热器6，对蓄水箱3中的水进行加热，加热过程中对水温进行实时监测，当蓄水箱3中的水温高于设定值温度时，关闭电加热器6，停止加热。

实施例2，请参阅图 3，一种应用于热泵干燥的余热利用装置的液位控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：在加热前对蓄水箱3内的液位进行监测，判断蓄水箱3内液位高度。

S2：若蓄水箱3中的液位低于设定范围的最小值，打开注水电磁阀10，对蓄水箱3进行注水，在注水过程中进行液位的实时监测，当蓄水箱3中的液位高于液位设定范围的最大值时，注水电磁阀10关闭。

S3：若步骤S1的结果大于设定的液位范围最大值，直接进行步骤S4。

S4：对蓄水箱3内的水进行温度判断，若蓄水箱3中的温度小于设定范围的最小值，启动电加热器6，对蓄水箱3中的水进行加热，加热过程中对水温进行实时监测，当蓄水箱3中的水温高于设定值温度时，关闭电加热器6，停止加热。

在上述两实施例中，水箱水温设定值为50℃，水箱液位范围设定值为1000至3000mm。

通过板式换热器1、换热盘管7与蓄水箱3的配合设置以及在蓄水箱3内设置温度传感器4和液位传感器5结构，在使用装置的过程中蓄水箱3的水进行加热的时候，可以通过板式换热器、换热盘管7将热泵干燥工艺中产生的大量可利用能得到充分利用，降低能量的浪费，并且通过温度传感器4和液位传感器5对装置进行双变量控制，不但提高了控制精度，而且并且能够保证设备的安全运行和蓄水箱3出水口处温度维持在一定的范围内，极大地改善系统的稳定性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种应用于热泵干燥的余热利用装置，其特征在于：包括板式换热器（1）及蓄水箱（3），所述蓄水箱（3）与板式换热器（1）之间通过上下两个管路连通，所述蓄水箱（3）与板式换热器（1）之间底部的管路上固定连接有第一换热泵（2），所述蓄水箱（3）内固定连接有换热盘管（7），所述换热盘管（7）位于蓄水箱（3）外部的其中一端固定连接有第二循环泵（8），所述蓄水箱（3）的一侧出水管路上设有第三循环泵（9），所述蓄水箱（3）的顶部固定连接有设有注水电磁阀（10）的管路，所述蓄水箱（3）的内壁底部设有液位传感器（5），所述蓄水箱（3）的内部设置有温度传感器（4），所述蓄水箱（3）内位于温度传感器（4）处设有电加热器（6）。

2.根据权利要求1所述的一种液位控制方法，其特征在于：所述板式换热器（1）通过总分汽缸过来的蒸汽与蓄水箱（3）中的自来水进行热量交换，经过所述板式换热器（1）热量交换后的冷凝水排至软化水箱。

3.根据权利要求1所述的一种液位控制方法，其特征在于：所述换热盘管（7）通过余热回收换热器过来的与蓄水箱（3）中的自来水进行热量交换，经过所述换热盘管（7）热量交换后的冷凝水排至热泵次级回收系统。

4.根据权利要求1所述的一种液位控制方法，其特征在于：所述电加热器（6）连接电源线，当所述板式换热器（1）和换热盘管（7）的热量不能满足加热到设定温度值时电加热器（6）通电加热。

5.根据权利要求1所述的一种液位控制方法，其特征在于：所述注水电磁阀（10）处的管路外接自来水，所述注水电磁阀（10）控制补水管路的通断情况，所述蓄水箱（3）有进水和回水两个管路接至热水用户处。

6.一种应用于热泵干燥的余热利用装置的液位控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：在加热前对蓄水箱（3）内的水温进行监测，判断蓄水箱（3）内温度。

S2：若蓄水箱（3）中的水温低于设定范围的最小值，对蓄水箱（3）中的液位进行检测。

S3：若蓄水箱（3）中的液位小于设定范围的最小值，打开注水电磁阀（10），对蓄水箱（3）进行注水，在注水过程中进行液位的实时监测，当蓄水箱（3）中的液位高于液位设定范围的最大值时，注水电磁阀（10）关闭。

S4：若步骤S2的结果大于设定的液位范围最大值，直接进行步骤S5。

S5：启动电加热器（6），对蓄水箱（3）中的水进行加热，加热过程中对水温进行实时监测，当蓄水箱（3）中的水温高于设定值温度时，关闭电加热器（6），停止加热。

7.一种应用于热泵干燥的余热利用装置的液位控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：在加热前对蓄水箱（3）内的液位进行监测，判断蓄水箱（3）内液位高度。

S2：若蓄水箱（3）中的液位低于设定范围的最小值，打开注水电磁阀（10），对蓄水箱（3）进行注水，在注水过程中进行液位的实时监测，当蓄水箱（3）中的液位高于液位设定范围的最大值时，注水电磁阀（10）关闭。

S3：若步骤S1的结果大于设定的液位范围最大值，直接进行步骤S4。

S4：对蓄水箱（3）内的水进行温度判断，若蓄水箱（3）中的温度小于设定范围的最小值，启动电加热器（6），对蓄水箱（3）中的水进行加热，加热过程中对水温进行实时监测，当蓄水箱（3）中的水温高于设定值温度时，关闭电加热器（6），停止加热。

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