CN115540637A - 一种余热回收装置及余热回收方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种余热回收装置，其包括箱体组件和导热管组件，箱体组件包括加热水箱、导热储油箱和隔热外层，加热水箱上端面设有过管通孔、进水口和出水口；导热储油箱设于加热水箱内，导热储油箱固定连接于加热水箱；导热管组件包括冷却管部件、储油管和回油管；冷却管部件用于供油液流过，冷却管部件包括进油管、出油管和导热管；导热管沿过管通孔穿过加热水箱，导热管进油端连接于进油管末端，导热管出油端连接于出油管始端；进油管上设有第一抽油泵，出油管上设有第一温控阀；储油管上设有第二温控阀；回油管上设有第二抽油泵。本申请具有提高余热回收装置的余热回收效率的效果。

Description

一种余热回收装置及余热回收方法

技术领域

本申请涉及能源回收的领域，尤其是涉及一种余热回收装置及余热回收方法。

背景技术

目前，在工业生产中，很多情况下需要通过油浴加热的方式将材料加热到指定的温度，完成加热后取走材料，待高温油液自然冷却；高温油液冷却的过程中，其中的余热得不到利用，消散在空气中，因此，为了能够减少余热的损耗，人们通常通过余热收集装置将高温油液中的余热收集起来。

相关技术中，人们通过余热收集装置来利用高温油液中的热能加热自来水，被加热后的自来水能够用于供人们使用；余热收集装置包括隔热外层、导热管和导热水箱，隔热外层将导热水箱包围，隔热外层与导热水箱间具有间隙，导热管置于间隙中，导热管呈螺旋状缠绕于导热水箱外侧，导热管外壁接触导热水箱外壁，将高温油液流过导热管，高温油液中的热量经过导热管和外热水箱外壁到自来水中，导热水箱中的自来水被加热。

针对上述中的相关技术，导热管仅与导热水箱外侧接触，导热面积有限；且导热管仅有一部分外壁与导热水箱外壁直接接触，导热管中的热量只有一部分能够通过热传导的方式传递至水箱外壁，另一部分热量则以热辐射的形式传递至隔热层和水箱外壁，综上所述，相关技术中余热回收装置回收余热的效率较低。

发明内容

为了提高余热回收装置的余热回收效率，本申请提供一种余热回收装置及余热回收方法。

第一方面，本申请提供一种余热回收装置，采用如下的技术方案：

一种余热回收装置，包括箱体组件和导热管组件，箱体组件包括加热水箱、导热储油箱和隔热外层，所述加热水箱用于盛装自来水，所述加热水箱上端面设有过管通孔、进水口和出水口；所述导热储油箱用于盛装油液，所述导热储油箱设于所述加热水箱内，所述导热储油箱固定连接于所述加热水箱；所述隔热外层包裹所述加热水箱；

所述导热管组件包括冷却管部件、储油管和回油管；所述冷却管部件用于供油液流过，所述冷却管部件包括进油管、出油管和导热管；所述导热管沿所述过管通孔穿过所述加热水箱，所述导热管进油端连接于所述进油管末端，所述导热管出油端连接于所述出油管始端；所述进油管上设有第一抽油泵，所述出油管上设有第一温控阀；所述储油管一端连接于所述导热管出油端，另一端连接于所述导热储油箱上端面，所述储油管上设有第二温控阀；所述回油管一端连接于所述导热管进油端，另一端设于所述导热储油箱内，所述回油管上设有第二抽油泵。。

通过采用上述技术方案，高温油液能够由第一抽油泵不断经进油管抽入余热回收装置，高温油液进入余热回收装置速度快，高温油液因放置和进入余热回收装置的过程中损失的热量较少；导热管置于加热水箱内部，导热管外壁与自来水完全接触，高温油液经过导热管时与加热水箱中自来水通过热传导的方式传递热量，传递热量的速度快，效率高，热传递过程中热量绝大部分通过导热管传递至自来水中；油液经过导热管后温度低于设定值时，第一温控阀打开且第二温控阀关闭，油液从出油管流出，油液经过导热管后温度高于设定值时，第二温控阀打开且第一温控阀关闭，油液经过回油管流入导热储油箱，油液仅在余热被最大程度利用后才会从出油管流出；导热储油箱中的高温油液通过导热储油箱能够将热量通过热传导的方式经过导热储油箱壁传递给加热水箱中的自来水，进一步提高了自来水的加热效率，当第一抽油泵将高温油液全部抽入余热回收装置以后，第二抽油泵开启，将导热储油箱中的油液抽入导热管进行冷却循环；自来水通过进水口进入加热水箱被加热后通过出水口流出加热水箱；综上所述，通过本方案，高温油液能快速进入余热回收装置，且高温油液在余热回收装置中时，热量能够快速且以热传导的方式直接传递给自来水，最后，当高温油液热量被最大程度上回收后才会被排出余热回收装置，极大地提高了余热回收装置的余热回收效率，同时能够对自来水快速加热。

优选的，所述导热管为导热毛细管，所述导热毛细管数量若干，所述导热储油箱外壁上设有支撑架，所述支撑架用于对所述导热毛细管进行固定。

通过采用上述技术方案，导热毛细管能够更加快速高效地传导热量，支撑架能够对导热毛细管起到支撑作用；提高了余热回收装置的余热回收效率，同时能够对自来水快速加热。

优选的，所述导热毛细管材料为铜，所述导热毛细管外径为6mm至8mm，所述毛细管壁厚为0.5mm至0.75mm。

通过采用上述技术方案，结合目前铜管加工工艺，导热毛细管采用外径为6mm至8mm，壁厚为0.5mm至0.75mm的铜管时导热效果更佳。

优选的，所述支撑架为导热金属片。

通过采用上述技术方案，导热金属片通过增加热传导面积的方式加快导热管内高温油液的热传导效率，缩短加热时间，提高了余热回收装置的余热回收效率。

优选的，所述导热金属片数量若干，所述导热金属片沿所述导热毛细管延伸方向等距排布。

通过采用上述技术方案，导热金属片能够稳固地支撑导热毛细管，同时导热金属片能够将导热毛细管上的热量更加均匀地传导到自来水中。

优选的，所述导热金属片沿端面拱起呈波浪线形。

通过采用上述技术方案，导热金属片能够与自来水具有更大的接触面积，进一步加快导热管内高温油液的热传导效率，缩短加热时间，提高了余热回收装置的余热回收效率。

优选的，所述出水口处设有第三温控阀，所述加热水箱侧壁上设有水位感应件，所述进水口处设有电控阀，所述电控阀与所述水位感应件电连接。

通过采用上述技术方案，自来水被加热至指定温度时才能通过出水口被排出，加热水箱中水位保持在水位感应件处，加热水箱能够持续输出被加热的恒温自来水。

优选的，所述导热管组件沿所述加热水箱凸出部分包裹有隔热件。

通过采用上述技术方案，通过隔热件进一步减少了高温油液进入余热回收装置过程中的热损耗，提高了余热回收装置的余热回收效率。

优选的，还包括油液收集箱，所述油液收集箱可拆卸连接于所述出油管末端。

通过采用上述技术方案，油液经过余热回收过程之后流入油液收集箱，能够继续使用。

第二方面，本申请提供一种余热回收方法，采用如下的技术方案：

一种余热回收方法，包括以下步骤：

S1：将自来水自所述进水口通入箱体组件，进油管始端连接于设备出油口，油液收集箱连接于出油管末端；

S2：打开所述第一抽油泵,油液被从设备中抽出；

S3：油液经过进油管流经导热毛细管至出油管始端，温度低于第一温度区间的油液经过出油管流入油液收集箱，温度高于第二温度区间的油液经过储油管流入导热储油箱，第一温度区间为t₁，第二温值间为t₂，t₁＞t₂；

S4：自来水温度高于第三温度区间时，自来水从出水口流出，第三温度区间为t₃；t₁＞t₂＞t_3；

S5：当设备中油液被抽完时，第一抽油泵关闭，第二抽油泵开启，导热储油箱中油液重复S2步骤直至经过出油管流入油液收集箱。

S6：当导热储油箱内油液被抽完时，第二抽油泵开启关闭。。

通过采用上述技术方案，高温油液能够被第一抽油泵快速从设备出油口抽入余热回收装置，高温油液在余热回收装置中温度低于第一温度区间最大值时被排到油液收集箱中；加热水箱中的自来水被加热到第三温度区间内时从出水口处输出。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.极大地提高了余热回收装置的余热回收效率；

2.能够对自来水快速加热；

3.能够控制油液排出时的温度；

4.能够控制自来水排出时的温度。

附图说明

图1是余热回收装置的主视方向内部示意图。

图2是余热回收装置的侧视方向内部示意图。

图3是余热回收装置的俯视方向内部示意图。

图4是进油三通管接件处的示意图。

图5是余热回收装置油路示意图。

附图标记说明：1、箱体组件；11、加热水箱；111、过管通孔；112、进水口；1121、电控阀；113、出水口；1131、第三温控阀；114、水位感应件；115、支撑柱；12、导热储油箱；121、导热金属片；13、隔热外层；2、导热管组件；21、冷却管部件；211、进油管；2111、第一抽油泵；212、出油管；2121、第一温控阀；213、导热毛细管；214、进油分液头；215、出油分液头；216、进油三通管接件；217、出油三通管接件；22、储油管；221、第二温控阀；23、回油管；231、第二抽油泵；3、油液收集箱。

具体实施方式

以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明，图5中箭头方向为油液流动方向。

目前，油浴加热通常将材料加热至100°C以上，完成加热后，用于加热的高温油液的温度也会在100°C以上，高温油液存放在设备中时，由于高温油温度与空气温度差值较大，因此高温油液中热量会快速辐射到空气中，产生热量损失，因此，需要快速将高温油液进行收集。

本申请实施例公开一种余热回收装置。

参照图1，一种余热回收装置包括箱体组件1、导热管组件2和油液收集箱3，其中，箱体组件1用于分别盛装自来水和高温油液，导热管组件2用于将设备中的高温油液快速抽入热回收装置，油液收集箱3为不锈钢箱体，油液收集箱3通过管接头与导热管组件2出油端进行连接，油液收集箱3用于收集经过余热回收后的油液。

参照图1和2，具体的，箱体组件1包括加热水箱11、导热储油箱12和隔热外层13，其中，加热水箱11为内壁涂有隔热油的不锈钢容器，加热水箱11用于盛装自来水，加热水箱11上端面上设有若干个直径为10mm的过管通孔111，过管通孔111分布于加热水箱11上端面的两个区域，两个区域分别靠近加热水箱11上端面的一组相对侧边设置；每个区域中过管通孔111数量相等，且每个区域中过管通孔111呈矩阵排布。

参照图1和2，加热水箱11于一组相对侧壁上分别设有进水口112和出水口113，俯视角度上看，进水口112、出水口113和两个过管通孔111分布区域分布设于加热水箱11一个侧边处；进水口112设于加热水箱11侧壁高度四分之三处，进水口112上设有电控阀1121，加热水箱11于进水口112下方10mm处设有水位感应件114，水位感应件114与电控阀1121电连接，水位感应件114用于感应加热水箱11中自来水的水位，当加热水箱11中自来水水位达到水位感应件114位置时，电控阀1121闭合，当加热水箱11中自来水水位低于水位感应件114位置时，电控阀1121开启；保证了加热水箱11中的水位保持在加热水箱11高度的四分之三处。

参照图2，出水口113设于加热水箱11底部位置上方20mm处，所述出水口113处设有第三温控阀1131，第三温控阀1131为连接有温度传感器的阀体，温度传感器设置有可调的温度区间，连接有温度传感器的阀体具有开启和闭合两个状态，当温度传感器感受到的温度从温度区间内升高至高于感温区间或降低至低于温度区间时，连接有温度传感器的阀体的状态均能发生相应的转化。具体的，第三温控阀1131上的温度传感器的温度区间调试为第三温度区间，第三温度区间为适于洗漱用水的温度区间，当第三温控阀1131上的温度传感器感受到的温度从第三温度区间内升高至超过第三温度区间时，第三温控阀1131开启，当第三温控阀1131上的温度传感器感受到的温度从第三温度区间内降低至低于第三温度区间时，第三温控阀1131关闭。通过上述结构，加热水箱11能够输出供人们洗漱使用的恒温自来水。

参照图1，具体的，导热储油箱12为不锈钢制的正方体箱体，导热储油箱12高度低于加热水箱11高度，导热储油箱12设于加热水箱11内部，导热储油箱12上端面与加热水箱11上端面重合，导热储油箱12的六个面分别平行于加热水箱11的六个面；竖直方向上，导热储油箱12中心线与加热水箱11中心线共线；俯视角度上看，导热储油箱12不与过管通孔111重合，导热储油箱12下端面与加热水箱11上端面之间设有支撑柱115，支撑柱115上端面连接于导热储油箱12下端面正中间处，支撑柱115下端面连接于加热水箱11正中间处，支撑柱115用于支撑导热储油箱12。隔热外层13为保温棉，隔热外层13沿加热水箱11的四个侧面和上端面包裹整个加热水箱11，隔热外层13能够很大程度上减小加热水箱11中自来水的热量和导热储油箱12中油液的热量通过热辐射的方式传递到空气中。

参照图1和4，导热管组件2包括冷却管部件21、储油管22和回油管23，导热管组件2沿加热水箱11上端面露出部分均包裹有隔热件，隔热件为隔热海绵；其中，冷却管部件21包括由铜制成的进油管211、导热管、出油管212、进油分液头214、出油分液头215、进油三通管接件216和出油三通管接件217；其中，进油三通管接件216和出油三通管接件217均为能够同时连接三个管端的铜制管接件；进油管211始端通过管接头可拆卸连接于设备，进油管211上设有第一抽油泵2111，第一抽油泵2111能够将设备中的高温油液抽入进油管211，进油管211末端连接于进油三通管接件216；进油三通管接件216还连接于进油分液头214和回油管23，导热管为数量为过管通孔111数量的二分之一，导热管为导热毛细管213，导热毛细管213外管径为6mm、7mm或8mm，导热毛细管213壁厚为0.5mm或0.75mm；导热毛细管213沿一个区域内的过管通孔111穿入加热水箱11，沿另一个区域内的过管通孔111穿出加热水箱11，导热毛细管213进油端连接于进油分液头214，导热毛细管213出油端连接于出油分液头215。

参照图1，导热储油箱12外端面上还设有支撑架，支撑架为铝制导热金属片121，导热金属片121端面呈波浪形，导热金属片121上设有固定孔，固定孔孔径适配于导热毛细管213外径，导热金属片121沿固定孔套设于导热毛细管213；导热金属片121数量若干，导热金属片121沿导热毛细管213延伸方向等距排布，导热金属片121拟端面垂直于导热毛细管213延伸方向。导热金属片121能够对导热毛细管213起到支撑作用，同时导热金属片121还能够增大导热毛细管213与自来水的接触面积，从而提高了导热毛细管213内高温油液的余热回收效率。

参照图1和3，具体的，出油三通管接件217连接于出油分液头215、出油管212进油端和储油管22；出油管212上设有第一温控阀2121，第一温控阀2121与上述第三温控阀1131相同；具体的，第一温控阀2121上的温度传感器的温度区间调试为第一温度区间，第一温度区间最小值＞第三温度区间最大值，当第一温控阀2121上的温度传感器感受到的温度从第一温度区间内升高至超过第一温度区间时，第一温控阀2121关闭，当第一温控阀2121上的温度传感器感受到的温度从第一温度区间内降低至低于第一温度区间时，第一温控阀2121开启。通过上述方案，经出油管212流出的油液温度被控制在第一温度区间之内。

参照图1和5，另外，储油管22为铜管，储油管22一端连接于出油三通管接件217，储油管22另一端连接于导热储油箱12上端面；储油管22上设有第二温控阀221，第二温控阀221与上述第三温控阀1131相同；第一温度区间最大值＞第二温度区间最大值＞第一温度区间最小值＞第二温度区间最小值，当第二温控阀221上的温度传感器感受到的温度从第二温度区间内升高至超过第二温度区间时，第二温控阀221开启，当第二温控阀221上的温度传感器感受到的温度从第二温度区间内降低至低于第二温度区间时，第二温控阀221开启。通过上述结构，超过第二温度区间最小值的高温油液会通过储油管22进入导热储油箱12。

参照图1，回油管23一端连接于进油三通管接件216，回油管23另一端设于导热储油箱12底部位置；回油管23上设有第二抽油泵231，第二抽油泵231用于将导热储油箱12内的高温油液抽入导热毛细管213。

参照图5，综上所述，高温油液能够被进油管211上的第一抽油泵2111快速收集到余热回收装置中，高温油液首先经过导热毛细管213进行热回收，高温油液经过导热毛细管213后若温度小于第一温度区间最大值，则能够通过出油管212进入油液收集箱3；高温油液经过导热毛细管213后若温度＞第二温度区间最小值，则能够经过储油管22进入导热储油箱12，在导热储油箱12内进行余热回收，最后，导热储油箱12内的油液被第二抽油泵231再次抽入导热毛细管213，重复上述过程，直到油液温度低于第一温度区间最大值时，油液经过出油管212进入油液收集箱3。整个上述过程中，高温油液能够快速进入余热回收装置，很大程度上减少了热量流失；高温油液均采用热传导的方式将热传递加热水箱11中的自来水，且换热面积大，余热回收效率极高，同时余热回收速率极快；最后，高温油液中的余热被回收后为自来水加热，供人们使用。

本申请实施例一种余热回收装置的实施原理为：第一抽油泵2111将设备中的高温油液快速抽入余热回收装置，高温油液在余热回收装置中的热量几乎全部以热传导的方式传递给加热水箱11中的自来水，且加热水箱11外表面包裹有隔热外层13，很大程度上减少了热量的流失；另外，通过控制输出油液的温度来将油液中的余热收集最大化，最终极大地提高了余热回收装置的余热回收效率。

本申请实施例还公开一种余热回收方法。

一种余热回收方法包括：

S1：将自来水自所述进水口112通入箱体组件1，进油管211始端连接于设备出油口，油液收集箱3连接于出油管212末端；

S2：打开所述第一抽油泵2111,油液被从设备中抽出；

S3：油液经过进油管211流经导热毛细管213至出油管212始端，油液温度上升至高于第一温度区间最大值t₁₁时，第一温控阀2121关闭；油液温度降低至低于第一温度区间最小值t₁时，第一温控阀2121开启，油液经过出油管212流入油液收集箱3；油液经过进油管211流经导热毛细管213至储油管22始端，油液温度上升至高于第二温度区间最大值t₂₂时，第二温控阀221开启，油液经过储油管22流入导热储油箱12；油液温度降低至低于第二温度区间最小值t₂时，第二温控阀221关闭；t₁₁＞t₂₂＞t₁＞t₂；

S4：自来水温度升高至高于第三温度区间最大值t₃₃时，第三温控阀1131开启，自来水从出水口113流出；自来水温度降低至低于第三温度区间最小值t₃时，第三温控阀1131闭合；第三温度区间为t3；t₁₁＞t₂₂＞t₁＞t₂＞t₃₃＞t₃；

S5：当设备中油液被抽完时，第一抽油泵2111关闭，第二抽油泵231开启，导热储油箱12中油液重复S2步骤直至经过出油管212流入油液收集箱3。

S6：当导热储油箱12内油液被抽完时，第二抽油泵231开启关闭。

本申请实施例一种余热回收方法的实施原理为：余热回收装置通过上述方案能够输出的油液温度在第一温度区间最大值以下，余热回收装置输出的自来水温度在第三温度区间以内，且油液在一定范围内温度来回波动时，不会引起温控阀的频繁启闭。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种余热回收装置，其特征在于：包括箱体组件(1)和导热管组件(2)，箱体组件(1)包括加热水箱(11)、导热储油箱(12)和隔热外层(13)，所述加热水箱(11)用于盛装自来水，所述加热水箱(11)上端面设有过管通孔(111)、进水口(112)和出水口(113)；所述导热储油箱(12)用于盛装油液，所述导热储油箱(12)设于所述加热水箱(11)内，所述导热储油箱(12)固定连接于所述加热水箱(11)；所述隔热外层(13)包裹所述加热水箱(11)；

所述导热管组件(2)包括冷却管部件(21)、储油管(22)和回油管(23)；所述冷却管部件(21)用于供油液流过，所述冷却管部件(21)包括进油管(211)、出油管(212)和导热管；所述导热管沿所述过管通孔(111)穿过所述加热水箱(11)，所述导热管进油端连接于所述进油管(211)末端，所述导热管出油端连接于所述出油管(212)始端；所述进油管(211)上设有第一抽油泵(2111)，所述出油管(212)上设有第一温控阀(2121)；所述储油管(22)一端连接于所述导热管出油端，另一端连接于所述导热储油箱(12)上端面，所述储油管(22)上设有第二温控阀(221)；所述回油管(23)一端连接于所述导热管进油端，另一端设于所述导热储油箱(12)内，所述回油管(23)上设有第二抽油泵(231)。

2.根据权利要求1所述的一种余热回收装置，其特征在于：所述导热管为导热毛细管(213)，所述导热毛细管(213)数量若干，所述导热储油箱(12)外壁上设有支撑架，所述支撑架用于对所述导热毛细管(213)进行固定。

3.根据权利要求2所述的一种余热回收装置，其特征在于：所述导热毛细管(213)材料为铜，所述导热毛细管(213)外径为6mm至8mm，所述毛细管壁厚为0.5mm至0.75mm。

4.根据权利要求2所述的一种余热回收装置，其特征在于：所述支撑架为导热金属片(121)。

5.根据权利要求4所述的一种余热回收装置，其特征在于：所述导热金属片(121)数量若干，所述导热金属片(121)沿所述导热毛细管(213)延伸方向等距排布。

6.根据权利要求4所述的一种余热回收装置，其特征在于：所述导热金属片(121)沿端面拱起呈波浪线形。

7.根据权利要求1所述的一种余热回收装置，其特征在于：所述出水口(113)处设有第三温控阀(1131)，所述加热水箱(11)侧壁上设有水位感应件(114)，所述进水口(112)处设有电控阀(1121)，所述电控阀(1121)与所述水位感应件(114)电连接。

8.根据权利要求1所述的一种余热回收装置，其特征在于：所述导热管组件(2)沿所述加热水箱(11)凸出部分包裹有隔热件。

9.根据权利要求1所述的一种余热回收装置，其特征在于：还包括油液收集箱(3)，所述油液收集箱(3)可拆卸连接于所述出油管(212)末端。

10.一种余热回收方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的一种余热回收装置，包括以下步骤：

S1：将自来水自所述进水口(112)通入箱体组件(1)，进油管(211)始端连接于设备出油口，油液收集箱(3)连接于出油管(212)末端；

S2：打开所述第一抽油泵(2111),油液被从设备中抽出；

S3：油液经过进油管(211)流经导热毛细管(213)至出油管(212)始端，油液温度上升至高于第一温度区间最大值t₁₁时，第一温控阀(2121)关闭；油液温度降低至低于第一温度区间最小值t₁时，第一温控阀(2121)开启，油液经过出油管(212)流入油液收集箱(3)；油液经过进油管(211)流经导热毛细管(213)至储油管(22)始端，油液温度上升至高于第二温度区间最大值t₂₂时，第二温控阀(221)开启，油液经过储油管(22)流入导热储油箱(12)；油液温度降低至低于第二温度区间最小值t₂时，第二温控阀(221)关闭；t₁₁＞t₂₂＞t₁＞t₂；

S4：自来水温度升高至高于第三温度区间最大值t₃₃时，第三温控阀(1131)开启，自来水从出水口(113)流出；自来水温度降低至低于第三温度区间最小值t₃时，第三温控阀(1131)闭合；第三温度区间为t3；t₁₁＞t₂₂＞t₁＞t₂＞t₃₃＞t₃；

S5：当设备中油液被抽完时，第一抽油泵(2111)关闭，第二抽油泵(231)开启，导热储油箱(12)中油液重复S2步骤直至经过出油管(212)流入油液收集箱(3)；

S6：当导热储油箱(12)内油液被抽完时，第二抽油泵(231)开启关闭。

Images