CN117537475B - 一种暖通空调余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种能源利用技术领域的暖通空调余热回收装置，包括箱体、导气单元、导水单元和控制单元；箱体内设换热室；导气单元包括进气管、换气筒和出气管，进气管和出气管均穿设在箱体上；换气筒存在多个，均位于换热室内，其底部与出气管连通，顶部与进气管连通；换气筒沿换热室内壁均匀分布；导水单元用于热交换；控制单元位于换热室内，包括连接座、转盘和电机；连接座固定于换热室上底面，其内部设有连通室；转盘位于连通室内，与所述电机的输出轴传动连接，其外壁紧贴连接座；转盘内部设有气流通道，气流通道一端连通进气管，一端连通换气筒；电机带动转盘旋转，使进气管依次连通多个换气筒。本申请提高余热回收的效率，降低能源的浪费。

Description

一种暖通空调余热回收装置

技术领域

本申请涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种暖通空调余热回收装置。

背景技术

暖通空调是一个结合了供暖、通风和空气调节功能的系统，通常被用于建筑物内部，以提供舒适的室内环境。它的主要功能包括：供暖：暖通空调系统可以在寒冷的季节中提供热能，以保持室内温度在舒适范围内，这通常通过热水、蒸汽、电热或热泵系统来实现。通风：系统通过引入新鲜空气并排出室内空气，以确保室内空气质量良好，通风还有助于控制室内湿度和排除有害气体。空气调节：暖通空调系统可以通过冷却室内空气来降低温度，在炎热的季节中提供舒适度，这通常通过空调设备、冷却塔和冷却循环来实现。

暖通空调系统中的余热通常指的是在供暖或制冷过程中产生的热能，它通常是系统运行时的副产品。这些热能可以被有效地捕获和再利用，以提高能源效率、降低运行成本以及减少环境影响。

现有的暖通空调余热回收装置进行余热回收时，通过水箱内的水体与暖通空调的热气管路进行热交换，在使用过程中，空调外机产生的热风于水箱内部的热气管路处与水体进行热交换，热气在管路中的流动速度较快，在水箱内留存的时间短暂，而热量通过管路与冷水进行热交换的过程较为缓慢，使热气中的热量未能充分释放出去的情况下被排出，导致余热回收的效率低下，使用效果不好。

公开号为CN116951720A的中国发明专利，公开了暖通空调余热回收装置，涉及暖通空调技术领域。该暖通空调余热回收装置，包括水箱和设置在水箱的内部的换热管，换热管的两端分别连接有导气管和排气管，且导气管和排气管均穿设在水箱上；所述换热管缠绕呈螺旋状、且换热管内部形成腔体；所述水箱的底部穿设有导气筒，所述导气管远离换热管一端连通导气筒；所述导气筒上连接有进气组件，所述进气组件用于向导气筒内部导入暖通空调外机产生的热风；所述导气筒顶部连接有导向筒，所述导向筒底部抵紧有一个塞头，所述塞头与导向筒底部之间设置有弹簧，且塞头上连接有限位杆。

该专利将换热管设置成螺旋形状，虽然能够延长热气在水箱内流动的时间，但是水箱的长度固定，进而水箱内冲注的冷水体积有限，并且水箱内的冷水处于流动状态，与换热管进行热交换后便被输送至水箱的外部，当水箱内的冷水流动速度较慢时，水箱内的冷水经热交换后整体温度上升，使水体与换热管之间的温差变小，导致热交换的效率变低，热气中的热量未能充分释放出来便被带离至水箱外部，当冷水的流动速度较快时，冷水与换热管的热交换时间变短，冷水的温度提升不多便被排至水箱的外部，温热的水温无法进行有效利用，导致余热回收效果较差。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本申请的目的在于提供一种暖通空调余热回收装置，在不影响暖通空调系统的气体流动连贯性的前提下，使热空气能够最大程度的与冷水进行热交换，提高了余热回收的效率，降低了能源的浪费。

为达到上述目的，本申请是采用下述技术方案实现的：

本申请提供一种暖通空调余热回收装置，包括箱体、导气单元、导水单元和控制单元；

所述箱体内部设有换热室；

所述导气单元包括进气管、换气筒和出气管，所述进气管和出气管均穿设在箱体上；所述换气筒存在多个，均位于换热室内，其底部与出气管连通，顶部与进气管连通；所述换气筒沿换热室内壁均匀分布；

所述导水单元包括螺旋盘管，所述螺旋盘管对应换气筒存在多个，位于换气筒内部，用于进行热交换；

所述控制单元位于换热室内，包括连接座、转盘和电机；所述连接座固定于换热室上底面，其内部设有连通室；所述转盘位于连通室内，与所述电机的输出轴传动连接，其外壁紧贴连接座；所述转盘内部设有气流通道，所述气流通道一端连通进气管，一端连通多个换气筒中的一个；

电机带动转盘旋转，使得进气管依次连通多个换气筒。

在一些实施例中，控制单元还包括连接轴、主动齿轮、从动齿轮和齿圈；

所述电机顶部设有输出轴，所述输出轴一端传动连接转盘，一端传动连接所述连接轴，所述连接轴外侧套设有主动齿轮；所述主动齿轮与多个从动齿轮啮合，所述从动齿轮沿齿圈内壁均匀分布且彼此啮合；所述齿圈固定在转盘底部。

在一些实施例中，所述连接座侧壁设有与连通室连通的连通管，所述连通管与换气筒数目相同，一一对应连接；

所述连接座顶部设有密封轴承，所述密封轴承内穿设有固定于转盘顶部的定位管；所述定位管用于连接所述进气管和气流通道；

所述转盘侧壁设有通气凹槽，所述通气凹槽在转盘上的周向长度等于相邻的连通管的周向距离。确保通气凹槽必然能与至少一条连通管接通，向一条换气筒内输送高温气体。

在一些实施例中，所述导气单元还包括第三环形管和排气管，所述第三环形管固定在所述箱体内，所述排气管与换气筒数目相同，一一对应；所述换气筒依次连接排气管、第三环形管以及出气管。通过第三环形管，不同的排气管最后都汇于同一条出气管排放气体。

在一些实施例中，所述导水单元还包括进水管和出水管；所述进水管和出水管均穿设在箱体上，并与所述螺旋盘管连通。

在一些实施例中，所述螺旋盘管包括内管和螺旋管，所述内管沿螺旋管轴线方向设置于螺旋管内侧；所述内管顶部与螺旋管连通，底部与进水管连通；所述螺旋管底部与出水管连通。

在一些实施例中，所述导水单元还包括第一环形管和第二环形管；所述第一环形管和第二环形管均固定在所述箱体内，所述第一环形管分别与进水接头以及进水管连通，所述第二环形管分别与出水接头以及出水管连通。

在一些实施例中，所述进水管上设有电磁阀，所述电磁阀与换气筒数目相同，一一对应；当气流通道与换气筒连通，对应的电磁阀开启，使冷水灌入；

所述电机和电磁阀由PLC设备同步控制。

在一些实施例中，所述电机底部设有支撑架，所述支撑架的底部固定在换热室下底面中心。

在一些实施例中，所述箱体底部设有多个支撑支柱。

与现有技术相比，本申请所达到的有益效果：

1、通过控制单元，使得气流通道依次与换气筒连通并输入高温气流，使得其余换气筒保持封闭状态，延长高温气流在换气筒内的热交换时间，提高余热回收效率；

2、通过导水单元，能够将与高温气流进行热交换后升温的水换为冷水；

3、通过转盘外壁紧贴连接座和密封轴承，防止气体泄漏。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内部结构图；

图3为本发明的结构拆分示意图；

图4为本发明中的转盘的结构示意图；

图5为本发明中的转盘的立体结构图；

图6为本发明中的转盘的内部结构示意图；

图7为本发明中的连接座的结构示意图；

图8为本发明中的螺旋盘管的结构示意图。

附图标记说明：

1.出气管；2.进气管；3.箱体；4.转盘；5.连接座；6.连接轴；7.电机；8.第一环形管；9.支撑架；10.进水接头；11.出水接头；12.第二环形管；13.第三环形管；14.螺旋盘管；141.内管；142.螺旋管；143.进水管；144.出水管；15.换气筒；16.连通管；17.密封轴承；18.主动齿轮；19.齿圈；20.从动齿轮；21.定位管；22.气流通道；23.通气凹槽。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

实施例

本实施例介绍一种暖通空调余热回收装置，如图1所示，包括箱体3、导气单元、导水单元和控制单元；

所述箱体3内部设有换热室；

所述导气单元包括进气管2、换气筒15和出气管1，所述进气管2和出气管1均穿设在箱体3上；所述换气筒15存在多个，均位于换热室内，其底部与出气管1连通，顶部与进气管2连通；所述换气筒15沿换热室内壁均匀分布；

所述导水单元包括螺旋盘管14，所述螺旋盘管14对应换气筒15存在多个，位于换气筒15内部，用于进行热交换；

所述控制单元位于换热室内，包括连接座5、转盘4和电机7；所述连接座5固定于换热室上底面，其内部设有连通室；所述转盘4位于连通室内，与所述电机7的输出轴传动连接，其外壁紧贴连接座5；所述转盘4内部设有气流通道22，所述气流通道22一端连通进气管2，一端连通多个换气筒15中的一个；

电机7带动转盘4旋转，使得进气管2依次连通多个换气筒15。

在实施例中，箱体3可以设置为圆柱形。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，如图3所示，控制单元还包括连接轴6、主动齿轮18、从动齿轮20和齿圈19；

所述电机7顶部设有输出轴，所述输出轴一端传动连接转盘4，一端传动连接所述连接轴6，所述连接轴6外侧套设有主动齿轮18；所述主动齿轮18与多个从动齿轮20啮合，所述从动齿轮20沿齿圈19内壁均匀分布且彼此啮合；所述齿圈19固定在转盘4底部。

电机7启动后带动连接轴6转动，连接轴6带动主动齿轮18转动，通过主动齿轮18和从动齿轮20的啮合传动使从动齿轮20旋转，通过从动齿轮20和齿圈19的啮合，使齿圈19带动转盘4一起转动，进而使气流通道22与多个换气筒15依次连通。其中，主动齿轮18、从动齿轮20和齿圈19组成齿轮单元，使电机7能够驱动转盘4缓慢旋转。

电机7启动后同样带动转盘4在连接座5内转动；转盘4的内部设置有气流通道22，气流通道22的一端与进气管2连通，另一端与多个换气筒15中的其中一个连通；电机7带动转盘4旋转，使进气管2与多个换气筒15顺次连通，进气管2向装置内持续输送热空气，随着转盘4的转动，多个换气筒15内依次被注入热空气，整个过程循环进行。

连接座5上设置有容纳连接轴6穿过的圆孔；圆孔内设置有与连接轴6相配合的轴承。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，如图3所示，所述连接座5侧壁设有与连通室连通的连通管16，所述连通管16与换气筒15数目相同，一一对应连接；

如图4、图6所示，所述连接座5顶部设有密封轴承17，所述密封轴承内穿设有固定于转盘4顶部的定位管21；所述定位管21用于连接所述进气管2和气流通道22；在转盘4的旋转状态下，定位管21保证气流通道22能够持续与进气管2连通。转盘4外壁紧贴连接座5与密封轴承17的设计均防止气体泄漏。

如图4、图5、图6所示，所述转盘4侧壁设有通气凹槽23，所述通气凹槽23在转盘4上的周向长度等于相邻的连通管16的周向距离。确保通气凹槽23必然能与至少一条连通管16接通，向一条换气筒15内输送高温气体。

当转盘4在转动过程中，其中某个连通管16通过通气凹槽23始终与气流通道22保持连通，进气管2对换气筒15内部单次输送气流的持续时间等于连通管16与通气凹槽23连通的时间，当转盘4旋转至通气凹槽23与另一个换气筒15的连通管16连通的瞬间，前一个连通管16仍然与通气凹槽23保持连通，保证进气管2内的热空气的输送连续性，随着转盘4的旋转，前一个连通管16与通气凹槽23的连通断开。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述导气单元还包括第三环形管13和排气管，所述第三环形管13固定在所述箱体3内，所述排气管与换气筒15数目相同，一一对应；所述换气筒15依次连接排气管、第三环形管13以及出气管1。通过第三环形管13，不同的排气管最后都汇于同一条出气管1排放气体。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述导水单元还包括进水管143和出水管144；所述进水管143和出水管144均穿设在箱体3上，并与所述螺旋盘管14连通。

如图8所示，所述螺旋盘管14包括内管141和螺旋管142，所述内管141沿螺旋管142轴线方向设置于螺旋管142内侧；所述内管141顶部与螺旋管142连通，底部与进水管143连通；所述螺旋管142底部与出水管144连通。

如图2和图3所示，所述导水单元还包括第一环形管8和第二环形管12；所述第一环形管8和第二环形管12均固定在所述箱体3内，所述第一环形管8分别与进水接头10以及进水管143连通，所述第二环形管12分别与出水接头11以及出水管144连通。

冷水从进水接头10进入，依次经过连通的第一环形管8、进水管143、内管141、螺旋管142、出水管144，与进入到换气筒15内的热空气进行热交换，螺旋管142能够延长冷水在换气筒15内的流动时长，充分换热后，变热的水从第二环形管12和出水接头11排出去。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述进水管143上设有电磁阀，所述电磁阀与换气筒15数目相同，一一对应；当气流通道22与换气筒15连通，对应的电磁阀开启，使冷水灌入；

所述电机7和电磁阀由PLC设备同步控制。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述电机7底部设有支撑架9，所述支撑架9的底部固定在换热室下底面中心。

所述箱体3底部设有多个支撑支柱。支撑支柱均匀分布。

工作原理

高温气流进入进气管2，经过外部套设有密封轴承17的定位管21来到转盘4内的气流通道22，通过通气凹槽23进入到与其连通的连通管16，再到对应的换气筒15。

感应到气体，该换气筒15对应的进水管143上的电磁阀打开，冷水从进水接头10进入第一环形管8进入到该进水管143，依次经过连通的第一环形管8、进水管143、内管141、螺旋管142和出水管144，在换气筒15内与高温空气进行热交换，吸热后升温的冷水进入到第二环形管12内，经出水接头11排出去。

随着转盘4的继续转动，通气凹槽23与该连通管16断开连接，残留热量的空气保持在换气筒15内与螺旋管142内的冷水充分热交换，等下一轮与气流通道22连通时，新注入的热空气将冷空气向下推，使变冷的空气从排气管进入第三环形管13，最后从出气管1排出去，最大化的实现空气余热回收。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种暖通空调余热回收装置，其特征在于，包括箱体（3）、导气单元、导水单元和控制单元；

所述箱体（3）内部设有换热室；

所述导气单元包括进气管（2）、换气筒（15）和出气管（1），所述进气管（2）和出气管（1）均穿设在箱体（3）上；所述换气筒（15）存在多个，均位于换热室内，其底部与出气管（1）连通，顶部与进气管（2）连通；所述换气筒（15）沿换热室内壁均匀分布；

所述导水单元包括螺旋盘管（14），所述螺旋盘管（14）对应换气筒（15）存在多个，位于换气筒（15）内部，用于进行热交换；

所述控制单元位于换热室内，包括连接座（5）、转盘（4）和电机（7）；所述连接座（5）固定于换热室上底面，其内部设有连通室；所述转盘（4）位于连通室内，与所述电机（7）的输出轴传动连接，其外壁紧贴连接座（5）；所述转盘（4）内部设有气流通道（22），所述气流通道（22）一端连通进气管（2），一端连通多个换气筒（15）中的一个；

电机（7）带动转盘（4）旋转，使得进气管（2）依次连通多个换气筒（15）；

所述连接座（5）侧壁设有与连通室连通的连通管（16），所述连通管（16）与换气筒（15）数目相同，一一对应连接；

所述连接座（5）顶部设有密封轴承（17），所述密封轴承内穿设有固定于转盘（4）顶部的定位管（21）；所述定位管（21）用于连接所述进气管（2）和气流通道（22）；

所述转盘（4）侧壁设有通气凹槽（23），所述通气凹槽（23）在转盘（4）上的周向长度等于相邻的连通管（16）的周向距离；

所述导水单元还包括进水管（143）和出水管（144）；所述进水管（143）和出水管（144）均穿设在箱体（3）上，并与所述螺旋盘管（14）连通；

所述进水管（143）上设有电磁阀，所述电磁阀与换气筒（15）数目相同，一一对应；当气流通道（22）与换气筒（15）连通，对应的电磁阀开启，使冷水灌入；

所述电机（7）和电磁阀由PLC设备同步控制。

2.根据权利要求1所述的暖通空调余热回收装置，其特征在于，控制单元还包括连接轴（6）、主动齿轮（18）、从动齿轮（20）和齿圈（19）；

所述电机（7）顶部设有输出轴，所述输出轴一端传动连接转盘（4），一端传动连接所述连接轴（6），所述连接轴（6）外侧套设有主动齿轮（18）；所述主动齿轮（18）与多个从动齿轮（20）啮合，所述从动齿轮（20）沿齿圈（19）内壁均匀分布且彼此啮合；所述齿圈（19）固定在转盘（4）底部。

3.根据权利要求1所述的暖通空调余热回收装置，其特征在于，所述导气单元还包括第三环形管（13）和排气管，所述第三环形管（13）固定在所述箱体（3）内，所述排气管与换气筒（15）数目相同，一一对应；所述换气筒（15）依次连接排气管、第三环形管（13）以及出气管（1）。

4.根据权利要求1所述的暖通空调余热回收装置，其特征在于，所述螺旋盘管（14）包括内管（141）和螺旋管（142），所述内管（141）沿螺旋管（142）轴线方向设置于螺旋管（142）内侧；所述内管（141）顶部与螺旋管（142）连通，底部与进水管（143）连通；所述螺旋管（142）底部与出水管（144）连通。

5.根据权利要求1所述的暖通空调余热回收装置，其特征在于，所述导水单元还包括第一环形管（8）和第二环形管（12）；所述第一环形管（8）和第二环形管（12）均固定在所述箱体（3）内，所述第一环形管（8）分别与进水接头（10）以及进水管（143）连通，所述第二环形管（12）分别与出水接头（11）以及出水管（144）连通。

6.根据权利要求1所述的暖通空调余热回收装置，其特征在于，所述电机（7）底部设有支撑架（9），所述支撑架（9）的底部固定在换热室下底面中心。

7.根据权利要求1所述的暖通空调余热回收装置，其特征在于，所述箱体（3）底部设有多根支撑支柱。