CN1696584A - 热源炉的废热回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热源的废热回收装置，具体地说是利用热源烟道排出的废热产生蒸汽，通过蒸汽生成热水。本发明的组成包括：蒸汽产生设备，其在连接到热源烟道的废热回收管的下方和上方分别形成水箱和蒸汽箱，在水箱和蒸汽箱之间贯通废热回收管设置多个加热管，蒸汽箱和水箱用水循环管连接形成闭合回路且形成真空状态；热水加热电路，其在蒸汽箱中内置热交换机，通过供给管及返回管与热水储箱连接；冷凝水收集板，其设置在蒸汽箱的热交换机下方的水循环管连接部的下方；流量调节阀，其设置在水循环管上。本发明在将加热管利用废热产生的蒸汽供给到蒸汽箱，并通过热交换机加热生成热水后，使冷凝水通过水循环管返回水箱，通过流量调节阀调节水量产生热水。

Description

热源炉的废热回收装置

【技术领域】

本发明涉及热源的废热回收装置，具体地说，涉及利用热源烟道排出的废热产生蒸汽，并通过所述蒸汽生成热水的废热回收装置。

【背景技术】

众所周知，锅炉、焚化炉、熔炉等热源排出的燃烧尾气以含有大量废热的状态排放到大气中，因此造成热量流失，很不经济，所以正在努力研究废热的再利用问题。

作为废热回收利用的一个例子，大韩民国实用新型专利第220739号公示了热源的废热回收装置。此热源废热回收装置，在热源的烟道中设置了可分解的热交换槽，所述热交换槽由外筒和设置在所述外筒下方形成废热通道的内筒组成，在外筒和内筒之间填充了矿物油、植物油等蓄热介质，同时在外筒的最上方内置了热交换机，在所述内筒的前后方上下设置了多个蓄热介质加热管，并在所述热交换槽上还连接了大气开放型膨胀箱。

上述热源的废热回收装置，在废热通过废热通道向烟道排出时，通过加热内筒及蓄热介质加热管来回收废热，加热的蓄热介质储存在内筒与外筒之间，通过加热的蓄热介质来加热设置在外筒最上方的热交换机上的供给水，并将其储存在热水储箱内，用于必要用途，如锅炉供应水、暖房用及供洗浴使用。另一方面，与热交换机的供应水进行热交换后温度降低的蓄热介质，由于密度差将向外筒下方对流，以进行再加热循环。

但是，对于上述废热回收装置来说，蓄热介质以液体状态被加热，所需蓄热介质的量很大，所以热容量也比较大，造成加热时间长，热水生成时间也相应变长。同时蓄热介质需要在超过大气压的压力下加热，所以热交换槽必须是内压结构，因而制造费用提高。

不仅如此，汇集到外筒上方的高温蓄热介质液体与供应到温水热交换机上的水在进行热交换之后冷却，由于密度差形成对流，下降到外筒下方，通过废热通道的废热被重新加热，此对流过程反复进行。另一方面，因为在温水热交换机中被高温蓄热介质液体加热的热水是先储存在热水储箱中的，在必要时才间歇使用，所以确定合适的热交换槽及热水储箱的容量很困难，而且在热水用量比较小的时候，储存在热水储箱中的热水可能沸腾，热水储箱将有爆炸的危险。

为防止上述热水沸腾，需要将热交换槽的容量设置得比热水储箱的容量小，或者在废热回收管道内设置释放剩余热量的放热装置。前一种方法不仅使废热回收效率显著下降，而且当热水使用量比较大的时候，热水生成效率也不高。而后一种方法则具有结构复杂，成本增加等其它问题。

【发明内容】

本发明的目的是提供热源的废热回收装置来解决以上问题，在缩短热水生成时间的同时提高了效率，而且能够很容易地防止热水储箱的沸腾。

本发明的另外目的是提供热源的废热回收装置，该装置在中断生成热水后需要重新生成热水时，能够迅速地生成热水。

为实现以上目的，本发明涉及的热源的废热回收装置，具组成包括：蒸汽产生设备，其在连接到热源烟道的废热回收管的下方和上方分别具有水箱和蒸汽箱，在水箱和蒸汽箱之间贯通所述废热回收管设置有多个加热管，所述蒸汽箱和水箱利用水循环管连接形成闭合回路；热水加热电路，其在所述蒸汽箱内内置有热交换机，并通过供给管及返回管将热水储箱连接到热交换机；冷凝水收集板，其设置在所述蒸汽箱的热交换机下方的水循环管连接部的下方；流量调节阀，其设置在所述水循环管上。

【附图说明】

图1是本发明涉及的第1实施方式的剖面示意图。

图2是沿图1的A-A线的剖面放大示意图。

图3是本发明涉及的第2实施方式的剖面示意图。

<附图符号说明>

11：烟道             20：蒸汽产生设备         21：废热回收管

22：水箱             23：蒸汽箱               24：加热管

25：水循环管         30：热水加热电路         31：热交换机

32：热水储箱         40：冷凝水收集板         50：流量调节阀

60：冷凝水储箱

【具体实施方式】

图1是本发明涉及的第1实施方式的剖面示意图，图2是沿图1的A-A线的剖面放大示意图。标记数字10是热源，11是烟道，对所述热源10没有特殊限制，像锅炉、焚化炉、熔炉等排出废热的都可以。

标记数字20是蒸汽产生设备。所述蒸汽产生设备20在所述烟道11上结合了可分解的废热回收管21，并在其下方和上方分别形成了水箱22和蒸汽箱23，在所述水箱22和蒸汽箱23之间贯通所述废热回收管21设置有多个加热管24，在所述水箱22和蒸汽箱23上连接有水循环管25，该管25的内部注入了水等蓄热介质并维持真空状态。

标记数字30是热水加热电路。所述热水加热电路30在所述蒸汽箱23中内置了热交换机31，通过设置了循环泵33`的供给管33和返回管34与热水储箱32相连，在热水储箱32上连接了给水管36和热水排出管37。

标记数字40是冷凝水收集板。所述冷凝水收集板40横向设置在蒸汽箱23的热交换机31下方的水循环管25的连接部的下方，且在该冷凝水收集板40的两侧形成了通路41，该收集板40的主要功能是收集由加热管24蒸发的蒸汽通过通路41供给到热交换机31，以与供给到热交换机31的水进行热交换后形成的冷凝水，并通过水循环管25将其返回到水箱22。

当热交换机31和热水储箱32的水位相差不大时，也可以不设置所述循环泵33`，而通过热水的密度差使其自然循环。所述循环泵33`可以通过后面将要提到的温度传感器35的输出信号进行控制。

标记数字50是流量调节阀。所述流量调节阀50设置在所述水循环管25上，由设置在所述热水储箱32上的温度传感器35的输出信号来控制，根据热水储箱32内的水温高低，控制由蒸汽箱23返回到水箱22的冷凝水的流量。所述流量调节阀50可以使用上述的自动控制阀，也可以根据热水储箱32内的热水排出量，使用手动操作阀。

如上所述的本发明的第1实施方式，在烟道11排出废热时，水箱22内的热介质液体上升到加热管24并蒸发，通过冷凝水收集板40两侧形成的通路41供给到蒸汽箱23，在热水储箱32内与供给到热交换机31的水进行热交换，当蒸汽冷凝之后汇集到冷凝水收集板40，同时待加热的水被加热，所述冷凝水收集板40收集的冷凝水通过水循环管25返回到水箱22，之后再次上升到加热管24，重复被废热加热成蒸汽的循环过程，而热水储箱32内待加热的水则重复进行在热交换机31上的循环，并在热交换机31上生成热水。

在上述生成热水的过程中，蒸汽产生设备20内的热介质液体在大气压以下被蒸发，蒸汽箱23中冷凝的冷凝水汇集到冷凝水收集板40，而不会下降到加热管24，从而蒸汽产生的效率很高，缩短了热水的生成时间，同时提高了效率。将蒸汽产生设备20维持在真空状态，能够在大气压以下蒸发热介质液体，形成非内压结构，从而节省了制造费用，提高了安全性。

在蒸汽箱23中冷凝的冷凝水通过由设置在热水储箱32上的温度传感器35输出的信号来调节开放程度的流量调节阀50控制，即、以热水储箱32内的设定水温(例如60℃至80℃)为基准，当低于设定温度时将加大流量调节阀50的开放程度，以使更多的冷凝水返回到水箱22增加蒸发量，另一方面，越接近设定温度，则开放度逐渐变小，返回到水箱22的冷凝水的量也会相应减少，从而热介质液体的蒸发量也会相应减少，所以加热热交换机31的热源(蒸汽)也会减少，从而避免了热交换机31中的热水过热。所以能够有效防止热水储箱32内热水的沸腾，避免了爆炸的危险。

图3是本发明涉及的第2实施方式的剖面示意图，与第1实施方式相同的组成单元用相同的符号标记并省去具体说明。与第1实施方式不同之处是在所述水循环管25的流量调节阀50的入口侧设置了冷凝水储箱60，在流量调节阀50的出口侧设置了阀门61，所述冷凝水储箱60的容量大于注入到所述蒸汽产生设备20中的热介质液体的量。

如上所述的本发明第2实施方式，在热水储箱32内储存的热水排出(使用)中断时，关闭阀门61，中断蒸汽产生设备20产生蒸汽，从而中断热交换机31生成(加热)热水。当热交换机31中断热水加热时，在蒸汽箱23中冷凝的冷凝水会储存在冷凝水储箱60中，而不向水箱22供应冷凝水，所以可以停止废热回收。

如果将蒸汽箱23中冷凝的冷凝水储存到冷凝水储箱60中，那么冷凝水收集板40上就不会剩有冷凝水，即使中断加热热水，将向废热回收管21排出的燃烧尾气辐射的热量传递到冷凝水收集板40，也不会发生热介质液体蒸发现象，从而能够有效防止热水储箱32的沸腾。

此外，当热交换机31中断加热热水后需要重新生成热水时，打开阀门61，将冷凝水储箱60中储存的冷凝水供应到水箱22，即可在加热管24处生成蒸汽，从而能够迅速重新生成热水。

【发明效果】

本发明在热源的烟道内设置了非内压结构的蒸汽产生设备，在所述蒸汽产生设备的蒸汽箱内设置了冷凝水收集板，以防止冷凝水降到加热管，从而提高了蒸汽产生效率，并缩短了蒸汽产生时间，同时提高了效率，降低了制造成本。

此外，在水循环管内设置了流量调节阀，以根据热水储箱内的水温来调节蒸汽产生设备的蒸汽产生量，并通过调节所述蒸汽产生量来调节供给到热交换机的热源，从而防止了热水储箱内的热水沸腾，提高了安全性，并且控制简便。

本发明还在水循环管内设置了冷凝水储箱，并在其下方设置了阀门，因此在中断加热热水时能够储存冷凝水，而当需要重新生成热水时能够将冷凝水供应到水箱，从而迅速再生热水。

Claims (5)

1、一种热源的废热回收装置，包括：蒸汽产生设备，其在连接到热源烟道的废热回收管的下方和上方分别具有水箱和蒸汽箱，在所述水箱和蒸汽箱之间贯通所述废热回收管设置有多个加热管，所述蒸汽箱和水箱利用水循环管连接；热水加热电路，其在所述蒸汽箱中内置有热交换机并通过供给管和返回管将热水储箱连接到所述热交换机；冷凝水收集板，其设置在所述蒸汽箱的热交换机下方的所述水循环管连接部的下方；流量调节阀，其设置在所述水循环管上。

2、如权利要求1所述的热源的废热回收装置，其中在所述的蒸汽产生设备内注入热介质液体，并维持真空状态。

3、如权利要求1所述的热源的废热回收装置，其中所述的流量调节阀通过设置在所述热水储箱上的温度传感器的输出信号来控制。

4、如权利要求1所述的热源的废热回收装置，其中在所述水循环管上设置有冷凝水储箱，并在所述冷凝水储箱的下方设置有阀门。

5、如权利要求4所述的热源的废热回收装置，其中所述的冷凝水储箱的容量大于所述蒸汽产生设备中注入的热介质液体的量。

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