CN207795508U - 余热回收装置 - Google Patents

Abstract

一种余热回收装置，其包括热交换箱、给水排水组件及通气组件，该热交换箱具有一热交换腔，该给水排水组件包括分别与热交换腔相连通的给水管及排水管，该通气组件包括分别与热交换腔相连通的进气管及排气管，该给水管用于向热交换腔内注入冷水，该进气管用于向热交换腔内的水中通入高温气体，该高温气体进入水中后形成气泡，气泡在水的浮力作用下上升，气泡内的气体与水进行热交换使水温升高，得到热水，在气泡上升至水面后气泡破裂将气体释放，所述排水管用于将热水排出至热交换腔的外部，所述排气管用于将水面以上的气体排出至所述热交换腔外。本实用新型的余热回收装置的高温气体与水直接接触，不需要热交换元件，换热效率高，且制造成本低。

Description

余热回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种余热回收装置。

背景技术

空压机排气温度通常为100℃～150℃。通常采用余热回收装置回收空压余热用于制取热水。

目前大部分空压机余热回收装置主要应用于老式的含油空压机，仅回收润滑油中的热量(约占空压机余热的30％～40％)，空压机排出的压缩空气携带的大量余热(约占空压机余热的50％-60％)未被回收，造成较大的能源浪费。

近来年，随着节能环保要求及生产工艺要求的不断提高，无油或微油空压机越来越普及。无油或微油空压机余热集中在空压机排出的压缩空气中(约占空压机余热的90％)，因为气-液换热热阻通常远大于液-液换热热阻，压缩空气余热回收的难度要高于润滑油热量回收，大部分无油或微油空压机余热未进行余热回收，造成大量能源浪费。

目前也有采取间壁式换热方式回收无油或微油空压机压缩空气余热。即压缩空气与水不直接接触，压缩空气将热量传递至金属管，金属管再将热量传递至水。传热热阻主要集中在压缩空气与金属管的接触面，为了提高传热效率，需要大量传热面积，即使用大量的金属管，消耗金属材料较多，造价高。此外，间壁式换热器还存在以下缺点：换热效率不高，获得的热水温度较低；在水质硬度高的场合容易在间壁式换热器内结垢，影响换热效率，且需要频繁清洗维护；压缩空气通过间壁式余热回收装置的压力损失较大；供热水温度随季节气温影响大，在气温较低的冬季供应热水温度较低，不能满足生活热水需求。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种新的余热回收装置，以解决上述问题。

一种余热回收装置，其包括热交换箱、给水排水组件及通气组件，该热交换箱具有一热交换腔，该给水排水组件包括分别与该热交换腔相连通的给水管及排水管，所述通气组件包括分别与所述热交换腔相连通的进气管及排气管，该给水管用于向热交换腔内注入冷水，该进气管用于向所述热交换腔内的水中通入高温气体，该高温气体进入水中后形成气泡，气泡在水的浮力作用下逐渐上升，气泡内的气体与水进行热交换使水温升高，得到热水，在气泡上升至水面后气泡破裂将气体释放出来，所述排水管用于将该热水排出至热交换腔的外部，所述排气管用于将水面以上的气体排出至所述热交换腔的外部。

优选的，所述给水排水组件还包括安装在所述热交换腔上的液位传感器、安装在所述给水管上的给水阀、及控制器，该控制器与液位传感器及给水阀分别电连接，该液位传感器用于监测所述热交换腔内的水位，液位传感器监测到所述热交换腔内的水位达到设定的给水最低水位时，控制器控制所述给水阀开启，冷水通过给水管注入所述热交换腔内，液位传感器监测到所述热交换腔内的水位达到设定的最高水位时，控制器控制所述给水阀关闭，停止向所述热交换腔内注水。

优选的，所述给水排水组件还包括安装在所述热交换腔内的温度传感器、安装在所述排水管上的排水阀、及控制器，该控制器与温度传感器及排水阀分别电连接，该温度传感器用于监测所述热交换腔内水的温度，当热交换腔内水的温度达到预设的最高水温时，控制器控制所述排水阀开启，热交换腔内的水通过排水管排出热交换腔，当热交换腔内的水位达到设定的最低水位时，控制器控制所述排水阀关闭。

优选的，所述给水排水组件还包括安装在所述排水管上的滤油器，该滤油器用于滤除经过排水管的水中的油类。

优选的，所述余热回收装置还包括安装在所述热交换腔内的多孔分布板，所述通气组件还包括安装在所述热交换腔内的气体分布器，所述进气管连接在该气体分布器的底部且与该气体分布器相连通，所述多孔分布板安装在该气体分布器的顶端，高温气体通过进气管进入气体分布器，然后在多孔分布板的作用下，产生多个气泡。

优选的，所述余热回收装置还包括安装在所述热交换腔顶部的除雾器，该除雾器位于所述热交换腔的最高水位的上方，该除雾器用于滤除浮出水面的气体中的水雾，所述排气管的开口位于该除雾器的上方。

优选的，所述余热回收装置还包括安装在热交换腔内的气升管，该气升管具有一第一端口及与该第一端口相对的第二端口，该第一端口面对所述多孔分布板，该第二端口位于最高水位的下方，该气升管用于使热交换腔内的水形成环流以加快升温。

优选的，所述余热回收装置还包括一安装在热交换箱底部且与所述热交换腔相连通的排污管，该排污管用于排出沉积在所述热交换腔底部的淤泥。

优选的，所述余热回收装置还包括安装在所述进气管上的第一检修阀、安装在所述排气管上的第二检修阀、旁通管及安装在该旁通管上的旁通阀，该旁通管一端与所述进气管相连通，另一端与所述排气管相连通，该旁通管与进气管的相接处为第一交接点，该旁通管与排气管的相接处为第二交接点，所述第一检修阀位于进气管的位于所述热交换箱与该第一交接点之间的区段，所述第二检修阀位于排气管的位于所述热交换箱与第二交接点之间的区段，在需要向所述热交换腔内通入气体时，所述第一检修阀及第二检修阀开启，所述旁通阀关闭，在不需要向所述热交换腔内通入气体时，所述第一检修阀及第二检修阀关闭，所述旁通阀开启。

优选的，所述余热回收装置还包括一高温报警器，该高温报警器与所述温度传感器及控制器电连接，设定所述热交换腔内的水温不能高于一最高温度，当温度传感器检测到热交换腔内的水温高于该最高温度时，高温报警器报警，控制器控制排水阀将热交换腔内的水排出。

本实用新型的余热回收装置通过进气管向热交换腔内输入高温气体，高温气体经过多孔分布板后进入水中并产生大量的小气泡，通过小气泡与水之间的热量交换升高水温。该余热回收装置的高温气体与水直接接触，不需要金属热交换元件的使用，换热效率高，且制造成本低。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施方式的余热回收装置的示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1，本实用新型较佳实施方式提供一种余热回收装置100，其主要用于回收空压机(图未示)排出的高温气体的余热，将冷水经过热交换转变为热水后排出。该余热回收装置100包括热交换箱10、给水排水组件20及通气组件30。该给水排水组件20用于向热交换箱10中提供冷水，并将热交换箱10中的热水排出。该通气组件30用于向热交换箱10中通入高温气体，并将热交换箱10中的低温气体排出。

所述热交换箱10具有一热交换腔101。

所述给水排水组件20包括分别与所述热交换腔101相连通的给水管21及排水管22。该给水管21用于向热交换腔101内注入冷水，该排水管22用于将热交换腔101内的热水排出。在本施例中，该给水管21设置在所述热交换腔101的上部，该排水管22设置在所述热交换腔101的下部，以便于向所述热交换腔101内注入冷水，并将热交换腔101内的热水排出。

所述通气组件30包括分别与所述热交换腔101相连通的进气管31及排气管32。该进气管31设置在所述热交换腔101的下部，该排气管32设置在所述热交换腔101的上部。该进气管31用于向热交换腔101内通入高温气体，该高温气体进入热交换腔101后与热交换腔101内的水接触，形成气泡，并在水的浮力作用下上升至热交换腔101的顶部。在气泡上升的过程中，气体与水之间进行热交换，使水温升高。该排气管32用于将水面以上的气体排出，换言之，该排气管32用于将热交换腔101顶部的气体排出。

所述给水排水组件20还包括安装在所述热交换腔101上的液位传感器23、及安装在所述给水管21上的给水阀24。该液位传感器23用于监测所述热交换腔101内的水位。当液位传感器23监测到所述热交换腔101内的水位达到设定的给水最低水位时，所述给水阀24开启，冷水通过给水管21注入所述热交换腔101内。当液位传感器23监测到所述热交换腔101内的水位达到设定的最高水位时，所述给水阀24关闭，停止向所述热交换腔101内注水。该最高水位低于所述热交换腔101的顶壁。

所述给水排水组件20还包括控制器25。所述给水阀24为电动给水阀。该控制器25与液位传感器23及给水阀24分别电连接。在液位传感器23监测到所述热交换腔101内的水位达到设定的给水最低水位时，控制器25控制给水阀24开启；在液位传感器23监测到所述热交换腔101内的水位达到设定的最高水位时，控制器25控制给水阀24关闭。

所述给水排水组件20还包括安装在所述热交换腔101内的温度传感器26、及安装在所述排水管22上的排水阀27。该温度传感器26用于监测所述热交换腔101内水的温度。当热交换腔101内水的温度达到预设的最高水温时，所述排水阀27开启，热交换腔101内的水在水面上方气体压力及自身重力的作用下通过排水管22排出热交换腔101。当热交换腔101内的水位下降到设定的排水最低水位时，排水阀27关闭。该排水最低水位与所述给水最低水位相同。

所述排水阀27为电动排水阀。所述控制器25与温度传感器26及排水阀27分别电连接。在温度传感器26监测到热交换腔101内的水温达到预设的最高水温时，控制器25控制排水阀27开启；在没有水经过排水阀27排出时，热交换腔101内的水位达到设定的排水最低水位，液位传感器23检测到该排水最低水位，控制器25控制排水阀27关闭。

所述给水排水组件20还包括安装在所述排水管22上的滤油器28。该滤油器28用于滤除经过排水管22的水中的油类。在至少一实施例中，该滤油器28为吸附式滤油器。

所述余热回收装置100还包括安装在热交换腔101内的多孔分布板40。所述通气组件30还包括安装在所述热交换腔101内的气体分布器33。该气体分布器33为一圆柱形容器。该气体分布器33的底端封闭，所述多孔分布板40安装在该气体分布器33的顶端。所述进气管31伸入至热交换腔101的内部，连接在该气体分布器33的底部，且与该气体分布器33相连通。当高温气体通过进气管31进入该气体分布器33后，在该多孔分布板40的作用下，产生大量的小气泡，小气泡在水的浮力的作用下上升，小气泡在上升过程中与水进行热量交换，使得小气泡内的气体温度降低，水的温度升高。小气泡上升之水面后破裂并释放气体，气体到达水面上的空间，然后通过排气管32排出至热交换箱10的外部。

在至少一实施例中，所述多孔分布板40螺纹连接于所述气体分布器33的顶端，以方便拆卸、更换及清洗。

所述余热回收装置100还包括安装在热交换腔101顶部的除雾器50。该除雾器50位于所述热交换腔101的最高水位以上的空间内，该除雾器50用于滤除浮出水面的气体中的水雾。所述排气管32的开口位于该除雾器50的上方。浮出水面的气体，经过该除雾器50滤除水雾后进入排气管32。

所述余热回收装置100还包括安装在热交换腔101内的气升管60。该气升管60用于引导水流方向。该气升管60具有一第一端口61及与该第一端口61相对的第二端口62。该第一端口61正对所述多孔分布板40，该第二端口62正对所述除雾器50。所述多孔分布板40形成的小气泡通过该气升管60的第一端口61进入该气升管60，小气泡继续上升，通过第二端口62继续上浮至水面。热交换腔101内的位于气升管60内的水在小气泡的作用下向上流动，位于气升管60外部的水向下流动，如此形成环流，可以加快水温的上升速度。

所述余热回收装置100还包括一安装在热交换箱10底部且与所述热交换腔相连通的排污管70。该排污管70上设置有一排污阀71。在热交换箱10的底部沉积有较多的淤泥时，开启排污阀71，热交换腔101底部的水及淤泥将沿着排污管70排出至热交换腔101的外部。

所述热交换箱10包括罐体11、及分别安装在罐体11上下两端的上封盖12及下封盖13。该罐体11、上封盖12及下封盖13配合形成所述热交换腔101。所述排污管70安装在该下封盖13上。所述排气管安装在该上封盖12上。所述除雾器50安装在该上封盖12上。所述排污管70安装在该下封盖13上。

所述热交换箱10还包括第一法兰14及第二法兰15。该第一法兰14用于将所述上封盖12安装在罐体11上。该第二法兰15用于将所述下封盖13安装在罐体11上。

所述余热回收装置100还包括辅助检修组件80。该辅助检修组件80包括安装在所述进气管31上的第一检修阀81、安装在所述排气管32上的第二检修阀82、旁通管83及安装在该旁通管83上的旁通阀84。该旁通管83一端与所述进气管31相连通，另一端与所述排气管32相连通。该旁通管83与进气管31的相接处为第一交接点310，该旁通管83与排气管32的相接处为第二交接点320。所述第一检修阀81位于进气管31的位于所述热交换箱10与该第一交接点310之间的区段，所述第二检修阀82位于排气管32的位于所述热交换箱10与第二交接点320之间的区段。在余热回收装置100工作时，该第一检修阀81及第二检修阀82处于开启状态，该旁通阀84处于关闭状态。在余热回收装置100发生故障或热交换箱10需要清洗的时候，关闭所述第一检修阀81及第二检修阀82，开启所述旁通阀84，进气管31内的高温气体将直接通过旁通管83进入排气管32，并由排气管32排出，热交换箱10内将不再有气体进入，即可拆下所述热交换箱10的上封盖12及下封盖13，对余热回收装置100进行检修或对热交换箱10进行清洗。

所述余热回收装置100还包括一高温报警器90，该高温报警器90与所述温度传感器26及控制器25电连接。设定所述热交换腔101内的水温不能高于一最高温度，在余热回收装置100出现故障的时候，热交换腔101内的水温才会高于该最高温度。当温度传感器26检测到热交换腔101内的水温高于该最高温度的时候，高温报警器90将会发出报警，此时，控制器25控制给水阀24关闭，控制排水阀27打开，将热交换腔101内的热水排出，然后再关闭排水阀27，即可对余热回收装置100进行检修。

下面以所述给水阀24为电动给水阀、排水阀27为电动排水阀为例介绍所述余热回收装置100如何工作。

在余热回收装置100没有提供热水的时候，余热回收装置100处于关机状态，给水阀24及排水阀关闭，第一检修阀81及第二检修阀82关闭，旁通阀84打开，高温气体由进气管31通过旁通管83进入排气管32。

在需要使用所述余热回收装置100提供热水的时候，启动该余热回收装置100，开启第一检修阀81及第二检修阀82，关闭旁通阀84，高温气体即通过进气管31进入该气体分布器33，热交换腔101顶部的气体即通过排气管32排出至热交换腔101外。液位传感器23监测到所述热交换腔101内的水位低于设定的给水最低水位，控制器25控制给水阀24开启，冷水通过给水管21进入热交换腔101内，当液位传感器23监测到所述热交换腔101内的水位达到设定的最高水位时，控制器25控制给水阀24关闭。高温气体通过进气管31进入该气体分布器33，经过多孔分布板40后产生大量的小气泡，小气泡在水的浮力的作用下沿着气升管60上升，小气泡在上升过程中与水进行热量交换，使得小气泡内的气体温度降低，水的温度逐渐升高。当小气泡上升至水面时即破裂，气体进入热交换腔101的上部，通过除雾器50，然后进入排气管32，藉由排气管32排出至热交换腔101的外部。在小气泡上升的过程中，位于气升管60内的水在小气泡的带动下，向上运动，位于气升管60外的水向下流动，如此形成环流。在温度传感器26监测到热交换腔101内的水温达到预设的水温时，控制器25控制排水阀27开启，热水藉由排水管22排出。排水管22上的滤油器28将热水中的油类滤除。当液位传感器23监测到所述热交换腔101内的水位达到设定的排水最低水位时，控制器25先控制排水阀27关闭，再控制给水阀24打开，再次注入冷水，重复上述余热回收过程。

可以理解的，可以多个余热回收装置100同时进行余热回收，此时，该多个余热回收装置100共同连接一个水泵200。该水泵200的出水口一侧连接有一缓冲罐300。该缓冲罐300内装有水。所述多个余热回收装置100的给水管21分别与该缓冲罐300连通。该缓冲罐300出水口设置有一压力传感器301，水泵200的开启受该压力传感器301的控制。当其中一个余热回收装置100的给水阀24打开的时候，缓冲罐300内的水即流入给水管21，压力传感器301即检测到水压逐渐减小，当水压达到设定的最低水压的时候，水泵200即被开启，向缓冲罐300内注水。当压力传感器301即检测到水压达到设定的最高水压的时候，水泵200即被关闭，停止向缓冲罐300内注水。

本实用新型的余热回收装置100通过进气管31向热交换腔101内输入高温气体，高温气体经过多孔分布板40后进入水中并产生大量的小气泡，通过小气泡与水之间的热量交换升高水温。该余热回收装置100的高温气体与水直接接触，不需要金属热交换元件的使用，换热效率高，且制造成本低。

另外，以上所述，仅是本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型任何形式上的限制，虽然本实用新型已将较佳实施方式揭露如上，但并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种余热回收装置，其包括热交换箱、给水排水组件及通气组件，该热交换箱具有一热交换腔，该给水排水组件包括分别与该热交换腔相连通的给水管及排水管，其特征在于：所述通气组件包括分别与所述热交换腔相连通的进气管及排气管，该给水管用于向热交换腔内注入冷水，该进气管用于向所述热交换腔内的水中通入高温气体，该高温气体进入水中后形成气泡，气泡在水的浮力作用下逐渐上升，气泡内的气体与水进行热交换使水温升高，得到热水，在气泡上升至水面后气泡破裂将气体释放，所述排水管用于将该热水排出至热交换腔的外部，所述排气管用于将水面以上的气体排出至所述热交换腔的外部。

2.如权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于：所述给水排水组件还包括安装在所述热交换腔上的液位传感器、安装在所述给水管上的给水阀、及控制器，该控制器与液位传感器及给水阀分别电连接，该液位传感器用于监测所述热交换腔内的水位，液位传感器监测到所述热交换腔内的水位达到设定的给水最低水位时，控制器控制所述给水阀开启，冷水通过给水管注入所述热交换腔内，液位传感器监测到所述热交换腔内的水位达到设定的最高水位时，控制器控制所述给水阀关闭，停止向所述热交换腔内注水。

3.如权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于：所述给水排水组件还包括安装在所述热交换腔内的温度传感器、安装在所述排水管上的排水阀、及控制器，该控制器与温度传感器及排水阀分别电连接，该温度传感器用于监测所述热交换腔内水的温度，当热交换腔内水的温度达到预设的最高水温时，控制器控制所述排水阀开启，热交换腔内的水通过排水管排出热交换腔，当热交换腔内的水位达到设定的最低水位时，控制器控制所述排水阀关闭。

4.如权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于：所述给水排水组件还包括安装在所述排水管上的滤油器，该滤油器用于滤除经过排水管的水中的油类。

5.如权利要求2所述的余热回收装置，其特征在于：所述余热回收装置还包括安装在所述热交换腔内的多孔分布板，所述通气组件还包括安装在所述热交换腔内的气体分布器，所述进气管连接在该气体分布器的底部且与该气体分布器相连通，所述多孔分布板安装在该气体分布器的顶端，高温气体通过进气管进入气体分布器，然后在多孔分布板的作用下，产生多个气泡。

6.如权利要求2所述的余热回收装置，其特征在于：所述余热回收装置还包括安装在所述热交换腔顶部的除雾器，该除雾器位于所述热交换腔的最高水位的上方，该除雾器用于滤除浮出水面的气体中的水雾，所述排气管的开口位于该除雾器的上方。

7.如权利要求5所述的余热回收装置，其特征在于：所述余热回收装置还包括安装在热交换腔内的气升管，该气升管具有一第一端口及与该第一端口相对的第二端口，该第一端口面对所述多孔分布板，该第二端口位于最高水位的下方，该气升管用于使热交换腔内的水形成环流以加快升温。

8.如权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于：所述余热回收装置还包括一安装在热交换箱底部且与所述热交换腔相连通的排污管，该排污管用于排出沉积在所述热交换腔底部的淤泥。

9.如权利要求1所述的余热回收装置，其特征在于：所述余热回收装置还包括安装在所述进气管上的第一检修阀、安装在所述排气管上的第二检修阀、旁通管及安装在该旁通管上的旁通阀，该旁通管一端与所述进气管相连通，另一端与所述排气管相连通，该旁通管与进气管的相接处为第一交接点，该旁通管与排气管的相接处为第二交接点，所述第一检修阀位于进气管的位于所述热交换箱与该第一交接点之间的区段，所述第二检修阀位于排气管的位于所述热交换箱与第二交接点之间的区段，在需要向所述热交换腔内通入气体时，所述第一检修阀及第二检修阀开启，所述旁通阀关闭，在不需要向所述热交换腔内通入气体时，所述第一检修阀及第二检修阀关闭，所述旁通阀开启。

10.如权利要求3所述的余热回收装置，其特征在于：所述余热回收装置还包括一高温报警器，该高温报警器与所述温度传感器及控制器电连接，设定所述热交换腔内的水温不能高于一最高温度，当温度传感器检测到热交换腔内的水温高于该最高温度时，高温报警器报警，控制器控制排水阀将热交换腔内的水排出。