CN211650418U - 一种利用工业余热采暖的供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用工业余热采暖的供热系统，该系统包括鼓风机1、送风通道2和换热装置3，送风通道分为冷风送风通道21和热风送风通道22，分别位于换热装置3进风口一侧和出风口一侧，由鼓风机将冷风送入冷风送风通道21，经由能够实现气液换热的换热装置3再进入热风送风通道22。通过该供热系统将生产中高温冷凝水引入换热装置，再传输到待采暖区，充分利用了工业能源，节省了采暖用燃料，不产生废物、废气，清洁有效。换热装置设计巧妙，换热充分，热量能够有效被利用。

Description

一种利用工业余热采暖的供热系统

技术领域

本实用新型属于工业余热用于供暖节能技术领域，具体涉及一种利用生产余热为热风采暖提供热量的供热系统。

背景技术

在北方化工企业冬季供暖是企业成本加大的重要影响因素之一，大部分企业使用室内暖气集中供暖的方式，存在腐蚀易漏等问题，需要定期检查和维护。另外，还需要提供额外的燃料来进行燃烧供热，如煤等，浪费能源，还有可能污染大气环境，在冬季还非常容易引起雾霾。

在工业生产中，经常会产生高温冷凝水或高温冷却水，这些冷凝水或冷却水若直接进行冷却释放热量，不但浪费能源，还要额外提供人力物力，造成多重浪费。

为了解决上述问题，需要为冷却水和冷凝水提供热量释放途径，并加以利用实现能源的多重利用，节能环保。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种利用生产中产生的高温蒸汽冷凝水为采暖风源提供热量的供热系统。该系统是将外界冷风通过风机和管道引入高温冷凝水的换热装置，与高温冷凝水进行热量交换，再由输送通道输送到待采暖区。

本实用新型的供热系统包括鼓风机、送风通道和换热装置。

鼓风机用于将空气引入冷风送风通道，并以一定风速进入换热装置，以便将换热装置中的热量带入到待供暖区。

送风通道分为冷风送风通道和热风送风通道，分别位于换热装置进风口一侧和出风口一侧，用于引导输送冷热风。

所述送风通道2分为冷风送风通道21和热风送风通道22，分别位于换热装置3进风口一侧和出风口一侧，由鼓风机将冷风送入冷风送风通道21，经由换热装置3再进入热风送风通道 22。

换热装置包括进风过渡段、换热单元、出风过渡段、换热装置进水口和换热装置出水口。在换热装置中，流入换热装置的气流和高温冷凝水充分换热后，再流入热风送风通道。

所述换热装置3包括换热单元32，所述换热单元32包括换热单元进水口321、换热组件322、散热板323、换热单元出水口324和提供支撑固定作用的下支架325、上支架326和外框架 327。

所述换热组件322包括输水管3221、翅片真空夹套管3222 和输送管间散热组件3223。

所述输送管间散热组件3223包括扁管3223-1和扁管间翅片3223-2，扁管3223-1两端分别与两侧输水管3221连通，所述扁管间翅片3223-2为波形翅片。

所述翅片真空夹套管3222包括基管3222-1、翅片3222-2 和抽气管道3222-4，所述基管3222-1为环形套管，基管3222-1 环形部分为两端密封的真空中空管，环形部分内部装有受热或冷却后发生相变的液态介质。

所述翅片真空夹套管3222内层管内部在输水管3221管壁处与输水管3221内部相连通。

所述散热板323板面与翅片真空夹套管3222轴向垂直，相邻散热板323板面平行，散热板323上设置散热翘片3231。

所述换热装置3包括进风过渡段31、换热单元32、出风过渡段33、换热装置进水口34和换热装置出水口35。

进风过渡段31连接进冷风送风通道21和换热单元32的进风口，出风过渡段33连接换热单元32的出风口和热风送风通道 22。

所述换热装置3内部的换热单元32以串联方式进行连接，上一换热单元出水口324连接下一换热单元进水口321，所述换热组件322间通过输送管间散热组件3223相连通。

所述输水管3221内部设有输水管凹槽3221-1。

所述液态介质为水和乙醇的混合物，液态介质的体积不大于中空部分空间体积的五分之一。

所述翅片真空夹套管3222的两端分别与上下两个输水管 3221的管壁连接，并且在输水管轴向上等间距分布，相邻两个翅片真空夹套管3222的翅片3222-2不交叉。

所述基管3222-1的环形区域通过上方的抽气管道3222-4 相连通。

所述换热单元32进水管道一侧和出水管道一侧的换热组件输水管3221的端口分别设置换热单元进水口321和换热单元出水口324。

所述换热单元进水口321通过管道与换热装置进水口34相连接，换热单元出水口324通过管道与换热装置出水口35相连接。

所述散热板323水平穿插在翅片真空夹套管3222间，散热板面上设置圆孔，用于放置翅片真空夹套管3222，圆孔直径与基管3222-1外径紧密配合。

所述换热单元32的下支架325位于换热组件322下方，外框架327内部；所述换热单元32的上支架326位于换热组件322的上方；所述换热单元32的外框架327位于换热单元32外侧，与进风过渡段31和出风过渡段33相连接。

本实用新型中的有益效果在于：

(1)本实用新型中提供的供热系统是将工业余热引入系统，将热源充分交换，再传输到待采暖区。该系统能够充分利用生产中余热进行采暖，充分利用了工业能源，并且进一步节省了采暖用燃料。

(2)本实用新型中利用工业高温冷却水的热量进行供暖，不但节省能源，供暖方式清洁有效，不产生废物、废气。北方地区每逢冬季，气候干燥，雾霾随之加重，由于供暖燃烧燃料会加重雾霾天气。因此，采用本实用新型中的采暖办法对于大气环保有着非常重要的意义，减少废气排放。

(3)本实用新型中的换热装置，设计巧妙，能够充分使高温冷却水的热量与空气进行换热，热量能够被充分有效利用。

附图说明

图1示出本实用新型提供的一种优选实施方式的供热系统示例图；

图2示出本实用新型提供的一种优选实施方式的进风过渡段或出风过渡段结构示例图；

图3示出本实用新型提供的一种优选实施方式的换热装置内部结构示例图；

图4示出本实用新型提供的一种优选实施方式的输水管结构示例图；

图5示出本实用新型提供的一种优选实施方式的换热组件结构示例图；

图6示出图3的左视图；

图7示出本实用新型提供的一种优选实施方式的散热板平面结构示例图，其长度方向与气流方向同向；

图8示出本实用新型提供的一种优选实施方式的散热板平面结构示例图，其长度方向与气流方向垂直；

图9示出本实用新型提供的一种优选实施方式的散热板立体结构示例图，其长度方向与气流方向同向。

附图标号说明：

1-鼓风机；

2-送风通道；

3-换热装置；

21-冷风送风通道；

22-热风送风通道；

31-进风过渡段；

32-换热单元；

33-出风过渡段；

34-换热装置进水口；

35-换热装置出水口；

321-换热单元进水口；

322-换热组件；

323-散热板；

324-换热单元出水口；

325-下支架；

326-上支架；

327-外框架；

3221-输水管；

3221-1-输水管凹槽；

3222-翅片真空夹套管；

3222-1-基管；

3222-2-翅片；

3222-3-真空抽气口；

3222-4-抽气管道；

3223-输送管间散热组件；

3223-1-扁管；

3223-2-扁管间翅片；

3231-散热翘片。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“垂直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或零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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“最后”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如图1中所示，供热系统包括鼓风机1、送风通道2和换热装置3。所述鼓风机1用于将空气引入送风通道2，并以一定风速进入换热装置3，与高温冷凝水进行热量交换，以便将换热装置中的热量带入到待供暖区。本实用新型中，所述送风通道 2分为冷风送风通道21和热风送风通道22，分别位于换热装置进风口一侧和出风口一侧，用于输送冷热风。

所述换热装置3包括进风过渡段31、换热单元32、出风过渡段33、换热装置进水口34和换热装置出水口35。进风过渡段 31连接进冷风送风通道21和换热单元32的进风口，进风过渡段 31与冷风送风通道21连接处截面积小，与换热单元32的进风口连接处截面积大，在气流方向上逐渐扩口，目的在于增大冷风与换热单元32的接触面。出风过渡段33连接换热单元32的出风口和热风送风通道22，出风过渡段33与换热单元32连接处截面积大，与热风送风通道22连接处截面积小，在气流方向上逐渐收口，将热气流逐渐汇集进入热风送风通道22。进风过渡段31 和出风过渡段33结构相同，结构示例图如图2所示。送风通道2、进风过渡段31、换热单元32、出风过渡段33连接处设有密封垫。

所述换热单元32包括换热单元进水口321、换热组件322、散热板323、换热单元出水口324、下支架325、上支架326和外框架327，如图3和图6所示。在本实用新型优选实施方式中，换热装置3中可以根据实际需求设置若干个换热单元32进行串联，上一换热单元出水口324连接下一换热单元进水口321。

所述换热组件322包括输水管3221、翅片真空夹套管3222 和输送管间散热组件3223，如图5和图6所示。在本实用新型的优选实施方式中，换热单元可以包含若干层换热组件322，换热组件322包含偶数个翅片真空夹套管3222。换热组件322间通过输送管间散热组件3223相连通。

所述翅片真空夹套管3222与输水管3221相连接，翅片真空夹套管3222内层管内部在输水管壁处与输水管3221内部相连通；相邻换热组件的相邻输水管设置输送管间散热组件3223，输送管间散热组件3223根据水流方向设置在上方输水管间或下方输水管间，沿输送管轴向方向上设置若干个输送管间散热组件3223。

高温冷凝水通过换热单元进水口321进入换热组件322，依次充满输水管3221和翅片真空夹套管3222，再由输送管间散热组件3223输送到下一换热组件322，最后由换热单元出水口324 输送出去。

在一种优选实施方式中，所述输水管3221内部管壁设有输水管凹槽3221-1，用于增加换热面积，如图4所示。输水管3221 的管径大于翅片真空夹套管3222的管径。输水管3221的作用在于将高温冷凝水输送到各个翅片真空夹套管3222中去交换热量，并在输水的过程中起到汇集、缓冲高温冷凝水的作用。

所述翅片真空夹套管3222的两端分别与上下两个输水管 3221的管壁连接，并且在输水管轴向上等间距分布，相邻两个翅片真空夹套管3222的翅片3222-2不交叉。

所述翅片真空夹套管3222包括基管3222-1、翅片3222-2 和抽气管道3222-4，换热组件322中第一个翅片真空夹套管 3222还包括真空抽气口3222-3，如图5和图6所示。

所述基管3222-1有内外两层，形成环形套管，基管环形部分为两端密封的真空中空管，内部装有液态介质，液态介质的体积不大于中空部分空间体积的五分之一，本实用新型中优选的液态介质的体积为中空部分空间体积的六分之一。

同一换热组件中相邻翅片真空夹套管3222基管3222-1的环形区域通过上方的抽气管道3222-4相连通。在一组换热组件中，在最外侧的翅片真空夹套管3222基管3222-1上设置一个可与外界相连的真空抽气口3222-3，用于翅片真空夹套管3222 基管3222-1环形区域的抽取真空。所述基管3222-1的环形区域在使用过程中为真空密封状态。

在优选的实施方式中，所述液态介质为水和乙醇的混合物。当高温冷凝水流过翅片真空夹套管3222时，将热量传递给翅片真空夹套管3222中空部位的液体介质，液体介质处在真空状态，受热后汽化，汽化后的蒸汽充满套管，通过外侧翅片3222-2 和散热板323将热能传递给外部空气，进行换热，介质经过换热后降温冷凝，依靠重力沿着管壁流回到翅片真空夹套管3222 底部，受热后再次汽化进行循环换热。

所述输送管间换热组件3223包括扁管3223-1和扁管间翅片3223-2，如图5所示。扁管3223-1两端分别与两侧输水管3221 连通。输水管3221通过扁管3223-1将冷凝水输送到下一输水管。所述扁管间翅片3223-2为波形翅片，可以辅助完成输水管 3223间的散热。

在临近换热单元32进水管道一侧和出水管道一侧的换热组件输水管的端口分别设置换热单元进水口321和换热单元出水口324。所述换热单元进水口321设置在临近进水管道一侧换热组件的下方输水管，高温冷凝水在进入输水管3221后，待水位超过输水管3221管径高度后才逐渐压入翅片真空夹套管 3222。所述换热单元出水口324设置在最后一层换热组件输水管3221的端面偏上的位置，以确保冷凝水在充满最后一根输水管后再流出。换热单元进水口321通过管道与换热装置进水口34相连接，换热单元出水口324通过管道与换热装置出水口35 相连接。

所述散热板323水平穿插在翅片真空夹套管3222间，散热板面上设置圆孔，圆孔直径与基管3222-1外径为紧密配合，用于放置翅片真空夹套管3222，散热板323板面垂直于翅片真空夹套管3222的轴向方向设置，相邻散热板323板面平行。

在本实用新型的优选方案中，在翅片真空夹套管3222轴向方向上设置平行散热板323，散热板323板面与翅片真空夹套管 3222轴向垂直，相邻散热板323板面平行且等间距设置。每两排翅片真空夹套管3222布置在同一方向的若干个散热板323 上。所述两排翅片真空夹套管3222可以为两层换热组件，设置散热板323长度方向与气流方向同向，散热板323板面如图7；也可以为不同层换热组件的相邻翅片真空夹套管3222，设置散热板323长度方向与气流方向垂直，散热板323板面如图8。散热板323上设置若干散热翘片3231，例如图7中散热板323的立体图如图9所示，在优选实施方式中，散热翘片3231的长度方向与气体流向相同，避免阻碍气流，减少气流对散热翘片3231 的冲击和磨损。

所述换热单元32的下支架325位于换热组件322下方，外框架327内部，用于支撑换热组件322；所述换热单元32的上支架 326位于换热组件322的上方，配合下支架325使用，用来夹持固定换热组件；所述换热单元32的外框架327位于换热单元32 外侧，用于支撑和固定换热单元内部所有组件，并且与进风过渡段31和出风过渡段33相连接，引导气流走向。

通过本实用新型中提供的供热系统将生产中高温冷凝水引入换热装置，再传输到待采暖区，充分利用了工业能源，节省了采暖用燃料，不产生废物、废气，清洁有效。换热装置设计巧妙，换热充分，热量能够有效被利用。

以上结合具体实施方式和/或范例性实例以及附图对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种利用工业余热采暖的供热系统，其特征在于，该系统包括鼓风机(1)、送风通道(2)和换热装置(3)，

所述换热装置(3)包括换热单元(32)，所述换热单元(32)包括换热单元进水口(321)、换热组件(322)、散热板(323)、换热单元出水口(324)和提供支撑固定作用的下支架(325)、上支架(326)和外框架(327)，

所述换热组件(322)包括输水管(3221)、翅片真空夹套管(3222)和输送管间散热组件(3223)，

所述输送管间散热组件(3223)包括扁管(3223-1)和扁管间翅片(3223-2)，扁管(3223-1)两端分别与两侧输水管(3221)连通，所述扁管间翅片(3223-2)为波形翅片，

所述翅片真空夹套管(3222)包括基管(3222-1)、翅片(3222-2)和抽气管道(3222-4)，所述基管(3222-1)为环形套管，基管(3222-1)环形部分为两端密封的真空中空管，环形部分内部装有受热或冷却后发生相变的液态介质，

所述翅片真空夹套管(3222)内层管内部在输水管(3221)管壁处与输水管(3221)内部相连通，

所述散热板(323)板面与翅片真空夹套管(3222)轴向垂直，相邻散热板(323)板面平行，散热板(323)上设置散热翘片(3231)。

2.根据权利要求1所述的一种利用工业余热采暖的供热系统，其特征在于，

所述送风通道(2)分为冷风送风通道(21)和热风送风通道(22)，分别位于换热装置(3)进风口一侧和出风口一侧，由鼓风机将冷风送入冷风送风通道(21)，经由换热装置(3)再进入热风送风通道(22)。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用工业余热采暖的供热系统，其特征在于，

所述换热装置(3)包括进风过渡段(31)、换热单元(32)、出风过渡段(33)、换热装置进水口(34)和换热装置出水口(35)，

进风过渡段(31)连接进冷风送风通道(21)和换热单元(32)的进风口，出风过渡段(33)连接换热单元(32)的出风口和热风送风通道(22)。

4.根据权利要求3所述的一种利用工业余热采暖的供热系统，其特征在于，

所述换热装置(3)内部的换热单元(32)以串联方式进行连接，上一换热单元出水口(324)连接下一换热单元进水口(321)，所述换热组件(322)间通过输送管间散热组件(3223)相连通。

5.根据权利要求1或4所述的一种利用工业余热采暖的供热系统，其特征在于，

所述输水管(3221)内部设有输水管凹槽(3221-1)，

所述液态介质的体积不大于中空部分空间体积的五分之一。

6.根据权利要求1所述的一种利用工业余热采暖的供热系统，其特征在于，

所述翅片真空夹套管(3222)的两端分别与上下两个输水管(3221)的管壁连接，并且在输水管轴向上等间距分布，相邻两个翅片真空夹套管(3222)的翅片(3222-2)不交叉。

7.根据权利要求1所述的一种利用工业余热采暖的供热系统，其特征在于，

所述基管(3222-1)的环形区域通过上方的抽气管道(3222-4)相连通。

8.根据权利要求1所述的一种利用工业余热采暖的供热系统，其特征在于，

所述换热单元(32)进水管道一侧和出水管道一侧的换热组件输水管(3221)的端口分别设置换热单元进水口(321)和换热单元出水口(324)，

所述换热单元进水口(321)通过管道与换热装置进水口(34)相连接，换热单元出水口(324)通过管道与换热装置出水口(35)相连接。

9.根据权利要求1所述的一种利用工业余热采暖的供热系统，其特征在于，

所述散热板(323)水平穿插在翅片真空夹套管(3222)间，散热板面上设置圆孔，用于放置翅片真空夹套管(3222)，圆孔直径与基管(3222-1)外径紧密配合。

10.根据权利要求1所述的一种利用工业余热采暖的供热系统，其特征在于，

所述换热单元(32)的下支架(325)位于换热组件(322)下方，外框架(327)内部；所述换热单元(32)的上支架(326)位于换热组件(322)的上方；所述换热单元(32)的外框架(327)位于换热单元(32)外侧，与进风过渡段(31)和出风过渡段(33)相连接。

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