CN206056349U - 一种热回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热回收装置，包括储液装置、热交换器、热交换空间和用热器，所述热交换器设置于热交换空间内，所述热交换器包括换热管和风机，所述风机的风向朝向换热管，所述热交换空间上设有用于进出热烟气的进烟口与出烟口，所述储液装置、热交换空间和用热器由管道连通，并形成流体回路，该回路内具有可流动的导热介质。本实用新型具有如下优点：能够实现对燃料燃烧产生废烟进行废热高效回收，实现了热回收与热利用的一体化，提高了能源的利用率，装置结构简单、制作成本低，实用性极强。

Description

一种热回收装置

技术领域

本实用新型涉及热能回收技术领域，尤其涉及一种热回收装置。

背景技术

在食品、纺织印刷、化工等生产过程中，燃料燃烧都会产生大量的废气，这些废气的温度都非常高，能够达到200摄氏度或者更高，在现有技术中对于这种废气处理一般都会忽视废气中所附带的能量，进行一些常规的废气处理就排放出去，忽视了废气的热量利用价值；还有一些生产者会意识到废气的回收利用，但是现在的热气回收设备大都结构复杂，回收效率低，不利于节约能源，废气回收成本过高。

所以，现在急需提供一种新型的热回收装置用以解决废气热量高效回收存在的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种热回收装置，解决传统的燃料燃烧产生废气未有效进行废热回收，造成大量的热量浪费，或者生产者对废气进行热量回收所使用的回收设备结构复杂，回收效率不高，设备制造使用成本高的问题。

本实用新型是这样实现的：一种热回收装置，包括储液装置、热交换器、热交换空间和用热器，所述热交换器设置于热交换空间内，所述热交换器包括换热管和风机，所述风机的风向朝向换热管，所述热交换空间上设有用于进出热烟气的进烟口与出烟口，所述储液装置、热交换空间和用热器由管道连通，并形成流体回路，该回路内具有可流动的导热介质。储液装置在本实用新型中用来作为导热介质的储存放置空间，热交换空间是指进入到该空间区域内的废烟气，在该空间内进行热量的交换从而进行热回收；热交换器在本实用新型中是设置在热交换空间内的，通过热交换器的换热管与进入到热交换空间内的气体进行接触，高温的废烟气包裹换热管，促使换热管吸热，换热管的材质都是采用导热性能都非常好，热交换效率高；风机可以用来调节废烟气在热交换空间内的流动速度，风机的风向朝向换热管使得刚进入热交换空间内的高温烟气迅速包裹换热管，进一步提高换热效率；用热器则是用来将传递到用热设备或者用热器中对回收的热量进行再次利用，提高能源利用率，节约使用成本；热烟气是有热气以及燃料燃烧后附带微小颗粒的混合物，进烟口作为热烟气的进口，热烟气经由进烟口进入到热交换空间中，出烟口则是用来将进行热交换后的气体排出交换空间，才能使得后续气体的进入；储液装置、热交换空间和用热器由管道连通，并形成流体回路，该流体回路的设置使得导热介质在回路中流动，将上述各部件连接成一个整体，从而使用吸热、用热的一体化，流体回路内流动有导热介质，作为本实用新型传热导热的介质，为了达到良好的传热、导热效果导热介质最好使用比热容较大的液体。采用上述装置将热回收、热利用一体化，利用风机有效提高烟气流动速度提升换热效率，在解决废烟气排放浪费能量的同时，将热量利用起来提高利用率，这种结构制作简单、造价低。热量回收效率高，实用性强。

进一步地，本实用新型所述的热交换空间内具有用于检测热交换空间温度的第一温度传感器，第一温度传感器依次电连接第一温控开关和风机，当热交换空间温度大于预设的风机起停阈值时第一温控开关启动风机，当热交换空间温度小于预设的风机起停阈值时第一温控开关停止风机。所述的风机起停阈值是指风机的启动与停止时热交换空间内的气体温度，第一温度传感器用于检测热交换空间内的温度实质上也相当于检测此时通入热交换空间的热烟气的温度(除了未通入热烟气外)，当热烟气的温度达到预设阈值时，才开始启动风机用以加快热交换管的热交换速率，因为当通入热交换空间内的烟气温度较低或者未通入热烟气时，启动风机除了增加能耗外，并不能加快热交换速率使得换热管快速吸热，提高导热介质的温度，因此要设置第一温度传感器来检测热交换空间内的温度，只有在温度到达预设阈值时，启动风机才能达到提高热交换管的吸热效率。第一温度传感器的作用主要就是保证在有高温热烟气由进烟口进入时，才启动风机进行工作，例如我们把风机的启停阈值设置到100℃，那么只有当温度传感器检测到热交换空间内通入的气体温度达到100℃时，才启动风机工作。

进一步地，本实用新型所述的换热管上具有用于检测换热管内导热介质温度的第二温度传感器，第二温度传感器依次电连接第二温控开关和风机，当导热介质温度大于预设的安全阈值时第二温控开关停止风机，当导热介质温度小于预设的安全阈值时第二温控开关启动风机。为了使得热交换管内的导热介质更加快速的进行吸热进行热回收，打开风机提高热烟气的流动速度可以促使导热介质更快的通过换热管进行吸热，但是众所周知导热介质作为一种流体介质其肯定具有自己的沸点，然而导热介质在到达沸点之后会出现沸腾，不仅吸热速度变慢，而且还可能会对热交换管造成损坏，因此在本新型中预设一个安全阈值，当导热介质达到安全阈值时，关闭风机使得导热介质吸热速率变慢，而在用热器处导热介质散热，使得二者达到一个相对的平衡从而持续性的进行工作；当导热介质的温度远低于安全阈值时，打开风机提高吸热速率，使得热回收速率提高，使得供热效果更好。优选的，安全阈值的设置略低于导热介质的沸点即可，例如导热介质是水。安全阈值设置为95℃-97℃都可。

进一步地，本实用新型所述的储液装置设有电加热装置和用于检测储液装置内导热介质温度的第三温度传感器，第三温度传感器依次电连接第三温控开关和电加热装置，当储液装置内导热介质温度小于预设的电热启停阈值时第三温控开关启动电加热装置，当储液装置内导热介质温度大于预设的电热启停阈值时第三温控开关停止电加热装置。在本实用新型中为了达到对用热器的供热效果，流体回路内导热介质的温度肯定不能太低否则导热介质无法短时间内被加温，便达不到供热效果，那么为了达到短时间内供热效果，我们为电加热装置预设一个电加热装置启动阈值，以导热介质为水为例，我们预设电加热装置启停阈值为60℃，当第三温度传感器检测到储液装置内的流体介质温度不高于60℃时，启动电加热装置对导热介质进行加热，以便达到供热的效果，当第三温度传感器检测到储液装置内的导热介质温度被电加热装置加热升温到60℃时，此时导热介质已经能够达到对用热器的供热效果，便可以关闭电加热装置。

进一步地，本实用新型所述的风机上还设有调速机构，所述调速机构用于根据风机接收到第二温度传感器反馈的导热介质的温度调节风机的转动速度。当第二温度传感器检测反馈的导热介质的温度远低于其预设的安全阈值时，可以通过调速机构加大风机的转动速度，促使热烟气的流动速度加快，从而使得换热管内导热介质的吸热速度较快，使得对用热器的供热效果更好，当导热介质的温度接近安全阈值时，降低风机的转动速度，直至关闭风机，使得换热管内流体介质的吸热速度处于可控、可调节状态，方便使用者根据需求进行调整。

进一步地，本实用新型还包括增压泵，所述增压泵与储液装置连接。顾名思义就是用来增压的泵体，其用途主要使得流体回路中具有一定的压力，从而能够增加流体回路的行程，使得该装置比较容易根据实际需求布局。

进一步地，本实用新型所述的导热介质为水。水在做导热介质的好处在于水较为廉价，可以节约使用成本，而且水的比热容较大，吸热效果好，水能够吸收大量的热量而温度上升不会太快，使得热回收设备能够进行持续性工作，防止导热介质温度过高影响热回收装置的工作。

进一步地，本实用新型所述的用热器为面包醒发室内的供热单元。在制作面包的工作中，其中一个步骤就是进行面包醒发，而醒发过程需要保持一定的温度，这样制作的面包口感品质较好，正好我们可以将回收的热烟气中的热量用来供给到醒发室中对其供热，从而实现本新型集热回收与热利用为一体；当然，用热器也可以是蔬菜种植大棚、住房等。

进一步地，本实用新型所述的风机的动力机构位于热交换空间外部，或位于热交换空间内部并具有隔热结构。风机由风叶以及动力机构组成，风叶在动力机构的驱动下旋转带动空气运动产生风，风机的动力机构也就是指驱动风机转动的机构，如电机等，因为动力机构一般情况下不能长时间处于温度较高的环境中，很容易对其中的电路造成损坏，影响其正常工作，所以将风机的动力机构设置在热交换空间外部，或者设置在热交换空间的内部需要用隔热结构将其保护起来，优选的我们将风机动力机构设置在热交换空间外，减少设置隔热结构的使用成本。

进一步地，本实用新型所述的储液装置具有保温层。所述的保温层主要是用于对储液装置内的导热介质进行保温，在前述的技术方案中，我们有为电加热装置设置了一个启停阈值，就是为了防止导热介质的温度过低，短时间不能升温导致其供热效果不佳，故保温层的设置就是为了使得储液装置内导热介质的温度不会过低，同时减少电加热装置的电能损耗。

进一步地，本实用新型所述流体回路穿过热交换空间部分的管道也就是热交换管呈波浪形设置。所述的波浪形在本实用新型中指的是管道热交换管曲折或者说弯曲设置，采用这种做法主要是为了增加在热交换空间内热烟气与管道的接触面积，使得其换热、吸热效果更加明显；当然了管道呈波浪形设置只是增加管道与热烟气的接触面积的一个优选方案，其他能够增加管道与热烟气接触面积的管道设置方式都行，如管道呈螺旋形设置。

进一步地，本实用新型所述热交换空间的进烟口处还安装有过滤网。过滤网是与进烟口形状相适配的网状结构，在允许热气通过的同时，将烟气中存在的灰尘等颗粒物阻挡在热交换空间外，防止这些污垢粘附在换热管对热交换的效果造成影响，吸热效率不高，而且还能保持热交换空间内的洁净，热交换器不易因灰尘干扰，造成其损坏。

本实用新型具有如下优点：能够实现对燃料燃烧产生废烟进行废热高效回收，实现了热回收与热利用的一体化，提高了能源的利用率，装置结构简单、制作成本低，实用性极强。

附图说明

图1为本实用新型一种换热装置一实施例的主视结构示意图；

图2为本实用新型一种换热装置一实施例的主视结构剖视示意图；

图3为本实用新型一种换热装置另一实施例的主视结构示意图；

图4为本实用新型一种换热装置另一实施例的主视结构剖视示意图；

图5为本实用新型一种换热装置一实施例的热交换空间的侧视示意图；

图6为本实用新型一种换热装置一实施例中过滤网主视结构示意图。

附图标记说明：

1、储液装置；

21、换热管；22、风机；221、风叶；222、动力机构；

3、热交换空间；

4、用热器；

5、进烟口；

6、出烟口；

7、流体回路；

8、第一温度传感器；

9、第二温度传感器；

10、第三温度传感器；

11、电加热装置；

12、过滤网。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1至图6，本实用新型是这样实现的：一种热回收装置，包括储液装置1、热交换器、热交换空间3和用热器4，所述热交换器设置于热交换空间3内，所述热交换器包括换热管21和风机22，所述风机22的风向朝向换热管21，所述热交换空间3上设有用于进出热烟气的进烟口5与出烟口6，所述储液装置1、热交换空间3和用热器4由管道连通，并形成流体回流7，该回路内具有可流动的导热介质。储液装置1在本实用新型中用来作为导热介质的储存放置空间，热交换空间3是指进入到该空间区域内的废烟气，在该空间内进行热量的交换从而进行热回收；热交换器在本实用新型中是设置在热交换空间3内的，通过热交换器的换热管21与进入到热交换空间3内的气体进行接触，高温的废烟气包裹换热管21，促使换热管21吸热，换热管21的材质都是采用导热性能都非常好，热交换效率高，换热管21一般采用导向较好的铜、铝以及铝合金，优选的采用铝合金制作铜质量较大，铝的硬度太弱容易出现损坏，而铝合金则能兼顾二者的有点，当然了换热管21采用石墨烯制作导热效果也非常好，只是制作成本过高；风机22可以用来调节废烟气在热交换空间3内的流动速度，风机22的风向朝向换热管21使得刚进入热交换空间3内的高温烟气迅速包裹换热管21，进一步提高换热效率；用热器4则是用来将传递到用热设备或者用热器中对回收的热量进行再次利用，提高能源利用率，节约使用成本。

热烟气是有热气以及燃料燃烧后附带微小颗粒的混合物，进烟口5作为热烟气的进口，热烟气经由进烟口5进入到热交换空间3中，出烟口6则是用来将进行热交换后的气体排出交换空间，才能使得后续气体的进入，优选的，进烟口5与出烟口6分别设置在热交换空间3的相对的侧壁的上部和下部，这样热烟气才能从分与热交换器接触，才能够最大程度的保证热交换的充分进行；储液装置1、热交换空间3和用热器4由管道连通，并形成流体回流7，该流体回流7的设置使得导热介质在回路中流动，将上述各部件连接成一个整体，从而使用吸热、用热的一体化，流体回流7内流动有储液装置1内存储的导热介质，作为本实用新型传热导热的介质，为了达到良好的传热、导热效果导热介质最好使用比热容较大的液体。采用上述装置将热回收、热利用一体化，利用风机22有效提高烟气流动速度提升换热效率，在解决废烟气排放浪费能量的同时，将热量利用起来提高利用率，这种结构制作简单、造价低。热量回收效率高，实用性强。本实用新型所述的导热介质优选的采用比热容较大的流体，优选的，使用水作为导热介质即可，水的比容热较大吸热和散热都比较快，而且吸热过程中等体积的介质，上升到同样的温度，水能够吸收非常多的热量，因此在使用水做为导热介质时，不会轻易出现沸腾现象。

请参阅图2和图4，进一步的实施例中，本实用新型所述的热交换空间3内具有用于检测热交换空间3温度的第一温度传感器8，第一温度传感器8依次电连接第一温控开关和风机22，当热交换空间3温度大于预设的风机22起停阈值时第一温控开关启动风机22，当热交换空间3温度小于预设的风机22起停阈值时第一温控开关停止风机22。所述的风机22起停阈值是指风机22的启动与停止时热交换空间3内的气体温度，第一温度传感器8用于检测热交换空间3内的温度实质上也相当于检测此时通入热交换空间3的热烟气的温度(除了未通入热烟气外)，当热烟气的温度达到预设阈值时，才开始启动风机22用以加快热交换管的热交换速率，因为当通入热交换空间3内的烟气温度较低或者未通入热烟气时，启动风机22除了增加能耗外，并不能加快热交换速率使得换热管21快速吸热，提高导热介质的温度，因此要设置第一温度传感器8来检测热交换空间3内的温度，只有在温度到达预设阈值时，启动风机22才能达到提高热交换管的吸热效率。第一温度传感器8的作用主要就是保证在有高温热烟气由进烟口5进入时，才启动风机22进行工作，例如我们把风机22的启停阈值设置到100℃，那么只有当温度传感器检测到热交换空间3内通入的气体温度达到100℃时，才启动风机22工作。

如图2所示的，进一步的实施例中，本实用新型所述的换热管21上具有用于检测换热管21内导热介质温度的第二温度传感器9，第二温度传感器9依次电连接第二温控开关和风机22，当导热介质温度大于预设的安全阈值时第二温控开关停止风机22，当导热介质温度小于预设的安全阈值时第二温控开关启动风机22。为了使得热交换管内的导热介质更加快速的进行吸热进行热回收，打开风机22提高热烟气的流动速度可以促使导热介质更快的通过换热管21进行吸热，但是众所周知导热介质作为一种流体介质其肯定具有自己的沸点，然而导热介质在到达沸点之后会出现沸腾，不仅吸热速度变慢，而且还可能会对热交换管造成损坏，因此在本新型中预设一个安全阈值，当导热介质达到安全阈值时，关闭风机22使得导热介质吸热速率变慢，而在用热器4处导热介质散热，使得二者达到一个相对的平衡从而持续性的进行工作；当导热介质的温度远低于安全阈值时，打开风机22提高吸热速率，使得热回收速率提高，使得供热效果更好。优选的，安全阈值的设置略低于导热介质的沸点即可，例如导热介质是水。安全阈值设置为95℃-97℃都可。

请参阅1至图4，进一步的实施例中，本实用新型所述的储液装置1设有电加热装置11和用于检测储液装置1内导热介质温度的第三温度传感器10，第三温度传感器10依次电连接第三温控开关和电加热装置11，当储液装置1 内导热介质温度小于预设的电热启停阈值时第三温控开关启动电加热装置11，当储液装置1内导热介质温度大于预设的电热启停阈值时第三温控开关停止电加热装置11。在本实用新型中为了达到对用热器4的供热效果，流体回流7内导热介质的温度肯定不能太低否则短时间内导热介质无法升温，便达不到供热效果，那么为了达到短时间内的供热效果，我们为电加热装置11预设一个电加热装置11启动阈值，以导热介质为水为例，我们预设电加热装置11启动阈值为60℃，当第三温度传感器10检测到储液装置1内的流体介质温度不高于60℃时，启动电加热装置11对导热介质进行加热，以便达到供热的效果；并且为了防止导热介质被加热沸腾不利于其在热交换空间3的吸热，以及对储液装置内其他元件的损坏，当第三温度传感器10检测到储液装置1内的导热介质温度被电加热装置11加热升温到60℃时，此时导热介质已经能够达到对用热器4的供热效果，便可以关闭电加热装置。这种方案能够在保证本实用新型中的供热效果的同时，节约能源。

为了更好的达到导热介质短时间升温以达到较好的供热效果，本实用新型为设置了保温层(未画出)。所述的保温层主要是用于对储液装置1内的导热介质进行保温，在前述的技术方案中，我们有为电加热装置设置了一个启停阈值，就是为了防止导热介质的温度过低，短时间不能升温导致其供热效果不佳，故保温层的设置就是为了使得储液装置1内导热介质的温度不会过低，同时减少电加热装置11的电能损耗。所述保温层可以沿储液装置1的内壁设置，也可以沿储液装置1的外壁设置，只要能够达到保温效果即可。

进一步的实施例中，本实用新型所述的风机22上还设有调速机构(未画出)，所述调速机构根据第二温度传感器9反馈的导热介质的温度调节风机22的转动速度。当第二温度传感器9检测反馈的导热介质的温度远低于其预设的安全阈值时，可以通过调速机构加大风机22的转动速度，促使热烟气的流动速度加快，从而使得换热管21内导热介质的吸热速度较快，使得对用热器4的供热效果更好，当导热介质的温度接近安全阈值时，降低风机22的转动速度，直至关闭风机22，使得换热管21内流体介质的吸热速度处于可控、可调节状态，方便使用者根据需求进行调整。

具体的实施例中，本实用新型还包括增压泵(未画出)，所述增压泵与储液装置1连接。顾名思义就是用来增压的泵体，使得流体回路中具有一定的压力，从而能够使得导热介质能够进入到流体回流7中进行吸热供热循环，并且能够增加流体回路的行程，使得该装置比较容易根据实际需求布局。

具体的实施例中，本实用新型所述的导热介质为水。水在做导热介质的好处在于水较为廉价，可以节约使用成本，而且水的比热容较大，吸热效果好，水能够吸收大量的热量而温度上升不会太快，使得热回收设备能够进行持续性工作，防止导热介质温度过高影响热回收装置的工作。

进一步的实施例中，本实用新型所述的用热器4为面包醒发室内的供热单元。在制作面包的工作中，其中一个步骤就是进行面包醒发，而醒发过程需要保持一定的温度，这样制作的面包口感品质较好，正好我们可以将回收的热烟气中的热量用来供给到醒发室中对其供热，从而实现本新型集热回收与热利用为一体；如图1至图4所示，用热器4在本实用新型中并不单纯指的是电器、机械制品等用热设备，如食品加热箱、保温箱等，也可以指的是类似于一个用热器，如需要进行供热保暖的大棚，起到保暖效果的生产车间，住户家庭都行，由此我们可以看出本新型装置的市场潜力还是很大的。

请参阅图5，进一步的实施例中，本实用新型所述的风机22的动力机构222位于热交换空间3外部，或位于热交换空间内部并具有隔热结构。风机由风叶221以及动力机构222组成，风叶221在动力机构222的驱动下旋转带动空气运动产生风，风机22的动力机构222也就是指驱动风机22转动的机构，如电机等，因为动力机构222一般情况下不能长时间处于温度较高的环境中，很容易对其中的电路造成损坏，影响其正常工作，所以将风机22的动力机构222设置在热交换空间3外部，或者设置在热交换空间3的内部需要用隔热结构将其保护起来，如图5所示，优选的我们将风机22动力机构222设置在热交换空间3外，减少设置隔热结构的使用成本。

请参阅图2和图4，进一步的实施例中，本实用新型所述流体回流7穿过热交换空间3部分的管道也就是换热管21呈波浪形设置。所述的波浪形在本实用新型中指的是换热管21曲折或者说弯曲设置，采用这种做法主要是为了增加在热交换空间3内热烟气与换热管21道的接触面积，使得其换热、吸热效果更加明显；特别的，管道呈波浪形设置只是增加管道与热烟气的接触面积的一个优选方案，其他能够增加管道与热烟气接触面积的管道设置方式都行，如管道呈螺旋形设置。

如图6所示的，优选的实施例中，本实用新型所述热交换空间3的进烟口5处还安装有过滤网12。过滤网12是与进烟口5形状相适配的网状结构，在允许热气通过的同时，将烟气中存在的灰尘等颗粒物阻挡在热交换空间3外，防止这些污垢粘附在换热管21对热交换的效果造成影响，吸热效率不高，而且还能保持热交换空间3内的洁净，热交换器不易因灰尘干扰，造成其损坏。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种热回收装置，其特征在于，包括储液装置、热交换器、热交换空间和用热器，所述热交换器设置于热交换空间内，所述热交换器包括换热管和风机，所述风机的风向朝向换热管，所述热交换空间上设有用于进出热烟气的进烟口与出烟口，所述储液装置、热交换空间和用热器由管道连通，并形成流体回路，该回路内具有可流动的导热介质。

2.根据权利要求1所述的热回收装置，其特征在于，所述的热交换空间内具有用于检测热交换空间温度的第一温度传感器，第一温度传感器依次电连接第一温控开关和风机，当热交换空间温度大于预设的风机起停阈值时第一温控开关启动风机，当热交换空间温度小于预设的风机起停阈值时第一温控开关停止风机。

3.根据权利要求1所述的热回收装置，其特征在于，所述的换热管上具有用于检测换热管内导热介质温度的第二温度传感器，第二温度传感器依次电连接第二温控开关和风机，当导热介质温度大于预设的安全阈值时第二温控开关停止风机，当导热介质温度小于预设的安全阈值时第二温控开关启动风机。

4.根据权利要求1-3任一项所述的热回收装置，其特征在于，所述的储液装置设有电加热装置和用于检测储液装置内导热介质温度的第三温度传感器，第三温度传感器依次电连接第三温控开关和电加热装置，当储液装置内导热介质温度小于预设的电热启停阈值时第三温控开关启动电加热装置，当储液装置内导热介质温度大于预设的电热启停阈值时第三温控开关停止电加热装置。

5.根据权利要求3所述的热回收装置，其特征在于，所述的风机上还设置有调速机构，所述调速机构用于根据第二温度传感器反馈的导热介质的温度调节风机的转动速度。

6.根据权利要求3所述的热回收装置，其特征在于，还包括增压泵，所述增压泵与储液装置连接。

7.根据权利要求3所述的热回收装置，其特征在于，所述的导热介质为水。

8.根据权利要求3所述的热回收装置，其特征在于，所述的用热器为面包醒发室内的供热单元。

9.根据权利要求3所述的热回收装置，其特征在于，所述的风机的动力机构位于热交换空间外部，或位于热交换空间内部并具有隔热结构。

10.根据权利要求3所述的热回收装置，其特征在于，所述的储液装置具有保温层。