CN209950064U - 热能回收和利用*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热能回收和利用***。热能回收和利用***应用于养殖场。养殖场包括养殖舍。养殖舍设有进风口和出风口。热能回收和利用***包括热交换装置。热交换装置包括导热地连接的第一管和第二管。第一管连接出风口，第二管用于导入第一换热介质。热交换装置用于利用第一管将经出风口流出的热空气的热量交换至第二管内的第一换热介质。本实用新型实施方式的热能回收和利用***，可以将养殖舍出风口排出的废气中的热能回收再利用，这不但可以改善养殖舍的环境温度、降低养殖舍的运行费用，而且对降低养殖成本具有非常重要的现实意义。

Description

热能回收和利用***

技术领域

本实用新型涉及养殖业热能回收技术领域，特别涉及一种热能回收和利用***。

背景技术

在现代化的养猪行业中，由于猪的生长需要，有大量的废气从猪舍排放到大气中。这些废气温度(20～25度)在夏季相对于室外气温较低，在冬季相对于室外气温较高。然而，这些废气中的热能没有被回收再利用，浪费资源，不利于降低养猪成本。

实用新型内容

本实用新型的实施方式提供了一种热能回收和利用***。

本实用新型实施方式的热能回收和利用***，应用于养殖场，所述养殖场包括养殖舍，所述养殖舍设有进风口和出风口，所述热能回收和利用***包括热交换装置，所述热交换装置包括导热地连接的第一管和第二管，所述第一管连接所述出风口，所述第二管用于导入第一换热介质，所述热交换装置用于利用所述第一管将经所述出风口流出的热空气的热量交换至所述第二管内的所述第一换热介质。

本实用新型实施方式的热能回收和利用***，可以将养殖舍出风口排出的废气中的热能回收再利用，这不但可以改善养殖舍的环境温度、降低养殖舍的运行费用，而且对降低养殖成本具有非常重要的现实意义。

在某些实施方式中，所述养殖场包括新风通道，所述新风通道连接所述进风口，所述第二管的两端均连接所述新风通道，所述第一换热介质为经所述新风通道和所述进风口进入所述养殖舍的空气。

在某些实施方式中，所述热交换装置包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器设在所述第一管并用于驱动所述第一管内的气体流动，所述第二驱动器设在所述第二管并用于驱动所述第二管内的所述第一换热介质流动。

在某些实施方式中，所述热能回收和利用***包括水循环装置，所述水循环装置包括冷水箱，所述冷水箱管路连接所述热交换装置，所述第一换热介质用于在换热后加热来自所述冷水箱的水。

在某些实施方式中，所述水循环装置包括热水箱，所述热水箱管路连接所述热交换装置，所述热水箱用于接收来自所述热交换装置加热后的热水。

在某些实施方式中，所述热交换装置包括第三驱动器，所述第三驱动器用于驱动从所述出风口流出的空气流入所述第一管。

在某些实施方式中，所述水循环装置包括设在所述养殖舍的暖板，所述暖板管路连接所述热水箱和所述冷水箱。

在某些实施方式中，所述水循环装置包括恒温电动阀，所述恒温电动阀管路连接所述热水箱和所述冷水箱。

在某些实施方式中，所述水循环装置包括清洗设备，所述清洗设备管路连接所述热水箱和所述冷水箱。

在某些实施方式中，所述热能回收和利用***包括新风预热装置，所述新风预热装置管路连接所述热水箱和所述冷水箱。

在某些实施方式中，所述养殖场包括新风通道，所述新风通道连接所述进风口，所述新风预热装置包括导热地连接的第一新风换热器和第二新风换热器，所述第一新风换热器管路连接所述新风通道，所述第二新风换热器管路连接所述热水箱和所述冷水箱。

在某些实施方式中，所述第一新风换热器包括第四驱动器、导热地连接的第三管和第四管，所述第四驱动器用于驱动从所述新风通道流入的空气流入所述第三管，所述第四管用于导入第二换热介质。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施方式的热能回收和利用***的结构示意图；

图2是本实用新型实施方式的热能回收和利用***的另一结构示意图；

图3是本实用新型实施方式的热能回收和利用***的再一结构示意图。

主要元件符号说明：

热能回收和利用***100、养殖舍102、进风口104、出风口106、热交换装置108、第一管110、第二管112、新风通道114、第一驱动器116、第二驱动器118、新风风机120、排风通道122、排风风机124、水循环装置126、冷水箱128、热水箱130、第一换热器132、第二换热器134、压缩机136、膨胀阀138、第三驱动器140、第三管142、换热水箱144、水循环泵146、第一水泵147、暖板148、第二水泵149、恒温电动阀150、第三水泵151、热水龙头152、清洗设备154、备用热源153、备用热源循环泵155、新风预热装置156、第一新风换热器158、第二新风换热器160、第四驱动器162、第四管164、第五管166、第六管168、第七管170、介质循环泵172、第四水泵173、第一开关174、第二开关176。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-图3，本实用新型实施方式的热能回收和利用***100应用于养殖场。养殖场包括养殖舍102。养殖舍102设有进风口104和出风口106。热能回收和利用***100包括热交换装置108。热交换装置108包括导热地连接的第一管110和第二管112。第一管110连接出风口106，第二管112用于导入第一换热介质。热交换装置108用于利用第一管110将经出风口106流出的热空气的热量交换至第二管112内的第一换热介质。

本实用新型实施方式的热能回收和利用***100，可以将养殖舍102出风口106排出的废气中的热能回收再利用，这不但可以改善养殖舍102的环境温度、降低养殖舍102的运行费用，而且对降低养殖成本具有非常重要的现实意义。

可以理解，养殖舍102中的家畜(如猪)在生长过程中会产生大量废气。这些废气含有大量的热能。因此，本实用新型利用热交换装置108将养殖舍102(猪舍)内经出风口106流出的热空气(废气)的热能回收再利用。这不但可以避免资源浪费，而且可以将回收的热能用于改善猪舍环境温度以降低猪舍运行费用。

需要说明的是，养殖场可以是单层楼房结构，也可以是多层楼房结构。在多层楼房结构中，每一层楼房内均设有一连通同一层两侧的走道，每一层走道的相对两侧均间隔设有多个养殖舍102。养殖舍102可以是猪舍。楼房可采用三层墙体保温，从外界进入的新风，可通过三层墙体后进入养殖舍的地下隔层，再从地下隔层通入养殖舍102。养殖舍102相当于一个恒温室。

请参阅图1，在某些实施方式中，养殖场包括新风通道114，新风通道114连接进风口104。第二管112的两端均连接新风通道114，第一换热介质为经新风通道114和进风口104进入养殖舍102的空气。

具体地，热交换装置108包括第一驱动器116和第二驱动器118。第一驱动器116设在第一管110并用于驱动第一管110内的气体流动。第二驱动器118设在第二管112并用于驱动第二管112内的第一换热介质流动。

可以理解，在图1的实施方式中，热交换装置108为空气热回收装置。空气热回收装置的第一管110和第二管112可采用金属材料制成，相互直接或间接接触，能够导热。第二管112的两端均通过管路连接新风通道114。新风通道114内可设有新风风机120，用于驱动外界空气进入新风通道114。养殖场还包括连接出风口106的排风通道122。第一管110的两端均通过管路连接排风通道122。排风通道122内可设有排风风机124，用于驱动养殖舍102的废气排出。

在冬季，养殖舍102内经出风口106流出的废气温度比外界空气温度高。在空气热回收装置工作时，设在第一管110的第一驱动器116驱动经出风口106流出的废气(热空气)进入第一管110内流动，设在第二管112内的第二驱动器118驱动第二管112内的第一换热介质(冷空气)流动。此时，热空气的热量交换至冷空气，对新风进行预热，使得进入养殖舍102的空气温度比外界空气温度高，换热后的废气可经排风通道122排出。

在夏季，当养殖舍102内经出风口106流出的废气温度比外界空气温度低的情况下，空气热回收装置工作时，设在第一管110的第一驱动器116驱动经出风口106流出的废气(冷空气)进入第一管110内流动，设在第二管112内的第二驱动器118驱动第二管112内的第一换热介质(热空气)流动。此时，热空气的热量交换至冷空气，对新风进行预冷，使得进入养殖舍102的空气温度比外界空气温度低，换热后的废气可经排风通道122排出。

进一步地，在本实施方式中，热空气回收装置还包括接水盘(图未示)，接水盘用于接收第一管110或第二管112由于冷凝产生的水滴，避免弄湿第一驱动器116和第二驱动器118。由于废气中包含氨气、硫化氢等腐蚀性气体，第一管110、第二管112、第一驱动器116、第二驱动器118以及接水盘可采用防腐蚀材料制成以防腐蚀。另外，可将空气热回收装置整体密封以进一步防腐蚀。

更进一步地，热能回收和利用***100包括控制装置(图未示)。在冬季，控制装置用于每隔第一预设时长控制新风风机120停止运行以及排风风机124正常运行，从而通过排风来除霜。除霜一段时长(如15分钟)后，控制装置再控制新风风机120重新启动运行。第一预设时长可以是2小时，可根据实际环境设置。

需要说明的是，第一驱动器116和第二驱动器118均可为风机。

请参阅图2和图3，在某些实施方式中，热能回收和利用***100包括水循环装置126。水循环装置126包括冷水箱128。冷水箱128管路连接热交换装置108。第一换热介质用于在换热后加热来自冷水箱128的水。

进一步地，水循环装置126包括热水箱130，热水箱130管路连接热交换装置108，热水箱130用于接收来自热交换装置108加热后的热水。

可以理解，养殖场还包括连接出风口106的排风通道122。排风通道122内可设有排风风机124，用于驱动养殖舍102的废气排出。在图2和图3的实施方式中，热交换装置108为热泵。热泵包括第一换热器132、第二换热器134、压缩机136和膨胀阀138。第一换热器132的两端分别连接第一管110，第一管110的两端均通过管路连接排风通道122。第一换热器132包括第二管112和第三驱动器140。第三驱动器140用于驱动从出风口106流出的空气流入第一管110。第二换热器134包括第三管142和换热水箱144。换热水箱144管路连接冷水箱128和热水箱130。换热水箱144与冷水箱128之间的管路设有水循环泵146以提供冷水箱128的冷水流动至换热水箱144及从换热水箱144流至热水箱130的动力。

压缩机136管路连接第二管112和第三管142，膨胀阀138管路连接第二管112和第三管142。第二管112和第三管142导入有第一换热介质。压缩机136和膨胀阀138提供第一换热介质在第一管110和第二管112之间循环流动的动力。

在热泵工作时，第一驱动器116用于驱动第一管110内的气体流动至第二管112，此时，废气(热空气)的热量交换至第二管112内的第一换热介质。获得热量的第一换热介质经压缩机136流动至第三管142，然后第三管142内的第一换热介质与换热水箱144内的冷水交换热量以加热来自冷水箱128的水。换热水箱144的冷水加热后经管路流动至热水箱130储存以便后续利用。

进一步地，在本实施方式中，热泵还包括接水盘(图未示)，接水盘用于接收第一管110或管路由于冷凝产生的水滴，避免弄湿第三驱动器140或其它地方。由于废气中包含氨气、硫化氢等腐蚀性气体，第一管110、第二管112、第三驱动器140以及接水盘可采用防腐蚀材料制成以防腐蚀。另外，可将热泵整体密封以进一步防腐蚀。

需要说明的是，第一换热介质可为冷媒。第三驱动器140可为风机。

在某些实施方式中，水循环装置126包括设在养殖舍102的暖板148，暖板148管路连接热水箱130和冷水箱128。

如此，热水箱130内的热水通过管路流动至养殖舍102的暖板148以用于为家畜取暖及干燥养殖舍102。在一个示例中，养殖舍102用于养猪，暖板148用于仔猪保暖。暖板148内的水散热后可通过管路流动至冷水箱128以使第一换热介质在换热后继续加热来自冷水箱128的冷水。在暖板148与热水箱130之间的管路上连接有第一水泵147。第一水泵147用于驱动热水箱130内的热水流动至暖板148及散热后的水回流至冷水箱128。

在某些实施方式中，水循环装置126包括恒温电动阀150，恒温电动阀150管路连接热水箱130和冷水箱128。

可以理解，在热水箱130内的热水温度低于目标温度时，恒温电动阀150打开使热水箱130内的水通过管路回流至冷水箱128以使第一换热介质在换热后继续加热来自冷水箱128的冷水。如此，以保持热水箱130内的热水温度。在恒温电动阀150与热水箱130之间的管路上连接有第二水泵149。在恒温电动阀150打开时，第二水泵149用于驱动热水箱130内的水回流至冷水箱128。进一步地，水循环装置126还包括与管路连接的热水龙头152以提供热水，供其他地方使用。

在某些实施方式中，水循环装置126包括清洗设备154，清洗设备154管路连接热水箱130和冷水箱128。

如此，热水箱130内的热水通过管路流动至清洗设备154以用于清洗养殖舍102。清洗设备154可回收使用后的水，经处理净化后回流至冷水箱128以使第一换热介质在换热后继续加热来自冷水箱128的冷水。在清洗设备54与热水箱130之间的管路上连接有第三水泵151。第三水泵151用于驱动热水箱130内的热水流动至清洗设备154及处理净化后的水回流至冷水箱128。清洗设备154可以是高压清洗设备。

在某些实施方式中，请结合图3，水循环装置126还包括管路连接的备用热源153和备用热源循环泵155。备用热源循环泵155管路连接冷水箱128，备用热源153管路连接热水箱130。备用热源循环泵155提供冷水箱128内的水流动至备用热源153加热的动力。需要说明的是，在热交换装置108无法满足热水的温度需求时，备用热源153和备用热源循环泵155工作。备用热源153可采用电加热和/或燃气加热的方式来加热水。

请参阅图3，在某些实施方式中，热能回收和利用***100包括新风预热装置156，新风预热装置156管路连接热水箱130和冷水箱128。

具体地，养殖场包括新风通道114，新风通道114连接进风口104。新风预热装置156包括导热地连接的第一新风换热器158和第二新风换热器160。第一新风换热器158管路连接新风通道114，第二新风换热器160管路连接热水箱130和冷水箱128。

进一步地，第一新风换热器158包括第四驱动器162、导热地连接的第四管164(对应于权利要求的第三管)和第五管166(对应于权利要求的第四管)。第四管164的两端均连接新风通道114。第四驱动器162用于驱动从新风通道114流入的空气流入第四管164。第五管166用于导入第二换热介质。第二新风换热器160包括换热水箱144、位于换热水箱144的第六管168和第七管170。第六管168管路连接热水箱130和冷水箱128。换热水箱144中储存有水。第七管170管路连接第五管166。第五管166和第七管170导入有第二换热介质。第五管166与第七管170的管路之间设有介质循环泵172以提供第二换热介质在第五管166和第七管170之间循环流动的动力。在第六管168与热水箱130之间的管路上连接有第四水泵173。第四水泵173用于驱动热水箱130内的热水流动至第六管168及散热后的水回流至冷水箱128。第四驱动器162可为风机。

在新风换热装置156工作时，热水箱130的热水流动至第六管168，第六管168内的热水与第七管170内的第二换热介质通过换热水箱144内的水交换热量。获得热量的第二换热介质经介质循环泵172流动至第五管166，然后第五管166内的第二换热介质与第四管164内的空气交换热量以预热新风。

在图3的实施方式中，第二换热介质为防冻液，可防止温度过低而凝结。第六管168与热水箱130和冷水箱128连接的管路之间设有第一开关174。第五管166与第七管170连接的管路之间设有第二开关176。新风预热装置156工作时，第一开关174闭合后，介质循环泵172才能运行。热能回收和利用***100包括控制装置(图未示)。控制装置用于每隔第二预设时长控制第二开关176断开及介质循环泵172停止运行以进行除霜。除霜一段时长(如15分钟)后，控制装置再控制第二开关176闭合及介质循环泵172重新启动运行。第二预设时长可以是2小时，可根据实际环境设置。

需要说明的是，应用时，图2的示例为南方专用热能回收和利用***100，图3的示例为北方专用热能回收和利用***100。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种热能回收和利用***，应用于养殖场，所述养殖场包括养殖舍，所述养殖舍设有进风口和出风口，其特征在于，所述热能回收和利用***包括热交换装置，所述热交换装置包括导热地连接的第一管和第二管，所述第一管连接所述出风口，所述第二管用于导入第一换热介质，所述热交换装置用于利用所述第一管将经所述出风口流出的热空气的热量交换至所述第二管内的所述第一换热介质。

2.根据权利要求1所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述养殖场包括新风通道，所述新风通道连接所述进风口，所述第二管的两端均连接所述新风通道，所述第一换热介质为经所述新风通道和所述进风口进入所述养殖舍的空气。

3.根据权利要求2所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述热交换装置包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器设在所述第一管并用于驱动所述第一管内的气体流动，所述第二驱动器设在所述第二管并用于驱动所述第二管内的所述第一换热介质流动。

4.根据权利要求1所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述热能回收和利用***包括水循环装置，所述水循环装置包括冷水箱，所述冷水箱管路连接所述热交换装置，所述第一换热介质用于在换热后加热来自所述冷水箱的水。

5.根据权利要求4所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述水循环装置包括热水箱，所述热水箱管路连接所述热交换装置，所述热水箱用于接收来自所述热交换装置加热后的热水。

6.根据权利要求5所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述热交换装置包括第三驱动器，所述第三驱动器用于驱动从所述出风口流出的空气流入所述第一管。

7.根据权利要求5所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述水循环装置包括设在所述养殖舍的暖板，所述暖板管路连接所述热水箱和所述冷水箱。

8.根据权利要求5所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述水循环装置包括恒温电动阀，所述恒温电动阀管路连接所述热水箱和所述冷水箱。

9.根据权利要求5所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述水循环装置包括清洗设备，所述清洗设备管路连接所述热水箱和所述冷水箱。

10.根据权利要求5所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述热能回收和利用***包括新风预热装置，所述新风预热装置管路连接所述热水箱和所述冷水箱。

11.根据权利要求10所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述养殖场包括新风通道，所述新风通道连接所述进风口，所述新风预热装置包括导热地连接的第一新风换热器和第二新风换热器，所述第一新风换热器管路连接所述新风通道，所述第二新风换热器管路连接所述热水箱和所述冷水箱。

12.根据权利要求11所述的热能回收和利用***，其特征在于，所述第一新风换热器包括第四驱动器、导热地连接的第三管和第四管，所述第四驱动器用于驱动从所述新风通道流入的空气流入所述第三管，所述第四管用于导入第二换热介质。

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