废气热能回收循环再利用系统的制作方法

1.本发明涉及一种能源回收再利用装置领域，尤其涉及一种废气热能回收循环再利用系统。
2.

背景技术：

3.工业余热资源是一种可回收资源，特别在钢铁、化工、石油、建材等行业的生产过程中，都存在丰富的余热资源，充分利用余热资源是企业节能的关键因素之一。废气热能一般占其燃料消耗总量的17%
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70%，可回收的余热资源可有效提高能源利用率。
4.在纺织染整行业中，定型机是主要耗能设备，一般烘箱工作温度化纤类为200℃以上，废气排放温度170℃以上；棉织物为170℃左右，废气排放温度150℃左右。定型机设备耗能为80
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100万大卡/小时。经估算，织物加工定型所消耗的热能仅占其20%，机体热损失约占10%，其余大量热能（70%以上）随废气散失到大气中。若不加以利用，无疑是对能源的一种浪费。
5.现有技术中，各种板式、热管式余热回收交换装置种类繁多，但持续运行性差，随着使用时间的推移，热管表面被污物包裹，使得其热交换回收效率明显降低，而其拆洗不方便，需要停止整个热回收系统进行维护，维护成本高。另外，由于高温废气内含有大量油、蜡等成分不能直接回收利用而造成能源浪费。
6.因此，有必要提供一种新的废气热能回收循环再利用系统解决上述问题。
7.

技术实现要素：

8.本发明需要解决的技术问题是提供一种节能环保、热回收效率高且可持续性好的废气热能回收循环再利用系统。
9.为解决上述技术问题，本发明提供了一种废气热能回收循环再利用系统，包括废气热能交换装置和升温装置：所述废气热能交换装置包括：第一壳体、第一温度传感器、第二温度传感器、第一热交换器、储能箱、进水管、水泵、出水管、喷淋清洗管以及第一控制电箱；所述第一壳体具有收容空间，所述第一壳体设有分别贯穿其相对两侧并与所述收容空间连通的第一进气口和第一出气口；所述第一温度传感器固定于所述第一壳体靠近所述第一进气口的一侧，用于检测所述第一进气口的气体温度；所述第二温度传感器固定于所述第一壳体靠近所述第一出气口的一侧，用于检测所述第一出气口的气体温度；所述第一热交换器安装固定于所述收容空间内并将所述收容空间分隔，所述第一热交换器包括第一热管；
所述储能箱连接至所述第一壳体，用于存水；所述进水管贯穿所述储能箱并与所述储能箱的连接处形成密封，所述进水管用于向所述第一壳体内进水；所述出水管与所述第一热管的出水端连通，所述出水管延伸至所述第一壳体外；所述水泵安装于所述第一壳体，所述水泵的出水端与所述第一热管的进水端连通，所述水泵的进水端与所述储能箱连通，用于将所述储能箱内的水抽入至所述第一热管；所述喷淋清洗管与所述第一热交换器间隔相对设置，所述喷淋清洗管的进水端连接至所述水泵的出水端，所述喷淋清洗管的进水端正对所述第一热管设置；所述第一控制电箱安装固定于所述第一壳体，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器以及所述喷淋清洗管均与所述第一控制电箱电连接，所述第一控制电箱用于接收所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的第一温度信号和第二温度信号，并根据所述第一温度信号和所述第二温度信号的温度差值，按第一预设规则触发所述喷淋清洗管的出水端的开与关；所述升温装置包括：第二壳体、轴流风机、第三温度传感器、第四温度传感器、第二热交换器以及第二控制电箱；所述第二壳体具有容纳空间，所述第二壳体设有分别贯穿其相对两侧并与所述容纳空间连通的第二进气口和第二出气口；所述第三温度传感器固定于所述第二壳体靠近所述第二进气口的一侧，用于检测所述第二进气口的气体温度；所述第四温度传感器固定于所述第二壳体靠近所述第二出气口的一侧，用于检测所述第二出气口的气体温度；第二热交换器，所述第二热交换器安装固定于所述容纳空间内并将所述容纳空间分隔，所述第二热交换器包括第二热管，所述第二热管的进水端连接至所述出水管的出水端，所述第二热管的出水端连接至所述储能箱；所述轴流风机安装固定于所述第二出气口；所述轴流风机用于抽取外部空气，使空气由所述第二进气口进入并穿过所述第二热交换器实现热交换升温，再经所述第二出气口流出；所述第二控制电箱安装固定于所述第二壳体，所述第三温度传感器和所述第四温度传感器均与所述第二控制电箱电连接，所述第二控制电箱用于接收所述第三温度传感器的第三温度信号和所述第四温度传感器的第四温度信号，并根据所述第三温度信号和所述第四温度信号的温度差值，按第二预设规则触发是否需要洗清所述第二热交换器的清洗警告。
10.优选的，所述第一热交换器包括第一热管墙，沿所述第一进气口至所述第一出气口的第一方向，所述第一热管墙包括固定于所述第一壳体内的第一框架、多根相互平行间隔设置且垂直于所述第一方向的所述第一热管以及供水管，所述第一热管支撑固定于所述第一框架，所述第一热管的进水端与所述供水管的出水端连通，所述水泵的出水端与所述供水管的进水端连通。
11.优选的，所述喷淋清洗管包括至少两套且分别沿所述第一方向设置于所述第一热管墙的相对两侧。
12.优选的，所述第一热管墙包括至少两个且沿所述第一方向间隔设置，每一所述第一热管墙沿所述第一方向的相对两侧均设有一套所述喷淋清洗管。
13.优选的，同一所述第一热管墙的多根所述第一热管为一根铜管多次弯折形成。
14.优选的，所述进水管上设有进水阀，用于控制进水管的开与关。
15.优选的，所述水泵的进水端连接至所述储能箱的底部。
16.优选的，所述第二热交换器包括第二热管墙，沿所述第二进气口至所述第二出气口的第二方向，所述第二热管墙包括固定于所述第二壳体内的第二框架以及多根相互平行间隔设置且垂直于所述第二方向的所述第二热管，所述第二热管支撑固定于所述第二框架。
17.优选的，所述第二热管墙包括至少两个且沿所述第二方向间隔设置；优选的，同一所述第二热管墙的多根所述第二热管为一根铜管多次弯折形成。
18.相较于现有技术，本发明的废气热能回收循环再利用系统包括废气热能交换装置和升温装置，废气热能交换装置通过第一进气口接收高温的热废气，第一热管内通过泵入储能箱内的水，热废气与第一热管实现热交换而使得第一热管内的水升温再由出水管流出，实现热回收的同时不会造成对第一热管内的水的污染；另外，通过设置与第一热交换器间隔正对的喷淋清洗管，并使喷淋清洗管的进水端正对第一热交换器的第一热管设置，同时在第一壳体的第一进气口处和第一出气口处分别设置第一温度传感器和第二温度传感器，通过控制箱同时接收所述第一温度传感器的第一温度信号和所述第二温度传感器的第二温度信号，并根据所述第一温度信号和所述第二温度信号的温度差值，按第一预设规则触发所述喷淋清洗管的出水端的开与关，从而适时对第一热管进行清洗，及时除去其表面包裹的污物，避免第一热管的热交换回收率降低，从而有效的提高了废气热能交换装置热回收效率；而对于第一热管的清洗无需人工拆卸废气热能交换装置进行，而是通过控制箱自动监测和控制，清洗简单快捷，有效的降低了维护成本；升温装置通过将第二热交换器的第二热管的进水端连接至所述出水管的出水端，接收升温后的热水，所述第二热管的出水端连接至所述储能箱，通过热水在第二热管中的流动使第二热管发热，无需额外能耗；轴流风机开启后将干净的常温空气由第二进气口抽入，常温空气经所述第二热交换器时穿过所述第二热管之间的间隙，此时常温空气与温度较高的第二热管接触吸热实现换热交换，从而使常温空气升温形成热风后经第二出气口流出，而第二热管内的水被吸收热量后降温并经其出水端流回至储能箱，从而实现热能回收循环再利用；当升温装置用于烘箱等风热式加热器时，升温装置的第二出气口流出的加热空气较常温空气的温度高约50℃以上，该加热空气再由烘箱的进风口进入后，烘箱对其加热到预设温度的时间极大程度缩短，有效提高了加热效率，同时也有效减小了加热所需的能耗，节能环保。上述系统解决了高温废气内含有大量油、蜡等成分不能直接回收利用而造成能源浪费的问题；解决了传统热回收后产生的热水需要专用存储空间和热水过多造成能源浪费的问题；解决了运用于烘箱等加热装置时因吸入新鲜空气的温度低造成一次烘箱升温困难和温度运行不稳定的问题。
19.附图说明
20.图1为本发明废气热能回收循环再利用系统的结构示意图；
图2为本发明废气热能回收循环再利用系统的废气热能交换装置的部分结构分解示意图；图3为本发明废气热能回收循环再利用系统的升温装置的部分结构分解示意图。
21.具体实施方式
22.下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
23.请参图1
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3所示，本发明提供了一种废气热能回收循环再利用系统100，包括废气热能交换装置1和升温装置2。
24.所述废气热能交换装置1包括第一壳体11、第一温度传感器12、第二温度传感器13、第一热交换器14、储能箱15、进水管16、出水管17、水泵18、喷淋清洗管19以及第一控制电箱110。
25.所述第一壳体11具有收容空间，所述第一壳体11设有分别贯穿其相对两侧并与所述收容空间连通的第一进气口111和第一出气口112。
26.所述第一进气口111用于连接至热废气输出端，使得热废气由此进入所述废气热能交换装置1，热废气温度一般在130
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200℃。所述第一出气口112用于连接至外部废气处理装置，用于将废气进行环保处理后排放，或用于当废气无毒无害时直接排放。
27.所述第一温度传感器12固定于所述第一壳体11靠近所述第一进气口111的一侧，用于检测所述第一进气口111的气体温度。
28.所述第二温度传感器13固定于所述第一壳体11靠近所述第一出气口112的一侧，用于检测所述第一出气口112的气体温度。
29.所述第一热交换器14安装固定于所述收容空间内，本实施方式中，所述第一热交换器14为热管式结构，所述第一热交换器14包括第一热管141。具体的，所述第一热交换器14将收容空间分隔隔断，第一进气口111的热废气需经穿过第一热交换器14，具体为穿过第一热管141之间的间隙才能到达第一出气口112，而当热废气冲过第一热管141时与其接触，实现热交换，从而对第一热管141进行加热。
30.所述储能箱15连接至所述第一壳体11，用于存放吸收热能为载体的水。
31.所述进水管16贯穿所述储能箱并与所述储能箱的连接处形成密封，所述进水管16用于向所述第一壳体11内进水或自动补水。本实施方式中，所述进水管16上设有进水阀161，用于控制进水管16的开与关。比如通过传感器检测储能箱15内的水位实现通过进水管16的阀门开关实现自动补水，这都容易想到和容易实现的，在此不作详细说明。
32.所述出水管17与所述第一热管141的出水端连通，所述出水管17延伸至所述第一壳体11外，用于将经第一热交换器14加温后的水输出至升温装置2。当然，出水管17上也可配置出水管阀门，用于手动或自动控制其开和关。
33.所述水泵18安装于所述第一壳体11，所述水泵18的出水端与所述第一热管141的进水端连通，所述水泵18的进水端与所述储能箱15连通，用于将所述储能箱15内的水抽入至所述第一热管141，水流经第一热管141时经第一进气口111进入的热废气进行加热实现热能交换收集，从而使得热废气降温后经所述第一出气口112排出。而第一热管141内加热后的水则经出水管17流出，流向加热装置2，用于二次利用加热，实现热能回收循环再利用
的节能环保目的。更优的，所述水泵18的进水端连接至所述储能箱15的底部，抽水时利用水的重力便于节省水泵的动能。本发明的废气热能交换装置可将进入第一出气口时为150℃的热废气对第一热管141内的水加热至95℃左右。
34.所述喷淋清洗管19与所述第一热交换器14间隔相对设置，所述喷淋清洗管19的进水端连接至所述水泵18的出水端，所述喷淋清洗管19的进水端正对所述第一热管141设置。
35.可以理解的是，上述水泵18、第一热管141、进水管16、出水管17等结构之间，存在相互连通的关系时，可以是直接连通，也可以是通过额外的管道连通，这都是可行的。
36.所述第一控制电箱110安装固定于所述第一壳体11，所述第一温度传感器12、所述第二温度传感器13以及所述喷淋清洗管19均与所述第一控制电箱110电连接。
37.所述第一控制电箱110用于接收所述第一温度传感器1检测的第一温度和所述第二温度传感器2检测的第二温度信号，并根据所述第一温度信号和所述第二温度信号的温度差值，按第一预设规则触发所述喷淋清洗管19的出水端的开与关，从而适时对第一热管141进行清洗，及时除去其表面包裹的污物，避免第一热管141的热交换回收率降低，从而有效的提高了废气热能交换装置1的热回收效率；而对于第一热管141的清洗无需人工拆卸废气热能交换装置进行，而是通过第一控制电箱110自动监测和控制，清洗简单快捷，有效的降低了维护成本。
38.本实施方式中，第一预设规则是指，并根据所述第一温度信号和所述第二温度信号的温度差值，则可对应计算出第一热交换器14的运行效率，当效率降低至第一设定值时，即认为第一热管141上附着的污物较多而影响了热交换，此时则发出清洗报警提示，或直接触发喷淋清洗管19启动，使其出水端打开对第一热管141进行喷淋进洗。当然，也可以将上述运行数据通过物联网传输到数据中心，实现过程监控维护。
39.本实施方式中，更优的，所述第一热交换器14包括第一热管墙140，沿所述第一进气口111至所述第一出气口112的第一方向，所述第一热管墙140包括固定于所述第一壳体11内的第一框架142、多根相互平行间隔设置且垂直于所述第一方向的所述第一热管141以及供水管143。所述第一热管141支撑固定于所述第一框架142，所述第一热管141的进水端与所述供水管143的出水端连通，所述水泵18的出水端与所述供水管143的进水端连通，所述喷淋清洗管19的进水端与所述供水管143的出水端连通。供水管143则通过水泵18抽水后分别供给第一热管141和喷淋清洗管19。当然所述喷淋清洗管19的进水端也可与进水管16连通，即喷淋清洗管19通过进水管16供水，这都是可行的。该结构使第一热管设置方向与进气方向垂直，且第一热管墙140沿进气方向排布，增加了热废气与第一热交换器14接触时间，从而进一步提高热交换效率。
40.因工业热废气含有大量油、蜡等成分不能直接回收利用，通过上述废气热能交换装置1时，热废气并第一热管141中的水并不直接触，实现了热能交换的同时不会对水造成污染，从而解决了工业热废气不能直接回收利用而造成能源浪费的问题。
41.更优的，同一所述第一热管墙140的多根所述第一热管141为一根铜管多次弯折形成，一方面提高生产效率，而且方便对不同的第一热管墙进行单独更换维修。
42.为了更有效更快捷的实现对第一热管141的洗清，提高维护效率，所述喷淋清洗管19包括至少两套且分别沿所述第一方向设置于所述第一热管墙140的相对两侧。
43.本实施方式中，所述第一热管墙140包括至少两个且沿所述第一方向间隔设置，每
一所述第一热管墙140沿所述第一方向的相对两侧均设有一套所述喷淋清洗管19。
44.所述升温装置2包括第二壳体21、轴流风机22、第三温度传感器23、第四温度传感器24、第二热交换器25以及第二控制电箱（图未示）。
45.所述第二壳体21具有容纳空间，所述第二壳体21设有分别贯穿其相对两侧并与所述容纳空间连通的第二进气口211和第二出气口212。
46.所述第二进气口211与外界连通，外界干净新鲜的常温空气由此进入所述升温装置2。
47.所述轴流风机22用于抽取外部空气，使空气由所述第二进气口211进入并穿过所述第二热交换器25实现热交换升温，再经所述第二出气口212流出，第二出气口流出的空气则为加热后的空气。本实施方式中，轴流风机22的转速为1067r/min。
48.所述第二出气口212用于连接至外部处理装置，用以为外部处理装置提供加热后的热空气。比如，当所述升温装置2的第二出气口212连接于烘箱时，第二出气口212连接至烘箱的进气端，为烘箱提供加热的热空气，升温装置2的第二出气口212流出的加热空气较常温空气的温度高约50℃以上，该加热空气再由烘箱的进风口进入后，烘箱对其加热到预设温度的时间较大程度缩短，有效提高了加热效率，同时也有效减小了加热所需的能耗，节能环保。解决了烘箱进风口处由于吸入新鲜空气温度低造成第一节烘箱升温困难和烘箱温度运行不稳定的现象。
49.所述轴流风机22安装固定于所述第二出气口212。
50.所述第三温度传感器23固定于所述第二壳体21靠近所述第二进气口211的一侧，用于检测所述第二进气口211的气体温度。
51.所述第四温度传感器24固定于所述第二壳体21靠近所述第二出气口212的一侧，用于检测所述第二出气口212的气体温度。
52.所述第二热交换器25安装固定于所述容纳空间内并将所述容纳空间分隔成两部分，一部分与第二进气口211相通，另一部分与第二出气口212相通。所述第二热交换器25为热管式结构，其包括第二热管251。
53.所述第二热管251的进水端用于连接所述废气热能交换装置1的出水管17的出水端，出水管17提供的热水为通过热废气加热得到，无需额外能耗。所述第二热管251的出水端用于连接至废气热能交换装置1的储能箱15，比如通过管道连通至储能箱15，从而实现了作为热能传递载体的循环利用。通过上述系统结构，解决了传统热回收后装置产生的热水需要专用存储空间和热水过多造成能源浪费的问题。
54.所述第二热管251内的热水流动可通过在第二热管251处设置水泵实现动力，也可为废气热能交换装置1的水泵18提供的动力。当然，所述第二热管251可设置阀门用于控制其通与断。
55.所述控制电箱安装固定于所述第二壳体21，所述第三温度传感器23和所述第四温度传感器24均与所述第二控制电箱电连接。
56.所述第二控制电箱用于接收所述第三温度传感器23检测的第三温度和所述第四温度传感器24检测的第四温度信号，并根据所述第三温度信号和所述第四温度信号的温度差值，按第二预设规则触发是否需要洗清所述第二热交换器25的清洗警告，从而可适时对第二热管251进行清洗，及时除去其表面包裹的污物，避免第二热管251的热交换回收率降
低，从而有效的提高了升温装置2的热交换效率。
57.本实施方式中，第二预设规则是指，并根据所述第三温度信号和所述第四温度信号的温度差值，则可对应计算出第二热交换器25的运行效率，当效率降低至设定值时，即认为第二热管251上附着的污物较多而影响了热交换，此时则发出清洗报警提示。
58.本实施方式中，更优的，所述第二热交换器25包括第二热管墙250，沿所述第二进气口211至所述第二出气口212的第二方向，所述第二热管墙250包括固定于所述第二壳体21内的第二框架252以及多根相互平行间隔设置且垂直于所述第二方向的所述第二热管251。所述第二热管251支撑固定于所述第二框架252，所述第二热管251的进水端与热水源连通。该结构使第二热管251设置方向与进气方向垂直，且第二热管墙250沿进气方向排布，提高了空气的风阻，且加长了空气与第二热管墙250的接触时间，进一步提高热交换效率。
59.更优的，同一所述第二热管墙250的多根所述第二热管251为一根铜管多次弯折形成，一方面提高生产效率，而且方便对不同的第二热管墙250进行单独更换维修。
60.本实施方式中，所述第二热管墙250包括至少两个且沿所述第二方向间隔设置，即沿进风的第二方向上尽可能的增加进气与第二热管墙250的接触时间，充分实现热交换以使空气极可能升温。
61.相较于现有技术，本发明的废气热能回收循环再利用系统包括废气热能交换装置和升温装置，废气热能交换装置通过第一进气口接收高温的热废气，第一热管内通过泵入储能箱内的水，热废气与第一热管实现热交换而使得第一热管内的水升温再由出水管流出，实现热回收的同时不会造成对第一热管内的水的污染；另外，通过设置与第一热交换器间隔正对的喷淋清洗管，并使喷淋清洗管的进水端正对第一热交换器的第一热管设置，同时在第一壳体的第一进气口处和第一出气口处分别设置第一温度传感器和第二温度传感器，通过控制箱同时接收所述第一温度传感器的第一温度信号和所述第二温度传感器的第二温度信号，并根据所述第一温度信号和所述第二温度信号的温度差值，按第一预设规则触发所述喷淋清洗管的出水端的开与关，从而适时对第一热管进行清洗，及时除去其表面包裹的污物，避免第一热管的热交换回收率降低，从而有效的提高了废气热能交换装置热回收效率；而对于第一热管的清洗无需人工拆卸废气热能交换装置进行，而是通过控制箱自动监测和控制，清洗简单快捷，有效的降低了维护成本；升温装置通过将第二热交换器的第二热管的进水端连接至所述出水管的出水端，接收升温后的热水，所述第二热管的出水端连接至所述储能箱，通过热水在第二热管中的流动使第二热管发热，无需额外能耗；轴流风机开启后将干净的常温空气由第二进气口抽入，常温空气经所述第二热交换器时穿过所述第二热管之间的间隙，此时常温空气与温度较高的第二热管接触吸热实现换热交换，从而使常温空气升温形成热风后经第二出气口流出，而第二热管内的水被吸收热量后降温并经其出水端流回至储能箱，从而实现热能回收循环再利用；当升温装置用于烘箱等风热式加热器时，升温装置的第二出气口流出的加热空气较常温空气的温度高约50℃以上，该加热空气再由烘箱的进风口进入后，烘箱对其加热到预设温度的时间极大程度缩短，有效提高了加热效率，同时也有效减小了加热所需的能耗，节能环保。上述系统解决了高温废气内含有大量油、蜡等成分不能直接回收利用而造成能源浪费的问题；解决了传统热回收后产生的热水需要专用存储空间和热水过多造成能源浪费的问题；解决了运用于烘箱等加热装置时因吸入新鲜空气的温度低造成一次烘箱升温困难和温度运行不稳定的问题。
62.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。