一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，包括相變蓄熱大罐組件和廢熱能回收組件；所述相變蓄熱大罐組件熱源入口端與廢熱水源連接，所述相變蓄熱大罐組件供熱出口端分別與直接供暖和間接供暖設(shè)備連接。本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充分回收再利用了廢水熱量，能夠?qū)崿F(xiàn)快速蓄熱和放熱功能，適用于流體廢熱的余熱回收利用。
【專利說明】一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢熱能回收再利用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種相變蓄熱大罐耦合廢熱回收再利用系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，能源問題受到越來越多的關(guān)注，化石能源日益緊缺，能源成為制約世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素?？茖W(xué)家說認(rèn)識(shí)新能源和正確地運(yùn)用能源，就意味著認(rèn)識(shí)通往未來的道路。根據(jù)現(xiàn)有社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展存在著資源與能源問題，所以在保證舒適、健康要求的同時(shí)，如何有效且合理地分配利用資源，減少常規(guī)能源消耗成為人們不得不面對(duì)的問題。利用相變蓄熱材料進(jìn)行儲(chǔ)能，可以充分回收廢熱能，利用物質(zhì)的相變來實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，而現(xiàn)有相變儲(chǔ)能普遍存在充放熱時(shí)間長(zhǎng)，功能單一，熱交換面積和儲(chǔ)熱量小等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充分回收再利用了廢水熱量，能夠?qū)崿F(xiàn)快速連續(xù)蓄熱和放熱功會(huì)泛。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，包括相變蓄熱大罐組件和廢熱能回收組件；所述相變蓄熱大罐組件熱源入口端與廢熱水源連接，所述相變蓄熱大罐組件供熱出口端分別與直接供暖和間接供暖設(shè)備連接。所述直接供暖設(shè)備為采暖房風(fēng)機(jī)，間接供暖設(shè)備為廢熱回收組件。
[0006]進(jìn)一步的，所述相變蓄熱大罐組件包括相變蓄熱大罐，在所述相變蓄熱大罐內(nèi)部由外層至內(nèi)層依次設(shè)置滾筒式廢熱水箱、外層相變介質(zhì)石蠟層和蜂窩式交換器，所述滾筒式廢熱水箱與廢水熱源連接，所述蜂窩式交換器與廢熱回收組件連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述滾筒式廢熱水箱為由內(nèi)殼和外殼組成的空心筒體結(jié)構(gòu)，在內(nèi)殼外壁上設(shè)置若干導(dǎo)熱肋片，所述導(dǎo)熱肋片緊貼外層相變介質(zhì)石蠟層。
[0008]進(jìn)一步的，所述蜂窩式交換器為由內(nèi)筒和外筒組成的空心筒體結(jié)構(gòu)，在內(nèi)筒和外筒上有序分布若干圓孔，所述圓孔通過兩端通透小管連接，且連接處封閉無泄漏。
[0009]進(jìn)一步的，所述蜂窩式交換器內(nèi)殼外壁由外層至內(nèi)層依次還設(shè)置內(nèi)層相變介質(zhì)石蠟層和螺旋式換熱器，所述螺旋式換熱器一端與設(shè)置在相變蓄熱大罐內(nèi)的過度水箱一端連接，所述螺旋式換熱器另一端與采暖房風(fēng)機(jī)入水口連接，所述過度水箱的另一端與采暖房風(fēng)機(jī)出水口連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述外層相變介質(zhì)石蠟層和內(nèi)層相變介質(zhì)石蠟層通過蜂窩式交換器上通透小管連通。
[0011]進(jìn)一步的，所述廢熱回收組件為可移動(dòng)水箱結(jié)構(gòu)，在所述廢熱回收組件外壁上設(shè)置加熱棒溫度傳感器和加熱棒溫控開關(guān)，所述加熱棒溫度傳感器的溫度測(cè)量端浸設(shè)至廢熱回收組件內(nèi)的熱水中，在所述廢熱回收組件內(nèi)部設(shè)置有陶瓷加熱棒，所述加熱棒溫度傳感器的信號(hào)輸出端與加熱棒溫控開關(guān)的信號(hào)輸入端連接，所述加熱棒溫控開關(guān)的信號(hào)出端與陶瓷加熱棒的信號(hào)輸入端連接。
[0012]有益效果:本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0013]1、本發(fā)明的相變蓄熱大罐組件，適用于廢熱的余熱回收利用，在相變蓄熱大罐的保溫殼體內(nèi)設(shè)置包括用于直接換熱供暖的螺旋式換熱器和用于回收熱能間接供暖的蜂窩筒交換器，根據(jù)應(yīng)用需要相變蓄熱大罐既可以提供采暖房的暖氣供暖，也可以提供洗浴用水和日常洗滌用水，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)快速蓄熱和放熱功能，適用于流體廢熱的余熱回收利用。
[0014]2、本發(fā)明的蜂窩式交換器，采用導(dǎo)熱金屬制作，蜂窩筒交換器由若干兩端相通透的空心小管連接蜂窩筒的內(nèi)筒和外筒，連接處均封閉無泄漏，兩端相通透的小管內(nèi)腔擴(kuò)大了熱交換面積，加快了換熱速度。
[0015]3、本發(fā)明的廢熱回收組件是可移動(dòng)水箱，系統(tǒng)在正常工況下，可以將回收儲(chǔ)存的熱介質(zhì)直接供暖，必要時(shí)還可以利用夜間低谷價(jià)電進(jìn)行蓄能，緩解電力負(fù)荷峰谷差，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖2為相變蓄熱大罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)正面剖視圖。
[0018]附圖3為相變蓄熱大罐的側(cè)面剖視圖。
[0019]附圖4智能控制盒的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0021]如附圖1、2和3所示，一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，包括相變蓄熱大罐組件和廢熱能回收組件；所述相變蓄熱大罐組件熱源入口端與廢熱水源連接，所述相變蓄熱大罐組件供熱出口端分別與直接供暖和間接供暖設(shè)備連接。所述直接供暖設(shè)備為采暖房風(fēng)機(jī)，間接供暖設(shè)備為廢熱回收組件。
[0022]所述相變蓄熱大罐組件包括相變蓄熱大罐1，在所述相變蓄熱大罐1內(nèi)部由外層至內(nèi)層依次設(shè)置滾筒式廢熱水箱3、外層相變介質(zhì)石蠟層4和蜂窩式交換器15，所述蜂窩式交換器15與廢熱回收組件連接。所述滾筒式廢熱水箱3為由內(nèi)殼和外殼組成的空心筒體結(jié)構(gòu)，平行固定在相變蓄熱大罐1的保溫殼體內(nèi)，在滾筒式廢熱水箱3內(nèi)殼外壁上設(shè)置若干導(dǎo)熱肋片，所述導(dǎo)熱肋片緊貼外層相變介質(zhì)石蠟層4，所述滾筒式廢熱水箱3 —端與廢水熱源連接，所述滾筒式廢熱水箱3的一端與廢水熱源之間通過電子閘閥24連接，所述滾筒式廢熱水箱3的另一端與廢水處理池連接，所述滾筒式廢熱水箱3的另一端與廢水處理池之間通過電子排水閥25連接。所述外層相變介質(zhì)石蠟層4為定型相變材料，所述滾筒式廢熱水箱3內(nèi)殼外壁與蜂窩式交換器15空心筒體的外壁之間填充滿外層相變介質(zhì)石蠟4，使得緊貼廢熱水箱內(nèi)殼外壁的外層相變介質(zhì)石蠟層4蓄熱，所述外層相變介質(zhì)石蠟層4將所蓄的熱能傳遞至蜂窩式交換器15 ；所述蜂窩式交換器15為由內(nèi)筒和外筒組成的空心筒體結(jié)構(gòu)，在內(nèi)筒和外筒上有序分布若干圓孔，所述圓孔通過兩端通透小管連接，且連接處封閉無泄漏，兩端相通透的小管內(nèi)腔作為冷熱交換的空間。所述的蜂窩筒交換器15的一側(cè)設(shè)有進(jìn)水口，連有第一水管道7的一端，第一水管道7的另一端穿過相變蓄熱大罐1的保溫殼體與外界的電子進(jìn)水閥5連接；所述在蜂窩筒交換器15的另一側(cè)設(shè)有出水口連有第二水管道8的一端，第二水管道8的另一端穿過相變蓄熱大罐1的保溫殼體與外界的電子排水泵6連接。通過滾筒式廢熱水箱3、外層相變介質(zhì)石蠟層4和蜂窩式交換器15構(gòu)成本系統(tǒng)回收熱能間接供暖裝置，當(dāng)廢熱水流經(jīng)滾筒式廢熱水箱3時(shí)，使得緊貼其外壁上的外層相變介質(zhì)石蠟層4蓄熱，所述外層相變介質(zhì)石蠟層4將所蓄的熱能傳遞至蜂窩式交換器15，蜂窩式交換器15再將熱能傳遞至廢熱回收組件蓄熱，以間接提供供暖裝置供暖。
[0023]所述蜂窩式交換器15內(nèi)殼外壁由外層至內(nèi)層依次還設(shè)置內(nèi)層相變介質(zhì)石蠟層41和螺旋式換熱器17，所述內(nèi)層相變介質(zhì)石蠟層41作用與外層相變介質(zhì)石蠟層4類似。所述螺旋式換熱器17 —端與設(shè)置在相變蓄熱大罐1內(nèi)的過度水箱18 —端連接，所述螺旋式換熱器17另一端(熱介質(zhì)輸出端)與采暖房風(fēng)機(jī)入水口連接，所述螺旋式換熱器17另一端(熱介質(zhì)輸出端)與采暖房風(fēng)機(jī)入水口之間設(shè)有循環(huán)泵26，所述過度水箱18的另一端與采暖房風(fēng)機(jī)出水口連接，所述螺旋式換熱器17、過度水箱18、采暖房風(fēng)機(jī)以及循環(huán)泵26構(gòu)成一個(gè)完整的循環(huán)直接換熱回路，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供暖，所述螺旋式換熱器17能延長(zhǎng)循環(huán)水的換熱時(shí)間，保證換熱效果，相對(duì)延長(zhǎng)循環(huán)水通過換熱器的流程。所述過度水箱18還連接有一電子注水器16，所述電子注水器16用于過度水箱18的添加水，系統(tǒng)在換熱過程中會(huì)因蒸發(fā)而逐步的消耗螺旋換熱管內(nèi)的水，故采用過度水箱連有注水器是為了保證供暖管路的給水和添加水；所述在過度水箱18內(nèi)設(shè)置有水位器14，所述水位器14控制電子注水器16的工作狀態(tài)，所述水位器14的信號(hào)輸出端與電子注水器16的信號(hào)輸入端連接。所述螺旋式換熱器17的螺旋式結(jié)構(gòu)，能延長(zhǎng)循環(huán)水的換熱時(shí)間，保證換熱效果，相對(duì)延長(zhǎng)循環(huán)水通過換熱器的流程。
[0024]所述廢熱回收組件為可移動(dòng)水箱結(jié)構(gòu)，水箱的內(nèi)桶體采用不銹鋼制作，水箱的外殼采用玻璃鋼制作，在內(nèi)桶體和外殼之間充滿保溫材料，在所述廢熱回收組件底盤安裝有滾輪，可以提供廢熱回收組件在不同范圍區(qū)域的移動(dòng)使用；所述在廢熱回收組件的上端(頂部)設(shè)置有熱源入水口，通過外界的電子排水泵6與蜂窩式交換器15的出水口連接，在廢熱能回收水箱9的下端設(shè)有熱源出水口，連有出水管的一端，所述出水管的另一端連接微型增壓泵27，微型增壓泵27連接供暖裝置。
[0025]在所述廢熱回收組件外壁上設(shè)置加熱棒溫度傳感器19和加熱棒溫控開關(guān)21，所述加熱棒溫度傳感器19的溫度測(cè)量端浸設(shè)至廢熱回收組件內(nèi)的熱水中，在所述廢熱回收組件內(nèi)部設(shè)置有陶瓷加熱棒20，所述加熱棒溫度傳感器19的信號(hào)輸出端與加熱棒溫控開關(guān)21的信號(hào)輸入端連接，所述加熱棒溫控開關(guān)21的信號(hào)出端與陶瓷加熱棒20的信號(hào)輸入端連接。所述加熱棒溫度傳感器19測(cè)得熱回收組件水箱內(nèi)的水溫低于或高于某一設(shè)定值時(shí)，將信號(hào)傳遞到加熱棒溫控開關(guān)21，加熱棒溫控開關(guān)21決定陶瓷加熱棒20的開啟或關(guān)閉。所述在廢熱回收組件的外側(cè)上端還設(shè)置有輔助加熱電源開關(guān)和插座，主要用于廢熱回收組件的輔助加熱，保證和維持供暖系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以利用夜間低谷價(jià)電進(jìn)行蓄能，緩解電力負(fù)荷峰谷差，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
[0026]如附圖4所示，在相變蓄熱大罐1的保溫殼體外側(cè)上端設(shè)有智能控制盒2，在所述的智能控制盒2內(nèi)設(shè)置有定時(shí)器11，所述定時(shí)器11連有控制開關(guān)12 ；所述定時(shí)器11通過控制開關(guān)12控制電子閘閥24和電子排水閥25的工作狀態(tài)，系統(tǒng)在正常工況下，根據(jù)定時(shí)器11的設(shè)定讀數(shù)，電子排水閥25打開時(shí)，電子閘閥24處于關(guān)閉狀態(tài)，所述電子閘閥24打開時(shí)，電子排水閥25處于關(guān)閉狀態(tài)。所述控制開關(guān)12的信號(hào)輸出端分別與電子閘閥24和電子排水閥25的信號(hào)輸入端連接。
[0027]在所述智能控制盒2內(nèi)還設(shè)有水溫傳感器28，連有溫控開關(guān)13，水溫傳感器28通過溫控開關(guān)13控制電子排水泵6的工作狀態(tài)。所述水溫傳感器28的信號(hào)輸出端與溫控開關(guān)13的信號(hào)輸入端連接，溫控開關(guān)13的信號(hào)輸出端與電子排水泵6的信號(hào)輸入端連接。水溫傳感器28的測(cè)量端伸入至蜂窩筒交換器15內(nèi)，測(cè)得蜂窩筒交換器15內(nèi)的水溫高于某一設(shè)定值時(shí)，將信號(hào)傳遞至溫控開關(guān)13開啟電子排水泵6，將熱交換后熱水源輸送到廢熱回收組件，電子排水泵6工作一段時(shí)間，無水自停裝置關(guān)閉電子排水泵6。
[0028]本發(fā)明的相變蓄熱大罐采1用從外層到內(nèi)層設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，在整個(gè)大罐的保溫殼體內(nèi)空間填充滿兩層相變介質(zhì)石蠟，相變蓄熱大罐1內(nèi)的相變介質(zhì)石蠟包裹蜂窩筒式交換器15和螺旋式換熱器17，分別為外層相變介質(zhì)石蠟層4和內(nèi)層相變介質(zhì)石蠟層41，并通過蜂窩式交換器15上通透小管連通。所述設(shè)計(jì)滾筒式廢熱水箱3能達(dá)到廢熱水箱內(nèi)的熱介質(zhì)輻射散熱快，熱輻射流集中、換熱面積均勻，在石蠟的相轉(zhuǎn)變過程中，能克服容易產(chǎn)生局部受熱不均的現(xiàn)象。
[0029]所述蜂窩式交換器15亦采用圓筒體結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了冷熱交換的空間，所述蜂窩式交換器15兩端通透小管的內(nèi)空間一方面增加了熱交換的面積，還有一方面，使得小管內(nèi)充滿相變介質(zhì)石蠟，保證了從外層相變介質(zhì)石蠟層4到內(nèi)層相變介質(zhì)石蠟層41連通，強(qiáng)化了對(duì)流傳熱。采用螺旋式換熱器17主要是系統(tǒng)在提供采暖房的供暖時(shí)，螺旋式換熱器17在與相變介質(zhì)石蠟換熱過程中能延長(zhǎng)循環(huán)水的換熱時(shí)間，相對(duì)延長(zhǎng)循環(huán)水通過螺旋式換熱器17的流程，在外層相變介質(zhì)石錯(cuò)層4和內(nèi)層相變介質(zhì)石錯(cuò)層41連通的情況下，加強(qiáng)相變介質(zhì)石蠟層的蓄熱。
[0030]同時(shí)考慮到，系統(tǒng)在換熱過程中會(huì)因蒸發(fā)而逐步的消耗換熱管內(nèi)的水，故采用過度水箱連有注水器16是為了保證供暖管路的給水和添加水。
[0031]本發(fā)明可以通過螺旋式換熱器17直接供暖，也可通過蜂窩式交換器15回收熱能實(shí)現(xiàn)間接供暖，充分回收再利用了廢水熱量，大幅度提高蓄熱裝置的蓄熱能力，利用物質(zhì)的相變來實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移，具有熱交換面積大，儲(chǔ)熱量大，換熱效率提高的優(yōu)點(diǎn)。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)快速蓄熱和放熱功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于流體廢熱的余熱回收利用。
[0032]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，其特征在于:包括相變蓄熱大罐組件和廢熱能回收組件；所述相變蓄熱大罐組件熱源入口端與廢熱水源連接，所述相變蓄熱大罐組件供熱出口端分別與直接供暖和間接供暖設(shè)備連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，其特征在于:所述直接供暖設(shè)備為采暖房風(fēng)機(jī)，間接供暖設(shè)備為廢熱回收組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，其特征在于:所述相變蓄熱大罐組件包括相變蓄熱大罐(I)，在所述相變蓄熱大罐(I)內(nèi)部由外層至內(nèi)層依次設(shè)置滾筒式廢熱水箱(3)、外層相變介質(zhì)石蠟層(4)和蜂窩式交換器(15)，所述滾筒式廢熱水箱(3)與廢水熱源連接，所述蜂窩式交換器(15)與廢熱回收組件連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，其特征在于:所述滾筒式廢熱水箱(3)為由內(nèi)殼和外殼組成的空心筒體結(jié)構(gòu)，在內(nèi)殼外壁上設(shè)置若干導(dǎo)熱肋片，所述導(dǎo)熱肋片緊貼外層相變介質(zhì)石蠟層(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，其特征在于:所述蜂窩式交換器(15)為由內(nèi)筒和外筒組成的空心筒體結(jié)構(gòu)，在內(nèi)筒和外筒上有序分布若干圓孔，所述圓孔通過兩端通透小管連接，且連接處封閉無泄漏。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，其特征在于:所述蜂窩式交換器(15)內(nèi)殼外壁由外層至內(nèi)層依次還設(shè)置內(nèi)層相變介質(zhì)石蠟層(41)和螺旋式換熱器(17)，所述螺旋式換熱器(17) —端與設(shè)置在相變蓄熱大罐(I)內(nèi)的過度水箱(18) —端連接，所述螺旋式換熱器(17)另一端與采暖房風(fēng)機(jī)入水口連接，所述過度水箱(18)的另一端與采暖房風(fēng)機(jī)出水口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，其特征在于:所述外層相變介質(zhì)石蠟層(4)和內(nèi)層相變介質(zhì)石蠟層(41)通過蜂窩式交換器(15)上通透小管連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種相變蓄熱大罐耦合廢熱能回收系統(tǒng)，其特征在于:所述廢熱回收組件為可移動(dòng)水箱結(jié)構(gòu)，在所述廢熱回收組件外壁上設(shè)置加熱棒溫度傳感器(19)和加熱棒溫控開關(guān)(21)，所述加熱棒溫度傳感器(19)的溫度測(cè)量端浸設(shè)至廢熱回收組件內(nèi)的熱水中，在所述廢熱回收組件內(nèi)部設(shè)置有陶瓷加熱棒(20)，所述加熱棒溫度傳感器(19)的信號(hào)輸出端與加熱棒溫控開關(guān)(21)的信號(hào)輸入端連接，所述加熱棒溫控開關(guān)(21)的信號(hào)出端與陶瓷加熱棒(20)的信號(hào)輸入端連接。
【文檔編號(hào)】F28D20/02GK104501290SQ201410849064
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】楊斯涵 申請(qǐng)人:東南大學(xué)