自重式真空余熱回收裝置及其余熱回收方法與流程

本發明涉及余熱回收技術領域，尤其涉及一種自重式真空余熱回收裝置及其余熱回收方法。

背景技術：

目前，工業和民用領域的余熱大都存在于易結垢或含雜質的熱水中，對這部分余熱的回收如果采用普通換熱器，容易在換熱器表面結垢，影響換熱，甚至堵塞換熱器。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提供一種自重式真空余熱回收裝置及其余熱回收方法，旨在回收熱水中的熱量，同時避免堵塞換熱器。

為實現上述目的，本發明提供一種自重式真空余熱回收裝置，其特征在于，包括殼體、活塞、污水池、換熱器、收集裝置、第一閥門、熱水水泵、壓力傳感器以及溫度傳感器，其中，

所述殼體設有一用于容納熱水的腔室，所述活塞安裝于所述腔室內且相對于殼體可往復運動，所述污水池用于儲存廢棄熱水，所述污水池通過污水管道與所述殼體連通以將廢棄熱水排入殼體中，所述污水管道上安裝有第一閥門，所述換熱器安裝于所述殼體內，所述換熱器的一端與熱水回水管連接，換熱器的另一端與熱水供水管連接，所述收集裝置位于所述換熱器下方用于收集換熱器表面流下的凝結水，所述收集裝置連接有出水管，所述壓力傳感器安裝于所述殼體內用于測量所述腔室中蒸汽的壓力，所述溫度傳感器安裝于所述殼體內用于測量所述腔室中熱水溫度。

優選地，自重式真空余熱回收裝置還包括用于控制第一閥門開合的控制器，該控制器與所述壓力傳感器、溫度傳感器和第一閥門電連接。

優選地，所述出水管上安裝有出水泵，所述熱水供水管上安裝有熱水水泵。

優選地，所述收集裝置與出水泵之間的出水管上還安裝有第二閥門。

優選地，所述換熱器為換熱管束。

優選地，所述換熱管束在所述殼體內傾斜一定的角度安裝，所述收集裝置為設置于所述殼體內側壁上的積水盤。

優選地，所述殼體與活塞為可拆卸連接。

本發明進一步提出一種基于上述的自重式真空余熱回收裝置的余熱回收方法，包括以下步驟：

打開第一閥門，污水池中的廢棄熱水經污水管道流入殼體的腔室中，從而不端推動活塞在殼體內向下移動；

當壓力傳感器檢測到殼體內的壓力降低至預設壓力時，關閉第一閥門；

殼體中的廢棄熱水沸騰蒸發產生大量蒸汽，蒸汽在換熱器的表面換熱使換熱器中的水加熱以輸送至用戶使用，同時蒸汽在換熱器表面冷凝成水后在重力作用下進入到收集裝置內，收集裝置內冷凝水通過出水管排出；

隨著殼體內的廢棄熱水不斷蒸發其殼體內的廢棄熱水重量減少，活塞不斷上移，當壓力傳感器檢測到殼體內的壓力到達當前水溫對應的沸點壓力時，打開第一閥門，使污水池中的廢棄熱水經污水管道流入殼體的腔室中，依此循環。

本發明提出的自重式真空余熱回收裝置，含余熱的熱水在靠自身重力形成的真空環境下蒸發為蒸汽狀態，通過蒸汽將熱量傳遞給外部熱媒，從而不斷回收熱水的余熱，由于含余熱的熱水不與換熱器表面直接接觸，因此不會在換熱器表面產生結垢，避免堵塞換熱器，使換熱器持續保持較高的換熱效率。另外，本自重式真空余熱回收裝置因為是靠余熱的熱水在靠自身重力形成的真空環境下蒸發，不需要外部加熱即可沸騰，節約了能源，其結構巧妙且容易實現。

附圖說明

圖1為本發明自重式真空余熱回收裝置優選實施例的結構示意圖。

圖中，1-污水池、2-污水管道、3-第一閥門、4-壓力傳感器、5-殼體、6-活塞、7-積水盤、8-第二閥門、9-出水泵、10-出水管、11-熱水回水管、12-換熱管束、13-熱水供水管、14-熱水水泵、15-控制器。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明提出一種自重式真空余熱回收裝置。

參照圖1，圖1為本發明自重式真空余熱回收裝置優選實施例的結構示意圖。

本優選實施例中，一種自重式真空余熱回收裝置，包括殼體5、活塞6、污水池1、換熱器、收集裝置、第一閥門3、熱水水泵14、壓力傳感器4以及溫度傳感器，其中，

殼體5設有一用于容納熱水的腔室，活塞6安裝于腔室內且相對于殼體5可往復運動，污水池1用于儲存廢棄熱水，污水池1通過污水管道2與殼體5連通以將廢棄熱水排入殼體5中，污水管道2上安裝有第一閥門3，換熱器安裝于殼體5內，換熱器的一端與熱水回水管11連接，換熱器的另一端與熱水供水管13連接，收集裝置位于換熱器下方用于收集換熱器表面流下的凝結水，收集裝置連接有出水管10，壓力傳感器4安裝于殼體5內用于測量腔室中蒸汽的壓力，溫度傳感器安裝于殼體5內用于測量腔室中熱水溫度。

在安裝時，需保證污水水池的最低水位要高于活塞6的安裝高度，從而保證水能夠順利從污水池1流入殼體5內。殼體5可設置相應保溫裝置，以提高熱水回收效率。

進一步地，本自重式真空余熱回收裝置還包括用于控制第一閥門3開合的控制器15，該控制器15與壓力傳感器4、溫度傳感器和第一閥門3電連接。通過設置控制器15，從而實現了本自重式真空余熱回收裝置回收熱量的自動控制，減少人工操作。

具體地，出水管10上安裝有出水泵9，熱水供水管13上安裝有熱水水泵14。收集裝置與出水泵9之間的出水管10上還安裝有第二閥門8。第二閥門8和第一閥門3均為電動閥門，第二閥門8與控制器15電連接。

本實施例中，換熱器為換熱管束12。換熱管束12中的冷水被加熱后，送往用戶用于供熱。

本實施例中，換熱管束12在殼體5內傾斜一定的角度安裝，收集裝置為設置于殼體5內側壁上的積水盤7。換熱管束12在殼體5內傾斜一定的角度安裝，從而使冷凝水以重力作用落入積水盤7中。

進一步地，殼體5與活塞6為可拆卸連接。當殼體5內存留的雜質過多時，可拆除活塞6，將雜質清除后重新將活塞6安裝到位。

本自重式真空余熱回收裝置的工作原理如下：關閉第二閥門8，打開第一閥門3，污水靠自身重力作用下從液位較高的污水池1內不斷流入液位較低的殼體5內，從而不斷推動活塞6向下移動，同時殼體5上部的壓力逐漸降低。當壓力傳感器4檢測到當前壓力降至預設壓力時（該預設壓力低于當前污水水溫對應的沸點壓力），通過控制器15關閉第一閥門3。由于殼體5內的壓力低于污水水溫對應的沸點壓力，殼體5內的污水不斷沸騰蒸發大量產生蒸汽，蒸汽上升達到殼體5上部的換熱管束12區域，由于換熱管束12內的水溫低于蒸汽溫度，蒸汽在換熱管束12表面凝結成水，并在重力作用下進入到積水盤7內，打開第二閥門8，在出水泵9的抽吸下，凝結水不斷被排出殼體5。隨著殼體5內的污水不斷蒸發，污水重量減少，活塞6會不斷上移，殼體5內的壓力不斷上升，當壓力傳感器4檢測到殼體5內的壓力達到當前污水水溫對應的沸點壓力時，通過控制器15打開第一閥門3，污水池1內的污水又流入到殼體5內，形成一個循環。在換熱管束12內吸熱溫度升高后的熱水在熱水水泵14的作用下，通過熱水供水管13被輸送至用戶使用，溫度降低后經熱水回水管11回流至換熱管束12中，形成循環。

本實施例提出的自重式真空余熱回收裝置，含余熱的熱水在靠自身重力形成的真空環境下蒸發為蒸汽狀態，通過蒸汽將熱量傳遞給外部熱媒，從而不斷回收熱水的余熱，由于含余熱的熱水不與換熱器表面直接接觸，因此不會在換熱器表面產生結垢，避免堵塞換熱器，使換熱器持續保持較高的換熱效率。另外，本自重式真空余熱回收裝置因為是靠余熱的熱水在靠自身重力形成的真空環境下蒸發，不需要外部加熱即可沸騰，節約了能源，其結構巧妙且容易實現。

本發明進一步提出一種自重式真空余熱回收裝置的余熱回收方法。

本優選實施例中，一種基于上述自重式真空余熱回收裝置的余熱回收方法，包括以下步驟：

步驟S10，打開第一閥門，污水池中的廢棄熱水經污水管道流入殼體的腔室中，從而不端推動活塞在殼體內向下移動；

步驟S20，當壓力傳感器檢測到殼體內的壓力降低至預設壓力時，關閉第一閥門；

步驟S30，殼體中的廢棄熱水沸騰蒸發產生大量蒸汽，蒸汽在換熱器的表面換熱使換熱器中的水加熱以輸送至用戶使用，同時蒸汽在換熱器表面冷凝成水后在重力作用下進入到收集裝置內，收集裝置內冷凝水通過出水管排出；

步驟S40，隨著殼體內的廢棄熱水不斷蒸發其殼體內的廢棄熱水重量減少，活塞不斷上移，當壓力傳感器檢測到殼體內的壓力到達當前水溫對應的沸點壓力時，打開第一閥門，使污水池中的廢棄熱水經污水管道流入殼體的腔室中，依此循環。

本實施例提出的余熱回收方法，含余熱的熱水在靠自身重力形成的真空環境下不需要外部加熱即可沸騰蒸發為蒸汽狀態，通過蒸汽將熱量傳遞給外部熱媒，從而不斷回收熱水的余熱，由于含余熱的熱水不與換熱器表面直接接觸，因此不會在換熱器表面產生結垢，避免堵塞換熱器，使換熱器持續保持較高的換熱效率。

以上僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。