用于染布机的节能减排热交换装置的制作方法

本发明涉及一种染布机热交换装置，更具体地说，它涉及一种用于染布机的节能减排热交换装置。

背景技术：

节能环保绿色可持续发展已经是这个时代的主题之一，社会在进步，科技迅速发展，节能环保绿色是时代的需要，随着经济的发展，资源越来越稀缺，人们对绿色环境要求越来越迫切，站在这个要求发展转型升级的管口，各个行业必须积极创新，以科技促改革，跟上时代的步伐，特别是印染行业是一个传统的重污染行业，近几年印染行业出现低潮，竞争异常激烈，站在企业的角度，哪个行业能肩负起时代责任履行节能节能环保生产，在生产中减少成本，就能在竞争中胜出。

其中，专利号为CN201320828888.9的中国专利公开了一种染布机气冷式热交换装置，其特征在于，一输入管，连接于热交换装置的一端，且输入管分别与蒸气入口及冷空气入口连通，并分别借其上各自所设的控制阀，以选择蒸气、冷空气或水其一送入热交换装置；一送风装置，设置在冷空气入口的前端，用以产生风压将冷空气送入热交换装置；一排放管，连接于热交换装置的另一端，且其至少连通一冷凝水出口及一空气出口，并分别借由其上各自所设的控制阀，用以排放热交换装置的冷凝水或空气。

上述公开的染布机气冷式热交换装置仅仅重新利用了冷却水，排出了其他无法达到冷却效果的冷凝水等，浪费水资源；另外，经过热交换器后蒸汽凝结出的水珠还带有较高的温度，不加以利用使得蒸汽的利用率过低。故需要设计一种热交换装置来提高蒸汽的利用率，充分利用热能，进而减小蒸汽用量；同时还能实现水循环利用，减少水浪费。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于染布机的节能减排热交换装置，其在于解决现有技术中蒸汽利用率低以及水浪费问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于染布机的节能减排热交换装置，包括筒体和用于给染液进行加热或冷却的第一换热器，所述筒体上设置有出水口和喷嘴，所述节能减排热交换装置还包括有热能回收模块和冷水源，所述热能回收模块包括高温水存储箱和低温水存储箱；

所述第一换热器通过管道连接于出水口与喷嘴间使筒体内染液经过换热器加热或冷却后送入喷嘴，所述换热器上设置有输入口和输出口，所述输入口与高温水存储箱的出口、低温水存储箱的出口、冷水源以及一蒸汽输入管连接，所述蒸汽输入管内通有蒸汽；所述输出口与高温水存储箱的进口和低温水存储箱进口连接；所述输入口与蒸汽输入管间设置有第一控制阀，所述输出口与低温水存储箱和高温水存储箱间分别设置有第二控制阀和第三控制阀。

本发明进一步设置为：所述节能减排热交换装置还包括有污水热回收模块，所述污水热回收模块包括有热污水池、污水存储池和第二换热器，所述热污水池、污水存储池与出水口连接，所述热污水池、污水存储池与出水口间分别设置有第一排水阀和第二排水阀；

所述第二换热器分别连接热污水池和污水存储池以及冷水源和低温水存储箱，所述热污水池中污水经第二换热器进入污水存储池，所述冷水源中冷水经过第二换热器进入低温水存储箱。

本发明进一步设置为：所述热能回收模块还包括有锅炉，所述锅炉与蒸汽输入管连接；所述第一换热器上还设置有冷凝水出口，所述冷凝水出口与锅炉连接，所述冷凝水出口处设置有第四控制阀。

本发明进一步设置为：所述冷凝水出口和高温水存储箱的进口连接，所述第四控制阀设于冷凝水出口和高温水存储箱之间。

本发明进一步设置为：所述筒体上设置有进水口，所述进水口分别与高温水存储箱的出口、低温水存储箱的出口以及冷水源连接.

本发明进一步设置为：所述进水口与高温水存储箱、低温水存储箱以及冷水源间分别设置有第六控制阀、第七控制阀和第八控制阀，所述第六控制阀设于输入口和高温水存储箱间，所述第七控制阀设于输入口和低温水存储箱间，所述第八控制阀设于输入口和冷水源间。

本发明进一步设置为：所述输入口处设置有同时控制高温水存储箱、低温水存储箱和冷水源与输入口通、断的第一总控制阀；所述进水口处设置有同时控制高温水存储箱、低温水存储箱和冷水源与进水口通、断的第二总控制阀。

本发明进一步设置为：所述高温水存储箱的出口设置有泵A；所述低温水存储箱的出口设置有泵B，所述出水口与第一换热器间设置有主泵。

本发明进一步设置为：所述第一换热器和喷嘴间设置有温度计。

综上所述，本发明用于染布机的节能减排热交换装置具有以下优点：

第一方面，在使用蒸汽对染液进行升温以及冷水对染液进行降温时，蒸汽经过热交换后产生冷凝水，冷水热交换后温度升高，根据染液初始温度不同会产生温度不同的低温水或高温水，为了回收水源以及充分利用冷凝水、低温水以及高温水中热能，本发明将温度低的低温水存储到低温水存储箱中，温度高的高温水以及冷凝水存储到高温水存储箱中。而当需要在筒体内投入一定温度的水或者需要对染液进行降温或升温时可以使用存于低温水存储箱和高温水存储箱中的水，充分利用热能，减少能耗，并且实现水循环使用，避免水源浪费。

第二方面，现有技术中，筒体中都是先灌冷水后用蒸汽升温，而本发明由于可以在筒体内直接灌高温水和低温水，可以更快的加热到需要温度，减少生产用时，提高染布机生产效率；同时避免了高温水存储箱和低温水存储箱中积水囤满后无法继续囤水的问题。

第三方面，布料在染色后需要进行多步水洗，而本发明可以更加快速的达到水洗要求的温度，缩短了布料的水洗时间，进而提高水洗效果。

第四方面，在大多数生产工艺中，从筒体中排放的污水其都具有较高的温度，本发明设置一个第二换热器通过温度在40℃以上的污水对冷水进行升温变成低温水并存储到低温水存储箱中，充分利用污水中的热能，进一步提高热能利用率。

附图说明

图1为用于染布机的节能减排热交换装置的结构示意图；

图2为第一换热器的结构示意图；

图3为全涤纶针织布在染色时染液的温度变化曲线图；

图4为全涤纶针织布在RC还原洗时染液的温度变化曲线图；

图5为全涤纶针织布在热水洗时染液的温度变化曲线图；

图6为全涤纶针织布在中和洗时染液的温度变化曲线图。

附图标记：1、筒体；11、喷嘴；12、出水口；13、进水口；2、第一换热器；21、输入口；22、输出口；23、冷凝水出口；3、热能回收模块；4、冷水源；5、污水热回收模块；51、第二换热器；V1、第一控制阀；V2、第二控制阀；V3、第三控制阀；V4、第四控制阀；V5、第五控制阀；V6、第六控制阀；V7、第七控制阀；V8、第八控制阀；V11、第一总控制阀；V12、第二总控制阀；V21、第一排水阀；V22、第二排水阀；M1、主泵；M2、泵A；M3泵B。

具体实施方式

参照图1至图6对本发明用于染布机的节能减排热交换装置做进一步说明。

如图1和图2所示为本发明用于染布机的节能减排热交换装置的一种实施方式，其包括筒体1、第一换热器2、污水热回收模块5、冷水源4和热能回收模块3，其中，第一换热器2用于给染液进行加热或冷却的，在筒体1上设置有出水口12、进水口13和喷嘴11，出水口12设置与筒体1底部，热能回收模块3包括高温水存储箱和低温水存储箱，高温水存储箱用于存储高温水，低温水存储箱用于存储低温水，污水热回收模块5包括有热污水池、污水存储池和第二换热器51。

其中，第一换热器2通过管道连接于出水口12与喷嘴11间，在出水口12与第一换热器2间设置有主泵，使筒体1内染液经过换热器加热或冷却后送入喷嘴11实现染液循环；第一换热器2和喷嘴11间设置有温度计，便于准确测量染液温度；换热器上设置有输入口21和输出口22，输入口21与高温水存储箱的出口、低温水存储箱的出口、冷水源4以及一蒸汽输入管连接，蒸汽输入管内通有蒸汽，本发明中使用蒸汽为饱和蒸汽，根据染液所需的温度要求选择使用高温水、低温水、冷水或蒸汽。

输出口22与高温水存储箱的进口以及低温水存储箱进口连接，输出口22设置在第一换热器2的顶部，使得高温水、低温水和冷水在第一换热器2中逗留时间更长，提高它们的使用率；高温水存储箱的出口设置有泵A,低温水存储箱的出口设置有泵B,输入口21与蒸汽输入管间设置有第一控制阀，第一控制阀控制蒸汽输入管与第一换热器2的导通和封闭，输出口22与低温水存储箱和高温水存储箱间分别设置有第二控制阀和第三控制阀，第二控制阀和第三控制阀用于控制第一换热器2中经过热交换后的水存储到高温水存储箱中还是低温水存储箱中。

为了使染液可以更快的达到所需温度以及避免高温水存储箱和低温水存储箱中积水量达到最大值后仍需排放，照成水源浪费的问题，本发明进水口13分别与高温水存储箱的出口、低温水存储箱的出口以及冷水源4连接。通过该结构设置使得本发明可以根据需求使用不同温度的水，使得染液具有较高的初始温度降低染液加热所需的蒸汽量，减少能耗。同时，可以消耗高温水存储箱和低温水存储箱中的储水量，避免蒸汽和冷水的使用使得高温水存储箱和低温水存储箱中水量只增不减而导致的降水量大于容积量的问题。

此外，为了保证筒体1内染液的清洁，可以在进水口13处设置净化器。而为了避免水回流，在进水口13与高温水存储箱、低温水存储箱以及冷水源4间分别设置有第六控制阀、第七控制阀和第八控制阀，第六控制阀设于输入口21和高温水存储箱间，第七控制阀设于输入口21和低温水存储箱间，第八控制阀设于输入口21和冷水源4间。

通过以上结构设置，在使用蒸汽对染液进行升温以及冷水对染液进行降温时，蒸汽经过热交换后产生冷凝水，冷水热交换后温度升高，根据染液初始温度不同会产生温度不同的低温水或高温水，其中，高温水、冷凝水约80℃，低温水约50℃。为了回收水源以及充分利用冷凝水、低温水以及高温水中热能，本发明将温度低的低温水存储到低温水存储箱中，温度高的高温水以及冷凝水存储到高温水存储箱中。当需要在筒体1内投入一定温度的水或者需要对染液进行降温或升温时可以使用存于低温水存储箱和高温水存储箱中的水，充分利用热能，减少能耗，并且实现水循环使用，避免水源浪费。

污水存储池与出水口12连接，热污水池、污水存储池与出水口12间分别设置有第一排水阀和第二排水阀，当污水温度达在40℃以下时打开第一排水阀将污水排入污水存储池中，当污水温度高于40℃时打开第二排水阀将水通入热污水池中。

第二换热器51分别连接热污水池和污水存储池以及冷水源4和低温水存储箱，热污水池中污水经第二换热器51进入污水存储池，冷水源4中冷水经过第二换热器51进入低温水存储箱，通过热污水池中40℃以上的污水对冷水进行升温。

另外，本发明的热能回收模块3还包括有锅炉，锅炉与蒸汽输入管连接将锅炉中产蒸汽送入到第一换热器2中；第一换热器2上还设置有冷凝水出口23，冷凝水出口23设置于第一换热器2的底部，冷凝水出口23与锅炉连接，通过将冷凝水回收到锅炉中可以降低锅炉能耗。在冷凝水出口23处设置有第四控制阀，为了减少管道数量，本发明中冷凝水出口23与输出口22连接使得低温水、高温水和冷凝水共用一个管道，由于共用管道，故在锅炉与第四控制阀间设置一第五控制阀，且第二控制阀、第三控制阀和第五控制阀呈并联设置。

由于本发明减少了蒸汽使用量，可以将第一次使用蒸汽产生的部分冷凝水存储到高温水存储箱中，故冷凝水出口23和高温水存储箱的进口连接，第五控制阀设于第四控制阀和高温水存储箱之间。

输入口21处设置有同时控制高温水存储箱、低温水存储箱和冷水源4与输入口21通、断的第一总控制阀；进水口13处设置有同时控制高温水存储箱、低温水存储箱和冷水源4与进水口13通、断的第二总控制阀，通过第一总控制阀和第二总控制阀来控制高温水存储箱、低温水存储箱和冷水源4中水通入到第一换热器2中还是筒体1中。

本发明中冷水源4可以是自来水、软水、河水或者湖水等。

为了凸显本发明用于染布机的节能减排热交换装置的节能减排优势，以全涤纶针织布染色为例进行详细说明：

一、染色

如图3所示，在染色过程中在筒体1内灌水后依次需要经过升温、保温和降温三步,其中B点代表50～80℃，CD温段为保温温段，保温温度为135℃，保温时间40min。

在升温阶段，分为AB温段和BC温段：

在AB温段有三种升温方式：第一种，直接入热水（低温水或高温水）；第二种，用高温水升温，升温热水流回低温水存储箱；第三种，用蒸汽升温，产生的冷凝水流回高温水存储箱或锅炉。其中，在该阶段的节水、节能效果上第一种方式最优。

在BC温段：由于所需温度过高，故升温方式为蒸汽升温，产生冷凝水流回高温水存储箱或锅炉。

在CD温段：该步中用蒸汽保温，产生的冷凝水流回高温水存储箱或锅炉中。

在降温阶段，分为DE温段和EF温段：

DE温段：降温方式可以用常温水或低温水冷却，冷却水流回高温水存储箱。在该阶段中根据工艺要求选择用水，如果要求降温速度快，则使用常温水降温；如果对降温速度要求不高且初始温度较高，则使用低温水降温，使用低温水降温在节能、节水上效果更佳，由于全涤纶针织布在DE段对常温水或低温水冷却都可，故优选低温水降温。

EF温段：有三种降温方式，第一种，直接小流量向筒体1进水降温，该方法会造成水资源浪费；第二种，常温水通过换热器降温，降温水流回低温水存储箱；第三种，在E（温度90℃）处直排，筒体1选择入高温水，实现与RC还原洗对接，优选第三种。

二、RC还原洗：

如图4所示，在RC还原洗过程中在筒体1内灌水后依次需要经过升温和保温两步，其中保温温度为80℃，保温时间20min。

在升温阶段有两种升温方式：第一种，用蒸汽升温，冷凝水流回高温水存储箱或锅炉；第二种，筒体1选择进高温水，优选第二种升温方式。

保温阶段：用蒸汽保温，产生冷凝水流回高温水存储箱或锅炉。

三、热水洗：

如图5所示，在热水洗过程中在筒体1内灌水后依次需要经过升温和保温两步，其中保温温度为80℃，保温时间20min。

在升温阶段有两种升温方式：第一种，用蒸汽升温，冷凝水流回高温水存储箱或锅炉；第二种，筒体1选择进高温水，优选第二种升温方式。

保温阶段：用蒸汽保温，产生冷凝水流回高温水存储箱或锅炉。

四、中和洗：

如图6所示，在中和洗过程中在筒体1内灌水后依次需要经过升温和保温两步，其中保温温度为50℃，保温时间20min。

在升温阶段有四种升温方式：第一种，用蒸汽升温，冷凝水流回高温水存储箱或锅炉；第二种，用高温热水升温，升温热水回流至低温水存储箱；第三种，筒体1直接进低温水；第四种，按适当的比例向筒体1进高温水与常温水，优选第三种升温方式。

在保温阶段有两种保温方式：第一种，用高温水保温，保温热水流回低温水存储箱；第二种，用蒸汽保温，产生的冷凝水流回高温水存储箱或锅炉，而由于蒸汽生产需要能耗和资源消耗，故优选第一种保温方式。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。