一种实验室废气热回收系统的制作方法

本实用新型涉及实验室设备领域，具体为一种实验室废气热回收系统。

背景技术：

随着国家及世界建设水平的显著提高及日新月异的产品创新研究，我们对食品安全、建材质量检测、环保产品检测、医疗病理实验、毒理实验室、生物安全实验室等得的研发以及实验中心越来越多、规模也越来越大，实验室的通风规模也随之增大，目前为止这些经过空调处理的空气（T=22℃，RH=60%，H= 47.6kj/kg）都是直接排到大气，实在可惜，对这些巨大的能耗进行合理回收的潜在价值，当前人们还没有太多的关注，人们也还没有从事这方面的研究。

于是我们长期从事实验室的调试及运行管理分析，发掘回收系统。

针对这种情况，我们研发了一种实验室废气热回收系统，我们在有效控制排风量的同时，利用这个回收系统的价值，真正达到现代化实验室对安全、环保、节能、舒适、前瞻性越来越高的要求，这种热回收技术在实验室节能领域中发挥重要作用；为现代化实验室建设节能环保提供更多的产品选择，使实验室通风空调系统的设计更加灵活、通风系统的兼容性更强；从多个环节提高回收效率，开拓一个新型节能回收系统，这为提高中国实验室的建设添砖加瓦。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述存在的问题和不足，提供一种实验室废气热回收系统。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种实验室废气热回收系统，包括排风系统及至少一个喷淋塔；所述排风系统包括排风柜、排风管、变风量阀以及排风机，所述排风机通过排风管与排风柜相连，变风量阀安装在排风柜与排风机之间，所述排风机进风端与排风管连通，排风机出风端与喷淋塔中部管连通；所述喷淋塔包括塔体、设置在塔体内腔下部的水箱、设置在塔体内腔上部的喷嘴、设置在塔体内腔喷嘴下方和排风机出风端上方的填料层以及安装在塔体外部的循环喷淋泵，所述循环喷淋泵的进水管与水箱相连，循环喷淋泵的出水管伸入塔体上部与喷嘴相连，还设有换热系统和新风机系统，所述新风机系统包括至少一个新风机，新风机包括新风机壳体、设置在新风机壳体内的第一盘管和风机，第一盘管设有入口和出口；所述换热系统包括包括一级循环输水管、一级循环泵、二级循环输水管、二级循环泵及板式换热器，所述板式换热器包括换热器壳体、平行设置在换热器壳体内的一级波纹换热板和二级波纹换热板，所述一级波纹换热板的进口端设置在换热器壳体左侧，一级波纹换热板的出口端设置在换热器壳体右侧，一级波纹换热板的进口端与所述一级循环泵的出口端管相通，一级循环泵的进口端通过一级循环输水管与水箱底部连通，一级波纹换热板的出口端通过一级循环输水管与循环喷淋泵的进水端连通；

所述二级波纹换热板的进口端设置在换热器壳体右侧，二级波纹换热板的出口端设置在换热器壳体左侧，所述二级循环泵出口端与二级波纹换热板的进口端相连，二级循环泵进口端通过二级循环输水管与第一盘管出口连通，二级波纹换热板的出口端通过二级循环输水管与第一盘管的入口连通，风机的入口与新风机壳体连通，风机的出风口与新风机的输送风口管连通向所需新风的实验室或办公室输送新风；

使用时，空调状态的空气通过排风柜排放至所述喷淋塔，所述喷淋泵将所述水箱内的水高压喷洒到喷淋塔内，通过所述填料层将空调状态的空气经喷淋状态的水充分混合，水流至水箱，水经所述水箱至一级循环输水管，水经过一级循环泵后迅速降低到摄氏度23-24度，水流经一级波纹换热板，水温升高到摄氏度26-28度回到喷淋泵的进水管口；

从所述新风机的出口流出的摄氏度27-29度的水，流经二级循环输水管、二级循环泵，同时水流经所述二级波纹换热板，在一级波纹换热板低温冷气致冷作用下，二级波纹换热板中的水温降到摄氏度22-24度；从二级波纹换热板左侧出口端排出的低温水经过二级循环输水管进入第一盘管的入口，在风机的作用下，进入新风机的自然风经过第一盘管低温致冷，降低温度并提高湿度排出得到低温新风。

进一步地，所述新风机系统包括三台新风机；所述新风机增加第二盘管。

进一步地，所述排风系统采用无机类实验用排风柜系统。

进一步地，所述填料层为分水填料；所述填料层的迎风断面设计风速为2m/s；所述填料层是曲折波浪形的带状物，所述填料层表面有很多细小的分水带、内部有交错的分水带；所述填料采用防腐性能强、质量轻的PP材质制作。

进一步地，所述填料层空气上行，水下行，形成逆流交换，空气与水雾充分接触，进行充分的热交换；所述填料层到80％；所述填料层包括过滤段。

进一步地，所述过滤段高300mm;所述排风柜最大风量运行时，空气通过所述过滤段的时间为0.15s。

进一步地，所述喷淋塔直径为2.5米，喷嘴采用120度的雾化喷嘴，喷嘴数量15个，所述喷嘴采用防腐性能强的PP材质制作；所述废气热回收系统包括三个喷淋塔。

进一步地，所述循环泵选用防腐性能强的PP材质制作，低噪音型离心磁力泵，设计采用水流量10-15m³/h、扬程20-25m的磁力离心水泵，电机功率约2.2kw。

进一步地，所述板式换热器采用高效小温差板式换热器；所述板式换热器采用防腐性材质制作。

进一步地，设有中央监控，对所述排风系统、所述喷淋塔、所述换热系统以及所述新风机系统的控制全部联动集中控制，并预留有与楼宇自控系统并网接口及通用的通讯协议。

本实用新型为一种实验室废气热回收系统，本实用新型与现有的实验室废气热回收系统相比，具有以下优点：

1、降低运行成本、环保节能：空调状态的空气通过通风柜排放喷淋塔，喷淋塔的喷淋泵将水箱内的水高压喷洒到喷淋塔内，喷淋塔内有分水填料，通过填料将空调状态的空气经喷淋状态的水充分混合，将水温迅速降低到T1左右，经一次循环泵、二次循环泵及换热器将二级循环泵系统内水温降到摄氏度23——25度，二级循环泵系统内的循环水与新风预处理的第一盘管进行热交换，由摄氏度23-25℃，RH=72%-74％状态，经过所述新风机后将新风预处理预留到摄氏度25-29℃，RH=90%-95％状态；从而完成热交换循环，达到热回收及节能目的；空气上行，水下行，形成逆流交换，空气与水雾充分接触，进行充分的热交换，过滤段设计300mm,不至于过高，能耗减少；迎风断面设计风速2m/s，风速不至于过低或过高，占地、造价、安装难度减小，运行成本降低。

2、智能化、操作简单、使用方便：设有中央监控，对所述排风系统、所述喷淋塔、所述换热系统以及所述新风机系统的控制全部联动集中控制，并预留有与楼宇自控系统并网接口及通用的通讯协议；而且为现代化实验室建设节能环保提供更多的产品选择，使实验室通风空调系统的设计更加灵活、通风系统的兼容性更强。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理结构示意图；

图2是本实用新型的喷淋塔填料层断面设计示意图；

图3是本实用新型的雾化喷嘴在喷淋塔内的分布设计示意图；

图4是本实用新型的排风系统的设计示意图。

具体实施方式

实施例一：如图1—4所示，本实用新型包括排风系统及至少一个喷淋塔1；所述喷淋塔1包括塔体、设置在塔体内腔下部的水箱6、设置在塔体内腔上部的喷嘴7、设置在塔体内腔喷嘴7下方和排风机5出风端上方的填料层8以及安装在塔体外部的循环喷淋泵9，所述循环喷淋泵9的进水管与水箱6相连，循环喷淋泵9的出水管伸入塔体上部与喷嘴7相连，本实验室废气热回收系统包括三个喷淋塔1，这大大增加填料层8的水与空气的接触面积及水的高压雾化程度，大大提高效率；新风机10包括新风机壳体11、设置在新风机壳体11内的第一盘管12和风机13，第一盘管12设有入口14和出口15，新风机系统包括三台新风机10，所述新风机增加第二盘管22；这大大提高了新风预处理效率。

如图1—4所示，迎风断面设计风速2m/s，这样的风速不低不高刚刚好，避免了风速过低而造成的增加喷淋塔1的外形尺寸，占地、造价、安装难度增加，过高风阻力增大、水滴容易吹到排风管道3内部，运行成本增加等问题；填料层8空气上行，水下行，形成逆流交换，使得空气与水雾充分接触，进行充分的热交换，高压雾化程度更高，效率更高、效果更好；以1500宽通风柜为例，根据通风柜2的形状及空间大小，宜选用120度的雾化喷嘴7，直径2.5米的喷淋塔1数量 15个，喷嘴7的雾化能力是有限的，填料层8是曲折波浪形的带状物，填料层8表面有很多细小的分水带，内部有交错的分水带，通过填料层8散水功能将大大增加水与空气的接触面积，同时也增加了吸附时间，循环水泵低噪音型离心磁力泵，有了循环水泵，喷出来的水能够循环利用，节约用水量，由于温差有限，我们选用高效小温差板式换热器20，加大一级循环水的流量与二级循环泵19流量的比例，缩低温侧与高温侧的温差，满足了废气热回收系统高效、低能耗、低成本的要求。

使用时，空调状态的空气通过排风柜2排放至所述喷淋塔1，所述喷淋泵9将所述水箱6内的水高压喷洒到喷淋塔1内，通过所述填料层8将空调状态的空气经喷淋状态的水充分混合，水流至水箱6，水经所述水箱6至一级循环输水管16，水经过一级循环泵17后迅速降低到摄氏度23-24度，水流经一级波纹换热板211，水温升高到摄氏度26-28度回到喷淋泵9的进水管口。

从新风机10的出口15流出的摄氏度27-29度的水，流经二级循环输水管18、二级循环泵19，同时水流经二级波纹换热板212，在一级波纹换热板211低温冷气致冷作用下，二级波纹换热板212中的水温降到摄氏度22-24度；从二级波纹换热板212左侧出口端排出的低温水经过二级循环输水管18进入第一盘管12的入口14，在风机13的作用下，进入新风机10的自然风经过第一盘管12低温致冷，由摄氏度23-25℃，RH=72%-74％状态，经过所述新风机后将新风预处理预留到摄氏度25-29℃，RH=90%-95％状态；降低温度并提高湿度排出得到低温新风；满足了废气热回收系统高效、循环利用、环保节能的要求。

实施例二：如图1—4所示，本实用新型为一种专为实验室设计废气热回收系统，包括排风系统及至少一个喷淋塔1；所述排风系统包括排风柜2、排风管3、变风量阀4以及排风机5，所述排风机5通过排风管3与排风柜2相连，变风量阀4安装在排风柜2与排风机5之间，所述排风机5进风端与排风管3连通，排风机5出风端与喷淋塔1中部管连通；所述排风系统采用无机类实验用排风柜系统，效率更高，所述填料包括过滤段，现设计过滤段300mm高，避免因排风的阻力增加，导致排风机5的压力变大，增加能耗的情况，对排风系统、喷淋塔1、换热系统、新风机系统的控制全部联动集中控制，实现中央监控，并预留有与楼宇自控系统并网接口及通用的通讯协议，达到操作简单、使用方便的目的；达到现代化实验室对安全、环保、节能、前瞻性越来越高的要求。

每个实验室都有大量的废气排放系统，会应用到大量的喷淋塔1，给实验室废气热回收系统创造了多项有利条件，分析如下：

比如实验室总排风量为Q1=50000m³/h，相当于现代中小规模的实验室，总新风量Q2=40000m³/h，分为10台新风机，每台新风机4000 m³/h，根据广州地区新风及处理后的状态，每1000m³/h新风量回收的热量P1=（102.5kj/kg-88.6 kj/kg）*1.23kg/m³/3.6=4.75kw，新风总回收功率P2=40000/1000*4.75=190kw，级循环水泵的功率：水泵流量25m³/h、杨程28米，功率为P3=4kw，2台水泵，那么水泵总功率为P4=4*2=8kw；

当制冷综合COP值取3.0，每天实验室运行时间：t=9小时，电费1.6元/kw.h，则每天节约能电量P5=（190-6）*9/3.0 *1.6=883元，那么每年节能费用：883*300=264900元。

此等规模的废气热回收系统的工程建设费用约30万元，理论上运行1年时间就将工程成本回收，但实际上回收的效益随着实验室排风规模的加大会有更显著的提升。以上些数据为实验室行业的设计师提供了更加有利的节能设计平台，这套热回收系统将成为安全、环保、节能实验室的重要帮手，倡导实验室行业朝着更健康的方向前进。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。