工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统的制作方法

本实用新型涉及工业烟气余热利用领域，具体涉及工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统。

背景技术：

随着我国经济快速发展，能源消耗日益增加,工业能耗约占社会能耗的70％,其中烟气余热占比较高,工业炉烟气的排烟温度过高，浪费了大量能源，因此对工业炉的烟气余热进行回收再利用，实现节能减排的目的，回收利用烟气余热对节能减排具有重大意义。

现代生活中,人每天大部分时间在室内度过,室内空气品质对人体健康的影响越来越大。对室内空气品质的改善常通过通风的方式解决,常见的有机械通风和开窗自然通风两种方式,机械通风能良好保证室内空气品质,但是风机能耗大,投资及运行成本高。开窗自然通风是一种经济节约的通风方式,但其通风效果完全取决于建筑室外的气象条件,在高气温或低气温气象条件下,开窗自然通风是完全不能满足室内舒适度需求的。

现阶段工厂供暖一般用城市热网集中供暖，或者利用电锅炉烧热水，或者太阳能集中供暖，在工厂中，供暖花费巨大，利用烟气余热加热空气用于供暖和通风，能够节约能源，减少冬季供暖花销。

所以工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统，应用前景广阔。

技术实现要素：

鉴于上述因素，本实用新型的目的是提供一种工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统，利用烟气余热加热室外新风和室内回风的混合物，使混合空气达到室内冬季采暖要求的温度，然后排向室内，为工厂供暖，同时解决工厂通风问题，提高能源的利用率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统，包括：烟气排放管道、加热装置、进气管路、排气管路和控制器，所述加热装置包括套装在烟气排放管道上的内套管、外套管、相变材料吸热层、上圆环钢板和下圆环钢板，所述相变材料吸热层设置在烟气排放管道外表面，所述内套管包裹于相变材料吸热层上，所述外套管套装在内套管外且与内套管形成散热腔体，所述相变材料吸热层、内套管、外套管的顶部和底部设有上圆环钢板和下圆环钢板与烟气排放管道密封，所述散热腔体在侧壁上端设有进气口、下端设有出气口且分别连接进气管路、排气管路。

所述内套管与外套管之间设有螺旋型翅片。

所述进气管路连接新风进气和/或室内风进气管道。

所述新风进气管道、室内风进气管道通过第二三通调节阀与进气管路连接。

所述进气管路上设有风机。

所述排气管路设有若干连接用户的出风口。

所述进气口和排气口在分别连通进气管路、排气管路之间设有旁路，所述旁路上的进气口端设有第一三通调节阀。

所述控制器分别与设置在加热装置的烟道进口、出口和室内的温度传感器电连接。

所述控制器分别与各三通调节阀电连接。

所述内套管、外套管为不锈钢管。

本实用新型的效果是：在烟气余热方面以及供暖通风方面，含有螺旋型套管式蓄热空气加热器，直接利用烟气余热的热量，来加热空气满足车间供暖通风需求。螺旋型套管式蓄热空气加热器，工业炉工作时，产生烟气，然后室外新风与室内回风混合流经螺旋型套管式蓄热空气加热器，在管道内经过螺旋型翅片，螺旋流动增加传热时间，同时翅片导热，加热空气。最后达到室内冬季采暖要求的温度，然后排向室内，为工厂供暖，同时解决工厂通风问题。同时中温相变材料融化吸热，储存多余热量。工业炉停止工作时，中温相变材料凝固放热，继续加热空气，为车间非工作时间维持值班时间供暖。

附图说明

图1为本实用新型工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统示意图；

图2为本实用新型螺旋型套管式蓄热空气加热器剖面示意图；

图3为本实用新型螺旋型套管式蓄热空气加热器俯视示意图；

图4为本实用新型工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统冬季运行示意图；

图5为本实用新型工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统夏季运行示意图。

图中：

1、工业炉2、烟气管道

3、螺旋型套管式蓄热空气加热器4、螺旋型翅片

5、风机6、第一三通调节阀

7、第二三通调节阀8、新风进口

9、回风进口10、室内温度传感器

11、进口管道温度传感器12、出口管道温度传感器

13、控制器14、加热后空气出口

15、混合空气进口16、外套管

17、上圆环钢板18、下圆环钢板

19、热风风管20、旁通管

21、第一出风口22、第二出风口

23、中温相变材料层24、内套管

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

本实用新型的一种工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统，该系统包括烟气排放烟道和空气加热装置及其控制器，空气加热装置主要包括螺旋型套管式蓄热空气加热器、风机、三通电动调节阀、新风进口、回风进口、热风风管、旁通管、风口，控制器控制温度传感器。螺旋型套管式蓄热空气加热器由中温相变材料层涂抹于烟气管道上，再用内套管封住相变材料。内套管外焊接螺旋型翅片，在螺旋型翅片外沿焊接不锈钢外套管，在不锈钢外套管上下表面焊接圆环钢板，不锈钢外套管上部沿着切线方向设有混合空气进口，下部沿着切线方向设有加热后空气出口。室外新风与室内回风混合，混合空气由进口处进入螺旋型套管式蓄热空气加热器中，沿着螺旋型翅片绕烟气管道流动，与烟气流向相逆，利用烟气余热加热混合空气，从加热后空气出口出来，经过热风风管以及风口送入车间，为车间供暖。控制器接收温度传感器传输的信号，并反馈信号至三通电动调节阀，控制空气进入量，达到调节室内温度的目的。中温相变材料层，涂抹于烟气通道的管壁外侧，在有烟气排放时融化吸热，多余的热量将加热空气，驱动空气流动。同时避免加热空气温度过高，产生烧糊的味道。无烟气排放时凝固放热继续加热空气，为车间非工作时间维持值班时间供暖。

上述工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统，加热后的空气出口外接通风管道，向车间内通入加热后空气，为车间供暖及通风，也可以向与车间相连的办公区域供暖。风管上安装有两个风口，风口的个数可以根据实际情况作调整。

上述工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统，通过三通电动调节阀可以实现冬夏工作情况改变。冬季时，三通电动调节阀连接风管处关闭，混合后空气直接进入螺旋型套管式蓄热空气加热器，加热后再通过风管排向车间。夏季时，三通电动调节阀连接混合空气进口处风管处关闭，室内回风处阀门关闭，室外新风直接经过风机、三通电动调节阀、旁通管、热风管然后通过风口排向车间。

上述工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统的相变材料使用熔点在150℃-250℃的相变材料，且中温条件下热稳定性好，同时要保证其不腐蚀不锈钢材料。

如图1至3所示，工业炉烟气余热回收蓄热热风供暖系统，包括工业炉1和烟气管道2，加热装置包括套装在烟气排放管道上的内套管24、外套管16、中温相变材料吸热层23、上圆环钢板17和下圆环钢板18形成的螺旋型套管式蓄热空气加热器3，管道内设有风机5，第一三通电动调节阀6、第二三通电动调节阀7，新风进口8，回风进口9，热风风管19，旁通管20，风口21、22；控制系统主要包括控制器13，温度传套装在烟气排放管道上的内套管、外套管、相变材料吸热层、上圆环钢板和下圆环钢板感器10、11、12；混合空气进口15，加热后空气出口14组成。中温相变材料层23涂抹于烟气管道2上，再用内套管24封住相变材料。内套管24外焊接螺旋型翅片4，在螺旋型翅片4外沿焊接不锈钢外套管16，在不锈钢外套管16上下表面与烟气管道2之间焊接圆环钢板17、18，不锈钢外套管16上部沿着切线方向设有混合空气进口15，下部沿着切线方向设有加热后空气出口14。室外新风与室内回风混合，混合空气由进口15处进入空气加热器3中，沿着螺旋型翅片4绕烟气管道流动，与烟气流向相逆，利用烟气余热加热混合空气，从加热后空气出口14出来。经过热风风管19以及第一出风口21、第二出风口22送入车间，为车间供暖。在实际应用中可根据实际情况安装风口个数。控制器13接收温度传感器10、12传输的信号，并反馈信号至第一和第二三通电动调节阀6、7，控制空气进入量，达到调节室内温度的目的。可以在新风进口8和回风进口9处安装电动多叶调节风阀来代替第二三通电动调节阀7。也可以在风管20和混合空气由进口前设置两通电动调节阀代替三通电动调节阀6。所述中温相变材料层23，涂抹于螺旋型套管式蓄热空气加热器3中烟气管道2上，在有烟气排放时融化吸热，多余的热量将加热空气，驱动空气流动。同时避免加热空气温度过高，产生烧糊的味道。无烟气排放时凝固放热继续加热空气，为车间非工作时间维持值班时间供暖。

如图4所示，冬季工况，第二三通电动调节阀6连接风管20处关闭。工业炉1工作时，工业炉1产生烟气进入烟气管道2，同时风机5启动，第一三通电动调节阀7连接新风进口8和室内回风进口9开启，室外新风与室内回风一起进入管道，进入螺旋型套管式蓄热空气加热器混合空气进口15，空气在螺旋型套管式蓄热空气加热器3中沿着螺旋型翅片4旋转绕烟气管道2流动，混合空气在这个过程中被加热，同时，附着在烟气管道2上的中温相变材料层23吸收热量产生相变，储存多余热量，避免空气被过度加热产生烧糊味道。加热后空气从加热后空气出口14出来，进入热风风管19中，经由第一排风口21、第二排风口22排向车间或与车间相连的办公区域。

工业炉1停止工作时，三通电动调节阀6连接旁通管20处关闭，风机5启动，室外新风与室内回风一起进入管道，进入螺旋型套管式蓄热空气加热器3混合空气进口15，空气在螺旋型套管式蓄热空气加热器3中沿着螺旋型翅片4旋转绕烟气管道流动，附着在烟气管道上的中温相变材料23凝固放热继续加热空气，为车间非工作时间维持值班时间供暖。

如图5所示，夏季工况，第二三通电动调节阀6连接混合空气进口15处关闭，室内回风处阀门7关闭，室外新风直接经过第一三通电动调节阀7、风机5、第二三通电动调节阀6、旁通管20、热风风管19然后通过第一排风口21、第二排风口22排向车间，为车间提供新风。

控制系统，通过三个温度传感器10、11、12，采集室内温度，烟气进口处温度，烟气出口处温度，分析加热后空气是否达到要求，再通过控制器13，调控第二三通电动调节阀6、第一三通电动调节阀7，控制进入空气的量，最后达到控制加热后空气的温度，使之满足冬季供暖温度需求。