热回收系统及方法与流程

本发明涉及热回收系统及方法。

背景技术：

在很多工艺中会释放出大量使用过的气体，其携带有部分热量。

带有热量的气体被直接排放。由于这些气体携带的热量没有被回收和再利用，浪费了可用的能量，并且增加了能耗成本。

在现有技术中已经发展出一些热量回收的方式，例如转轮式换热、板翅式换热、热管式换热、中间媒体式换热等。例如，在中国专利公开文献cn101618931a中，公开干燥器的载气出口通入热泵系统中的蒸发器，为蒸发器中的吸热蒸发提供热量，然后将尾气从蒸发器排出。然而，这些热回收方式的效率都比较低。

因此，存在进一步提高热回收效率的需求。

技术实现要素：

为了实现上述目标，本发明提供一种热回收系统，其包括第一热交换流路，所述第一热交换流路包括第一换热器和第二换热器，第一换热介质在所述第一热交换流路中循环，并且在所述第一换热器中加热用于供应给用热装置的处理气体；第二热交换流路，所述第二热交换流路包括容纳第二液体换热介质的热交换箱，从用热装置排出的废气被输入所述热交换箱，并且将热量传递给所述第二液体换热介质以被冷却；以及所述第二液体换热介质向在所述第二换热器中的所述第一换热介质传递热量。

本发明的热回收系统，空气先从压缩机上流过，再经由管道流到第一换热器。第一换热器将空气加热，而加热的空气由通风装置加压后送入用热装置。在用热装置中，加热的空气作为处理气体参与工艺处理。用过的空气，即废气，则从用热装置排出，并经由管道流入气体分配装置。废气在气体分配装置中汇集，并经过进气管路向热交换箱中的第二液体换热介质内排放，以便将废气中的热量传递给第二液体换热介质，实现气-液热交换，从而实现对废气中的热量的热回收。在这换热过程中，废气温度被降低，并且自动地向上流动到第二液体换热介质的液面以上，然后被排放到环境中或者其他处理装置。与此同时，压缩机压缩第一换热介质，并且将压缩后的第一换热介质排到第一换热器中。在第一换热器中，第一换热介质向流过第一换热器的空气释放热量而实现第一换热介质与空气之间的热交换。然后，被冷凝的第一换热介质经过节流阀而来到第二换热器。如上面所指出的，热交换箱中的第二液体换热介质吸收了废气中的热量，导致其温度上升。因此，第一换热介质在第二换热器中能够吸收第二液体换热介质中的热量进行蒸发，实现了二者之间的热交换，从而降低了第二液体换热介质的温度。热交换箱中的第二液体换热介质因此能够继续吸收被排入其中的废气的热量。从上述流程可以看出，本发明流程巧妙，通过独特的热交换方式，能够快速有效实现热回收，使制热能效比cop达到3.0~8.0，从而提高干化速度，物料干化效果好。

废气与热交换箱中的液体进行热交换，能够把热量转移到液体中，从而达到冷却的目的，同时使液体升温，升温后的液体再与第二换热器中的第一换热介质进行热交换，把热量转移到第一换热介质中，第一换热介质再把热量传递给要供应给用热装置的处理气体，由此提高热回收效率，实现更好的节能效果。

通过废气和第二液体换热介质、第二液体换热介质和第一换热介质的热量转换，能够充分回收热量，减少热损失。

作为本发明的一种实施例，第一热交换流路由热转换回路构成，包括压缩机和节流阀，所述压缩机用于压缩来自第二换热器的所述第一换热介质，并将压缩后的第一换热介质排给所述第一换热器，所述第一换热介质在所述第一换热器中加热所述处理气体，然后经由所述节流阀流入所述第二换热器。

作为本发明的另一实施例，所述处理气体在流过所述第一换热器之前先流过所述压缩机。

优选地，所述第二液体换热介质是水、清洗液和离子液体的一种或多种。

作为本发明的优选实施例，所述第二换热器置于所述热交换箱内部。优选地，所述废气在所述热交换箱内在液面以下排入所述热交换箱。所述热交换箱分别设有液体进口。

作为本发明的又一实施例，废气在所述热交换箱内经过冷却后直接排到环境中。

优选地，所述处理气体是空气。

作为本发明的又一实施例，气体分配装置被提供，用于均匀地分配废气进入热交换箱。

优选地，所述处理气体由通风装置从所述第一换热器送入用热装置。

为了实现上述目标，本发明还提供一种热回收方法，其包括提供第一热交换流路，所述第一热交换流路包括第一换热器和第二换热器，第一换热介质在所述第一热交换流路中循环，并且在所述第一换热器中加热用于供应给用热装置的处理气体；提供第二热交换流路，所述第二热交换流路包括容纳第二液体换热介质的热交换箱，从所述用热装置排出的废气被输入所述热交换箱并且将热量传递给所述第二液体换热介质以被冷却；设置所述第二换热器与所述热交换箱形成热交换关系以在所述第二换热器中向所述第一换热介质传递热量；给所述热交换箱填充所述第二液体换热介质；以及启动所述第一热交换流路和所述第二热交换流路，从而使得处理气体在所述第一换热器中被加热，然后被输送给用热装置，并且废气被排入所述热交换箱中以被冷却。

作为本发明的一个实施例，所述方法还包括在所述第一热交换流路中提供压缩机和节流阀，所述压缩机用于压缩来自所述第二换热器的所述第一换热介质并将压缩后的第一换热介质排给所述第一换热器，所述第一换热介质在所述第一换热器中将热量传递给所述处理气体，然后经由所述节流阀流入所述第二换热器。

优选地，所述方法包括提供气体分配装置，用于均匀地分配废气进入热交换箱。

优选地，所述废气在所述热交换箱中冷却后被直接排入环境中。

在下面将参考附图进一步详细解释本发明的细节，特征和优点。

附图说明

图1是根据本发明的热回收系统的一个优选实施例的示意图。

图2是根据本发明的热回收系统的另一个优选实施例的示意图。

附图标记：

1用热装置

2第一热交换流路

21压缩机

22第一换热器

23节流阀

24第二换热器

3第二热交换流路

31热交换箱

311控制阀

312液体进口

32气体分配装置

321进气管路

322出气

323第二液体换热介质

4通风装置

5处理气体。

具体实施方式

参考图1和2，热回收系统包括第一热交换流路2和第二热交换流路3。第一热交换流路2为用热装置1提供热的处理气体，例如热的空气。来自外部环境的空气被引入第一热交换流路2中并且在其中被加热。加热后的空气由通风装置4送入用热装置1中，用作处理气体。从用热装置1排出的废气被输入第二交换流路3中以被冷却，然后直接排到环境中或者其他处理装置。

在一个优选实施例中，第一热交换流路2由热交换回路构成，其包括压缩机21，第一换热器22、节流阀23和第二换热器24。第一换热介质在该热交换回路中循环。压缩机21压缩处于气态的第一换热介质，并且将压缩后的高温高压的第一换热介质排给第一换热器22。第一换热介质在第一换热器22中被从第一换热器22上流过的处理气体5（例如来自外部的空气）冷凝，变成液体，处理气体因此被加热。在这里，第一换热器22相当于冷凝器。冷凝后的第一换热介质经过节流阀23以低温低压的液态形式进入第二换热器24。在第二换热器24中，第一换热介质从第二热交换流路3吸收热量进行蒸发。因此，第二换热器24相当于蒸发器。蒸发后的第一换热介质被压缩机21吸入以进行新的压缩循环。第一换热介质例如可以是r134a,r407c,r410a等。

优选地，处理气体在流过第一换热器22之前先流过压缩机21，帮助冷却压缩机21并且因此得到预加热，从而提高热量的回收效率。

在第一换热器22中被加热的处理气体则通过通风装置4，优选为鼓风装置和/或引风装置，送入用热装置1。从用热装置1排出的废气，即用过的处理气体，被输入第二热交换流路3中。

第二热交换流路3包括容纳第二液体换热介质323的热交换箱31。废气离开用热装置1后经由进气管路321进入热交换箱31。在热交换箱31中，废气不仅直接与第二液体换热介质进行热交换，而且还直接与第二换热器24中的第一换热介质进行热交换。

作为优选实施例，还提供气体分配装置32，分别通过管路与热交换箱31和用热装置1形成气体连通。特别地，连接气体分配装置32和热交换箱31的进气管路321被插到热交换箱31内的第二液体换热介质的液面以下，进气管路插入的深度足以保证气体和液体之间的充分热交换。

来自用热装置1的废气被汇集到气体分配装置32中，并经过进气管路321排到热交换箱31中的第二液体换热介质内。在该实施例中，第二液体换热介质为水。但是，第二液体换热介质并不限于水，其它合适的液体也可被使用，例如清洗液和离子液体中的一种或多种。

废气在热交换箱31中将热量传递给第二液体换热介质，因此被冷却。由此实现废气和第二液体换热介质之间的热量转换。废气在降温后，在第二液体换热介质中自动地上升到第二液体换热介质的液面以上，进而被直接排放到环境中或者其他处理装置。

从废气获得热量的第二液体换热介质经由第二换热器24再将热量传递给在第二换热器24中流动的第一换热介质以蒸发第一换热介质，由此实现的第二液体换热介质和第一换热介质之间的热量转换。经过上述两次热量转换，能够充分回收热量，并且减少热量损失。

热交换箱31在其顶部设有液体进口312用于连接液体管，和布置在液体管上的控制阀311，用于控制第二液体换热介质流入热交换箱31。

当热交换箱31中的液位低于预定值时，打开控制阀311，补充第二液体换热介质至热交换箱31中，当热交换箱31中的液位达到预定值时，关闭控制阀311。

另外，热交换箱31还设有液体出口，用于排出第二液体换热介质。

如图2所示，作为本发明的优选实施例，第二换热器24直接置于热交换箱31中，由此实现充分的热交换。当然，可以根据需要在热交换箱31中设置有多个第二换热器24，多个第二换热器24可以是串联或并联布置，从而提高第二液体换热介质323的热量传递给第一换热介质的效率。

当上面所描述的热回收系统被投入使用时，处理气体取自外部环境的空气，一般采用如下的操作步骤。

首先打开液体管上的控制阀311，将第二液体换热介质，例如水，从液体进口312注入热交换箱31中。在正常情况下，第二液体换热介质在热交换箱31内要达到预定的液面高度。然后，控制阀311被关闭。

随后启动第一热交换流路2和第二热交换流路3。

空气先从压缩机21上流过，再经由管道流到第一换热器22。第一换热器22将空气加热，而加热的空气由通风装置4（例如鼓风装置和/或引风机）加压后送入用热装置1。在用热装置1中，加热的空气作为处理气体参与工艺处理。用过的空气，即废气，则从用热装置1排出，并经由管道流入气体分配装置32。废气在气体分配装置32中汇集，并经过进气管路321向热交换箱31中的第二液体换热介质内排放，以便将废气中的热量传递给第二液体换热介质，实现气-液热交换，从而实现对废气中的热量的热回收。在这换热过程中，废气温度被降低，并且自动地向上流动到第二液体换热介质的液面以上，然后被排放到环境中或者其他处理装置。

与此同时，压缩机21压缩第一换热介质，并且将压缩后的第一换热介质排到第一换热器22中。在第一换热器22中，第一换热介质向流过第一换热器22的空气释放热量而实现第一换热介质与空气之间的热交换。然后，被冷凝的第一换热介质经过节流阀23而来到第二换热器24。如上面所指出的，热交换箱31中的第二液体换热介质323吸收了废气中的热量，导致其温度上升。因此，第一换热介质在第二换热器24中能够吸收第二液体换热介质323中的热量进行蒸发，实现了二者之间的热交换，从而降低了第二液体换热介质的温度。热交换箱31中的第二液体换热介质因此能够继续吸收被排入其中的废气的热量。

虽然本发明已经参考示例性实施方式被描述，但是本领域技术人员将理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，可做出各种变化并且等同物可替代其元件。此外，可做出许多修改以使得具体情形或材料适合于本发明的教导而不偏离本发明的实质范围。因此，本发明旨在不局限于具体的实施方式，而是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的全部实施方式。