一种余热利用设备的制作方法

本发明涉及余热回收利用，具体而言，涉及一种余热利用设备。

背景技术：

1、余热回收技术广泛应用于工业锅炉、窑炉、燃气轮机、内燃机、烘干设备、化工反应器及空调制冷系统等众多领域，通过回收排烟或排气中的热量来预热助燃空气、加热给水或供暖，是提升能源利用效率、降低碳排放的重要手段。在需要设置多级换热器的余热回收系统中，各级换热器之间如何连接，直接决定了系统的热回收效率和运行能耗。但是，多级换热器的连接方式通常在设计时即已固定

2、一种常见的做法是，将载热流体从入口到出口完整地引导通过每一级换热器，使流体温度逐级降低。这种连接方式可以使流体获得较大的总温降，从而充分回收热量。然而，当热源温度本身较低时，流体经过前几级换热后温度已明显下降，进入后续换热器时温差变小，换热驱动力不足，导致下游换热器效率大幅降低。

3、另一种常见的做法是，将载热流体分流，使其分别进入不同的换热器，各换热器独立工作。这种连接方式下各支路的流动阻力较小，各换热器可独立运行维护。但在热源温度较高时，由于流体未被逐级降温，热回收率相对不足，无法实现充分的热量回收。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种余热利用设备，其能够根据热源温度实现系统自适应调节，从而提高热源利用效果。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种余热利用设备，包括：

4、第一换热器、第二换热器、收集装置和切换装置；

5、所述第一换热器和第二换热器并联设置后接入热源；

6、所述切换装置用于切换第一换热器和第二换热器的连接方式，使第一换热器和第二换热器串联后接入热源；

7、并联模式下，热源空气分别进入第一换热器和第二换热器后收集在收集装置内，新风分别进入第一换热器和第二换热器后接入热源；

8、串联模式下，热源空气经过第二换热器、第一换热器冷却后收集在收集装置内，所述收集装置用于收集冷却后的烟气；

9、当热源空气温度≥140℃时，所述第一换热器和第二换热器为串联模式；

10、当热源空气温度＜100℃时，所述第一换热器和第二换热器为并联模式；

11、当热源空气温度在100℃-140℃之间时，所述第一换热器和第二换热器为串联或并联的混合工作状态。

12、可选地，还包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路，所述第一管路用于接入新风设备，所述第二管路的中部与第一管路连通后分别接入第一换热器和第二换热器的新风进风端，所述第三管路接入第一换热器和第二换热器的新风出风端，所述第四管路两端分别接入第三管路，所述第五管路用于接入第四管路的中部后接入热源；还包括第六管路和第七管路，所述第六管路和第七管路分别接入热源和第一换热器和第二换热器的热源进风端，所述收集装置用于接入第一换热器和第二换热器的热源出风端。

13、可选地，所述收集装置包括三通管和收集罐，所述三通管的两个端口分别接入第一换热器和第二换热器的热源出风端，所述三通管的另一端口接入收集罐内，热源空气从热源分别经过第六管路和第七管路进入第一换热器和第二换热器换热后，热源空气再通过三通管进入收集罐内。

14、可选地，所述切换装置包括第一电磁阀、第八管路、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第九管路、第五电磁阀和第六电磁阀；

15、所述第八管路用于连接第二换热器新风端和热源，所述第九管路用于第二换热器热源出风端收集罐；

16、所述第一电磁阀设置在第二管路和第二换热器之间，所述第二电磁阀设置在第八管路上，所述第三电磁阀设置在第七管路上，所述第四电磁阀设置在三通管和收集罐之间，所述第五电磁阀设置在第九管路上，所述第六电磁阀设置在第五管路上；

17、串联模式下，所述第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀均处于关闭状态，所述第二电磁阀处于开启状态；

18、新风经过第一管路、第二管路上半部分、第一换热器、第三管路、第四管路、第九管路、第二换热器和第八管路后进入热源；

19、热源空气经过第六管路、第一换热器、三通管、第二换热器、第五管路和三通管后进入收集罐内；

20、并联模式下，第二电磁阀和第五电磁阀处于关闭状态，第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第六电磁阀处于开启状态；

21、新风经过第一管路、第二管路、第一换热器、第二换热器、第三管路、第四管路和第五管路后接入热源；

22、热源空气经过第六管路、第一换热器、三通管和第七管路、第二换热器、三通管后进入收集罐内。

23、可选地，混合模式下：

24、第一换热器和第二换热器处于串联模式和并联模式往复切换。

25、可选地，所述第五管路和第八管路接入热源内的端口设置有气体均布板。

26、可选地，所述切换装置还包括温度检测元件和控制器，所述温度检测元件设置在热源内部，所述控制器设置在热源外侧，分别与温度检测元件和第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀通信连接；

27、所述控制器配置为：

28、当所述热源空气温度≥140℃时，控制所述切换装置将所述第一换热器和所述第二换热器切换至串联模式；

29、当所述热源空气温度＜100℃时，控制所述切换装置将所述第一换热器和所述第二换热器切换至并联模式；

30、当所述热源空气温度在100℃-140℃之间时，控制所述切换装置使所述第一换热器和所述第二换热器处于混合工作状态。

31、可选地，所述第一换热器和第二换热器均为管氏换热器。

32、可选地，所述收集装置还包括负压发生器，所述负压发生器设置在三通管和收集罐之间，使三通管和第九管路内产生负压而使热源空气沿管路流动。

33、可选地，热源为烫金机烘房、工业窑炉、锅炉、燃气轮机或烘干设备中的至少一种。

34、本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

35、通过切换装置实现了第一换热器和第二换热器在串联与并联两种模式之间的灵活切换，并根据热源温度自动适配最优的连接方式，高温工况下采用串联模式使热源空气逐级降温，热回收充分、总温降大，避免了并联模式在高温下热回收率不足的问题；低温工况下采用并联模式使热源空气分流后分别进入两个换热器，各换热器均保持较高的换热温差和换热驱动力，避免了串联模式下因下游换热器温差变小导致的效率大幅降低。该自适应调节能力使设备在全温度范围内均保持较高的热回收效率。

36、第一换热器和第二换热器串并联模式切换过程中，各管路在新风或热源空气的驱动下，管路内部残留的气体、冷凝水或积聚的杂质被强制排出，避免了因管路残留物导致的换热效率下降或管路腐蚀问题。此外，混合工作模式下，串联与并联的往复切换使新风管路和热源管路均得到周期性、重复性的吹扫冲洗，进一步提高了管路系统的清洁度，减少了人工维护频率，延长了管路及换热器的使用寿命。