一种可对食用菌工厂蒸汽余热回收的热水系统装置的制作方法

一种可对食用菌工厂蒸汽余热回收的热水系统装置
【技术领域】
1.本实用新型属于余热回收装置的技术领域，尤其涉及一种可对食用菌工厂蒸汽余热回收的热水系统装置。


背景技术：

2.近年来，食用菌产量逐年增长，食用菌工厂化种植规模也逐渐变大，食用菌种植设备也越来越多。食用菌工厂化中锅炉房和灭菌室会产生大量蒸汽，食用菌工厂化种植需采用制冷或加热设备，调节菇房温度、湿度和co2浓度，会消耗大量的电力能源。食用菌工厂化生产企业大多采用高压蒸汽灭菌，灭菌工艺结束后会排放出大量废蒸汽直接排放至大气中。此外，食用菌工厂化生产企业广泛应用空压机作为动力源，空压机运行时会产生大量的压缩热，通常这部分能量通过机组的风冷或水冷系统释放到大气中。灭菌锅排放的废蒸汽以及空压机产生的压缩热处理相对较为粗犷，消耗较多能源增加成本，没有进行有效余热回收造成资源浪费。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是克服上述的缺陷，提出一种可对食用菌工厂蒸汽余热回收的热水系统装置，能够通过智能切换三个制热模式有效回收灭菌锅和空压机所产生的蒸汽与余热，降低生产成本，节约能源。
4.为实现上述目的，本实用新型提出了一种可对食用菌工厂蒸汽余热回收的热水系统装置，包括蒸汽管、热水箱、主热水管和pid控制装置，所述蒸汽管和锅炉房相连，蒸汽管上设有调节阀，所述主热水管与热水箱相连，主热水管上并联连接有第一换热管、第二换热管和第三换热管，所述第一换热管上安装有与蒸汽管相连的第一换热器，所述第二换热管上安装有第二换热器，所述第三换热管上安装有第三换热器，所述第一换热管、第二换热管和第三换热管上均安装有电动阀，所述热水箱、第二换热管、第三换热管、位于第一换热管和第二换热管之间的主热水管上均安装有温度传感器，所述pid控制装置与温度传感器、调节阀、电动阀相连并控制调节阀、电动阀的开度实现热水箱的纯蒸汽制热、蒸汽和余热混合制热、纯余热制热三种制热模式切换。
5.作为优选，所述第二换热器安装在灭菌室废蒸汽排放管上，所述第三换热器安装在空压机余热排放口上方，以便对灭菌室废蒸汽和空压机产生的热量进行充分利用。
6.作为优选，所述主热水管上设有热水循环泵，热水循环泵与pid控制装置相连，热水循环泵可保证热水的循环流动方便进行热交换，热水循环泵的开关可智能控制。
7.作为优选，所述第二换热器和第三换热器均为翅片式换热器，换热效果好。
8.作为优选，所述pid控制装置包括壳体、安装在壳体上的显示屏、安装在壳体内部的pid控制器，显示屏上设有人机交互界面且可在界面上设置加热温度值和偏差值，所述pid控制器内存储有pid控制算法，可对装置的三种制热模式进行智能切换，实现温度的精准调节控制。
9.本实用新型的有益效果：本实用新型通过主热水管上并联有第一换热管、第二换热管和第三换热管，第一换热管、第二换热管和第三换热管上均设有电动阀，热水箱、主热水管、第二换热管和第三换热管上安装有温度传感器，蒸汽管和第一换热管之间用调节阀相连，通过pid控制装置智能切换三个制热模式有效回收锅炉房和灭菌锅的蒸汽余热以及空压机所产生的压缩热余热，回收的热量可加热热水箱内的水以满足食用菌种植工艺中对热水的需求，从而降低生产成本，节约能源。
10.本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
11.图1是本实用新型实施例的结构示意图。
12.图中：1
‑
蒸汽管、2
‑
热水箱、3
‑
主热水管、4
‑
温度传感器、5
‑
第三换热管、6
‑
第二换热管、7
‑
第一换热管、8
‑
电动阀、9
‑
热水循环泵、11
‑
调节阀、51
‑
第三换热器、61
‑
第二换热器、71
‑
第一换热器。
【具体实施方式】
13.参阅图1，本实施例提供了一种可对食用菌工厂蒸汽余热回收的热水系统装置，包括蒸汽管1、热水箱2、两根主热水管3和pid控制装置，蒸汽管1和锅炉房相连，蒸汽管1上设有调节阀11，主热水管3与热水箱2相连，主热水管3上并联连接有第一换热管7、第二换热管6和第三换热管5，第一换热管7上安装有与蒸汽管1相连的第一换热器71，第二换热管6上安装有第二换热器61，第三换热管5上安装有第三换热器51，第一换热管7、第二换热管6和第三换热管5上均安装有电动阀8，热水箱2、第二换热管6、第三换热管5、位于第一换热管7和第二换热管6之间的主热水管3上均安装有温度传感器4，pid控制装置与温度传感器4、调节阀11、电动阀8相连并控制调节阀11、电动阀8的开度实现热水箱2的纯蒸汽制热、蒸汽和余热混合制热、纯余热制热三种制热模式切换。
14.进一步地，第二换热器61安装在灭菌室废蒸汽排放管上，第三换热器51安装在空压机余热排放口上方，灭菌室废蒸汽排放管与灭菌室内的灭菌锅相连，灭菌锅和锅炉房之间用管路相连。
15.进一步地，主热水管3上设有热水循环泵9，热水循环泵9与pid控制装置相连。
16.进一步地，第二换热器61和第三换热器61均为翅片式换热器。
17.进一步地，pid控制装置包括壳体、安装在壳体上的显示屏、安装在壳体内部的pid控制器，显示屏上设有人机交互界面且可在界面上设置加热温度值和偏差值，pid控制器内存储有pid控制算法，pid控制算法通过比例、积分、微分三个环节的控制对电动阀8和调节阀11进行开度调节使得装置可以在在纯蒸汽制热、蒸汽和余热混合制热和纯余热制热三种制热模式之间智能切换进而使得相应温度传感器4的温度检测值发生改变直至达到设置的加热温度值和偏差值。
18.本实施例工作过程：
19.本实施例在工作过程中，将第二换热器61安装在灭菌室废蒸汽排放管上，第三换热器51安装在空压机余热排放口上方，灭菌室废蒸汽排放管与灭菌室内的灭菌锅相连，将蒸汽管1与锅炉房相连，锅炉房与灭菌锅相连并为灭菌锅提供蒸汽，将热水箱与菇房相连并
给菇房进行加热；
20.纯蒸汽制热模式时，第二换热管6和第三换热管5上的电动阀8关闭，调节阀11和第一换热管上的电动阀8开启，蒸汽管1内蒸汽和从热水箱2流向第一换热器71的水进行热交换使得水温上升；
21.蒸汽和余热混合制热模式时，第一换热管8、第二换热管6和第三换热管5上的电动阀8、调节阀11均开启，蒸汽管1内的蒸汽、灭菌锅排放的废蒸汽、空压机产生的压缩热会分别对热水箱2流经第一换热器71、第二换热器61、第三换热器51的水进行热交换使得水温上升；
22.纯余热制热三种制热模式时，关闭调节阀11、第一换热管7和第三换热管5上的电动阀8，第二换热管6上的电动阀8开启，空压机产生压缩热会与从热水箱流向第二换热器61的水进行热交换使得水温上升；
23.其中，第二换热管6上的温度传感器4的温度检测值为tb，第三换热管5上的温度传感器4的温度检测值为tc，热水箱2上的温度传感器的温度检测值为td；
24.当tb或tc≥td t
偏差
时，pid控制装置输出信号使得第二换热管6或第三换热管5上的电动阀8打开进行余热回收；当tb或tc≤td时，pid控制装置输出信号使得第二换热管6或第三换热管5上的电动阀8关闭停止余热回收；蒸汽制热模式禁用后，调节阀11和第一换热管7上的电动阀8保持关闭状态；蒸汽制热模式启用后，当td＜t
设定
时，第一换热管7上的电动阀8打开，采用pid控制方法调节调节阀11的开度使得主热水管3上的温度传感器4的温度检测值趋近于t
设定
；
25.当td＞t
设定
t
偏差
时，调节阀11和第一换热管7上的电动阀8关闭，等待条件满足时再次开启；第一换热管7或第二换热管6或第三换热管5上的电动阀8打开时，热水循环泵9运转，当第一换热管7或第二换热管6或第三换热管5上的电动阀8关闭时，热水循环泵9停止；t
设定
和t
偏差
为根据不同的工艺需求在pid控制装置上显示屏处设置的数值。
26.上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。