一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝及其利用系統的製作方法

2023-05-25 08:36:51

一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝及其利用系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝及其利用系統，能夠對蒸箱的蒸汽預熱實現高效回收利用，無交叉氣味混雜，淨化操作間環境，提高能源利用率。其利用工藝，包括如下步驟，1）蒸汽熱量的回收步驟；2）儲存熱量的轉移步驟；3）轉移熱量的利用步驟；其利用系統，包括蒸箱、儲熱水箱、循環水箱和生活熱水終端，以及連接管路和閥門；蒸箱的蒸汽出口與儲熱水箱的進汽口連通；儲熱水箱內部設置有換熱器，換熱器的出口和入口分別與循環水箱上部設置的高溫循環水入口和底部設置的低溫循環水出口對應連通，循環水箱上部設置的高溫循環水出口與生活熱水終端連通。先經一次換熱提高熱量品位，再由二次換熱轉移熱量；最後由生活熱水終端實現熱量的利用。
【專利說明】一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝及其利用系統【技術領域】
[0001]本發明屬於廚房熱能利用領域，特別涉及一種利用蒸箱工作時排出的常壓高溫蒸汽進行餘熱回收利用的一體化工藝及系統，具體為一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝及其利用系統。
【背景技術】 [0002]蒸箱為常用炊具或設備，可以採用燃氣或電作為驅動能源。目前，蒸箱節能利用研究和工藝設計一般集中在箱體內蒸汽高溫的利用及外排高溫煙氣的回收利用上，對於蒸箱工作時排出蒸汽的節能利用為研究和技術空白。在現有技術中，蒸箱通過加熱裝置不斷為蒸汽箱加熱，高溫蒸汽由蒸汽箱出口不斷向箱內輸送蒸汽。當箱內蒸汽壓力達到一定數值時，如500Pa，箱外的洩壓裝置自動啟動將多餘蒸汽排出。由於排放的蒸汽溫度較高，一般為90~110°C，相對壓力在450~500Pa之間，因此該蒸汽與環境室溫的大氣接觸換熱後，容易形成霧氣水滴，不僅蒸箱內的熱損失較大，而且使操作間環境惡化，還會產生氣味的交叉混雜，同時由於蒸箱不能循環利用蒸汽及其餘熱，造成大量的能源浪費。

【發明內容】

[0003]為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝及其利用系統，能夠對蒸箱的蒸汽預熱實現高效回收利用，無交叉氣味混雜，淨化操作間環境，提高能源利用率。
[0004]本發明是通過以下技術方案來實現:
[0005]一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝，包括如下步驟，
[0006]I)蒸汽熱量的回收步驟；將蒸箱中排出的蒸汽導入到儲熱水箱中，與儲熱水箱中的儲熱水進行一次換熱，儲熱水被加熱後完成對蒸汽中熱量的回收和儲存；
[0007]2)儲存熱量的轉移步驟；在儲熱水箱中利用換熱器，進行儲熱水與換熱器內循環水的二次換熱，循環水的溫度升高後密度減小向上流入到循環水箱上部，同時循環水箱下部的低溫循環水補充回流至換熱器內，完成對儲熱水箱中儲存熱量的吸收和轉移；
[0008]3)轉移熱量的利用步驟；通過生活用水終端將循環水箱上部的高溫循環水引出，完成對循環水中吸收熱量的利用。
[0009]優選的，一次換熱採用蒸汽與常溫水直接接觸的浸沒換熱。
[0010]優選的，步驟2)中利用循環水泵加速換熱器與循環水箱之間循環水的流動。
[0011]進一步，換熱器流出的高溫循環水能夠直接接入到蒸箱中的補水箱內，為蒸箱提供產生蒸汽的水源。
[0012]一種蒸箱蒸汽餘熱利用系統，包括蒸箱、儲熱水箱、循環水箱和生活熱水終端，以及連接管路和閥門；蒸箱的蒸汽出口與儲熱水箱的進汽口連通；儲熱水箱內部設置有換熱器，換熱器的出口和入口分別與循環水箱上部設置的高溫循環水入口和底部設置的低溫循環水出口對應連通，循環水箱上部設置的高溫循環水出口與生活熱水終端連通。[0013]優選的，換熱器的出口還與蒸箱內設置的補水箱補水入口連通。
[0014]優選的，換熱器的入口和循環水箱的低溫循環水出口之間設置有循環水泵。
[0015]進一步，換熱器採用換熱盤管。
[0016]優選的，儲熱水箱的進汽口一端與蒸箱上設置的安全閥的蒸汽排出口連通，另一端向內伸入到儲熱水箱的底部。
[0017]進一步，儲熱水箱上部側壁上設置溢流口。
[0018]與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果:
[0019]本發明一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝，先將蒸箱中排出的蒸汽通過一次換熱進行收集和儲存，將儲熱水的溫度升高，提高了熱量利用的品位，實現分散熱量的集中回收；再通過二次換熱將聚集到的熱量進行連續的轉移和輸送，實現了熱量的逐步轉移；最後通過生活熱水終端實現了對轉移熱量的利用，也就完成了對蒸汽熱量的回收和利用。整個工藝過程中不會產生蒸汽的外洩，從而不會發生氣味的交叉混雜，和操作間的環境惡化；並且利用兩次熱量轉換，將低品位不穩定的熱源能量進行集中回收，提高熱能的品位後再進行轉移輸送，從而減少了整個利用工藝過程中熱量的損失，提高了熱量的回收利用率以及回收利用的效率，能夠提高能效20%以上。
[0020]進一步的，採用浸沒換熱將蒸汽直接通入到儲熱水箱內的水中，從而能夠完全的吸收輸入蒸汽的熱量，而且還能夠消除蒸汽中附帶的氣味。
[0021]進一步的，採用循環水泵進行機械運作加速循環的速度，能夠提高熱量轉移的速率，迅速的滿足生活熱水終端的用水需求。
[0022]進一步的，將高溫循環水直接引入到補水箱中，能夠滿足蒸箱對水源的需求，同時減少了蒸箱通過加熱產生蒸汽時的能量消耗，轉移的熱量能夠直接進行再次利用。
[0023]本發明一種蒸箱蒸汽餘熱利用系統，通過與蒸箱相對獨立設置的儲熱水箱、循環水箱和生活熱水終端，實現利用系統的模塊化組成，與蒸箱上已有的水、汽管道和接口的對接，安裝方便，適應性強；並且通過儲熱水箱的設置在一次換熱的同時實現對氣味的吸收，無異味交叉，安全衛生，利用換熱器的設置在儲熱水和循環水在進行二次換熱的同時實現熱傳遞媒介的分離，保證了生活熱水終端中排出熱水的潔淨度。
[0024]進一步的,通過換熱器出口與補水箱入口的直接連接，能夠實現高溫循環水對補水箱內水量的直接補充，直接將轉移的熱量利用到蒸汽產生的過程中實現熱能的回收利用。
[0025]進一步的，通過循環水泵的設置能夠在換熱器自然循環的基礎之上，實現機械循環，加快熱量的轉移和再利用，提高利用效率；通過採用換熱盤管增大了二次換熱的作用面積和作用時間，能夠提高熱量轉移效率。
[0026]進一步的,通過安全閥的蒸汽排出口與蒸箱連接，在對保證餘熱回收的同時，保證了蒸箱內溫度和壓力的需求，利用溢流口的設置，能夠使儲熱水箱中出熱水因吸收蒸汽增多後自動流出，保證了水位恆定和儲熱水箱的使用安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發明實例中所述了利用系統的結構示意圖。
[0028]圖中:I為蒸箱,2為補水箱,3為安全閥,4為儲熱水箱,5為換熱器,6為循環水箱，7為循環水泵，8為生活熱水終端，a、b、C、d、e、f、g、h、i為管路上的閥門。
【具體實施方式】
[0029]下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。
[0030]本發明一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝，包括如下步驟，
[0031]I)蒸汽熱量的回收步驟；將蒸箱I中排出的蒸汽導入到儲熱水箱4中，與儲熱水箱4中的儲熱水進行一次換熱，儲熱水被加熱後完成對蒸汽中熱量的回收和儲存；本優選實例中，在一次換熱時採用蒸汽與常溫水直接接觸的浸沒換熱。
[0032]2)儲存熱量的轉移步驟；在儲熱水箱4中利用換熱器5，進行儲熱水與換熱器5內循環水的二次換熱，循環水的溫度升高後密度減小向上流入到循環水箱6上部，同時循環水箱6下部的低溫循環水補充回流至換熱器5內，完成對儲熱水箱4中儲存熱量的吸收和轉移；本優選實例中，能夠利用循環水泵7加速換熱器5與循環水箱6之間循環水的流動，同時優選的，換熱器6流出的高溫循環水能夠直接接入到蒸箱I中的補水箱2內，為蒸箱I提供產生蒸汽的水源。
[0033]3)轉移熱量的利用步驟；通過生活用水終端8將循環水箱6上部的高溫循環水引出，完成對循環水中吸收熱量的利用。
[0034]一種用於以上所述利用工藝的蒸箱蒸汽餘熱利用系統，如圖1所示，其包括蒸箱
1、儲熱水箱4、循環水箱6和生活熱水終端8，以及連接管路和閥門；蒸箱I的蒸汽出口與儲熱水箱4的進汽口連通，實現一次換熱；儲熱水箱4內部設置有換熱器5，換熱器5的出口和入口分別與循環水箱6上部設置的高溫循環水入口和底部設置的低溫循環水出口對應連通，實現二次換熱，循環水箱6上部設置的高溫循環水出口與生活熱水終端8連通，實現回收熱能的利用。
[0035]本優選實施例中，如圖1所示，換熱器5的出口還與蒸箱I內設置的補水箱I補水入口連通，換熱器5的入口和循環水箱6的低溫循環水出口之間設置有循環水泵7 ;換熱器5採用換熱盤管。如圖1所示，儲熱水箱4的進汽口一端與蒸箱I上設置的安全閥3的蒸汽排出口連通，另一端向內伸入到儲熱水箱4的底部，儲熱水箱4上部側壁上設置溢流口。
[0036]具體的在使用時，如圖1所示，蒸箱I工作時，持續產生高溫蒸汽，在完成蒸箱內食品加熱後，優選的，在I?1.02MPa壓力和70?99°C溫度的條件下，蒸箱I裡的蒸汽自安全閥3排出，流經閥門a後，通入儲熱水箱4，與箱內的儲熱水進行直接的浸沒換熱後，儲熱水被加熱為高溫熱水，蒸汽遇冷凝結成水，當水位超過儲熱水箱4的溢流口高度時，多餘的水從溢流孔中排出。
[0037]換熱盤管中的循環水，經閥門e，由儲熱水箱6側下部進入，與儲熱水箱6內的熱水進行二次換熱，之後被加熱為高溫循環水，循環水受熱後，質量變輕而自然向上流動，經閥門c後，一部分經由閥門f，流入循環水箱6，同時，循環水箱6內的低溫循環水由閥門g，經循環水泵7及閥門e，補充流入儲熱水箱4的換熱盤管5，完成一個完整的低溫循環水-高溫循環水的換熱循環。
[0038]進入循環水箱6內的高溫循環水，在用戶使用條件下，經由閥門h、閥門i，由生活熱水終端8流出；另一部分由閥門c流出的換熱後高溫循環水，經由閥門d和閥門b後，進入補水箱2中，以備蒸箱I產生蒸汽使用。
【權利要求】
1.一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝，其特徵在於，包括如下步驟， 1)蒸汽熱量的回收步驟；將蒸箱(1)中排出的蒸汽導入到儲熱水箱(4)中，與儲熱水箱(4)中的儲熱水進行一次換熱，儲熱水被加熱後完成對蒸汽中熱量的回收和儲存； 2)儲存熱量的轉移步驟；在儲熱水箱(4)中利用換熱器(5)，進行儲熱水與換熱器(5)內循環水的二次換熱，循環水的溫度升高後密度減小向上流入到循環水箱(6)上部，同時循環水箱(6)下部的低溫循環水補充回流至換熱器(5)內，完成對儲熱水箱(4)中儲存熱量的吸收和轉移； 3)轉移熱量的利用步驟；通過生活用水終端(8)將循環水箱(6)上部的高溫循環水引出，完成對循環水中吸收熱量的利用。
2.根據權利要求1所述的一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝，其特徵在於，所述的一次換熱採用蒸汽與常溫水直接接觸的浸沒換熱。
3.根據權利要求1所述的一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝，其特徵在於，所述的步驟2)中，利用循環水泵(7 )加速換熱器(5 )與循環水箱(6 )之間循環水的流動。
4.根據權利要求1或3所述的一種蒸箱蒸汽餘熱利用工藝，其特徵在於，換熱器(6)流出的高溫循環水能夠直接接入到蒸箱(1)中的補水箱(2)內，為蒸箱(1)提供產生蒸汽的水源。
5.一種用於實現如權利要求1所述利用工藝的蒸箱蒸汽餘熱利用系統，其特徵在於，包括蒸箱(1)、儲熱水箱(4)、循環水箱(6)和生活熱水終端(8)，以及連接管路和閥門；蒸箱(I)的蒸汽出口與儲熱水箱(4)的進汽口連通；儲熱水箱(4)內部設置有換熱器(5 )，換熱器(5)的出口和入口分別與循環水箱(6)上部設置的高溫循環水入口和底部設置的低溫循環水出口對應連通，循環水箱(6)上部設置的高溫循環水出口與生活熱水終端(8)連通。
6.根據權利要求5所述的一種蒸箱蒸汽餘熱利用系統，其特徵在於，所述的換熱器(5)的出口還與蒸箱(1)內設置的補水箱(2)的補水入口連通。
7.根據權利要求5所述的一種蒸箱蒸汽餘熱利用系統，其特徵在於，所述的換熱器(5)的入口和循環水箱(6)的低溫循環水出口之間設置有循環水泵(J)。
8.根據權利要求5-7中任意一項所述的一種蒸箱蒸汽餘熱利用系統，其特徵在於，所述的換熱器(5)採用換熱盤管。
9.根據權利要求5所述的一種蒸箱蒸汽餘熱利用系統，其特徵在於，儲熱水箱(4)的進汽口一端與蒸箱(1)上設置的安全閥(3)的蒸汽排出口連通，另一端向內伸入到儲熱水箱(4)的底部。
10.根據權利要求5或9所述的一種蒸箱蒸汽餘熱利用系統，其特徵在於，所述的儲熱水箱(4)上部側壁上設置溢流口。
【文檔編號】F24J3/00GK103604233SQ201310590336
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】王啟, 高文學, 蔡建偉, 楊紅, 郭海波 申請人:陝西華泰廚房設備有限公司, 中國市政工程華北設計研究總院