一种供热供氧热量回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及热量回收系统技术领域，具体地，主要涉及供热供氧热量回收系统。

背景技术：

2.随着我国经济的飞速发展，餐厨、厨余、果蔬、等有机垃圾的产量也逐渐增加，我国传统的“掩埋法”、“焚烧法”等处理垃圾方式已经不能满足越来越高的环境的要求，而有机垃圾含水率高，热值低等特点不适合焚烧处理。对有机废弃物“减量化、无害化、资源化”处理已成为大趋势。有机垃圾具有资源化潜力，富含油脂、淀粉、蛋白质、和纤维素等有机成分。而有机垃圾又易腐烂、变质、发臭、滋生蚊虫等影响环境。
3.要对有机垃圾进行处理，目前处理方法多为微生物高温好氧发酵工艺，将有机垃圾“减量化、无害化、资源化”制成营养土及肥料，其肥料富含氮、磷、钾及各种微量元素，可提供给园林绿化、农业种植等作为肥料。此设备占地面积小，处理时间短，非常适合有机垃圾就地处理。发酵系统供氧换气通过风机抽吸经喷淋塔除尘除臭后直接对空排放，所抽吸的废气有大量的热量，无热量回收装置，导致发酵系统热能损失大，用电能耗高。

技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种供热供氧热量回收系统。
5.本实用新型公开的一种供热供氧热量回收系统，用于对滚筒式发酵箱进行供热供氧，所述滚筒式发酵箱包括发酵箱、套设于发酵箱外侧的热水隔层、设置于发酵箱两端的进风管以及出风管，所述热水隔层的内侧设置有进水口以及出水口，所述供热供氧热量回收系统包括：
6.供氧单元，所述供氧单元用于将氧气从进风管送入发酵箱内部；
7.供热单元，所述供热单元包括空气能热泵机组、热水箱以及第一离心水泵，供热时，所述第一离心水泵将所述热水箱中的热源从进水口送入热水隔层内，热源经过热水隔层换热后通过出水口进入空气能热泵机组的制热端进行制热后又回到所述热水箱中；
8.热量回收单元，所述热量回收单元用于从所述出风管将废气抽出并与冷源进行换热。
9.优选地，所述供氧单元为变频风机。
10.优选地，所述热水箱内设置有第一温度传感器。
11.优选地，所述热量回收单元包括：
12.冷水箱，其内盛装有冷源；
13.第二离心泵，所述第二离心泵的进水端与所述冷水箱的出水端连通，其出水端与所述空气能热泵机组的制冷端连通；
14.第一换热器，所述第一换热器具有气体入口、气体出口、液体入口以及液体出口，其气体入口与所述出风管连通，冷源通过所述空气能热泵机组的制冷端制冷后通过液体入
口进入所述第一换热器，换热后的废气通过气体出口流出；
15.第二换热器，所述第二换热器具有进液口以及出液口，所述进液口与所述液体出口连通，所述出液口与所述水箱的进水端连通。
16.优选地，所述出风管与所述第一换热器之间设置有粉尘过滤箱。
17.优选地，所述粉尘过滤箱内可拆卸连接有滤网。
18.优选地，所述第一换热器的气体出口连接管上设置有光催化除臭机。
19.优选地，所述第一换热器与所述光催化除臭机之间设置有氧含量传感器。
20.优选地，所述第一换热器与所述第二换热器之间、所述第二换热器与所述冷水箱之间分别设置有第二温度传感器和第三温度传感器，所述第二换热器上设置有风扇。
21.优选地，所述第一换热器和第二换热器均为翅管式换热器。
22.本技术的有益效果在于：采用空气能热泵机组制热，有热量回收功能，将设备的运行能耗降低，对比传统微生物高温好氧发酵工艺，可以节约三分之二的能耗，减少了运行成本的同时产生了更多的经济效益。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
24.图1为本实施例的滚筒式发酵箱的结构示意图；
25.图2为本实施例的滚筒式发酵箱的剖视图；
26.图3为图2中a处放大示意图；
27.图4为本实施例供热供氧热量回收系统的结构框图。
具体实施方式
28.以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
29.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后
……
仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
31.为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
32.实施例1
33.参照图1和图2。本实施例公开了的滚筒式发酵箱，包括底座1、发酵箱2、驱动组件3、以及分别设置于发酵箱2两端的进料组件4与出料组件5。
34.其中，发酵箱2呈滚筒状，躺卧于底座1上，且可相对底座1转动。在本实施例中，发酵箱2由滚筒和设置于滚筒两端的端板组成，其内部设置有多个隔板组件8，多个隔板组件8将发酵箱2内部分隔成多个隔仓，当需要更大的容积时，只需要增加滚筒的长度以及隔仓的数量即可，这样就可以灵活增加容积以及处理量。此外每个隔仓上均设置有检修口21方便检修，且两个端板上均设置有观察口22，方便工作人员观察发酵箱内部情况。
35.底座1上设置有两个防窜轮101，两个防窜轮101分别与发酵箱2两端的支撑环34接触，两个防窜轮101起到限位作用，防止滚筒左右横向移动。
36.驱动组件3，驱动组件3设置于底座1上，且与发酵箱2传动连接，用于驱动发酵箱2转动；驱动组件3包括电动减速机31、与电动减速机31传动连接的传动机构32、平行设置于底座1上的两组支撑轮33、设置于发酵箱2外侧的多个支撑环34，每组支撑轮33之间通过万向连接抽35连接，电动减速机31通过传动机构32的传动作用带动两组支撑轮33同时旋转，两组支撑轮33传动多个支撑环34转动，从而带动发酵箱2转动。
37.在本实施例中，支撑轮33每组两个，支撑环34设置有两个，一个支撑环34对应两个支撑轮33。传动机构32可以为链轮与链条组合传动，也可以为皮带与皮带盘组合传动。在本实施例中，选用链轮与链条的传动组合进行传动，采用电动减速机31驱动双排链轮带动两条链条，链条同时带动两条万向连接轴35转动，万向连接轴35同时带动4个支撑轮33转动，支撑轮33带动支撑环34旋转，支撑环34跟发酵箱2固定在一起从而带动整个滚筒滚动。滚筒式发酵箱，可拼接加长发酵仓，加长底座，增加支撑轮33、支撑环34的数量，能实现发酵箱2容积的增加。滚筒式结构滚动搅拌阻力小，容积30立方的滚筒满载有机垃圾的情况下采用7.5kw电动减速机就能驱动。
38.优选地，发酵箱2的两端分别设置有与出料组件5与进料组件4靠近的进风组件6和出风组件7。进风组件6包括第一支撑架61、进风管62以及第一延伸风管63。其中，第一支撑架61设置于底座1上，进风管62设置于第一支撑架61上，进风管62的一端贯穿并延伸至发酵箱2的内部并通过密封板密封，发酵箱2可相对进风管62旋转；第一延伸风管63连通于进风管62上、位于发酵箱2内部的上侧壁，第一延伸风管63呈倒l形，第一延伸风管63的风口朝下。出风组件7包括第二支撑架71、出风管72、第二延伸风管73。其中，第二支撑架71设置于底座1上，出风管72设置于第二支撑架71上，出风管72的一端贯穿并延伸至发酵箱2的内部并通过密封板密封，出风管72可相对发酵箱2旋转，第二延伸风管73连通于出风管72上、位于发酵箱2内部的上侧壁，第二延伸风管73呈倒l形，第二延伸风管73的风口朝下。
39.进风管62以及出风管72均通过盘根法兰601与发酵箱2连接。
40.请参照图2，在进风组件6具体安装时，在滚筒出料端的端板中心开一个圆孔，进风管62设置于圆孔内，进风管62外圆设置有一圈安装盘根密封条的盘根法兰601，盘根法兰601固定在滚筒端板上面，盘根法兰601内圈装有盘根密封条，盘根密封条外侧设置有压盖，压盖将盘根密封条压紧与盘根法兰601固定。
41.在本实施例中，进料组件4与出料组件5均为螺旋上料机构，进料组件4为进料螺旋，出料组件5为出料螺旋。出料螺旋自下而上贯穿进风管62向滚筒外倾斜安装。滚筒端板
转动是以进风管62为轴心，端板和进风管62之间通过盘根密封条密封，密封位置以进风管62外圆为中心，密封面比较高且小，解决了滚筒里面物料泄漏的风险。滚筒滚动旋转时密封面摩擦阻力也小。进风管62外径大小可根据出料螺旋的大小来调整，外径在400-500mm之间。观察口22上设置有活动密封门，可打开密封门观察物料的发酵情况以及进入滚筒内进行检修。滚筒内进风管62的密封板下端设置有温度传感器621、湿度传感器622、ph值传感器623，密封板上端设置有检测物料位置的料位传感器624。
42.出风组件7安装方式与进风组件6的安装方式相同。不同之处在于进料螺旋外壳设置有缺口，缺口上方设置有接料斗，进料螺旋自下而上贯穿出风管72向滚筒内倾斜安装；出风管72的密封板下端设置有温度传感器621、湿度传感器622、ph值传感器623，其上端未做设计。
43.在本实施例中，多个隔板组件8之间通过固定轴801串联，其两端分别与进风管62和出风管72连接；隔板组件8包括隔仓板81、固定架82、隔仓挡板83。其中，隔仓板81呈圆环状，隔仓板81设置于发酵箱2的内侧壁上，固定架82设置于隔仓板81上，固定轴801通过轴套与固定架82连接，隔仓挡板83呈半圆形，隔仓挡板83与固定轴801固定连接，隔仓挡板83与隔仓板81相贴，且隔仓板81可相对隔仓挡板83转动，物料从隔仓挡板83上方与圆环状隔仓板81之间的间隙进入下一隔仓。
44.在本实施例中，隔仓挡板83通过法兰与固定轴801固定在一起，防止隔仓挡板83跟随滚筒一起旋转，起到挡料的作用，有机垃圾物料经进料螺旋进入隔仓一，在隔仓一满过隔仓挡板83后才能进入下一个隔仓二，物料在隔仓二满过隔仓挡板83后才能进入下一个隔仓三，使物料在隔仓中逐级发酵，防止新进物料和旧料混合产生发酵不完全出现夹生饭现象。固定架82呈十字形，滚筒转动时轴套围绕固定轴801转动，同时起到支撑固定轴801的作用。
45.每个隔仓的内侧壁上均分布有多个沿其圆周设置的翻料板802，当滚筒转动时起到翻动物料和搅拌的作用。本实施例不只局限于3个隔仓，可以加长滚筒的长度设置隔仓四、隔仓五以及更多的隔仓。
46.优选地，靠近进料组件4的隔仓内设置有搅拌机构803，搅拌机构803包括转动连接与固定轴801上的十字架8031、设置于十字架8031端部的固定杆8032、设置于十字架8031侧面的多排搅拌耙齿8033。滚筒旋转时搅拌机构803以固定轴801为轴心旋转，起到耙散物料和搅拌的作用。
47.优选地，滚筒式发酵箱还包括供热组件9，供热组件9包括热水隔层91、过水旋转机构92，其中，热水隔层91套设于发酵箱1的外侧，过水旋转机构92设置有两个，一个过水旋转机构92设置于出风管72的密封板与固定轴801之间，其出水口与热水隔层91的进水口通过软管连通，其进水口贯穿出风管72的密封板并外接水箱；另一个过水旋转机构92设置于进风管62的密封板与固定轴801之间，其进水口与热水隔层91的出水口通过软管连通，其出水口贯穿进风管62的密封板并外接换热器，换热器与水箱连接。
48.此外，热水隔层91内设置有螺旋状布置的隔板，隔板将热水隔层91隔成螺旋状的水流通道，水流通道的两端分别与进水口和出水口相对，使得热水在隔层内充分流动，避免受热不均。滚筒的外壁设置有保温棉，阻止滚筒内热量的流失。
49.请参照图3，过水旋转机构92包括空心轴921、旋转套922以及密封机构923，空心轴921的两端分别与对应的密封板和固定轴801连接，与对应的密封板连接的一端外接水箱或
换热器，旋转套922转动连接于空心轴921的外侧(具体通过轴承连接)，旋转套922与空心轴921上均设置有相互连通的通孔，通孔与对应的软管连接，密封机构923设置于旋转套922和空心轴921之间。
50.当过水旋转机构92与进气管62连接时，空心轴921的一端通过封闭法兰与固定轴801连接，空心轴921另一端设置有开孔法兰与进风管62的密封板相连，开孔处连接有水管接头，水管接头连接有水管与空气能热泵机组制热端管式换热器相连，制热端管式换热器与热水箱相连，软管与旋转套922之间同样也通过水管接头连接。
51.当过水旋转机构92与出气管72连接时，空心轴921的一端通过封闭法兰与固定轴801连接，空心轴921另一端设置有开孔法兰与出风管72的密封板相连，开孔处连接有水管接头，水管接头外接离心水泵，离心水泵与热水箱相连。
52.滚筒在旋转时，由于旋转套922的作用，软管随着一起转动。为了保证软管可以很好的工作，可以将软管固定在隔仓板81的侧壁上，降低物料对软管以及接头的损害。
53.请参照图3，在本实施例中，密封机构923包括依次设置于空心轴921与旋转套922之间的耐磨环、斯特封、泛塞封、垫圈、卡环、尘封、尘封端盖，尘封端盖通过螺丝固定连接，密封机构923设置有两组，轴承同样设置有两个，均设置于相对应的卡环与垫圈之间，两组密封机构923分别相对设置于空心轴921侧面的两端，从而提高密封性，防止水从空心轴921与旋转套922之间溢出。
54.实施例2
55.请参照图4，本实施例中的供热供氧热量回收系统，用于对滚筒式发酵箱进行供热供氧，滚筒式发酵箱包括发酵箱2、套设于发酵箱2外侧的热水隔层91、设置于发酵箱2两端的进风管62以及出风管72，热水隔层91的内侧设置有进水口以及出水口，供热供氧热量回收系统包括供氧单元01、供热单元02以及热量回收单元03。其中，供氧单元01用于将氧气从进风管62送入发酵箱2内部，供热单元02包括空气能热泵机组021、热水箱022以及第一离心水泵023，供热时，第一离心水泵023将热水箱022中的热源从进水口送入热水隔层91内，热源经过热水隔层91换热后通过出水口进入空气能热泵机组021的制热端进行制热后又回到热水箱022中，热量回收单元03用于从出风管72将废气抽出并与冷源进行换热。
56.空气能热泵利用逆卡诺热泵循环原理，加热导热油或水作为导热介质给发酵箱2的热水隔层91供热，本实施例以水作为热源。热水箱022的水通过第一离心水泵023输送，经过滚筒式发酵箱进气端的过水旋转机构92，经过热水隔层91，经过出气端的过水旋转机构92，经过空气能热泵机组022制热端管式换热器把水加热回到热水箱022。热水通过第一离心水泵023的循环来完成发酵箱的供热。
57.在本实施例中，供氧单元01为变频风机，通过变频风机将空气送入发酵箱2中，为发酵箱2内部的物料发酵供氧。
58.优选地，热水箱022内设置有第一温度传感器0221，当第一温度传感器0221检测到热水箱022内的水温度达到时，为了完成热量的持续回收，空气能热泵机组021设置为4组或多组热泵，4组热泵可通过程序控制每组单独交替运行。
59.热量回收单元03包括冷水箱031、第二离心泵032、第一换热器033、第二换热器034。其中，冷水箱031内盛装有冷源，本实施例中冷源为水；第二离心泵032的进水端与冷水箱031的出水端连通，其出水端与空气能热泵机组021的制冷端连通，第一换热器033具有气
体入口、气体出口、液体入口以及液体出口，其气体入口与出风管72连通，冷源通过空气能热泵机组021的制冷端制冷后通过液体入口进入第一换热器033，换热后的废气通过气体出口流出，第二换热器034具有进液口以及出液口，进液口与液体出口连通，出液口与水箱031的进水端连通。
60.优选地，出风管72与第一换热器033之间设置有粉尘过滤箱035，粉尘过滤箱035内可拆卸连接有滤网，用于将废气中的粉尘过滤掉，废气再经过第一换热器033，将废气中的水蒸气凝结成水滴排走，防止堵塞换热器，滤网可拆卸连接可以方便更换，便于检修与清洗。
61.优选地，第一换热器033的气体出口连接管上设置有光催化除臭机036，将废气中有害的污染气体进行处理后从排气口排放。
62.优选地，第一换热器033与光催化除臭机036之间设置有氧含量传感器0331，通过检测废气中的氧含量来调节变频风机的转速，发酵箱物料发酵所需的供氧量通过变频风机的送风量来提供。
63.优选地，第一换热器033与第二换热器034之间、第二换热器034与冷水箱031之间分别设置有第二温度传感器0341和第三温度传感器0311，第二换热器034上设置有风扇0342。
64.优选地，第一换热器033和第二换热器034均为翅管式换热器。
65.发酵箱2里面的有机垃圾物料在加入微生物复合菌种发酵的同时会产生热量，再加上有热水隔层91供热，会产生大量带热的水蒸气，而高温好氧发酵需要有源源不断的空气中的氧气进入发酵箱进行好氧发酵，所以大量的带热量的水蒸气就会排出发酵箱2，如果不进行回收，势必会造成大量的热量流失，就会造成用电能耗的增加。本实施例的热量回收流程是：冷水箱031的水经第二离心水泵032泵送，经过空气能热泵机组021的制冷端管式换热器把水制冷，经过第一换热器033和第二换热器034回到冷水箱031。
66.冷水通过第一换热器033把发酵箱2出气口排出的热气换热吸收，再通过第二换热器034把空气中的热量换热吸收回到冷水箱031。冷水通过第二离心水泵032的循环来完成对发酵箱2出气口排出的热量的回收。当第二温度传感器0341检测到水管内水的温度低于第三温度传感器0311检测到的空气温度时，第二换热器034的风扇0342就会启动进行换热。水得到升温后再通过空气能热泵机组022转换成热能，经制热端管式换热器加热导热油或水循环给发酵箱2的热水隔层91供热。
67.综上：本实施例采用空气能热泵机组021制热，有热量回收功能，将设备的运行能耗降低，对比传统微生物高温好氧发酵工艺，可以节约三分之二的能耗，减少了运行成本的同时产生了更多的经济效益。
68.以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

技术特征：

1.一种供热供氧热量回收系统，其特征在于，用于对滚筒式发酵箱进行供热供氧，所述滚筒式发酵箱包括发酵箱、套设于发酵箱外侧的热水隔层、设置于发酵箱两端的进风管以及出风管，所述热水隔层的内侧设置有进水口以及出水口，所述供热供氧热量回收系统包括：供氧单元，所述供氧单元用于将氧气从进风管送入发酵箱内部；供热单元，所述供热单元包括空气能热泵机组、热水箱以及第一离心水泵，供热时，所述第一离心水泵将所述热水箱中的热源从进水口送入热水隔层内，热源经过热水隔层换热后通过出水口进入空气能热泵机组的制热端进行制热后又回到所述热水箱中；热量回收单元，所述热量回收单元用于从所述出风管将废气抽出并与冷源进行换热。2.根据权利要求1所述的供热供氧热量回收系统，其特征在于，所述供氧单元为变频风机。3.根据权利要求1所述的供热供氧热量回收系统，其特征在于，所述热水箱内设置有第一温度传感器。4.根据权利要求1所述的供热供氧热量回收系统，其特征在于，所述热量回收单元包括：冷水箱，其内盛装有冷源；第二离心泵，所述第二离心泵的进水端与所述冷水箱的出水端连通，其出水端与所述空气能热泵机组的制冷端连通；第一换热器，所述第一换热器具有气体入口、气体出口、液体入口以及液体出口，其气体入口与所述出风管连通，冷源通过所述空气能热泵机组的制冷端制冷后通过液体入口进入所述第一换热器，换热后的废气通过气体出口流出；第二换热器，所述第二换热器具有进液口以及出液口，所述进液口与所述液体出口连通，所述出液口与所述水箱的进水端连通。5.根据权利要求4所述的供热供氧热量回收系统，其特征在于，所述出风管与所述第一换热器之间设置有粉尘过滤箱。6.根据权利要求5所述的供热供氧热量回收系统，其特征在于，所述粉尘过滤箱内可拆卸连接有滤网。7.根据权利要求5所述的供热供氧热量回收系统，其特征在于，所述第一换热器的气体出口连接管上设置有光催化除臭机。8.根据权利要求7所述的供热供氧热量回收系统，其特征在于，所述第一换热器与所述光催化除臭机之间设置有氧含量传感器。9.根据权利要求5所述的供热供氧热量回收系统，其特征在于，所述第一换热器与所述第二换热器之间、所述第二换热器与所述冷水箱之间分别设置有第二温度传感器和第三温度传感器，所述第二换热器上设置有风扇。10.根据权利要求5所述的供热供氧热量回收系统，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器均为翅管式换热器。

技术总结

本实用新型揭示了的一种供热供氧热量回收系统，包括供氧单元、供热单元、热量回收单元，所述供氧单元用于将氧气从进风管送入发酵箱内部，所述供热单元包括空气能热泵机组、热水箱以及第一离心水泵，供热时，所述第一离心水泵将所述热水箱中的热源从进水口送入热水隔层内，热源经过热水隔层换热后通过出水口进入空气能热泵机组的制热端进行制热后又回到所述热水箱中，所述热量回收单元用于从所述出风管将废气抽出并与冷源进行换热。本申请采用空气能热泵机组制热，有热量回收功能，将设备的运行能耗降低，对比传统微生物高温好氧发酵工艺，可以节约三分之二的能耗，减少了运行成本的同时产生了更多的经济效益。本的同时产生了更多的经济效益。本的同时产生了更多的经济效益。