CN100365349C - 利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，由加热腔体、风机和循环管道组成，加热腔体内布置有循环管道，循环管道与设置在加热腔体外部的风机连通，流过风机的气体通过循环管道不断反复流过加热腔体。由于风机不断对该密闭空气做功，使该空气不断得到能量输入并转换为热量，并驱动该密闭空气流经加热腔体。使一定量的密闭空气通过循环管道不断经过加热腔体，可以提高和保持腔体的空气温度来给风门加热、防止结冰。

Description

利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置

技术领域

本发明属于流体工程领域，涉及一种利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，该加热装置避免了使用锅炉加热或者电加热，而是通过小型风机做功和驱动封闭体积内的气体不断流动，从而不断对该一定量的气体加热，提高和保持该气体的温度，用于加热通风系统的风门，防止风门结冰。采用该方法防止风门结冰冻死，基建投资小，运行安全可靠，而且便于远程控制。

背景技术

在许多通风系统内，为了保证通风系统的安全可靠，一般至少安装两台通风机，一开一备，如矿井通风系统使用的主扇风机。为了通风系统正常运行、满足工艺和安全要求，通风系统经常配备多个相应的风门。如大风机并联工作，为了减小对电网的冲击、安全顺利开动每台风机，需要给每台风机配备相应的风门；当通风系统需要转换时，相应的风门应该及时顺利地打开。随着技术和生产需要，许多行业使用的风机很大，为了节约基建投资，通风系统的风门多数是露天使用。在我国北方地区，冬天气温很低，当通风系统的风门长期处于关闭状态，通风管道内的空气所含水蒸气逐渐凝结，慢慢地将风机风门和通风管道冻死在一起，这对于许多通风系统是绝对不允许的，如高瓦斯煤矿通风，要求通风系统必须保证不间断安全运行，特别是在风机发生故障的紧急情况下，另外一台备用的通风系统必须及时运行，以保证安全生产。

在煤矿等许多含有爆炸性气体的风机使用场合，不允许使用电加热方式，因此，其通风管道上的风门一般是通过给风门安装内含暖气管道的腔体、如防冻室等，来保持处于关闭状态的风门不结冰，但是，许多风机的使用场合远离有锅炉区域，有时还缺乏水源，在这种情况下，通过使用锅炉加热管道给风机的风门加热的方法，有时不得不专门建立一个小型锅炉系统和供水管道，基建投资较大而且很不方便。

发明内容

为了解决上述通风管道风门结冰冻死，同时避免使用锅炉加热的问题，本发明提出了一种利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是，一种利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，其特征在于，该装置由加热腔体、风机和循环管道组成，加热腔体内布置有循环管道，循环管道与设置在加热腔体外部的风机连通，流过风机的气体通过循环管道不断反复流过加热腔体。

由于风机不断对该密闭空气做功，使该空气不断得到能量输入并转换为热量，并驱动该密闭空气流经加热腔体。使一定量的密闭空气通过循环管道不断经过加热腔体，可以提高和保持腔体的空气温度来给风门加热、防止结冰。

本发明和现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著进步。以往风机风门的加热保温装置是通过锅炉管道实现的，在许多使用场合使用是非常不方便、投资也很大。而本发明提出的利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，是通过风机对空气做功，从而将电动机电能转换为气体热能，安装非常简单，投资非常小，使用又非常安全。本发明提出的方案不需要锅炉以及相应的管道系统，只需要制造一台风机并通过循环管道连接到加热腔体即可，没有锅炉加热的管道泄漏问题，同时安装方便简捷；相对电加热方式，随着加热的空气温度上升，电机加入的能量开始减小，空气温度不会过高，而且非常便于应用于具有爆炸性气体场合，只要风机换为防爆风机，按照防爆要求制造即可。当外界温度较高时，可以采用变频电机降低风机的能量消耗。

附图说明

图1是利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置结构示意简图，图中的标号为：1、加热腔体，2、风机，3、循环管道。

图2是本发明提出的加热装置在风机风门上的一般安装方式，循环管道内箭头是加热气体的流动方向，加热腔体内的循环管道为虚线。

下面结合附图对本发明的结构和工作原理作详细说明。

具体实施方式

参见图1，小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，包括加热腔体1、风机2、加热空气循环管道3。加热空气循环管道3在加热腔体1内可以是加热盘管形式，也可以直接将加热腔体制成加热空气循环管道的一部分。加热腔体内的被加热的高温空气用于加热风门通道内的水蒸气，防止结冰；风机的功能是驱动空气循环并加热循环管道内的空气；通风管道将流过风机的循环热气体导入到加热腔体内，以保持腔体内空气的温度和与风机风门进行热交换。

图2显示的是该加热装置在风机风门装置24上的一般安装方式。加热腔体1内的循环管道3可以做成加热盘管形式，也可以去掉加热腔体1内的循环管道3，此时循环加热空气与加热腔体内气体为同一气体。

本发明的工作原理是，在图1中，当风机2开始运行时，对空气作功，其循环管道3内的空气开始流动。由于循环管道3内的空气在实际使用中基本是密闭的，因此，风机叶轮所作的功最终通过气流本身的旋涡流动和摩擦，转化为空气的热能，从而使空气温度升高，在加热腔体1内通过换热而加热风门。

如图2所示，通过风机的加热空气，一种方式可以通过腔体内的盘管循环，此时，加热空气与腔体内的空气是隔离开的，该方式即使在腔体内有爆炸性气体成分也可以采用普通风机；另外一种方式就是将加热腔体作为空气循环管道的一部分，该方式由于风机直接对腔体内的空气做功加热，加热效率高。

加热腔体与通风系统风门一致，采取包围或半包围形式加热通风系统，加热腔体的底部有排水孔，外表面有保温层，加热腔体侧面还有换气孔。

加热用的风机2采用容积式风机、透平式风机、普通风机、防爆风机以及本领域的其它风机中的一种，均能够实现本发明的目的。

循环管道3在加热腔体1内形成换热盘管，气流经过换热盘管后流回风机2中，构成闭合回路，此时风机2和循环管道3的气流与加热腔体1内的气体相互隔离；或者将加热腔体1作为循环管道3的一部分，此时风机2和循环管道3的气流与加热腔体1的气流是同一流体。

风机2的进口和出口的循环管道3内设置有节流阀门或阻力装置，以调节加热腔体1或循环管道3内气体压力，从而保持加热空气不被风门管道内的污风污染。

加热腔体1下部开有排水孔23，将凝结的水分排除，在加热腔体1旁边也可以开进排气孔22，保证腔体的压力与外界压力平衡，同时也可以使腔体内的空气与外界空气有一定的流通，从而可以降低爆炸性气体浓度。

本发明在实施过程中，通过在闭式风洞实验中，测量风洞内空气温度升高证明了本发明的装置可行。由于闭式风洞管道内空气基本保持密闭，十几千瓦风机的加功量最终转化为气体热量，从而使空气温度升高可达到数十度，最终与中央空调制冷下的环境温度达到热平衡。

Claims (6)

1.一种利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，该装置其特征在于，该装置由加热腔体(1)、风机(2)和循环管道(3)组成，加热腔体(1)内布置有循环管道(3)，循环管道(3)与设置在加热腔体(1)外部的风机(2)连通，风机(2)驱动热空气通过循环管道(3)不断流过加热腔体(1)。

2.如权利要求1所述的利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，其特征在于，加热腔体(1)与通风系统风门一致，采取包围或半包围形式加热通风系统风门，加热腔体(1)的底部有排水孔，外表面有保温层，加热腔体(1)侧面还有换气孔。

3.如权利要求1所述的利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，其特征在于，所述的加热风机(2)是容积式风机、透平式风机、普通风机、防爆风机中的一种，风机外部有保温层。

4.权利要求1所述的利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，其特征在于，所述的循环管道(3)在加热腔体(1)内形成换热盘管，气流经过换热盘管后流回风机(2)中，构成独立闭合回路，风机(2)和循环管道(3)内的气流与加热腔体(1)内的气体相互隔离。

5.如权利要求1所述的利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，其特征在于，加热腔体(1)作为循环管道(3)的一部分与风机(2)相连，风机(2)和循环管道(3)的气流与加热腔体(1)的气流是同一流体。

6.如权利要求1所述的利用小型风机加热的通风系统风门防结冰加热装置，其特征在于，所述的风机(2)的进口和出口的循环管道(3)内设置有节流阀门或阻力装置，以调节加热腔体(1)或循环管道(3)内的气体压力。

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