CN1032932C - 分离式热管采暖系统 - Google Patents
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Abstract
一种分离式热管采暖系统，它是由加热炉、热管加热器、热管散热器、热管淋浴器、热管增湿器等主要部件组成，其主要特征在于，热管加热炉是由家用炉、茶浴炉或小型蒸汽锅炉结构构成的；热管加热器做为炉膛、灶膛和烟道的内壁部分置于加热炉中；热管散热器采用钢串片封闭对流散热器或者钢管绕片散热器，二者按热管散热器并联、串联或串并混联形式组成一种分离式热管传热系统，系统上除了安装热管散热器外，还安装有热管淋浴器、热管增湿器，成为一种新型多功能民用采暖设备。
Description
本发明是一种新型民用采暖设备。
近几年，由于热管技术的发展，利用热管技术已开发出一些采暖设备，如已有专利技术85200067、87206752·1、89201035·5等，它们大部分是将简单的单根重力式热管应用于采暖设备，都有结构简单的特点，它们共同的缺点也是太简单了，热管加热器(或加热段)结构太简单，只能放在加热炉的某个部位，不能充分利用各个部位的热量，因此热的利用率都比较低，只能供1～2房间采暖，由于缺乏实用性都没有得到很好的推广；本人在专利89220009·X大面积热管采暖系统中提出用分离式热管换热器做采暖系统，给出一种并联分离式热管采暖系统和家用加热炉结构，实践证明这种热管采暖系统是可行的，有好多水暖炉系统无法比拟的优点，但该专利没有全面阐述分离式热管采暖系统的各种形式和功能，加热炉也仅适用150米2以内的采暖系统，还不能是真正的大面积热管采暖系统。
本发明的任务是提供一种更全面更完善的分离式热管采暖系统，适用于各种房间结构，各种供暖面积的安装形式，真正达到500米2，甚至更大的供暖系统，功能更全，做到能采暖，能做饭，又能供开水、洗澡和增加房间湿度。
本发明的主要技术特征在于：热管采暖系统主要是由加热炉、热管加热器、热管散热器、热管淋浴器、热管增湿器、供汽管道、回液管道等主要部件组成，热管加热器和热管散热器通过供汽管道、回液管道组成一种分离式热管传热系统；热管散热器并联、串联或串并混联于供汽管道和回液管道之间，与热管加热器组成一种并联、串联和串并混联分离式热管传热系统；加热炉包括炉膛、灶膛、烟道，在炉膛、灶膛、烟道的内壁上设置所述的热管加热器；加热炉是由家用炉结构、茶浴炉结构、蒸汽锅炉结构构成；热管淋浴器和热管增湿器，其结构为一螺旋管加热器，它并联在供汽管道和回液管道上，或串联在供汽管道上，给水箱中水加热，用来洗澡或给房间增湿；在回液管道末端设置贮液贮气管和排气阀，以便制真空和维修。
下面结合附图对本发明做进一步描述。
图1为家用炉串联分离式热管采暖、淋浴、增湿系统。
图2为茶浴炉串联分离式热管采暖、淋浴系统。
图3为大面积并联分离式热管采暖系统。
图4为大面积串并联分离式热管采暖系统。
图5为家用热管加热炉结构示意图。
图6为茶浴热管加热炉结构示意图。
图7为图1系统上热管增湿器(24)结构示意图。
图8为图1系统上热管淋浴器(105)结构示意图。
图9为图1系统上排气阀(6)油封结构示意图。
图10为图2系统上球型截止阀油封结构示意图。
图1描述的家用串联分离式热管采暖、淋浴、增湿系统，它是由加热炉(1)、热管加热器(2)、热管散热器(3)、贮液贮气管(4)、水封回液U型管(5)、排气阀(6)、真空压力表(7)、供汽管道(16)、回液管道(17)、热管淋浴器(105)、增湿器(24)等主要部件组成。
具体结构描述如下：加热炉(1)是一家用煤炉；热管加热器(2)做为炉膛(11)、灶膛(12)、烟道(13)的内壁部分置于加热炉(1)中；热管散热器(3)采用双管钢串片封闭对流散热器或钢管绕片散热器，据此，从C-C分界线以右可分为A系统和B系统，A系统采用双管钢串片封闭对流散热器，其上管(21)通过若干段供汽管(18)焊接串联在供汽管道(16)中，其下管(22)通过若干段回液管(19)焊接串联在回液管道(17)中，最末端暖气的上下管通过U型管(20)相联接，整个暖气系统通过始供汽管道(16)和供汽管咀(14)相联，通过末回液管道(17)和贮液贮气管(4)相联，再通过管(23)联到回液管咀(15)上，共同组成串联分离式热管传热系统，在供汽管道(16)始端和贮液贮气管(4)之间设有一水封回液U型管(5)，整个系统安装要使供气管道和回液管道有一定坡度，坡度高向热管散热器末端；B系统和A系统不同处在于：B系统采用钢管绕片散热器，在供汽管(18)上和回液管(19)上分别串联若干组单管钢管绕片散热器，最末二根钢管绕片散热器也是通过U型管(20)相联接，采用单管钢管绕片散热器安装较灵活，其一，供汽管道和回液管道上串联的散热器根数可以不同，供汽管道上可多些；其二，供汽管道和回液管道坡度可以不同，供汽管道坡度可高向暖气末端，也可低向暖气末端，低向暖气末端时，可以不用设置水封回液U型管(5)；二个系统都可在系统上并联或串联热管淋浴器(105)或热管增湿器(24)，以供洗澡或给需要湿度的房间增湿；二个系统都在始供汽管道(16)上安装一个真空压力表，便于使用维修，在贮液贮气管(4)上端安装一个排气阀(6)，可通过此阀抽真空、充液和排放系统中不可凝气体，排气阀(6)采用油封，防止外界空气渗入系统，确保系统性能。
图2描述的茶浴炉串联分离式热管采暖、淋浴系统和图1家用炉串联分离式热管采暖系统的散热器联接都是一样的，即C-C分界线以右完全一样，D系统采用钢管绕片散热器串联形式，上下管平行，坡度都高向暖气末端，是图1B系统另一种安装形式，而E系统和图1A系统完全一样采用钢串片封闭对流散热器双管串联形式，二者不同处在于，图2系统加热炉是一种茶浴炉，适合中小单位，可以供应开水、洗澡和采暖，冬季采暖通过供汽嘴(85)、回液嘴(87)，以及球阀(99)、(100)和暖气系统相联，夏季不采暖时，关闭球阀(99)、(100)和暖气系统断开，这时仅靠热水箱(52)供应开水，靠进水嘴阀(66)进水加压，通过出水嘴阀(62)和淋浴系统相联供人们洗澡，为了确保系统真空，球阀如图10所示采用油封结构。
图3为大面积分离式热管采暖系统的一种并联形式，图4为大面积分离式热管采暖系统的一种串并联混合形式，当然还可以举出蒸汽采暖的其他一些安装形式都可以做分离式热管采暖系统，它们的共同点，其热管加热炉(1)是家用炉结构、茶浴炉结构，或小型蒸汽锅炉结构；其热管散热器(3)采用钢串片封闭对流散热器、钢绕片散热器或其他适于真空密封的散热器；在回液管靠近锅炉(1)处安装贮液贮气管(4)和排气阀(6)，图3是加热炉(1)和散热器(3)通过供汽管道(16)、回液管道(17)，以及供汽支管(18)，回液支管(19)并联成一种分离式热管传热系统，图4是加热炉(1)和散热器(3)通过供汽管道(16)和回液管道(17)先四大组散热器并联，而后每组散热器再通过供汽支管(18)、回液支管(19)串联若干组散热器(3)，组成串并混联分离式热管传热系统，采取那种安装形式要视房间结构而定，无论那种形式都必须认真考虑管路走向和坡度，要确保管路中的冷凝液靠重力能流回加热炉，系统中安装有角型排气阀，为了确保不渗漏，都要像图9那样采用油封结构。
图5描述的家用热管加热炉，它包括热管加热器(2)、炉膛(11)、灶膛(12)、烟道(13)、炉顶盖(25)、炉体(26)、保温材料(27)、炉蓖(28)、炉脚(29)等。
具体结构描述如下：在炉膛(11)、灶膛(12)、烟道(13)的内壁上设置所述的热管加热器(2)，所述的热管加热器(2)的炉膛和灶膛部份，由上下集液环管(33)、(36)、环状集汽管(31)通过若干支下联管(35)和8支上联管(32)焊接成一喇叭形花篮结构；在上集液环管(33)的下边设置一环状加热管(34)，它通过4支短联管(39)和4支下联管(38)，和上集液环管(33)、下集液环管(36)相联通，构成附加的加热系统；在下集液环管(36)的下端焊有炉膛围裙(37)，由下花篮内腔和围裙内腔搪泥构成炉膛(11)，由上花篮内腔搪泥构成灶膛(12)；烟道部份焊成一集汽夹套(30)结构，集汽夹套(30)和集汽管(31)的二端管头(40)焊接相通，整个热管加热器为一完善的炉膛—灶膛—烟道热量利用回收结构；为了便于热管加热器和炉体(26)相联接，其间焊有烟道横管(41)，在炉蓖(28)下边设有灰膛(45)，本发明的热管加热炉和专利8920009·X的加热炉相比，炉膛中增加了环状加热管(34)附加加热系统，做饭时，用聚火筒(44)将通道42封住，采暖时，打开聚火筒(44)，用封火堵(43)将环状加热管(34)口封死，让火焰通过通道(42)，非常显著的增加了炉具的热利用率。
图6描述的茶浴热管加热炉，它包括热管加热器(2)、炉膛水套(53)、水箱(52)、炉底座(55)、炉蓖(54)、烟囱(51)、二次风管(56)等。
具体结构描述如下：热管加热器(2)是由下集液环管(78)、上集汽环管(79)通过若干支联管(77)相联通，焊成一花篮结构，放置炉膛水套(53)内，周向搪泥构成炉膛(57)；热管加热器(2)通过供汽管咀(85)、回液管咀(87)和热管采暖系统相联(如图2所示)，给各个房间供暖；通过供汽管(84)、回液管(86)和水箱中二个螺旋管加热器(71)相联，给水箱(52)中水加热，水箱中水还通过炉膛水套(53)、水箱底(74)、烟囱(51)和烟道中加热管(73)来加热，供应开水、热水、以便饮用和洗澡，水箱上还设有水龙头(63)、液面指示器(67)、水哨(60)及水哨阀(61)、安全阀(68)、压力表(69)、排污放水阀(65)，进水阀(66)、淋浴放水阀(62)，通过供水阀(66)加自来水增压，将淋浴放水阀(62)和淋浴系统相接，可供各单位职工洗澡；为了充分地利用烟道余热，在烟道(59)中设置8～10根加热管(73)，加热管(73)成螺旋面上升，不但能吸收烟道(59)中的余热，还有一定消烟除尘作用；烟囱(51)穿过水箱焊接在水箱底(74)和水箱封头(70)上，水箱再与炉膛水套(53)焊接相联，整个炉体放置在炉底座(55)上，其间有炉蓖(54)，炉底座(55)是由座筒(80)、座底(81)、卡环(82)焊接构成灰膛(58)，座筒(80)上开有风门(83)，供给炉膛(57)充足的助燃空气，并设有3～4根二次风管(56)，将空气送入炉膛顶端助燃，提高燃烧效率，炉膛水套(53)上设有炉门(64)以便加煤和封火，对于大规格的茶浴炉还可以设置下炉门。
图7描述的热管增湿器(24)，它是由水槽(91)，及其内螺旋管加热器(92)组成，通过供汽管(97)、回液管(98)并联在供汽管道(16)和回液管道(17)上，也可以像图8那样串接在供汽管道(16)上，水槽(91)中的水通过加热器(92)加热沸腾，水槽(91)是敞口的，设有加水嘴(96)，这样就会不断有大量的水蒸汽供给房间，可根据房间面积、湿度要求设计各种规格的热管增湿器。
图8描述的热管淋浴器(105)和图7描述的热管增湿器(24)结构类似，热管淋浴器由封闭水箱(91)及其内螺旋管加热器(92)组成，水箱上有上盖法兰(93)便于维修，设有排污水嘴(95)接排污阀，设进水咀(96)，出水咀(94)，通过阀门和自来水系统、淋俗系统相联，供淋浴用。
图9描述的角型排气阀油封结构，它是在贮液贮气管(4)的上端螺纹套接一贮油管(101)，当排气阀(6)关死后，注入密封机油将阀(6)各可能渗漏处就封死了，防止外界空气慢性渗入真空系统中，图10描述的球型截止阀油封结构，和图9不同处在于；如图2系统所示，球型截止阀(99)和(100)，是串接在管道中，这样先将球阀(99)、(100)，通过进口嘴(103)、出口嘴(104)焊接在油箱(101)上，然后再通过进口嘴(103)、出口嘴(104)焊接在管道中，在油箱(101)中注入密封机油，开关球阀(99)、(100)都不会使外界空气渗入真空系统，实践证明，这一油封措施是有效的，能确保系统的真空度，确保热管采暖系统的性能寿命，二个油管油箱上都设有放油密封螺钉(102)便于维修。
本发明是这样工作的：置于炉膛中的热管加热器，吸收炉膛热量，其中工质迅速蒸发，蒸汽通过供汽管咀进入供汽管道，再进入热管散热器中，在散热器中放热冷凝变成冷凝液，再靠重力经回液管道流回热管加热器底部，开始下一个加热蒸发—冷凝放热循环，不断供给房间热量，达到采暖目的，这种分离式热管采暖系统蒸汽温度可高达110℃，因此利用这一特点可以给水加热、沸腾蒸发，增加房间湿度，可以建立高温高湿车间，如面包房的发酵车间，供应热水建立淋浴系统，实现采暖、饮水、淋浴、增湿等多种功能，这是水暖炉系统无法比拟的。
本发明的特点：
1.暖气热得快，炉火最旺暖气温度最高。
2.暖气温度高，实施例装置暖气壁温达110℃。
3.暖气温度均匀，各组暖气温差在2～8℃。
4.暖气系统内无腐蚀、无结垢、寿命长。
5.暖气系统用材少、造价低，比水暖炉系统降低
1/3。
因为分离式热管采暖系统，有水暖炉系统无法比拟的优点，又能实现大面积、多功能，完全可以取代水暖炉系统，成为新一代民用采暖设备。
Claims (5)
1.一种分离式热管采暖系统，它是由加热炉(1)、热管加热器(2)、热管散热器(3)、贮液贮气管(4)、排气阀(6)、真空压力表(7)、热管淋浴器(105)、热管增湿器(24)、供汽管道(16)、回液管道(17)等主要部件组成，热管加热管(2)和热管散热器(3)通过供汽管道(16)、回液管道(17)组成一种分离式热管传热系统，其特征在于：热管散热器(3)串联或串并混联于供汽管道(16)和回液管道(17)之间，与热管加热器(2)组成一种串联或串并混联分离式热管传热系统。
2.一种应用于权利要求1所说的热管采暖系统的家用炉，其中包括炉膛(11)、灶膛(12)、烟道(13)，其特征在于：在加热炉(1)中所述的炉膛(11)、所述的炉膛(12)及所述的烟道(13)的内壁上设置所述的热管加热器(2)，所述的热管加热器(2)的炉膛和灶膛部分由上下集液环管(33)、(36)、环状集汽管(31)，通过若干支下联管(35)和8支上联管(32)焊接成一喇叭形花篮结构；在炉内，在上集液环管(33)的下边设置一环状加热管(34)，它通过4支短联管(39)和上集液环管(33)及4支下联管(38)和下集液环管(36)相联通，构成附加的加热装置。
3.一种应用于权利要求1所说的热管采暖系统的茶浴加热炉，其中包括热管加热器(2)、炉膛水套(53)、水箱(52)、烟囱(51)、其特征在于：热管加热器(2)是由下集液环管(78)、上集汽环管(79)通过若干支联管(77)相联通，焊成一花篮结构；热管加热器(2)通过供汽管嘴(85)、回液管嘴(87)和热管采暖系统相联；热管加热器(2)通过供汽管(84)、回液管(86)和所述的水箱(52)中所述二个螺旋管加热器(71)相联，给所述水箱(52)中水加热。
4.如权利要求1所说的热管采暖系统，其特征在于所说的系统上设置的热管增湿器(24)和热管淋浴器(105)，所述热管增湿器和热管淋浴器结构为一螺旋管加热器(92)并联在所述供汽管道(16)和所述回液管道(17)上，或串联在所述供汽管道(16)上，螺旋管加热器(92)置于水箱(91)中。
5.如权利要求1所说的热管采暖系统，其特征在于所说的系统中，在所述贮液贮气管(4)上端设置的角型排气阀(6)和在所述供汽管道(16)上及回液管道(17)上的球型截止阀(99)、(100)采用油密封结构。
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