CN105042667B - 适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于供暖、供热设备领域的一种适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统及方法。其适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统包括由加热设备、超导液箱、蒸汽箱、做功箱、低温汽液收集箱、水冷系统、超导液还原水泵和低温超导液储存箱组成超导液循环回路；由回水箱、供暖供热热水箱、冷热水交换器及低温热水回水泵组成供暖、供热热水循环回路；其方法是加热设备将超导液箱内的高温导热油加热产生的高温蒸汽输送进做功箱，与冷水进行热交换做功，得到85℃以上高温热水给用户供暖；本发明的超导液和低温热水可以回收利用，本超导锅炉适应于各种燃料源，用途广，加热速度快，热利用率高，做到零污染零排放，操作简单，安全可靠，寿命长。

Description

适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统及方法

技术领域

本发明属于供暖、供热设备领域，特别涉及一种适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统及方法。

背景技术

目前，我国冬天供暖、供热设备的热源，北方城市采用燃煤、天然气作为供暖、供热锅炉的热源，农村采用燃煤、柴草或使用沼气作为热源，烧炕、烧土暖气取暖；南方城市使用空调供暖，早期的农村的取暖设备是炭盆，现在也有人用空调供暖；南、北方城市使用空调供暖，成本太高，同时空调噪声大，在用电高峰期往往遭遇停电，无法使用；特别是采用燃煤、柴草等燃料，对环境污染十分严重，雾霾天气多，影响交通和人们身体健康。

发明内容

本发明的目的是提出一种适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统及方法，其特征在于，适于多种燃料的供暖、供热超导锅炉由加热设备1、超导液箱2、蒸汽箱3、回水箱4、做功箱5、供暖供热水箱 6、用户冷热水交换器7、低温汽液收集箱 8、水冷系统9和低温超导液储存箱10构成；其中，加热设备1内导热油容器39上端的导热油管41与超导液箱2内高温油箱30连接，高温油箱30通过连通管32与其下面的低温油箱31连接，低温油箱31底通过导热油管41连接的回油泵38与导热油容器39下端接通，并连接油压表43，形成导热油循环回路；超导液箱2上面焊接蒸汽箱3，由排汽管13和回液孔14连通，蒸汽箱3通过高温汽液输送管15与做功箱5的上腔接通，做功箱5的下腔通过低温汽液回输管29与低温汽液收集箱 8接通；低温汽液收集箱 8与低温超导液储存箱10连接，低温超导液储存箱10再经过超导液泵33与超导液箱2连通，形成超导液循环回路；所述做功箱5由隔板27分隔为上腔和下腔，上腔内放置多个盘管17，每个盘管17上端与上连通管19连接，相邻两个盘管17的下端与T型管18连通，T型管18穿过隔板孔26与下连通管20连接，上连通管19再通过高温热水加压泵21与供暖供热水箱 6连通，供暖供热水箱 6通过加压泵22与冷热水交换器7连接，冷热水交换器7通过热水回水泵23连接到回水箱4，回水箱4再通过回水泵24与放在做功箱5下腔内的下连通管20连通，形成供暖供热水循环回路。

所述加热设备采用燃煤、柴草、天然气、沼气、太阳能及电加热作热源；将导热油容器39内的导热油加温达到300℃—350℃，其导热油采用湖南道达尔的合成高温导热油（SER10CA3120）。

所述超导箱箱内的高温油箱30外周下部通过连通管32与其下面的低温油箱31上部连接后由支架42支持在超导液箱2底板上；在超导液箱2的正面设置液位显示窗40，超导液箱2的顶面焊接蒸汽箱3，蒸汽箱上安装温度显示屏11和压力指示表及安全阀12；在超导液箱2顶面的排汽管13均匀分布在蒸汽箱3内，回液孔14沿着蒸汽箱内壁均匀布置。

所述蒸汽箱3顶面设置高温汽液输送管15，高温汽液输送管15与做功箱5一一对应，每一高温汽液输送管15上安装单向阀16和抽真空阀44；低温汽液回输管29与做功箱5一一对应，每一低温汽液回输管29上安装低温汽液回送泵28。

所述蒸汽箱上安装温度显示屏11和压力指示表及安全阀12，当蒸汽压力大于0.8MPa时，自动切断加热源。

所述做功箱的隔板上规则开有多个隔板孔，隔板孔与T型管18对应，隔板与做功箱不密封连接，使上腔内经过热交换后的汽液沿着隔板四周与做功箱内壁缝隙和隔板孔流入下腔，预热下连通管20内回水，预热后的低温热水进入盘管17，被高温汽液加热，低温热水变成85℃以上高温热水，重新进入供暖供热热水箱6，循环供暖。

所述回水箱还与补水管连接；所述低温超导液储存箱10与超导液泵33的连接管路上连接超导液备箱35和超导液补液阀34；在回油泵38与低温油箱31的连接管路上连接油箱36和补油控制阀37。

一种适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统的供暖、供热方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将导热油注入导热油容器39内，从油压表43控制导热油注入量；导热油采用湖南道达尔的合成高温导热油（SER10CA3120）；将超导液（硫酸钾：重铬酸钾:蒸馏水=2.5:5:30的份数比，或选用市上现有产品）注入超导液箱，注入量由液位显示窗40显示。

（2）开启加热设备1，将导热油加热至沸腾（300℃—350℃），通过导热油管41输送到超导液箱2内高温油箱30内，加热超导液箱2内超导液，产生的高温蒸汽通过排汽管13进入蒸汽箱3；经过热交换的低温油通过连通管32进入其下面的低温油箱31内，低温油从低温油箱31底连接的回油泵38返回导热油容器39，循环使用；

（3）高温蒸汽通过高温汽液输送管15进入做功箱5的上腔内，加热盘管17内的低温热水，被高温汽液做功加热后低温热水变成85℃以上高温热水；

（4）将得到高温热水注入供暖供热热水箱 6，通过高温热水加压泵22进入冷热水交换器7，给用户提供供暖、供热水；

（5）经过冷热水交换器7热交换后的回水再通过热水回水泵23返回回水箱4，此时，如果回水量不够，通过补水使回水量达到要求，再由回水泵24加压，重新返回到做功箱5的下腔内，并在下连通管20内被预热，预热后的低温热水再进入盘管17，被高温汽液加热，低温热水变成85℃以上高温热水，重新进入供暖供热热水箱6，循环供暖；

（6）经过做功箱内盘管热交换的高温蒸汽变成较低温度的低温汽液，进入下腔内，然后被低温汽液泵28注入低温汽液收集箱8；

（7）低温汽液经过低温汽液收集箱8外围的水冷系统9冷凝后变成低温超导液，然后通过超导液泵33返回超导液箱2循环利用；当超导液量不足时，通过超导液泵33、超导液补液阀34从超导液备箱35向超导液箱2补充。

本发明的有意效果是本发明的超导锅炉适应于各种燃料源，用途广，加热速度快，热利用率高，可做到零污染零排放；具有如下特点：

（1）用途广：该设备可以小型化，直接燃烧家庭超导锅炉，保证一家一户的供暖、洗浴、饮用开水。也可以小区型超导锅炉，保证一个小区的集体供暖、洗浴、饮用开水。再扩大成一片社区，集中供暖、洗浴。

（2）加热速度快：超导液达到摄氏85度以上时系统可正常工作。

（3）热利用率高：可将所吸收的热能循环利用。

（4）节能效果明显：与传统的大型供热、供暖锅炉相比，同样的燃能可提高8倍左右的功率，电加热也比同类节能显著，且零排放零污染，安全可靠，操作简单，维修费用低。

（5）使用寿命长：理论上说机芯的寿命可达30年，现实中也应该在15年—20年。

（6）不受地域因素和环境的影响。

附图说明

图1为超导锅炉供暖、供热系统示意图。

具体实施方式

本发明提出一种适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统及方法，下面结合附图予以说明。

图1所示为超导锅炉供暖、供热系统示意图。该超导锅炉适于多种燃料，本发明的目的是提出一种适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统及方法，其特征在于，适于多种燃料的供暖、供热超导锅炉由加热设备1、超导液箱2、蒸汽箱3、回水箱4、做功箱5、供暖供热水箱 6、用户冷热水交换器7、低温汽液收集箱 8、水冷系统9和低温超导液储存箱10构成；其中，加热设备1内导热油容器39上端的导热油管41与超导液箱2内高温油箱30连接，高温油箱30通过连通管32与其下面的低温油箱31连接，低温油箱31底通过导热油管41连接的回油泵38与导热油容器39下端接通，并连接油压表43，形成导热油循环回路；超导液箱2上面焊接蒸汽箱3，由排汽管13和回液孔14连通，蒸汽箱3通过高温汽液输送管15与做功箱5的上腔接通，做功箱5的下腔通过低温汽液回输管29与低温汽液收集箱 8接通；低温汽液收集箱 8与低温超导液储存箱10连接，低温超导液储存箱10再经过超导液泵33与超导液箱2连通，形成超导液循环回路；所述做功箱5由隔板27分隔为上腔和下腔，上腔内放置多个盘管17，每个盘管17上端与上连通管19连接，相邻两个盘管17的下端与T型管18连通，T型管18穿过隔板孔26与下连通管20连接，上连通管19再通过高温热水加压泵21与供暖供热水箱 6连通，供暖供热水箱 6通过加压泵22与冷热水交换器7连接，冷热水交换器7通过热水回水泵23连接到回水箱4，回水箱4再通过回水泵24与放在做功箱5下腔内的下连通管20连通，做功箱的隔板上规则开有多个隔板孔，隔板孔与T型管18对应，隔板与做功箱不密封连接，使上腔内经过热交换后的汽液沿着隔板四周与做功箱内壁缝隙和隔板孔流入下腔，预热下连通管20内回水，预热后的低温热水进入盘管，被高温汽液加热，低温热水变成85℃以上高温热水，重新进入供暖供热热水箱6，循环供暖。

所述蒸汽箱3顶面设置高温汽液输送管15，蒸汽箱上安装温度显示屏11和压力指示表及安全阀12，当蒸汽压力大于0.8MPa时，自动切断加热源。高温汽液输送管15与做功箱5一一对应，每一高温汽液输送管15上安装单向阀16和抽真空阀44；低温汽液回输管29与做功箱5一一对应，每一低温汽液回输管29上安装低温汽液回送泵28。

所述回水箱还与补水管连接；所述低温超导液储存箱10与超导液泵33的连接管路上连接超导液备箱35和超导液补液阀34；在回油泵38与低温油箱31的连接管路上连接油箱36和补油控制阀37。

所述超导箱箱内的高温油箱30外周下部通过连通管32与其下面的低温油箱31上部连接后由支架42支持在超导液箱2底板上；在超导液箱2的正面设置液位显示窗40，超导液箱2的顶面焊接蒸汽箱3，蒸汽箱上安装温度显示屏11和压力指示表及安全阀12；在超导液箱2顶面的排汽管13均匀分布在蒸汽箱3内，回液孔14沿着蒸汽箱内壁均匀布置；

本适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统的供暖、供热方法，包括如下步骤：

（1）将导热油注入导热油容器39内，从油压表43控制导热油注入量；导热油采用湖南道达尔的合成高温导热油（SER10CA3120）；将超导液（硫酸钾：重铬酸钾:蒸馏水=2.5:5:30的份数比，或选用市上现有产品）注入超导液箱，注入量由液位显示窗40显示；在注入超导液之前，开启抽真空阀44，使超导液循环回路处于低真空状态，目的是超导液容易变成蒸汽，节省加热功率；

（2）开启加热设备1，将导热油加热至沸腾（300℃—350℃），通过导热油管41输送到超导液箱2内高温油箱30内，加热超导液箱2内超导液，产生的高温蒸汽通过排汽管13进入蒸汽箱3；经过热交换的低温油通过连通管32进入其下面的低温油箱31内，低温油从低温油箱31底连接的回油泵38返回导热油容器39，循环使用；

（3）高温蒸汽通过高温汽液输送管15进入做功箱5的上腔内，加热盘管17内的低温热水，被高温汽液做功加热后低温热水变成85℃以上高温热水；

（4）将得到高温热水注入供暖供热热水箱 6，通过高温热水加压泵22进入冷热水交换器7，给用户提供供暖、供热水；

（5）经过冷热水交换器7热交换后的回水再通过热水回水泵23返回回水箱4，此时，如果回水量不够，通过补水使回水量达到要求，再由回水泵24加压，重新返回到做功箱5的下腔内的下连通管20内被预热，预热后的低温热水再进入盘管，被高温汽液加热，低温热水变成85℃以上高温热水，重新进入供暖供热热水箱6，循环供暖。

（6）经过做功箱内盘管热交换的高温蒸汽变成较低温度的低温汽液，进入下腔内，然后被低温汽液泵28注入低温汽液收集箱8；

（7）低温汽液经过低温汽液收集箱8外围的水冷系统9冷凝后变成低温超导液，然后通过超导液泵33返回超导液箱2循环利用；当超导液量不足时，通过超导液泵33、超导液补液阀34从超导液备箱35向超导液箱2补充。

实施例，各部分的具体结构如下，

1.超导箱是用8㎜厚度的铁板焊接而成的立方体，上盖四边向内返250㎜，均匀以200㎜管距和行距均匀打孔，孔径33㎜，箱内装有高温油箱和回油箱及均匀排列的Ф33㎜或Ф40及Ф10㎜的散热铜管及油箱和铜管的支，拉、撑架，超导箱的四周任选一个位置打孔，焊管装节门和单向阀，为冷凝液还原留通道。超导箱上应加装液面计和温度表及压力电感器。

2.蒸汽箱，在超导箱上的上盖沿四周边缘向内返150㎜，用8㎜的铁板焊接四周，而后内做拉撑，之后将一块8㎜厚的铁板与其匹配的沿四周边缘向内返100㎜，以300㎜×300㎜的行距和管距打孔、焊接，加装电磁节门、单向阀、抽真空阀（不需每根都装，需装的个数是做功箱的容积，每2.5m³加装一个抽真空阀）之后焊接在四块铁板之上，形成蒸汽箱。

3.做功箱，

（1）外表只是一个用8㎜铁板焊接而成的长方体，通常一套设备需两个或四个做功箱（一个超导箱，也就是说一个供暖系统）。上面装有温度表、压力表、真空负压表（表前加装节门，因工作中该表必须关闭）和安全阀；

（2）内部机芯：纵向距箱底260㎜或300㎜，有进水管（冷水管）管径以设备匹配（Ф50㎜、Ф60㎜、Ф80㎜、Ф100㎜等）距进水管垂直上方1700㎜（1.7m）处纵向有出水管（热水管）。进水管与出水管之间还接着用内径Ф10㎜，外径Ф16㎜，以200㎜内径螺旋盘卷55圈的铜盘管（称之热水器）。热水器与热水器之间的焊接距离为300㎜.每排热水器的焊接个数在不影响系统水压的前提下为宜。（确保水流速每秒1.5m—3m，根据现场实际情况决定。）

（3）横向根据系统所需热水量决定，按上述方法排多少排。

（4）支撑架：将制作成功的机芯固定在支架上，同时也要把Ф10mm的铜管卷成的盘管（热水器）用支架固定稳固。

（5）组装：根据机芯和支架的体积制做功箱。

（6）做功箱底：取大于机芯边，沿四周各500mm，8mm厚的铁板一块，分左、中、右三排打孔（行距尺寸不固定，孔距大于1m小于2m。）然后焊管（150㎜—200㎜长），而后将左、中、右各个分管与左、中、右三排主管分别垂直焊接，左、中、右每排管上加装节门和单向阀（必须装）。然后通过管路接入一次放热箱，最后将机芯焊接固定在该铁板上，之后焊四周及上盖形成做功箱。

Claims (8)

1.一种适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统，其特征在于，适于多种燃料的供暖供热系统由加热设备（1）、超导液箱（2）、蒸汽箱（3）、回水箱（4）、做功箱（5）、供暖供热水箱（6）、用户冷热水交换器（7）、低温汽液收集箱（8）、水冷系统（9）和低温超导液储存箱（10）构成；其中，加热设备（1）内导热油容器（39）上端的导热油管（41）与超导液箱（2）内高温油箱（30）连接，高温油箱（30）通过连通管（32）与其下面的低温油箱（31）连接，低温油箱（31）底通过导热油管（41）连接的回油泵（38）与导热油容器（39）下端接通，并连接油压表（43），形成导热油循环回路；超导液箱（2）上面焊接蒸汽箱（3），由排汽管（13）和回液孔（14）连通，蒸汽箱（3）通过高温汽液输送管（15）与做功箱（5）的上腔接通，做功箱（5）的下腔通过低温汽液回输管（29）与低温汽液收集箱（8）接通；低温汽液收集箱（8）与低温超导液储存箱（10）连接，低温超导液储存箱（10）再经过超导液泵（33）与超导液箱（2）连通，形成超导液循环回路；所述做功箱（5）由隔板（27）分隔为上腔和下腔；上腔内放置多个盘管（17），每个盘管（17）上端与上连通管（19）连接，相邻两个盘管（17）的下端与T型管（18）连通，T型管（18）穿过隔板孔（26）与下连通管（20）连接，上连通管（19）再通过高温热水加压泵（21）与供暖供热水箱（6）连通，供暖供热水箱（6）通过加压泵（22）与冷热水交换器（7）连接，冷热水交换器（7）通过热水回水泵（23）连接到回水箱（4），回水箱（4）再通过回水泵（24）与放在做功箱（5）下腔内的下连通管（20）连通，形成供暖供热水循环回路。

2.根据权利要求1所述适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统，其特征在于，所述加热设备采用燃煤、柴草、天然气、沼气、太阳能及电加热作热源；将导热油容器（39）内的导热油加温达到300℃—350℃，其导热油采用湖南道达尔的合成高温导热油SER10CA3120。

3.根据权利要求1所述适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统，其特征在于，所述超导液箱箱内的高温油箱（30）外周下部通过连通管（32）与其下面的低温油箱（31）上部连接后由支架（42）支持在超导液箱（2）底板上；在超导液箱（2）的正面设置液位显示窗（40），超导液箱（2）的顶面焊接蒸汽箱（3），蒸汽箱上安装温度显示屏（11）和压力指示表及安全阀（12）；在超导液箱（2）顶面的排汽管（13）均匀分布在蒸汽箱（3）内，回液孔（14）沿着蒸汽箱内壁均匀布置。

4.根据权利要求1所述适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统，其特征在于，所述蒸汽箱（3）顶面设置高温汽液输送管（15），高温汽液输送管（15）与做功箱（5）一一对应，每一高温汽液输送管（15）上安装单向阀（16）和真空抽气阀（44）；低温汽液回输管（29）与做功箱（5）一一对应，每一低温汽液回输管（29）上安装低温汽液回送泵（28）。

5.根据权利要求1所述适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统，其特征在于，所述蒸汽箱上安装温度显示屏（11）和压力指示表及安全阀（12），当蒸汽压力大于0.8MPa时，自动切断加热源。

6.根据权利要求1所述适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统，其特征在于，所述做功箱的隔板上规则开有多个隔板孔，隔板孔与T型管（18）对应，隔板与做功箱不密封连接，使上腔内经过热交换后的汽液沿着隔板四周与做功箱内壁缝隙和隔板孔流入下腔，预热下连通管（20）内回水，预热后的低温热水进入盘管，被高温汽液加热，低温热水变成85℃以上高温热水，重新进入供暖供热热水箱（6），循环供暖。

7.根据权利要求1所述适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统，其特征在于，所述回水箱还与补水管连接；所述低温超导液储存箱（10）与超导液泵（33）的连接管路上连接超导液备箱（35）和超导液补液阀（34）；在回油泵（38）与低温油箱（31）的连接管路上连接油箱（36）和补油控制阀（37）。

8.一种适于多种燃料的超导锅炉供暖、供热系统的供暖、供热方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将导热油注入导热油容器（39）内，从油压表（43）控制导热油注入量；导热油采用湖南道达尔的合成高温导热油SER10CA3120；将超导液注入超导液箱（2），注入量由液位显示窗（40）显示；

（2）开启加热设备（1），将导热油加热至300℃—350℃，通过导热油管（41）输送到超导液箱（2）内高温油箱（30）内，加热超导液箱（2）内超导液，产生的高温蒸汽通过排汽管（13）进入蒸汽箱（3）；经过热交换的低温油通过连通管（32）进入其下面的低温油箱（31）内，低温油从低温油箱（31）底连接的回油泵（38）返回导热油容器（39），循环使用；

（3）高温蒸汽通过高温汽液输送管（15）进入做功箱（5）的上腔内，加热盘管（17）内的低温热水，被高温汽液做功加热后低温热水变成70℃以上高温热水；

（4）将得到的高温热水注入供暖供热热水箱（6），通过加压泵（22）进入冷热水交换器（7），给用户提供供暖、供热水；

（5）经过冷热水交换器（7）热交换后的回水再通过热水回水泵（23）返回回水箱（4），此时，如果回水量不够，通过补水使回水量达到要求，再由回水泵（24）加压，重新返回到做功箱（5）的下腔内，并在下连通管（20）内被预热，预热后的低温热水再进入盘管，被高温汽液加热，低温热水变成85℃以上高温热水，重新进入供暖供热热水箱（6），循环供暖；

（6）经过做功箱内盘管热交换的高温蒸汽变成较低温度的低温汽液，进入下腔内，然后被低温汽液回送泵（28）注入低温汽液收集箱（8）；

（7）低温汽液经过低温汽液收集箱（8）外围的水冷系统（9）冷凝后变成低温超导液，然后通过超导液泵（33）返回超导液箱（2）循环利用；当超导液量不足时，通过超导液泵（33）、超导液补液阀（34）从超导液备箱（35）向超导液箱（2）补充。