CN106287899A - 工业余热地暖系统 - Google Patents

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杨立新
朱小棣
胡祥东
唐勤贵
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Abstract

本发明公开了一种地暖系统，尤其是涉及一种工业余热地暖系统，包括空压机的高温油路，地暖换热盘管、循环水泵，还包括一组换热器；地暖换热盘管的出水口经循环水泵接到各换热器的进水口；换热器的出水口经电磁阀接到地暖换热盘管的进水口；各换热器内设有与空压机的高温油路连通的散热管，散热管的外表面设置有若干散热翅片，散热翅片与散热管一体成型，散热翅片与散热管的轴线之间倾斜设置，散热管的内表面设置有螺旋槽，螺旋槽与散热管的几何中心轴相重合，散热管的外表面还涂覆有防锈层。本发明克服了现有技术中热转换效率低和易老化的技术缺陷，提供了一种热转化效率高且使用寿命长的工业余热地暖系统。

Description

工业余热地暖系统
技术领域
本发明涉及地暖系统，尤其是涉及工业余热地暖系统。
背景技术
螺杆式空压机长期连续工作过程中，把电能转换为机械能，机械能转换为热能，在机械能转换为热能过程中，空气得到强烈的高压压缩，使之温度骤升，这是普通物理学能量转换现象，机械螺杆的高速旋转，同时也摩擦发热，这些产生的高热由空压机润滑油的加入混合成油、气、蒸汽排出机体，这部分高温油/气流的热量相当于空压机输入功率的3/4，其温度通常在90℃(冬季)-100℃非冬季)，这些热能都由于机器运行温度的要求，通过散热系统排往大气中，这造成了极大的能源浪费。
为了解决上述技术问题，中国专利CN202719671U提供了一种利用空压机余热的地暖系统，包括地暖换热盘管、循环水泵，还包括多个换热器；所述地暖换热盘管的出水口经循环水泵接到各换热器的低温侧换热管进水口；各换热器的低温侧换热管出水口各经电磁阀接到地暖换热盘管的进水口；各换热器的高温侧换热管接入空压机的高温油路。
然而上述专利技术仍存在如下技术缺陷：
现有的换热器的换热效率低，且地暖换热盘管易生锈老化，使用寿命较短。
发明内容
本发明意在提供一种工业余热地暖系统，以提高热转换效率和延长地暖换热盘管的使用寿命。
本方案中的工业余热地暖系统，包括空压机的高温油路，地暖换热盘管、循环水泵，还包括一组换热器；所述地暖换热盘管的出水口经循环水泵接到各换热器的进水口；换热器的出水口经电磁阀接到地暖换热盘管的进水口；各换热器内设有与空压机的高温油路连通的散热管，所述散热管的外表面设置有若干散热翅片，散热翅片与散热管一体成型，散热翅片与散热管的轴线之间倾斜设置，散热管的内表面设置有螺旋槽，螺旋槽与散热管的几何中心轴相重合，所述地暖换热盘管内装有导热用液体，所述导热用液体内添加有防蚀剂，所述防蚀剂由如下组分按照质量百分比混合而成：聚天冬氨酸3～8％、葡萄糖酸钠5～7％、钼酸盐5％、硫酸锌6～8％、余量为水。
采用本发明的技术方案，具有如下技术效果：
空压机运行时，其管路内的高温油持续的流过各换热器的高温侧换热管，地暖换热盘管内的水则在循环水泵的驱动下，流入各换热器的低温侧换热管，与高温侧换热管内的高温油换热升温至60℃，同时使高温侧换热管内的高温油冷却，然后再回流入地暖换热盘管，为地暖换热盘管周边环境供暖，并吸收周边环境的冷量后降温至50℃，然后再由循环水泵抽入各换热器的低温侧换热管，进入下一循环。
由于采用带散热翅片的散热管作为高温侧散热管，其热传导效率比现有的散热集成管要高。防蚀剂中的聚天冬氨酸分子中含-NH、-OH、-COOH、-C＝O等吸附基团，能有效配位金属原子，使本发明防蚀剂的有机分子能够吸附在地暖换热盘管表面，形成保护膜，起到缓蚀的作用。而钼酸盐、葡萄糖酸钠具有良好的生物降解性(用以抑制地暖换热盘管内的微生物活性)，通过复配后能够起到协同缓蚀的作用，有利于缓蚀性能的提高。将钼酸盐与葡萄糖酸钠联用后不仅对环境友好，而且对地暖换热盘管表面的缓蚀效果可以大大提高。
进一步，所述防蚀剂在所述导热用液体中的质量浓度为120～160mg/L或170～205mg/L。
经实验证得：120～160mg/L或170～205mg/L的质量浓度会取得较即好缓蚀效果，为此作出优化选择，将质量浓度限定为120～160mg/L或170～205mg/L。
进一步，所述地暖换热盘管采用碳钢制成，所述导热用液体的其他成分均为水或导热油。
此处对地暖换热盘管的材料及导热用液体的其他成分的限定属于现有技术中常规的选择，选材或加工皆易于实现。
进一步，所述防蚀剂在所述导热用液体中的质量浓度为200mg/L。
经实验证得：200mg/L是取得较好缓蚀效果的优化选择数据，为此特将质量浓度限定为200mg/L。
附图说明
图1为本发明实施例工业余热地暖系统的结构示意图。
图2为本发明实施例工业余热地暖系统中散热管的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如图1所示，本发明实施例所提供的工业余热地暖系统，包括空压机5，地暖换热盘管6、循环水泵4，还包括多个换热器1；所述地暖换热盘管6的出水口经循环水泵4接到各换热器1的低温侧的换热管进水口；各换热器1的低温侧的换热管出水口经电磁阀3接到地暖换热盘管6的进水口；各换热器1的高温侧换热管是与空压机5的高温油路连通的散热管；各换热器1的低温侧换热管进出水口各设有一温度计2。
通过各换热器的低温侧换热管进出水口的温度计，监测各换热器的低温侧进出水温度，通过调节各电磁阀的流量，可控制地暖换热盘管的进出水温度，将地暖换热盘管铺设在办公区域各采暖房间内，能解决办公区域的冬季采暖问题，节约办公区域用电能耗。
所述高温侧换热管为图2所示的散热管，散热管21的外表面设置有若干散热翅片22，散热翅片22与散热管21一体成型，散热翅片22与散热管21的轴线之间倾斜设置，散热管21的内表面设置有螺旋槽11，螺旋槽11沿散热管21的轴向设置。散热管1的外表面设置有若干散热翅片22，散热管1的内表面设置有螺旋槽11，有效地提高了散热面积，从而提高了散热效率，而散热翅片22与散热管21一体成型，使得结构更加可靠。所述散热管表面设有氮化铝陶瓷防锈层。
所述地暖换热盘管采用Q235碳钢制成，所述导热用液体主要成分是水(当然也可以替换为导热油)。所述导热用液体还添加有防蚀剂，防蚀剂按如下质量百分数的原料配比而成：
单位(％) 聚天冬氨酸 葡萄糖酸钠 钼酸钠 硫酸锌 水
实施例一 2 4 5 3 86
实施例二 4 5 5 6 80
实施例三 5 5 5 8 77
实施例四 6 7 5 6 76
实施例五 8 6 5 9 72
按上表将这些原料均匀混合复配制成防蚀剂，按照GB10124-88《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》进行挂片失重实验，导热用液体温度为50℃，导热用液体(除防蚀剂外)的成分为水，碳钢实验结果如下表所示：
表一
表二
表三
表四
表五
由表1可知，实施例一中的多数缓蚀率在80％以下，可能是防蚀剂中有效成分偏少的原因；由表2～表5可知，增加防蚀剂中有效成分比例后，能够将整体的缓蚀率提高。
其中缓蚀率的最高点出现在表四中，即应以实施例四为最优实施例，另外表1～表五均出现下列现象：即在160mg/L与180mg/L两组数据的缓蚀率偏差值较小；为具体确定最优选择参数。对实施例四作进一步参数调节实验，实验方式同上，其实验结果如下表所示：
表六
由此可见170mg/L附近，所述缓蚀率会出现一定的回落，为了避免防蚀剂不必要的添加，防蚀剂的质量浓度应控制在120～160mg/L或170～205mg/L的范围内。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.工业余热地暖系统，包括空压机的高温油路、地暖换热盘管、循环水泵，还包括一组换热器；所述地暖换热盘管的出水口经循环水泵接到各换热器的进水口；换热器的出水口经电磁阀接到地暖换热盘管的进水口，其特征在于：各换热器内设有与空压机的高温油路连通的散热管，所述散热管的外表面设置有若干散热翅片，散热翅片与散热管一体成型，散热翅片与散热管的轴线之间倾斜设置，散热管的内表面设置有螺旋槽，螺旋槽与散热管的几何中心轴相重合，所述地暖换热盘管内装有导热用液体，所述导热用液体内添加有防蚀剂，所述防蚀剂由如下组分按照质量百分比混合而成：聚天冬氨酸3～ 8％、葡萄糖酸钠5～7％、钼酸盐5％、硫酸锌6 ～ 8％、余量为水。
2.根据权利要求1所述的工业余热地暖系统，其特征在于：所述防蚀剂在所述导热用液体中的质量浓度为120 ～160 mg/L或 170～205mg/L。
3.根据权利要求2所述的工业余热地暖系统，其特征在于：所述地暖换热盘管采用碳钢制成，所述导热用液体的其他成分均为水或导热油。
4.根据权利要求3所述的工业余热地暖系统，其特征在于：所述防蚀剂在所述导热用液体中的质量浓度为200mg/L。
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