CN108413613A - 锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种锅炉,其包括:外壳体,其设置有出液口和回液口;内壳体,其设置在所述外壳体的内部,所述内壳体内为第一腔体,在所述第一腔体中设置有加热体;所述内壳体与所述外壳体之间是用于容纳加热介质的第二腔体;其中所述第二腔体不与所述第一腔体连通,贯穿所述内壳体的壁面地设置有导热体。本发明的锅炉将加热体和水隔开,通过导热体传递热量使水加热升温,避免了水垢附着于加热体,从而提高了加热效率。

Description

锅炉
技术领域
本发明属于锅炉领域,尤其涉及一种采暖锅炉。
背景技术
现有锅炉中,出于提高换热效率的考虑,在热交换处的水管经常会采用迷宫式或螺旋式的形状设计,不仅制造成本高,而且由于水中含有钙离子、镁离子等,水在被加热后会使钙离子、镁离子等反应并沉淀贴附,形成水垢。热交换处附近是水温最高的位置,因此,此处的水垢在短期内就会形成,且由于水垢形成在管内壁,所以无法有效清除,这会导致加热效率降低。
另外,尤其是以家庭为单位的小型锅炉式采暖设备基本是采用燃煤或燃气作为加热源。在北方的基础建设状况不足的地区,这种小型锅炉式采暖设备被作为冬季的主要采暖方式而被广泛使用。
然而,现有的锅炉基本都是采用直接对流经的水管进行加热的结构,因此在极高温的加热源处会存在直接向周围环境的热辐射,导致很大的一部分能源浪费。这就造成单位功率的能耗的情况下,供暖效果不佳。
另外,近年来由于燃气资源的紧张,导致局部地区的燃气资源供应不足甚至停供的情况。在该情况下,就不得不采用其他方式,例如电加热的方式进行供暖。目前市面上主要的电采暖设备都是电暖气片、电暖炉或小太阳等。这些电采暖设备通常都功率很大,但只能对单个房间进行加热,而且加热范围很小,对距离加热源两米外的范围的加热效果极其有限。
而且,在采用这些电加热设备后,原有的燃煤或燃气式锅炉的循环水路就会废弃或搁置无法使用,造成浪费。
发明内容
基于上述现有技术的缺陷而做出了本发明。本发明的目的在于提供一种锅炉,不仅能够避免水垢附着于热交换处附近的水管内壁的情况,而且能够有效提高加热效率。
一种锅炉,其包括:
外壳体,其设置有出液口和回液口;
内壳体,其设置在所述外壳体的内部,所述内壳体内为第一腔体,在所述第一腔体中设置有加热体;
所述内壳体与所述外壳体之间是用于容纳加热介质的第二腔体;其中所述第二腔体不与所述第一腔体连通,贯穿所述内壳体的壁面且与所述加热体靠近地设置有导热体。
在至少一个实施方式中,所述导热体为两端封闭的空心管状,所述导热体的内部填充有导热油。
在至少一个实施方式中,所述加热体为电加热体。
在至少一个实施方式中,所述内壳体为一端封闭的圆筒状,所述内壳体的封闭端为突出的球面。
在至少一个实施方式中,所述导热体在所述内壳体的轴向和/或周向上设置为多组。
在至少一个实施方式中,所述外壳体为长方体状,所述导热体的安装位置对应于所述外壳体的棱边。
在至少一个实施方式中,所述导热体在由所述第一腔体向所述第二腔体延伸的方向上,同时朝所述锅炉的顶部倾斜延伸。
在至少一个实施方式中,所述导热体的轴线与所述内壳体的轴线的夹角≤45°。
在至少一个实施方式中,所述出液口和所述回液口在所述外壳体的周向上的不同位置设置有多组。
在至少一个实施方式中,所述锅炉还包括温控单元和显示单元。
采用本发明的锅炉,在热交换处没有复杂的水管形状,便于清理水垢,因此不会导致长期加热效率较低的情况。而且,由于加热体被设置于第一腔体内部,因此能够使温度较高的热交换处位于锅炉内部的靠近中心处,能够最大程度地避免因加热体向附近环境热辐射所导致的能源浪费。
附图说明
图1示出根据本发明实施方式的锅炉的结构示意图。
图2示出根据本发明实施方式的锅炉的一剖视图。
图3示出根据本发明实施方式的锅炉的另一剖视图。
附图标记说明
1外壳体 11出液口 12回液口 13第二腔体 2上盖 3内壳体 31第一腔体 4导热体5加热体 51加热体安装部 6隔板 7支撑脚。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解,这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明,而不用于穷举本实用新型的所有可行的方式,也不用于限制本发明的范围。
如图1-图3所示,本发明提供一种锅炉,包括内壳体3和外壳体1,内壳体3设置在外壳体1的内部,内壳体3的内部为第一腔体31,第一腔体31中设有例如加热管的加热体5。内壳体3与外壳体1之间为第二腔体13,第二腔体 13用于容纳需要被加热体5加热的加热介质(水)。第二腔体13与第一腔体31 互不连通。外壳体1的壁面设置有与第二腔体13连通的出液口11和回液口12。
外壳体1和内壳体3均由例如不锈钢的金属材料制成。外壳体1可以为顶端开口、底端封闭的长方体,外壳体1的底部设置有与地面相抵的支撑脚7。内壳体3可以为顶端开口、底端封闭的圆筒状,内壳体3的底面为向外突出的球面。
导热体4贯穿内壳体3的壁面并且连接于内壳体3,即导热体4的一部分在第一腔体31内,另一部分在第二腔体13内。导热体4在第一腔体31内的部分靠近加热体5,使加热体5的热量能够辐射给导热体4。导热体4为两端封闭的空心管,空心管内填充有例如导热油的导热介质,导热油可以使热量通过热传导和热对流的方式传递。空心管优选为空心圆管。
导热体4在由第一腔体31向第二腔体13贯穿的延伸方向上,同时朝锅炉的顶部倾斜延伸。导热体4的轴线与内壳体3的轴线的夹角≤45°,使导热体 4可以有更多部分在第二腔体13内能够与加热介质(水)更充分接触,从而提高加热效率。导热体4在内壳体3的轴向和/或周向上设置有多组。优选的,导热体4在内壳体3的周向上的位置对应到外壳体1的四条棱边,可以提供足够的空间使导热体4的更多部分在第二腔体13内。
通过上述方式,经由导热体4将加热体5的热量传递到加热介质(水)的过程中,综合了热传导、热辐射和热对流三种热传递方式。多种热传递方式同时发生存在,可以提高传热的效率。由于传热效率的提高,充分发挥加热体5的热量,就可以使用较小功率的加热体5实现快速加热,从而节约能源。
出液口11和回液口12可以连接暖气片,通过循环泵将第二腔体13内的加热介质(水)在暖气片与第二腔体13中循环流通,将在第二腔体13中加热的加热介质(水)经由暖气片散热,达到取暖的目的。出液口11和回液口12可以在外壳体1的壁面的周向上的不同位置设置有多组,方便不同方向的暖气片与锅炉连接。
加热体5固定连接于加热体安装部51,加热体安装部51能够封闭内壳体3 的开口处,使加热体5由内壳体3的开口处向第一腔体31内延伸,加热体5可以为采用电加热的加热管,加热管呈螺旋状地设置于第一腔体31的中心位置。
在第一腔体31内,导热体4与加热体5之间留有间隙,热量通过热辐射的方式从加热体5传递至导热体4。
锅炉的顶部设置有上盖2,上盖2内安装有用于调节加热体5的加热温度或控制加热体5通断的温控单元以及显示加热状态信息的显示单元,上盖2为大致百叶窗的格栅状结构。
第二腔体13的顶部设置有隔板6,防止第二腔体13内的加热介质(水) 加热后形成的蒸汽影响安装于上盖2的温控单元和显示单元等电子元件工作。
通过下述实验说明本发明的效果
实验一(实验时间:2018年3月)
(1)安装本发明的锅炉,锅炉额定功率1kW,锅炉的出液口11和回液口12连接8组暖气片。暖气片安装在面积为96㎡的房间内,该房间没有额外安装隔热层,暖气片的高度均为600mm。暖气片包括两组每组10片的暖气片和六组每组20片暖气片,即总共140片暖气片。
(2)打开门窗通风使室外的冷空气进入室内,一段时间后关闭门窗,测量室内和室外温度的温差小于1℃,即可打开锅炉的电源。
(3)打开本发明的锅炉,每间隔半小时使用温度设备测量一次室内和室外的气温,并记录数据,如表1所示。
通过以下表1的数据记录可以看出,通过本发明的锅炉加热暖气片中的水,从8:00至15:00经过了7个小时可以将室内温度从0℃升高并稳定在19℃。由于锅炉的加热效率提高,所以使用1kW的锅炉就可以通过暖气片为96㎡的房间供热,而且从开始加热时起,用很短的时间就能够加热至供暖状况稳定的恒定温度。
表1
测量时间 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00
室内温度(℃) 0 1.9 3.8 5.0 6.3 8.1 9.5 10.9 12.1
室外温度(℃) -1 -1 0 1 4 6 6.7 6.8 7
测量时间 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 16:00 17:00 18:00
室内温度(℃) 13.4 15.6 16.8 17.6 18.8 19.0 19.0 19.0 19.0
室外温度(℃) 7 5 3 3 2 2 2 2 1
市场上常见的电暖气类供暖产品,同样1kW的功率,不但无法为96㎡的房间供热,甚至稍远离电暖气的地方都无法提高温度。说明本发明的锅炉在同样的功率下,可以为更大范围供热效果。
实验二(实验时间:2018年1月)
(1)实验二与实验一使用相同的房间、锅炉、暖气片和测温设备等实验要素。
(2)使用锅炉连接到暖气片将室内加热,连续多天在相同时间测量室内温度和室外温度,并记录数据,如表2所示。
通过以下表2的数据记录可以看出,实验二的实施时间为冬季中最为寒冷的1月,此时的室外温度明显低于实验一中的室外温度,从而说明在室外温度比实验一的室外温度更低的情况下,使用本发明的锅炉加热暖气片中的水,可以为96㎡的房间供热,并保持室内温度稳定在18℃~20℃。其供暖效果、取暖范围和能耗表现均明显优于其他取暖设备。
表2
当然,本发明不限于上述实施方式,本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种改变和变型,而不脱离本发明的范围。
(1)内壳体不限于圆筒状,还可以是例如四边形的多边形柱体。
(2)加热体不限于采用电加热的加热管,还可以是使用天然气等其他能源加热的加热管。
(3)导热体不限于空心圆管状,还可以呈螺旋状等其他形状。
(4)加热介质不限于水,还可以是溶解了添加剂的水溶液。
下面说明本发明公开的锅炉的优点。
传统锅炉使用煤炭等矿物燃烧进行加热,但煤炭燃烧对雾霾天气的形成产生了巨大的影响,使用电加热的锅炉可以此问题。而且本发明的锅炉传热效率高,节能效果明显,相比使用煤炭也更加经济实惠。
在没有实现集中供暖的地区,冬季常依靠土暖气取暖,而土暖气使用的传统锅炉就会造成严重的空气污染,通过本发明的锅炉连接到传统土暖气的暖气片,充分利用原有的暖气片和供热管道,可以低成本的实现供热的升级改造。
在近年来,天然气资源严重不足的情况下,通过本发明的锅炉连接到原有的暖气片,能够充分利用原有的暖气片和供热管道,不仅能够有效缓解天然气能源供应的不足,而且能够以低成本实现供热方式由气向电的升级改造。
传统锅炉使加热介质温度上升通常仅依靠热传导将加热体的热量传递至加热介质,这种热量传递方式效率低。本发明通过将导热体设置在第二腔体中,可以在加热介质中形成温度差,使导热介质由于温度差形成对流,从而增强热对流的热量传递方式,快速使加热介质升温,提高加热效率。经温控单元检测达到指定温度后停止加热,从而节约能源。
通常情况下,使用水作为加热介质,而水在加热后会产生水垢,而水垢附着在加热体表面会影响加热体的工作。本发明的锅炉,加热体不与加热介质直接接触,可以避免水垢附着在加热体上,从而提高加热体的加热效果。

Claims (10)

1.一种锅炉,其特征在于,其包括:
外壳体,其设置有出液口和回液口;
内壳体,其设置在所述外壳体的内部,所述内壳体内为第一腔体,在所述第一腔体中设置有加热体;
所述内壳体与所述外壳体之间是用于容纳加热介质的第二腔体;其中所述第二腔体不与所述第一腔体连通,贯穿所述内壳体的壁面且与所述加热体靠近地设置有导热体。
2.根据权利要求1所述的锅炉,其特征在于,所述导热体为两端封闭的空心管状,所述导热体的内部填充有导热油。
3.根据权利要求1所述的锅炉,其特征在于,所述加热体为电加热体。
4.根据权利要求1所述的锅炉,其特征在于,所述内壳体为一端封闭的圆筒状,所述内壳体的封闭端为突出的球面。
5.根据权利要求4所述的锅炉,其特征在于,所述导热体在所述内壳体的轴向和/或周向上设置为多组。
6.根据权利要求1所述的锅炉,其特征在于,所述外壳体为长方体状,所述导热体的安装位置对应于所述外壳体的棱边。
7.根据权利要求1所述的锅炉,其特征在于,所述导热体在由所述第一腔体向所述第二腔体延伸的方向上,同时朝所述锅炉的顶部倾斜延伸。
8.根据权利要求7所述的锅炉,其特征在于,所述导热体的轴线与所述内壳体的轴线的夹角≤45°。
9.根据权利要求1所述的锅炉,其特征在于,所述出液口和所述回液口在所述外壳体的周向上的不同位置设置有多组。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的锅炉,其特征在于,所述锅炉还包括温控单元和显示单元。
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