CN109882912A - 农村供热改造系统及改造热炕结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农村供热改造系统及改造热炕结构，其包括其安装在农村卧室内，包括与地基连接的热炕底座支撑、预设穿过在热炕底座支撑的热炕管路系统、以及设置在热炕底座支撑上方的热炕炕身。热炕管路系统包括热炕进水管路、设置在热炕进水管路上的热炕温控器、以及设置在热炕进水管路上的热炕并联进水支路、以及设置在热炕回水管路上的热炕并联回水支路；热炕并联进水支路流经热炕炕身后与热炕并联回水支路连接。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

农村供热改造系统及改造热炕结构

技术领域

本发明涉及农村供热改造系统及改造热炕结构。

背景技术

在冬季，北方人喜欢在火炕上睡觉，近些年，由于大气污染越来越严重，国家对燃煤燃材控制得越来越严，火炕越来越少了，人们想要睡火炕却没有了热源，人们在冬季就无法享受热炕头的温暖了，因此，人们急需能够解决这些问题的好产品问世。 在我国北方的农村，冬天都有使用热炕的习惯，目前为热炕提供能量的大都是靠柴薪或燃煤等燃料，其缺点是需要使用者专门去收集柴薪或煤，劳动量大，而且柴薪或燃煤燃料后会产生大量的烟尘，易造成雾霾等环境污染，及不清洁，给使用者带来不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种农村供热改造系统及改造热炕结构；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种改造热炕结构，其安装在农村卧室内，包括与地基连接的热炕底座支撑、预设穿过在热炕底座支撑的热炕管路系统、以及设置在热炕底座支撑上方的热炕炕身。

作为上述技术方案的进一步改进：

热炕管路系统包括热炕进水管路、设置在热炕进水管路上的热炕温控器、以及设置在热炕进水管路上的热炕并联进水支路、以及设置在热炕回水管路上的热炕并联回水支路；热炕并联进水支路流经热炕炕身后与热炕并联回水支路连接。

热炕炕身包括设置在热炕底座支撑上方的炕体下床板、设置在炕体下床板上方的炕体中隔热板、设置在炕体下床板上方的炕体上垫板、在炕体上垫板上方分布的炕体框型支架、设置在炕体框型支架中且与热炕管路系统的热炕并联进水支路流经热炕炕身和热炕并联回水支路连接的热交换器、设置在炕体框型支架四周的炕体隔热侧壁板、设置在炕体框型支架顶部的炕体上出热口、设置在炕体框型支架上方的上炕板、通透设置在上炕板上的嵌装工艺孔、设置在嵌装工艺孔中且位于炕体上出热口上方的炕体金属箱体、分布设置在炕体金属箱体的注液嘴与安全阀、以及设置在炕体金属箱体底部的箱体底部工艺内凹槽；

炕体金属箱体设置在炕体上出热口中；

相邻的炕体框型支架通过螺栓连接和/或在炕体上垫板上方设置与炕体框型支架下端对应的定位凹槽。

炕体中隔热板和/或炕体隔热侧壁板为塑料板、石棉板、或真空板。

炕体金属箱体为不锈钢板、铝合金板或铸铁板焊接构成；炕体金属箱体下表面与热交换器接触设置。

在炕体金属箱体板壁上设置有箱体弹性外皮层；

在炕体下床板、炕体中隔热板、以及炕体上垫板上连通设置有工艺穿管孔。

在热交换器中设置有平面阿基米德螺旋线结构的支路盘管，在支路盘管外端设置有支路出水口，在支路盘管内端设置有支路进水口。

热炕底座支撑为钢结构且与地基通过地脚螺栓连接且在热炕底座支撑下方设置有垫铁；或热炕底座支撑为砖结构或热炕底座支撑为混凝土浇筑；

在炕体中隔热板和/或炕体隔热侧壁板设置有温度传感器。

农村供热改造系统包括改造热炕结构、设置在村中的配电调度室、单户或多户共用且被配电调度室调度控制的入户电磁炉、单户或多户共用的太阳能热水器/地热泵、单户或多户共用的二次加热站、单户设置的循环泵组、以及与循环泵组通过管路连接且用于给热炕管路系统供热的室内供热系统；

在太阳能热水器/地热泵与二次加热站之间设置有一次加热循环管路，

在循环泵组与二次加热站的输入端之间设置有二次加热输入管路，在循环泵组与二次加热站的输出端之间设置有二次加热输出管路，入户电磁炉用于给二次加热输出管路加热；

在二次加热站中，一次加热循环管路用于给二次加热输入管路加热，与一次加热循环管路热交换后的二次加热输入管路与二次加热输出管路的输入端加热；在室内供热系统的出口与二次加热输入管路入口之间连接有回水管路，回水管路旁接有二次补水站；

二次加热输出管路的出口与室内供热系统的入口之间连接有管路。

在室内供热系统的入口处或出口处设置有给二次补水站反馈温度信号的一次反馈线路和/或在二次加热输入管路出口处设置有给入户电磁炉反馈温度信号的二次反馈线路。本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。

附图说明

图1是本发明的供热结构示意图。

图2是本发明的热炕结构示意图。

图3是本发明热炕的分解结构示意图。

图4是本发明热炕的局部结构示意图。

图5是本发明热炕的另一局部结构示意图。

图6是本发明热炕控制的框图。

图7是本发明热炕另一种控制的框图。

其中：1、配电调度室；2、入户电磁炉；3、太阳能热水器/地热泵；4、一次加热循环管路；5、二次加热站；6、循环泵组；7、室内供热系统；8、一次反馈线路；9、二次加热输入管路；10、二次加热输出管路；11、二次补水站；12、回水管路；13、二次反馈线路；14、热炕底座支撑；15、热炕管路系统；16、热炕炕身；17、热炕进水管路；18、热炕温控器；19、热炕回水管路；20、热炕并联进水支路；21、热炕并联回水支路；22、炕体下床板；23、炕体中隔热板；24、炕体上垫板；25、炕体框型支架；26、炕体隔热侧壁板；27、炕体上出热口；28、炕体金属箱体；29、注液嘴；30、安全阀；31、箱体底部工艺内凹槽；32、箱体弹性外皮层；33、上炕板；34、嵌装工艺孔；35、工艺穿管孔；36、支路进水口；37、支路盘管；38、支路出水口；39、热交换器。

具体实施方式

如图1-7所示， 本实施例的改造热炕结构，其安装在农村卧室内，包括与地基连接的热炕底座支撑14、预设穿过在热炕底座支撑14的热炕管路系统15、以及设置在热炕底座支撑14上方的热炕炕身16。

热炕管路系统15包括热炕进水管路17、设置在热炕进水管路17上的热炕温控器18、以及设置在热炕进水管路17上的热炕并联进水支路20、以及设置在热炕回水管路19上的热炕并联回水支路21；热炕并联进水支路20流经热炕炕身16后与热炕并联回水支路21连接。

热炕炕身16包括设置在热炕底座支撑14上方的炕体下床板22、设置在炕体下床板22上方的炕体中隔热板23、设置在炕体下床板22上方的炕体上垫板24、在炕体上垫板24上方分布的炕体框型支架25、设置在炕体框型支架25中且与热炕管路系统15的热炕并联进水支路20流经热炕炕身16和热炕并联回水支路21连接的热交换器39、设置在炕体框型支架25四周的炕体隔热侧壁板26、设置在炕体框型支架25顶部的炕体上出热口27、设置在炕体框型支架25上方的上炕板33、通透设置在上炕板33上的嵌装工艺孔34、设置在嵌装工艺孔34中且位于炕体上出热口27上方的炕体金属箱体28、分布设置在炕体金属箱体28的注液嘴29与安全阀30、以及设置在炕体金属箱体28底部的箱体底部工艺内凹槽31；

炕体金属箱体28设置在炕体上出热口27中；

相邻的炕体框型支架25通过螺栓连接和/或在炕体上垫板24上方设置与炕体框型支架25下端对应的定位凹槽。

炕体中隔热板23和/或炕体隔热侧壁板26为塑料板、石棉板、或真空板。

炕体金属箱体28为不锈钢板、铝合金板或铸铁板焊接构成；炕体金属箱体28下表面与热交换器39接触设置。

在炕体金属箱体28板壁上设置有箱体弹性外皮层32；在炕体金属箱体28内加注有过饱和醋酸盐溶液，在炕体金属箱体28内壁上涂刷有与过饱和醋酸盐溶液不发生化学反应的涂层；

在炕体下床板22、炕体中隔热板23、以及炕体上垫板24上连通设置有工艺穿管孔35。

在热交换器39中设置有平面阿基米德螺旋线结构的支路盘管37，在支路盘管37外端设置有支路出水口38，在支路盘管37内端设置有支路进水口36；

或在热交换器39中设置有双头平面阿基米德螺旋线结构的支路盘管37，在支路盘管37外端分别设置有支路出水口38与支路进水口36。

热炕底座支撑14为钢结构且与地基通过地脚螺栓连接且在热炕底座支撑14下方设置有垫铁；或热炕底座支撑14为砖结构或热炕底座支撑14为混凝土浇筑；

在炕体中隔热板23和/或炕体隔热侧壁板26设置有温度传感器或温度计。

本系统包括改造热炕结构、设置在村中的配电调度室1、单户或多户共用且被配电调度室1调度控制的入户电磁炉2、单户或多户共用的太阳能热水器/地热泵3、单户或多户共用的二次加热站5、单户设置的循环泵组6、以及与循环泵组6通过管路连接且用于给热炕管路系统15供热的室内供热系统7；

在太阳能热水器/地热泵3与二次加热站5之间设置有一次加热循环管路4，

在循环泵组6与二次加热站5的输入端之间设置有二次加热输入管路9，在循环泵组6与二次加热站5的输出端之间设置有二次加热输出管路10，入户电磁炉2用于给二次加热输出管路10加热；

在二次加热站5中，一次加热循环管路4用于给二次加热输入管路9加热，与一次加热循环管路4热交换后的二次加热输入管路9与二次加热输出管路10的输入端加热；在室内供热系统7的出口与二次加热输入管路9入口之间连接有回水管路12，回水管路12旁接有二次补水站11；

二次加热输出管路10的出口与室内供热系统7的入口之间连接有管路。

在室内供热系统7的入口处或出口处设置有给二次补水站11反馈温度信号的一次反馈线路8和/或在二次加热输入管路9出口处设置有给入户电磁炉2反馈温度信号的二次反馈线路13；

太阳能热水器/地热泵3带有储热水箱；

作为本发明的未来新农村的发展方向，本系统还包括设置在二次加热站5的二次处理器、与二次PLC控制器电连接的触摸式液晶显示器、与二次处理器电连接的二次PLC控制器、与二次PLC控制器电连接的二次电磁阀、与二次PLC控制器电连接且控制循环泵组6开合与转速的泵控制器、以及设置在入户电磁炉2处且与二次处理器电连接的入户处理器、与入户处理器电连接的入户变频器、分别与入户处理器与入户变频器电连接的入户PLC控制器；

在热炕温控器18上还电连接有用于监控热炕进水管路17进水温度与热炕回水管路19回水温度的热炕温度计，热炕温度计还与二次处理器电连接；

二次处理器计算热炕进水管路17进水温度与热炕回水管路19回水温度的温度之差得到热炕实际温度，二次处理器将热炕实际温度与预设温度的比较得到比较温度，通过二次PLC控制器分别控制二次电磁阀与泵控制器；

同时，二次处理器将比较温度发给入户处理器，入户处理器通过入户PLC控制器与入户变频器控制入户电磁炉2的输出功率。

热炕的原理是仅在炕上有30-38摄氏度的表面温度，人体感知温度，实际耗热量不大，不用供整个房子的热气，其能耗一般为整个房子空气全热的1/3，因为晚上有低谷电便宜，可以有一个储热水箱，白天电价高时，也能实现低能耗供热，夜间也可实现太阳能存储的热能供热。从而实现智能控制，实现物联网控制。

其中，因为：电磁加热热效率95%，普通电炉子热效率80%，也称电磁感应加热，即电磁加热(外文:Electromagnetic heating缩写：EH)技术，电磁加热的原理是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质容器放置上面时，容器表面即切割交变磁力线而在容器底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使容器底部的载流子高速无规则运动，载流子与原子互相碰撞、摩擦而产生热能。从而起到加热物品的效果。因为是铁制容器自身发热，所以热转化率特别高，最高可达到95%是一种直接加热的方式。电磁炉，电磁灶电磁加热电饭锅都是采用的电磁加热技术。

作为替代传统热炕，使用本发明时，电网专门电加热配备配电调度室1为专门加热用，从而实现专网专用，可以实现与日常用电区分，进行惠民优惠，通过专线给入户电磁炉2，可以单户或多户共用，并通过电表进行分摊，使用灵活，降低用户负担，作为绿色能源，太阳能热水器/地热泵3可以进行充分利用可再生能源，一次加热循环管路4实现一次加热，二次加热站5实现热交换与二次辅助加热，循环泵组6实现水循环，室内供热系统7实现对室内进行供热分配，优先为并联，二次反馈线路13，一次反馈线路8实现对温度反馈，合理调定电加热输出热量，二次加热输入管路9将回水输入二次加热站，与太阳能热水器/地热泵3可以进行加热换，或作为整体循环，入户电磁炉2在太阳能热水器/地热泵3加热后，进行再次加热，二次加热输出管路10将二次加热的水输出，二次补水站11可以补充水分，回水管路12实现回水，热炕底座支撑14减少传统使用泥土用量。热炕管路系统15实现水循环，热炕温控器18实现温度监控，热炕并联进水支路20，热炕并联回水支路21实现各个管路水流分离，从而方便调节各个部分热水供应量，炕体下床板22起到支撑，保证平整，炕体上垫板24保证平整，炕体中隔热板23减少热损，炕体框型支架25安装方便，炕体隔热侧壁板26实现隔热保温作用，炕体上出热口27利用热气流上升原理，实现加热，炕体金属箱体28方便，在炕体金属箱体28内加注有过饱和醋酸盐溶液，在炕体金属箱体28内壁上涂刷有与过饱和醋酸盐溶液不发生化学反应的涂层；从而提高吸热效果，减少散热速度。注液嘴29方便加注，作为改进，散热器39优选通过炕体金属箱体28，安全阀30提高安全性，箱体底部工艺内凹槽31形成蒸笼原理，箱体弹性外皮层32起到保温，上炕板33起到支撑作用，方便放置被褥，嵌装工艺孔34实现对炕体金属箱体28的固定安装，工艺穿管孔35方便管道通道，支路进水口36，支路盘管37，支路出水口38设置，实现中心热，并向周围逐渐降温，提供保温效果。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种改造热炕结构，其特征在于：其安装在农村卧室内，包括与地基连接的热炕底座支撑（14）、预设穿过在热炕底座支撑（14）的热炕管路系统（15）、以及设置在热炕底座支撑（14）上方的热炕炕身（16）。

2.根据权利要求1所述的改造热炕结构，其特征在于: 热炕管路系统（15）包括热炕进水管路（17）、设置在热炕进水管路（17）上的热炕温控器（18）、以及设置在热炕进水管路（17）上的热炕并联进水支路（20）、以及设置在热炕回水管路（19）上的热炕并联回水支路（21）；热炕并联进水支路（20）流经热炕炕身（16）后与热炕并联回水支路（21）连接。

3.根据权利要求1所述的改造热炕结构，其特征在于: 热炕炕身（16）包括设置在热炕底座支撑（14）上方的炕体下床板（22）、设置在炕体下床板（22）上方的炕体中隔热板（23）、设置在炕体下床板（22）上方的炕体上垫板（24）、在炕体上垫板（24）上方分布的炕体框型支架（25）、设置在炕体框型支架（25）中且与热炕管路系统（15）的热炕并联进水支路（20）流经热炕炕身（16）和热炕并联回水支路（21）连接的热交换器（39）、设置在炕体框型支架（25）四周的炕体隔热侧壁板（26）、设置在炕体框型支架（25）顶部的炕体上出热口（27）、设置在炕体框型支架（25）上方的上炕板（33）、通透设置在上炕板（33）上的嵌装工艺孔（34）、设置在嵌装工艺孔（34）中且位于炕体上出热口（27）上方的炕体金属箱体（28）、分布设置在炕体金属箱体（28）的注液嘴（29）与安全阀（30）、以及设置在炕体金属箱体（28）底部的箱体底部工艺内凹槽（31）；

炕体金属箱体（28）设置在炕体上出热口（27）中；

相邻的炕体框型支架（25）通过螺栓连接和/或在炕体上垫板（24）上方设置与炕体框型支架（25）下端对应的定位凹槽。

4.根据权利要求3所述的改造热炕结构，其特征在于: 炕体中隔热板（23）和/或炕体隔热侧壁板（26）为塑料板、石棉板、或真空板。

5.根据权利要求3所述的改造热炕结构，其特征在于: 炕体金属箱体（28）为不锈钢板、铝合金板或铸铁板焊接构成；炕体金属箱体（28）下表面与热交换器（39）接触设置。

6.根据权利要求3所述的改造热炕结构，其特征在于:在炕体金属箱体（28）板壁上设置有箱体弹性外皮层（32）；在炕体金属箱体（28）内加注有过饱和醋酸盐溶液，在炕体金属箱体（28）内壁上涂刷有与过饱和醋酸盐溶液不发生化学反应的涂层；

在炕体下床板（22）、炕体中隔热板（23）、以及炕体上垫板（24）上连通设置有工艺穿管孔（35）。

7.根据权利要求3所述的改造热炕结构，其特征在于: 在热交换器（39）中设置有平面阿基米德螺旋线结构的支路盘管（37），在支路盘管（37）外端设置有支路出水口（38），在支路盘管（37）内端设置有支路进水口（36）；

或在热交换器（39）中设置有双头平面阿基米德螺旋线结构的支路盘管（37），在支路盘管（37）外端分别设置有支路出水口（38）与支路进水口（36）。

8.根据权利要求3所述的改造热炕结构，其特征在于: 热炕底座支撑（14）为钢结构且与地基通过地脚螺栓连接且在热炕底座支撑（14）下方设置有垫铁；或热炕底座支撑（14）为砖结构或热炕底座支撑（14）为混凝土浇筑；

在炕体中隔热板（23）和/或炕体隔热侧壁板（26）设置有温度传感器。

9.农村供热改造系统，其特征在于:包括权利要求1-8任一项所述的改造热炕结构、设置在村中的配电调度室（1）、单户或多户共用且被配电调度室（1）调度控制的入户电磁炉（2）、单户或多户共用的太阳能热水器/地热泵（3）、单户或多户共用的二次加热站（5）、单户设置的循环泵组（6）、以及与循环泵组（6）通过管路连接且用于给热炕管路系统（15）供热的室内供热系统（7）；

在太阳能热水器/地热泵（3）与二次加热站（5）之间设置有一次加热循环管路（4），

在循环泵组（6）与二次加热站（5）的输入端之间设置有二次加热输入管路（9），在循环泵组（6）与二次加热站（5）的输出端之间设置有二次加热输出管路（10），入户电磁炉（2）用于给二次加热输出管路（10）加热；

在二次加热站（5）中，一次加热循环管路（4）用于给二次加热输入管路（9）加热，与一次加热循环管路（4）热交换后的二次加热输入管路（9）与二次加热输出管路（10）的输入端加热；在室内供热系统（7）的出口与二次加热输入管路（9）入口之间连接有回水管路（12），回水管路（12）旁接有二次补水站（11）；

二次加热输出管路（10）的出口与室内供热系统（7）的入口之间连接有管路。

10.根据权利要求9所述的农村供热改造系统，其特征在于: 在室内供热系统（7）的入口处或出口处设置有给二次补水站（11）反馈温度信号的一次反馈线路（8）和/或在二次加热输入管路（9）出口处设置有给入户电磁炉（2）反馈温度信号的二次反馈线路（13）；

太阳能热水器/地热泵（3）带有储热水箱；

本系统还包括设置在二次加热站（5）的二次处理器、与二次处理器电连接的二次PLC控制器、与二次PLC控制器电连接的触摸式液晶显示器、与二次PLC控制器电连接的二次电磁阀、与二次PLC控制器电连接且控制循环泵组（6）开合与转速的泵控制器、以及设置在入户电磁炉（2）处且与二次处理器电连接的入户处理器、与入户处理器电连接的入户变频器、分别与入户处理器与入户变频器电连接的入户PLC控制器；

在热炕温控器（18）上还电连接有用于监控热炕进水管路（17）进水温度与热炕回水管路（19）回水温度的热炕温度计，热炕温度计还与二次处理器电连接；

二次处理器计算热炕进水管路（17）进水温度与热炕回水管路（19）回水温度的温度之差得到热炕实际温度，二次处理器将热炕实际温度与预设温度的比较得到比较温度，通过二次PLC控制器分别控制二次电磁阀与泵控制器；

同时，二次处理器将比较温度发给入户处理器，入户处理器通过入户PLC控制器与入户变频器控制入户电磁炉（2）的输出功率。