CN201096383Y - 充分利用换热站冷凝水热值的全自动节能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充分利用换热站冷凝水热值的全自动节能装置，它包括热交换器、循环泵、水箱、补水泵及管道，热交换器的冷凝水出水口与一集热箱连通，集热箱与补水泵和水箱之间的管道连通，在集热箱和水箱之间的管道上设置有阀门；在回水管上设置有带卸压阀的卸压管。本实用新型可以将高温冷凝水在较短的时间内补充到暖气管网中，参与循环，提高了回水管中冷水的温度，因此可以减少汽水热交换器中的蒸汽的通入量，节约能源，使供热蒸汽热值的利用率提高到97％以上，达到汽水直接混合的效果。本实用新型结构简单，在原有设备的基础上，增加一个集热箱和几个阀门即可。如果将本实用新型大面积推广，势必减少煤炭资源的消耗，改善城市的大气环境。

Description

充分利用换热站冷凝水热值的全自动节能装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于供暖系统的换热站中的节能装置，尤其是涉及一种能充分利用换热站的汽水热交换器所产生的冷凝水的装置。

背景技术

目前城镇的供暖系统一般都采用集中供暖，暖气的热量是在热电厂将水加热成蒸汽，然后通过管网输送到城市中各个小区的换热站，再通过安装在换热站的汽水热交换器，将小区的暖气管网中的水加热成热水，供各户取暖使用。换热站的热交换器绝大部分都是汽水分离热交换器，是在一个密封罐里设置很多换热管，蒸汽在换热管中通过，将流过罐内的水加热，罐的两端设置热水出口和冷水进口；在暖气管网冷水端、热交换器的前面设置有循环泵，循环泵将热水通过给水管压出热交换器输送到各户，热水在经过暖气管网中循环散热后，由回水管流回换热站，变成温度较低的回水。这种热交换器的优点是换热面积大、噪音小、不易震动，运行平稳安全；但是其缺点是蒸汽经过热交换器后会变成冷凝水，目前这些冷凝水从热交换器中排出后，都排放到一个水箱中(有的甚至直接流到地沟中排走)，这个水箱是为暖气管网补水时使用，当暖气管网中缺水时，就用连接在水箱与暖气管网的回水管之间的补水泵将水箱中的水向暖气的回水管路中补充；在水箱上面一般都设置有一个加水管和一个溢出水管，在暖气管网初次使用时，通过补水管向水箱内加水，然后通过补水泵将水输送到暖气管网中，在运行过程中水箱内的水太多时，则通过溢出水管排出。水箱一般做的体积都必须较大，这样才能存放一定量的供补水用的水，冷凝水在长时间的存放过程中，热量很快散发，温度迅速降低，因此在寒冷的冬季，向暖气管网中补充的水的温度要比暖气管网的回水管中水的温度要低的多。而将这些回水重新加热到取暖用的温度，又需要消耗大量的能源。而刚刚从热交换器中出来的冷凝水的温度一般都很高，根据科学实验测定，离开热交换器的冷凝水所含有的热量占所消耗蒸汽的25％以上(一吨蒸汽产生一吨冷凝水)，所以这25％的热量就白白的浪费掉了。如果热交换器使用过一段时间后，在换热管的管壁上会形成水垢，这样会使热传递效率大大降低，为了达到取暖效果，不得不加大蒸汽的用量，这样不但会产生更多的冷凝水，而且冷凝水的出口温度也会更高；尤其在天气较冷时，为了保证供暖温度，需要大大增加蒸汽流量，此时所产生的冷凝水的温度相当高，几乎接近沸腾温度，甚至是蒸汽和水一起涌出。据统计一座10万平方米的换热站，一个冬季就要消耗1万吨蒸汽，产生1万吨冷凝水，目前的传统的热交换器不但浪费了25％的热能，而且在补水的时候，还需要将冷水重新加热，再次消耗大量的能源。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能将汽水热交换器的冷凝水的热值充分利用的节能装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

本实用新型包括热交换器、循环泵、水箱、补水泵及相应的管道，补水泵连接在水箱和暖气管网回水管之间；循环泵设置在暖气管网的循环水管上，位于热交换器的冷水入口端或者是热交换器的热水出口端；热交换器的冷凝水出水管与一集热箱连通，集热箱及冷凝水出水管都用保温材料严密保温；集热箱通过管道连通在补水泵和水箱之间的管道上，在此管道连接处与集热箱之间的管道上设置有阀门。在水箱与暖气管网的回水管之间连接一卸压管，卸压管上设置有卸压阀，卸压管与回水管的连接位置处于补水泵与回水管连通位置的前面，即按照水流的方向先经过卸压管与回水管的接头，再经过补水泵与回水管的接头。如果暖气管网中循环水充足，而此时集热箱内的高温的冷凝水已满，则用此卸压管将暖气管网中的水泄出到水箱内，从而使高温的冷凝水得以进入暖气管网中。不断的重复上述的程序就可将汽水热交换器中产生的高温冷凝水充分利用起来。在水箱上部还设置有一个加水管和一个溢水管。

本实用新型的上述技术方案的一种结构形式是：集热箱的位置高于水箱；集热箱上设置有与水箱连通的冷凝水溢出管。

本实用新型的技术方案的另一种结构形式是：集热箱位于水箱的一侧，集热箱通过管道连通在补水泵和水箱之间的管道上，在管道的连接处与水箱之间以及与集热箱之间的管道上分别设置有阀门。

本实用新型的进一步改进在于：上述的各阀门为电磁阀，各电磁阀分别与电器控制箱连接；在集热箱内设置有监控集热箱内水位高度的水位探测器，水位探测器与电器控制箱连接，电器控制箱还与补水泵及监测暖气管网中水量的压力检测器连接。

由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的技术进步是：

冷凝水在热交换器中流出后，直接进入经过严密保温处理的集热箱内，集热箱具有保温作用，冷凝水在集热箱内存放时间比较短，温度几乎不会降低，当集热箱内的高温冷凝水达到一定的容量时，就通过补水泵输送到暖气管网的回水管中，由于冷凝水的温度很高，而且其中不合有水蒸气，所以能和暖气管网中回水充分混合，并且使从暖气管网中回来的温度降低的回水的温度得到提高，这些温度较高的水在进入热交换器中再次被加热时，只需要在热交换器中通入相对少量的蒸汽就能将其加热到所需的供暖温度，因此能够节约大量的能源。这样不但节约水资源，而且还可以使蒸汽的热能得到充分利用，使供热蒸汽热值的利用率由原来的最高70％提高到97％以上，其热能利用率甚至能够达到汽水直接混合的理想效果。本实用新型结构简单，在对现有换热站的设备进行改造时，不需要去除原有的设备，主要只是增加一个集热箱和几个阀门及其连接管道即可。目前我国城镇的采暖大都是采用汽水分离热交换技术，如果将目前的换热站加装上本实用新型的装置，势必减少煤炭资源的消耗，从而改善城市的大气环境，达到节能减排的效果。

本实用新型的回水管上连接的卸压管及卸压阀的作用是：当暖气管网中循环水充足不缺水时，为了将集热箱内的高温的冷凝水输送到暖气管网中，则用此卸压管将暖气管网中的经过循环散热后的回水泄出到水箱内，这样高温的冷凝水的热值就可以进入暖气管网中得到充分利用。

如果集热箱的位置高于水箱，则在启动补水泵补水时，集热箱内的冷凝水会利用高位的压力优先进入暖气管网，而不再需要过多的阀门来控制；并且可以在集热箱上设置与水箱连通的冷凝水溢出管，将集热箱中多余的冷凝水排出。

如果集热箱位于水箱的一侧，则通过连接在集热箱与水箱之间的阀门来控制进入补水泵的水，在补水泵启动的同时将位于集热箱和补水泵之间的阀门打开，同时将水箱与补水泵之间的阀门关闭，这样集热箱内的冷凝水就补充到暖气管网中。这样虽然增加了阀门的数量，但集热箱可以置于地面、与水箱相同的地方，这样安装比较方便。

为了达到自动化生产，本实用新型的各控制阀门均为受电器控制箱集中控制的电磁阀，电器控制箱还控制补水泵和设置在集热箱内的水位探测器，水位探测器能够监控集热箱内水位高度，当集热箱内水位的高度达到上限时，电器控制箱可以使补水泵和各电磁阀开始工作，将高温的冷凝水补充到暖气管网中，充分发挥它的热值作用；如果电器控制箱检测到暖气管网中缺水，则卸压电磁阀保持关闭状态，如果暖气管网中不缺水，则将卸压电磁阀打开，将从暖气管网中循环回来的回水排出到水箱中存放，以备它用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的一个简单实施方式的示意图；

图3是本实用新型的另一个简单实施例的示意图；

图4是本实用新型的再一个实施例的示意图。

其中：1、汽水热交换器，2、给水管，3、蒸汽进管，4、加水管，5、卸压管，6、溢水管，7、卸压阀，8、回水管，9、水箱，10、阀门，11、补水泵，12、循环泵，13、集热箱，14、冷凝水出水管，15、冷凝水溢出管，16、阀门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述：

实施例1

本实施例如图2所示，它是一种最简单的实施方式，只是在原有的换热站的换热装置中增加了一个集热箱。原有的换热装置包括汽水热交换器1、循环泵12、水箱9、补水泵11及相应的管道。汽水热交换器1两端分别与输出热水的给水管2和回水管8连接，循环泵12设置在回水管上、汽水热交换器的前面；汽水热交换器1内部有很多铜质的换热管，换热管内流通蒸汽，汽水热交换器1上分别连通有蒸汽进管3和冷凝水出水管14；在水箱9的底部设置一与回水管8连通的管道，补水泵11设置在此管道上。本实施例对原有设备的改进在于：在高于水箱9的地方设置一集热箱13，将冷凝水出水管14与集热箱13的上部连通，集热箱13及冷凝水出水管14都用保温材料严密保温；在集热箱13的下部设置一管道与水箱9和补水泵11之间的管道连通，在集热箱13下面的管道上设置一阀门16，此实施例中的阀门10为手动阀门。在集热箱13上部设置有与水箱9连通的冷凝水溢出管15。

实施例2

本实施例如图3所示，它与实施例1的不同之处在于：集热箱13位于水箱9的一侧，集热箱13通过管道连通在补水泵11和水箱9之间的管道上，在管道的连接处与水箱9之间设置有阀门10，在管道的连接处与集热箱13之间的管道上设置有阀门16。本实施例中的阀门10和16为电磁阀，它们与补水泵11一起与一电器控制箱连接，集热箱13内设置有监控集热箱内水位高度的水位探测器，在暖气管网中设置有监测暖气管网中水量的压力检测器，水位探测器和压力检测器也与电器控制箱连接。当集热箱13内的冷凝水达到上限位置时，如果暖气管网中缺水，则阀门16为开启状态，阀门10变为关闭状态，同时补水泵11启动，将集热箱13内的高温冷凝水补充到暖气管网中；如果暖气管网中不缺水，则阀门16和10均为开启状态，补水泵11不启动，集热箱13内的水流到水箱9中。

实施例3

本实施例如图4所示，本实施例与实施例2的不同之处在于：在水箱9的上部和暖气管网的回水管8之间连通一根卸压管5，卸压管5上设置有卸压阀7，卸压管5与回水管8的连接位置处于补水泵11与回水管连通位置的前面。卸压阀7也是电磁阀，它也与电器控制箱连接。如果暖气管网中循环水充足，而此时集热箱13内的高温的冷凝水已满，则卸压阀7打开，将暖气管网中的经过循环散热的回水泄出到水箱9内，而此时阀门10关闭，阀门16打开，补水泵11启动，从而使集热箱13中的高温冷凝水进入暖气管网中。不断的重复上述的程序就可将汽水热交换器中产生的高温冷凝水充分利用起来。在水箱9的上部还设置有和一个溢水管6，溢水管6用于将多余的、水箱9中盛放不下的水排放到其它固定的地方。

实施例4

本实施例是上述实施例1、2、3都有所不同，是实施例1、2、3的综合，如图1所示。本实施例的集热箱13位于水箱9的上面，即集热箱13高于水箱9；在集热箱13上部与冷凝水出水管14连通，集热箱13上还设置有与通到水箱9中的冷凝水溢出管15，集热箱13的下部设置有带有阀门16的管道，此管道与连接水箱9和补水泵11的管道连通，在上述两管道的连接处与水箱9之间设置有阀门10；补水泵11的出口的管道与回水管8连通。

在水箱9的上部设置一与回水管8连通的卸压管5，在卸压管5上安装有卸压阀7；卸压管5与回水管8的连接位置位于补水泵11与回水管8的连接位置的前面，即按照暖气管网中水的流动方向，先将回水管8内的水卸出，在将集热箱内的高温冷凝水打入，然后通过循环泵12流向汽水热交换器1。不断的重复上述的程序就可将汽水热交换器中产生的高温冷凝水充分利用起来。在水箱9的上部同样设置有溢水管6，另外在水箱9的上面还设置有一个加水管4，加水管4用于当暖气管网中缺水严重、或者每年开始供暖时向暖气管网中加水。

上述的各阀门均为电磁阀，在集热箱内设置有监控集热箱内水位高度的水位探测器，各电磁阀、补水泵以及水位探测器与电器控制箱连接，电器控制箱还与设置在集热箱13内的水位探测器以及监测暖气管网中水量的压力检测器连接。

Claims (5)

1、充分利用换热站冷凝水热值的全自动节能装置，包括热交换器、循环泵、水箱、补水泵及相应的管道，其特征在于：热交换器的冷凝水出水管与一集热箱连通，集热箱与补水泵和水箱之间的管道连通，在集热箱和水箱之间的管道上设置有阀门。

2、根据权利要求1所述的充分利用换热站冷凝水热值的全自动节能装置，其特征在于所述集热箱的位置高于水箱；集热箱上设置有与水箱连通的冷凝水溢出管。

3、根据权利要求1所述的充分利用换热站冷凝水热值的全自动节能装置，其特征在于所述集热箱位于水箱的一侧，集热箱连通于水箱与补水泵之间的管道上，在此管道连接处与水箱之间以及与集热箱之间的管道上分别设置有阀门。

4、根据权利要求1所述的充分利用换热站冷凝水热值的全自动节能装置，其特征在于所述补水泵与暖气管网的回水管连通处前面的回水管上设置有卸压管，卸压管上设置有卸压阀。

5、根据权利要求1或者4所述的充分利用换热站冷凝水热值的全自动节能装置，其特征在于所述的各阀门为电磁阀，各电磁阀分别与电器控制箱连接；在集热箱内设置有监控集热箱内水位高度的水位探测器，水位探测器与电器控制箱连接，电器控制箱还与补水泵及监测暖气管网中水量的压力检测器连接。

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