CN202350178U

CN202350178U - 一种小型低温采暖系统

Info

Publication number: CN202350178U
Application number: CN2011205170000U
Authority: CN
Inventors: 段双平; 敬成君; 王林
Original assignee: Southwest University of Science and Technology
Current assignee: Southwest Jiaotong University; Southwest University of Science and Technology
Priority date: 2011-12-10
Filing date: 2011-12-10
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2021-12-10

Abstract

本实用新型公开了一种小型低温采暖系统，包括燃气加热器、气泡泵提升管、汽液分离器、换热器、集液器、U形弯管、电动控制阀、蒸汽引射器。本实用新型利用气泡泵提升管的热虹吸作用提供工作介质循环动力，省去现有户式热水采暖系统所必须设置的循环泵，节省电能;利用水在真空较低温度条件下汽化以增加燃气加热器换热温差、提高燃气加热器效率，节省燃料;利用水蒸汽相变冷凝换热提高蒸汽-空气换热器效率、减小换热面积、实现蒸汽-空气换热器小型化;蒸汽喷射器代替真空泵保证系统稳定可靠工作。与户式热水采暖系统相比，该系统无运动部件，不消耗电能，节省燃气，应用前景广阔。

Description

一种小型低温采暖系统

技术领域

本发明涉及蒸汽采暖系统，尤其涉及一种小型低温采暖系统。

背景技术

夏热冬冷地区住宅主要采用的是电采暖形式，其缺点是不节能且舒适性差。为了改善冬季室内热舒适性，最常见办法是以蒸汽采暖方式或热水采暖方式来代替电采暖方式。蒸汽采暖方式的工作介质是水蒸汽，水蒸汽比潜热大而节省输送能耗，而且水蒸汽相变换热而减少散热器面积，但传统蒸汽供热系统具有蒸汽温度高、饱和压力高、能量品质高等特点，存在能耗高、安全隐患、蒸汽泄漏、维护管理困难等问题，因此不适用于普通家庭住宅采暖；热水供热系统的工作介质是液态的水，系统压力较小、温度较低，但液态水比热小而增加输送能耗，还因显热换热而增加换热面积，另外，受家庭住宅高度限制，重力循环热水采暖系统也难以在家庭住宅应用，因此，现有户式采暖系统多采用泵驱动热水采暖系统，这样不仅需要消耗电能，还可能带来噪声方面问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用气泡泵提供驱动力、低温水蒸汽相变释放大量冷凝热的小型低温采暖系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种小型低温采暖系统，包括燃气加热器、气泡泵提升管、汽液分离器、换热器、集液器、U形弯管、电动控制阀、蒸汽引射器；所述燃气加热器出口与气泡泵提升管进口相连，气泡泵提升管的出口插入汽液分离器内，汽液分离器的水蒸汽出口与换热器进口相连，汽液分离器的液相水出口与换热器的凝结水出口汇合与集液器进口相连，集液器出口、U形弯管、电动供液阀、燃气加热器进口依次连接；所述汽液分离器还设置另外两个蒸汽出口，汽液分离器顶部蒸汽出口与蒸汽引射器的工作蒸汽入口相连，汽液分离器侧面蒸汽出口设置在气液分离器内液面以上位置，汽液分离器侧面蒸汽出口经节流阀与蒸汽引射器引射气体入口相连，蒸汽引射器混合气体出口与电动截止阀相连。

所述汽液分离器设压力传感器，压力传感器的电信号输出端与控制器相连，控制器还与计时器、电动控制阀和电动截止阀的电信号线相连。

所述换热器为钢制散热器、风机盘管或辐射板，所述换热器的蒸汽入口设置在换热器顶部、换热器的凝结水出口设置在换热器底部，凝结水依靠重力作用自上而下流动。

所述系统所采用的工作介质为温度10℃～100℃、绝对压力1.2kPa～101.4kPa的水或水蒸汽。

本发明燃气加热器加热水所产生的微小汽泡与大直径汽泡结合形成汽水混合物，汽水混合物进入气泡泵提升管中，利用气泡浮升力驱动气泡上方的液体沿提升管向上流动，从而汽液混合物被送入汽液分离器内，气泡泵提升管出口必须超过汽液分离器的液面位置以防止液体倒流。

本发明要求在燃气加热器与汽液分离器之间设置至少一根气泡泵提升管，汽泡泵提升管呈圆形或椭圆形的截面形状，以减少流体流动阻力、维持气泡球形形状、避免气泡在流动过程破裂。

本发明在集液器和电动控制阀之间设U形弯管解决热水回流管段可能出现的气塞问题，增加系统可靠性。

本发明优点在于利用气泡泵提升管热虹吸作用提供工作介质循环动力，省去现有户式热水采暖系统所必须设置的循环泵，节省电能；利用水在真空较低温度条件下汽化以增加燃气加热器换热温差、提高燃气加热器效率，节省燃料；利用水蒸汽相变冷凝换热提高蒸汽-空气换热器效率、减小换热面积，实现蒸汽-空气换热器小型化。用蒸汽引射器代替真空泵保证系统稳定可靠工作。与户式热水采暖系统相比，该系统无运动部件，不消耗电能，节省燃气，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

具体实施方式

如图1为本发明的小型低温采暖系统，图1中的箭头表示系统各部分间所连管道中的流体流向。系统所采用的工作介质为温度10℃～100℃、绝对压力1.2kPa～101.4kPa的水或水蒸汽。

该系统包括燃气加热器1、气泡泵提升管2、汽液分离器3、换热器4、集液器5、U形弯管6、电动控制阀11、蒸汽引射器8；所述燃气加热器1出口与气泡泵提升管2进口相连，气泡泵提升管2的出口插入汽液分离器3内，汽液分离器3的水蒸汽出口与换热器4进口相连，汽液分离器3的液相水出口与换热器4的凝结水出口汇合与集液器5进口相连，集液器5出口、U形弯管6、电动供液阀11、燃气加热器2进口依次连接；所述汽液分离器3还设置另外两个蒸汽出口，汽液分离器3顶部蒸汽出口与蒸汽引射器8的工作蒸汽入口相连，汽液分离器3侧面蒸汽出口经节流阀12与蒸汽引射器8引射气体入口相连，蒸汽引射器8混合气体出口与电动截止阀9相连。

所述汽液分离器3设压力传感器7，压力传感器7的电信号输出端与控制器10相连，控制器10还与计时器13、电动控制阀11和电动截止阀9的电信号线相连。

所述换热器4为钢制散热器、风机盘管或辐射板；所述换热器4的蒸汽入口设置在换热器4顶部、换热器4的凝结水出口设置在换热器4底部，凝结水依靠重力作用自上而下流动。

本发明由热水蒸汽循环系统、蒸汽引射式真空抽气系统及它们的辅助控制系统组成。热水蒸汽循环系统工作过程是燃气加热器1内水被燃气加热器1加热局部沸腾变成汽水混合物，经由汽泡泵提升管2送至汽液分离器3，从汽液分离器3流出的水蒸汽进入换热器4与空气进行热交换，水蒸汽发生相变凝结成水而释放出冷凝热，换热器4内凝结水依靠重力自上而下流出从换热器4底部流出后，与来自汽液分离器3的热水汇合并流入集液器5，集液器5内的热水在重力和浮升力共同作用下先后流经U形弯管6、电动控制阀11，然后流回燃气加热器1，至此完成一个循环过程；蒸汽引射式真空抽气系统工作过程是当控制器10在抽真空模式下工作时，电动控制阀11关闭，燃气加热器1加热热水汽化，汽液分离器3内气体压力不断增加，当汽液分离器3内压力达到控制器10所设置高压压力上限时，电动截止阀9开启，汽液分离器3液面上空气和水蒸汽混合气体流入节流阀12，经节流阀12节流降压后的混合气体被来自汽液分离器3的高压蒸汽抽吸进入蒸汽引射器8，然后蒸汽引射器8出口的混合气体被排至大气中，从而汽液分离器3内液面上空气不断被抽走，直到达到控制器10所设置抽真空时间上限，电动控制阀11开启、电动截止阀9关闭，抽真空过程结束；辅助控制系统包括对电动截止阀9和电动控制阀11控制。

电动截止阀9和电动控制阀11的控制根据供热模式和抽真空模式设定。供热模式下，控制器10发出动作电动截止阀9关闭、电动控制阀11开启；抽真空模式下，控制器10发出动作首先关闭电动控制阀11，当汽液分离器3所设压力传感器7所检测压力上升到所设置高压压力上限时，控制器10发出动作电动截止阀9开启，计时器13开始计时，当抽真空时间达到所设置时间上限时，控制器10发出动作电动截止阀9开启、电动控制阀11关闭，抽真空工作完成。

Claims

1.一种小型低温采暖系统，其特征在于：包括燃气加热器、气泡泵提升管、汽液分离器、换热器、集液器、U形弯管、电动控制阀、蒸汽引射器；所述燃气加热器出口与气泡泵提升管进口相连，气泡泵提升管的出口插入汽液分离器内，汽液分离器的水蒸汽出口与换热器进口相连，汽液分离器的液相水出口与换热器的凝结水出口汇合与集液器进口相连，集液器出口、U形弯管、电动供液阀、燃气加热器进口依次连接；所述汽液分离器还设置另外两个蒸汽出口，汽液分离器顶部蒸汽出口与蒸汽引射器的工作蒸汽入口相连，汽液分离器侧面蒸汽出口设置在气液分离器内液面以上位置，汽液分离器侧面蒸汽出口经节流阀与蒸汽引射器引射气体入口相连，蒸汽引射器混合气体出口与电动截止阀相连。

2.一种权利要求1所述的小型低温采暖系统，其特征在于: 所述汽液分离器设压力传感器，压力传感器的电信号输出端与控制器相连，控制器还与计时器、电动控制阀和电动截止阀的电信号线相连。

3.根据权利要求1所述的小型低温采暖系统，其特征在于：所述换热器为钢制散热器、风机盘管或辐射板; 所述换热器的蒸汽入口设置在换热器顶部、换热器的凝结水出口设置在换热器底部，凝结水依靠重力作用自上而下流动。

4.根据权利要求1所述的小型低温采暖系统，其特征在于：工作介质为温度10℃～100℃、绝对压力1.2kPa～101.4kPa的水或水蒸汽。