CN203162911U - 一种相变供暖热机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相变供暖热机，供热增压循环泵（4）回水口通过分流后的回水支路Ⅰ的压力管Ⅰ（7）与相变加热器（2）顶部的进水口（9）相连接，相变加热器（2）底部设有的出汽口（8）与负压热交换器（3）的进汽口（10）相连接，回水支路Ⅱ另一条支路与负压热交换器（3）的进水口连接，压力调节阀（12）位于供热增压循环泵（4）与负压热交换器（3）的进水口之间，负压热交换器（3）的混合出口依次与供热负载（5）和补水箱（1）的热水进口连接。

Description

一种相变供暖热机

技术领域

本实用新型涉及一种相变供暖热机。 

背景技术

利用锅炉产热已有很长时间，为提高锅炉的功能、效率、污染物排放，安全运行，在科研、生产、安装、运行部门都投入大量的人力物力。现在还继续进行这方面工作。包括锅炉材料、结构形式、控制方法、环境污染等方面的研究。锅炉安全运行、监督均有严格的法规。但锅炉始终安全、能源消耗、环境污染研究注重课题。在国家李节能减排的硬性规定下，一些小型锅炉拆除，并入大型集中供热系统，同时相继开发大型热泵集中供热系统、地源热泵、海水热泵、污水热泵等到系统，这些措施是解决人们所关心的供暖问题，但是更存在诸多问题：1、目前的供暖设备具有统一的供停时间，但是供前停供后如果天气发生变化就得不到供暖，且末端用户温度会出现不达标的现象，从而造成使用不便，不能适应供暖的需求；2、上班族的时间与实际供暖时间的矛盾，由于间断性供暖，家中老人孩子得不到供暖；分户计量问题，实际用热费用不合理；3、这种设备会出现外网热损以及对环境的影响，不但使用效果差，而且投资大，成本高，对环境污染大；另外工程造价大，外网维修时的安全性较差，频繁维修，泄漏对人造成危害发生；4、如果对远离集中供热区域的高端住宅以及入住率低、大量空置或无人居住的群楼，将会出现无法供热的情况；5、启动时间较长，消耗了大量能源；6、大量水资源的启用，高品质水资源浪费。 

发明内容

本实用新型提供了一种相变供暖热机及利用相变供暖热机加热的方法，它节能效果好，安全性高，符合国家节能减排要求。 

本实用新型采用了以下技术方案：一种相变供暖热机，其特征是它包括进水设备、补水箱、相变加热器、负压热交换器、供热增压循环泵、供热负载和供电及自动化控制单元，相变加热器的控制端、供热增压循环泵的控制端以及供热负载的控制端都与供电及自动化控制单元连接，进水设备与补水箱相连通，补水箱的冷水出水口与供热增压循环泵的进水口连接，供热增压循环泵回水口的出口处分流为回水支路Ⅰ和回水支路Ⅱ，回水支路Ⅰ包括压力管Ⅰ，供热增压循环泵回水口通过回水支路Ⅰ的压力管Ⅰ与相变加热器顶部的进水口相连接，相变加热器底部设有的出汽口与负压热交换器的进汽口相连接，回水支路Ⅱ包括压力管和压力调节阀，回水支路Ⅱ另一条支路与负压热交换器的进水口连接，压力调节阀位于供热增压循环泵与负压热交换器的进水口之间，负压热交换器的混合出口依次与供热负载和补水箱的热水进口连接，补水箱的冷水经过供热增压循环泵的抽取后分流为两路，一路冷水通过压力管Ⅰ输送到相变加热器内，在相变加热器内经过雾化和加热后形成水蒸气，水蒸气通过相变加热器底部的出汽口输送到负压热交换器内，另一路冷水通过压力调节阀和压力管Ⅱ后进入到负压热交换器内，水蒸气与冷水进行热交换后通过负压热交换器的混合出口将热交换后的热水依次经过供热负载后回流到补水箱内。 

所述的相变加热器设置为内热式相变器，内热式相变器设有壳体，在壳体内腔的下部设有法兰盘，在法兰盘上插有若干干烧不锈钢电热管，在整个壳体外表面包裹有硅酸铝保温层，壳体顶部的进水口处设有雾化器，出汽口位于壳体的另一端。所述的壳体为碳钢钢管或不锈钢钢管。所述的供电及自动化控制单元之间通过电力线Ⅰ和温控线Ⅰ与相变加热器的控制端连接。所述的供电及自动化控制单元之间通过电力线Ⅱ与供热增压循环泵的控制端连接。所述的供电及自动化控制单元之间通过两条温控线Ⅲ与供热负载的控制端连接。所述的供电及自动化控制单元设置为PLC控制器。 

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型设有相变加热器，这样可以将冷水进入到相变加热器中经过雾化器雾化后形成微小的水雾，然后在相变加热器内的高温状态下，吸热瞬间变成蒸汽排出，在相变器内完成水的相变过程，这样1kg水每上升1℃需要1kcal，而100℃的水变成100℃的蒸汽时只需要538kcal热能，通过相变技术把具有内能水和在相变器内吸收的热量，使能效数倍增加，大大节约了能源。水汽化经过能产生负压汽水交换器进入负荷运行系统。根据运行系统要求，可常压、有压（低压）闭路开路均可。根据需要配置可同时提供热水，系统运行过程，不需要外围的能量补充，根据系统要求，它不但可以为常压、有压（低压）满足系统循环，极大降低投资和外网热损失；本实用新型设有供电及自动化控制单元，供电及自动化控制单元之间通过电力线Ⅰ和温控线Ⅰ与相变加热器的控制端连接，供电及自动化控制单元之间通过电力线Ⅱ与供热增压循环泵的控制端连接，供电及自动化控制单元之间通过电力线Ⅲ和温控线Ⅲ与供热负载的控制端连接，它可以采用自控技术，跟踪设定温度，系统温度可调，随时开机、停机，冷机开机供热时间<3min；水质不需要软化处理，苦碱水、海水均可连接使用；标准模块组件，根据负荷模块合组；维修简单，除易损件外，整机使用年限20年以上。 

本实用新型各模块的参数为： 

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附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

图2为本实用新型的控制框图。 

图3为本实用新型相变加热器的结构示意图。 

具体实施方式

在图1、图2和图3中，本实用新型提供了一种相变供暖热机，它包括进水设备、补水箱1、相变加热器2、负压热交换器3、供热增压循环泵4、供热负载5和供电及自动化控制单元6，相变加热器2的控制端、供热增压循环泵4的控制端以及供热负载5的控制端都与供电及自动化控制单元连6接，供电及自动化控制单元6设置为PLC控制器，供电及自动化控制单元6之间通过电力线Ⅰ16和温控线Ⅰ17与相变加热器2的控制端连接，供电及自动化控制单元6之间通过电力线Ⅱ18与供热增压循环泵4的控制端连接，供电及自动化控制单元6之间通过两条温控线Ⅲ19与供热负载5的控制端连接，进水设备与补水箱1相连通，补水箱1的冷水出水口与供热增压循环泵4的进水口连接，供热增压循环泵4回水口的出口处分流为回水支路Ⅰ和回水支路Ⅱ，回水支路Ⅰ包括压力管Ⅰ7，供热增压循环泵4回水口通过回水支路Ⅰ的压力管Ⅰ7与相变加热器2顶部的进水口9相连接，相变加热器2底部设有的出汽口8与负压热交换器3的进汽口10相连接，回水支路Ⅱ包括压力管11和压力调节阀12，回水支路Ⅱ另一条支路与负压热交换器3的进水口连接，压力调节阀12位于供热增压循环泵4与负压热交换器3的进水口之间，负压热交换器3的混合出口依次与供热负载5和补水箱1的热水进口连接，补水箱1的冷水经过供热增压循环泵4的抽取后分流为两路，一路冷水通过压力管Ⅰ7输送到相变加热器2内，在相变加热器2内经过雾化和加热后形成水蒸气，水蒸气通过相变加热器2底部的出汽口输送到负压热交换器3内，另一路冷水通过压力调节阀12和压力管Ⅱ11后进入到负压热交换器3内，水蒸气与冷水进行热交换后通过负压热交换器3的混合出口将热交换后的热水依次经过供热负载5后回流到补水箱1内，相变加热器2设置为内热式相变器，内热式相变器设有壳体13，壳体13为碳钢钢管或不锈钢钢管，在壳体13内腔的下部设有法兰盘20，在法兰盘20上均匀插有十二根干烧不锈钢电热管14，在整个壳体13外表面包裹有硅酸铝保温层，壳体13顶部的进水口9处设有雾化器15，出汽口8位于壳体13的另一端。 

在图2中，本实用新型还提供了一种利用相变供暖热机加热的方法，它包括以下步骤：步骤一，补水箱1内的水源依次经过供热增压循环泵4的抽取后分流为两条支路，一路冷水通过压力管Ⅰ7输送到相变加热器2内，冷水进入到相变加热器2内经过相变加热器2中的雾化器15进行雾化后形成雾化水汽，雾化水汽产生很强的内能，然后将雾化后的水喷入相变加热器2内经过干烧不锈钢电热管14的加热至100-400°，水分子颗粒在加热的状态下膨胀，膨胀后的水分子颗粒在瞬间变成水蒸气，完成水的相变过程，雾化水汽在变为水蒸气的过程中产生热量的能效比达到1:1.5-3，水蒸气通过相变加热器2底部的出汽口输送到负压热交换器3内，打开压力调节阀12，另一路冷水通过压力调节阀12和压力管Ⅱ11后进入到负压热交换器3内；步骤二，水蒸气与冷水在负压热交换器3进行热交换后通过负压热交换器3的混合出口将热交换后的热水依次经过供热负载5后回流到补水箱1内进行循环利用，这样完成了热水的加热、利用和循环的过程。 

Claims (7)

1.一种相变供暖热机，其特征是它包括进水设备、补水箱（1）、相变加热器（2）、负压热交换器（3）、供热增压循环泵（4）、供热负载（5）和供电及自动化控制单元（6），相变加热器（2）的控制端、供热增压循环泵（4）的控制端以及供热负载（5）的控制端都与供电及自动化控制单元连（6）接，进水设备与补水箱（1）相连通，补水箱（1）的冷水出水口与供热增压循环泵（4）的进水口连接，供热增压循环泵（4）回水口的出口处分流为回水支路Ⅰ和回水支路Ⅱ，回水支路Ⅰ包括压力管Ⅰ（7），供热增压循环泵（4）回水口通过回水支路Ⅰ的压力管Ⅰ（7）与相变加热器（2）顶部的进水口（9）相连接，相变加热器（2）底部设有的出汽口（8）与负压热交换器（3）的进汽口（10）相连接，回水支路Ⅱ包括压力管（11）和压力调节阀（12），回水支路Ⅱ另一条支路与负压热交换器（3）的进水口连接，压力调节阀（12）位于供热增压循环泵（4）与负压热交换器（3）的进水口之间，负压热交换器（3）的混合出口依次与供热负载（5）和补水箱（1）的热水进口连接，补水箱（1）的冷水经过供热增压循环泵（4）的抽取后分流为两路，一路冷水通过压力管Ⅰ（7）输送到相变加热器（2）内，在相变加热器（2）内经过雾化和加热后形成水蒸气，水蒸气通过相变加热器（2）底部的出汽口输送到负压热交换器（3）内，另一路冷水通过压力调节阀（12）和压力管Ⅱ（11）后进入到负压热交换器（3）内，水蒸气与冷水进行热交换后通过负压热交换器（3）的混合出口将热交换后的热水依次经过供热负载（5）后回流到补水箱（1）内。

2.根据权利要求1所述的相变供暖热机，其特征是所述的相变加热器（2）设置为内热式相变器，内热式相变器设有壳体（13），在壳体（13）内腔的下部设有法兰盘（20），在法兰盘（20）上插有若干干烧不锈钢电热管（14），在整个壳体（13）外表面包裹有硅酸铝保温层，壳体（13）顶部的进水口（9）处设有雾化器（15），出汽口（8）位于壳体（13）的另一端。

3.根据权利要求2所述的相变供暖热机，其特征是所述的壳体（13）为碳钢钢管或不锈钢钢管。

4.根据权利要求1所述的相变供暖热机，其特征是所述的供电及自动化控制单元（6）之间通过电力线Ⅰ（16）和温控线Ⅰ（17）与相变加热器（2）的控制端连接。

5.根据权利要求1所述的相变供暖热机，其特征是所述的供电及自动化控制单元（6）之间通过电力线Ⅱ（18）与供热增压循环泵（4）的控制端连接。

6.根据权利要求1所述的相变供暖热机，其特征是所述的供电及自动化控制单元（6）之间通过两条温控线Ⅲ（19）与供热负载（5）的控制端连接。

7.根据权利要求1、4、5或6所述的相变供暖热机，其特征是所述的供电及自动化控制单元（6）设置为PLC控制器。

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