CN205447258U - 一体式太阳能热泵液化石油气气化器 - Google Patents
一体式太阳能热泵液化石油气气化器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于液化石油气气化技术领域，尤其涉及一体式太阳能热泵液化石油气气化器，包括太阳能热泵、设备仓、内筒、外筒、集热蒸发器、防爆电加热器和操作显示面板，太阳能热泵由外筒侧表面的集热蒸发器和设备仓内的气液分离器、压缩机、冷凝器、储液器、膨胀阀依次通过制冷剂管路连接组成，液化石油气进液管和回液管连接外筒和液化石油气钢瓶组或储罐，外筒底部连接LPG排液管，内筒底部连接排水管；气化器的气相管连接外筒顶部和供气管网。该实用新型充分利用太阳能和空气能替代常规能源加热气化液化石油气，节能环保，结构简单紧凑，设计新颖，具有良好的经济和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型属于液化石油气气化技术领域，尤其涉及一体式太阳能热泵液化石油气气化器。
背景技术
液化石油气是我国城市燃气的主要气源，大部分液化石油气需要以液态形式经气化器加热强制气化成气态后，由供气管网供给燃气用户。传统的液化石油气气化器主要以电加热热水，热水(50℃左右)通过间壁式换热方式，使液态液化石油气气化成气态。这种气化方式的电能消耗大约为127kWh/t液化石油气，能耗大，不符合我国当前的节能要求。为了解决上述问题，在专利《基于直膨式太阳能热泵的液化石油气气化系统及应用》(专利号ZL201110388936.2)阐述了一种基于直膨式太阳能热泵的液化石油气气化系统，但该技术存在下述问题：1.系统结构复杂，设备多，占地面积大，不便于安装和商业化；2.热水在蓄热水箱与气化器之间流动所需的压损，需要经过水泵加压，增加了投资及高品质电能的消耗；3.管路多且长，热损失大；4.压缩机长久运行，排气温度过高进而降低热泵了热泵的热力性能；5.当用户用气量较低而气化器内的液化石油气较多时，存在超压的安全隐患；6.辅助热源需要先加热水后，再由热水气化液化石油气，降低了热效率。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提出了一种一体式太阳能热泵液化石油气气化器，由太阳能热泵、设备仓32、内筒20、外筒19、防爆电加热器2和操作显示面板10组成；
所述太阳能热泵由布置在外筒19侧表面的集热蒸发器1和布置在设备仓32内部的气液分离器21、压缩机22、冷凝器23、储液器24、膨胀阀25依次通过制冷剂管路连接组成，形成闭合的制冷剂循环通道；
所述外筒19顶部安装设备仓32，外筒19内部中央顶部安装内筒20，内筒20顶部与设备仓32底部相连，冷凝器23直接沉浸于内筒20，用于加热内筒20中的水；
所述设备仓32侧面设有操作显示面板10，设备仓32顶部设有装设电接点压力表12的气相管11、安全阀13和风扇14，气相管11与外筒19顶部相连；设备仓32内部还设有注水管26和放散管27；注水管26顶端设有注水管端盖15，注水管26底部与内筒20顶端连接；放散管27顶部与安全阀13相连，放散管27底部与外筒19顶部相连；
所述内筒20顶端安装内筒温度传感器28和液位传感器30，内筒20底端连接带球阀的排水管17；
所述外筒19顶端安装外筒温度传感器29，外筒19底端连接带球阀的液化石油气排液管16，外筒19底部设置防爆电加热器2，外筒19底部分别连接进液管3和回液管5，进液管3和回液管5分别装有第一防爆电磁阀4和第二防爆电磁阀9；进液管3和回液管5另一端连接液化石油气钢瓶组或液化石油气；气相管11的另一端与供气管网相连。
所述内筒20和外筒19为钢制的承压式同心圆筒；所述内筒20内充装水，所述外筒19内部底部为液相液化石油气，顶部为气相液化石油气。
所述设备仓32与内筒20和外筒19之间由上层敷设保温层的钢制隔板31隔开；所述气相管11、注水管26、放散管27、内筒温度传感器28、外筒温度传感器29、液位传感器30和冷凝器23的铜管穿过隔板31与内筒20或外筒19连接时做密封处理；所述外筒19与集热蒸发器1之间敷设保温层18，保温层18为聚氨酯发泡。
所述集热蒸发器1作为外筒19的外壳，板材为工业纯铝，采用热轧吹胀法加工而成制冷剂流动通道。
所述防爆电加热器2内部充满超导液体，中央设有电阻丝。
所述气化器上的所有电器件均有防爆接线盒连接。
所述气化器底部安装带刹车万向轮。
所述进液管3和回液管5上均装有Y型过滤器6和压力表7；所述回液管5上还装有止回阀8。
在用气低谷且有太阳辐射时，太阳能热泵运行制热，加热内筒20中的水进行蓄热；
在用气高峰时，第一防爆电磁阀4打开，液化石油气钢瓶组中的液态液化石油气进入气化器的外筒19，吸收来自内筒20的热水热量，强制气化后通过气相管11进入供气管道，满足用气负荷；
在用气高峰且太阳辐射不足时，内筒20的热水热量不足以满足液态液化石油气气化热量时，防爆电加热器2开启，补充不足的气化热量；气化器的气化量高于用气量时，第一防爆电磁阀4关闭，第二防爆电磁阀9打开，外筒19底部的液态液化石油气在外筒19内部的压力下流回液化石油气钢瓶组；
在太阳能热泵发生故障时，防爆电加热器2开启满足气化热量。
所述风扇14为轴流式风扇，与压缩机22运行联动，及时排出电机加热量，降低压缩机排气温度，提高太阳能热泵热力性能。
本实用新型具有以下有益效果：
1.一体式设计，结构简单，占地面积小，便于布置；
2.仅利用液化石油气钢瓶组内的压力让液态液化石油气流入气化器，而作为热媒的水储存在内筒，无需水泵加压，节省投资和电能消耗；
3.风扇的运转能够及时带走电机散发的热量，降低压缩机排气温度，提高太阳能热泵的热力性能，更利于充分利用太阳能；
4.回液管能够有效让气化器外筒内的液态液化石油气回流至液化石油气钢瓶组，提高了气化器的安全性，并且减少了因超压放散的气态液化石油气量，节省能源；
5.作为辅助热源的防爆电加热器直接置于外筒，能够直接加热气化液化石油气，省去了利用中间介质的换热环节，提高了换热效率；
6.集热蒸发器充当气化器外壳，降低了成本。
附图说明
图1为一体式太阳能热泵液化石油气气化器外观图：
图2为一体式太阳能热泵液化石油气气化器的剖面图：
图中：1-集热蒸发器；2-防爆电加热器；3-进液管；4-第一防爆电磁阀；5-回液管；6-Y型过滤器；7-压力表；8-止回阀；9-第二防爆电磁阀；10-操作显示面板；11-气相管；12-电接点压力表；13-安全阀；14-风扇；15-注水管端盖；16-带球阀的液化石油气排液管；17-带球阀的排水管；18-保温层；19-外筒；20-内筒；21-气液分离器；22-压缩机；23-冷凝器；24-储液器；25-膨胀阀；26-注水管；27-放散管；28-内筒温度传感器；29-外筒温度传感器；30-液位传感器；31-隔板；32-设备仓。
具体实施方式
下面结合附图，对实施例作详细说明。
实施例1
如图1和图2所示，一体式太阳能热泵液化石油气气化器由太阳能热泵、设备仓32、内筒20、外筒19、防爆电加热器2和操作显示面板10组成；
所述太阳能热泵由布置在外筒19侧表面的集热蒸发器1和布置在设备仓32内部的气液分离器21、压缩机22、冷凝器23、储液器24、膨胀阀25依次通过制冷剂管路连接组成，形成闭合的制冷剂循环通道；
所述外筒19顶部安装设备仓32，外筒19内部中央顶部安装内筒20，内筒20顶部与设备仓32底部相连，冷凝器23直接沉浸于内筒20，用于加热内筒20中的水；
所述设备仓32侧面设有操作显示面板10，设备仓32顶部设有装设电接点压力表12的气相管11、安全阀13和风扇14，气相管11与外筒19顶部相连；设备仓32内部还设有注水管26和放散管27；注水管26顶端设有注水管端盖15，注水管26底部与内筒20顶端连接；放散管27顶部与安全阀13相连，放散管27底部与外筒19顶部相连；
所述内筒20顶端安装内筒温度传感器28和液位传感器30，内筒20底端连接带球阀的排水管17；
所述外筒19顶端安装外筒温度传感器29，外筒19底端连接带球阀的液化石油气排液管16，外筒19底部设置防爆电加热器2，外筒19底部分别连接进液管3和回液管5，进液管3和回液管5分别装有第一防爆电磁阀4和第二防爆电磁阀9；进液管3和回液管5另一端连接液化石油气钢瓶组或液化石油气；气相管11的另一端与供气管网相连。
所述内筒20和外筒19为钢制的承压式同心圆筒；所述内筒20内充装水，所述外筒19内部底部为液相液化石油气，顶部为气相液化石油气。
所述设备仓32与内筒20和外筒19之间由上层敷设保温层的钢制隔板31隔开；所述气相管11、注水管26、放散管27、内筒温度传感器28、外筒温度传感器29、液位传感器30和冷凝器23的铜管穿过隔板31与内筒20或外筒19连接时做密封处理；所述外筒19与集热蒸发器1之间敷设保温层18，保温层18为聚氨酯发泡。
所述集热蒸发器1作为外筒19的外壳，板材为工业纯铝，采用热轧吹胀法加工而成制冷剂流动通道。
所述防爆电加热器2内部充满超导液体，中央设有电阻丝。
所述所有电器件均有防爆接线盒连接。
所述气化器底部安装带刹车万向轮。
所述进液管3和回液管5上均装有Y型过滤器6和压力表7；所述回液管5上还装有止回阀8。
实施例2
以下结合附图1和图2，说明一体式太阳能热泵液化石油气气化器的运行控制方法和工作原理。
运行控制方法：
压缩机的启/停，即太阳能热泵的启/停：由太阳辐射值和内筒温度传感器28的温度值控制，在本实施例中控制阈值取：太阳辐射值IC为30W/m2，热水水温下限tC,L为45℃，上限tC,U为60℃。
当太阳辐射值I≥IC且热水水温t<tC,L时，压缩机22启动，太阳能热泵运行加热内筒20中的水；
当太阳辐射值I<IC或热水水温t≥tC,U时，压缩机22关停，太阳能热泵停止运行。
风扇的启/停：与压缩机22运行联动。
防爆电磁阀的启/闭：由电接点压力表12的压力值控制，在本实施例中控制阈值取：压力下限PC,L为0.5MPa，上限PC,U为0.8MPa。
当电接点压力表的压力值P<PC,L时，第一防爆电磁阀4打开；
当电接点压力表的压力值P≥PC,U时，第一防爆电磁阀4关闭，第二防爆电磁阀9打开；
当电接点压力表的压力值P<PC,U时，第二防爆电磁阀9关闭。
防爆电加热器的启/停：由太阳辐射值、内筒温度传感器28的温度值和电接点压力表12的压力值控制。
当热水水温t∈[tC,L,tC,U]且电接点压力表的压力值P<PC,U时，防爆电加热器2开启运行；
当热水水温t<tC,L且电接点压力表的压力值P<PC,U时，防爆电加热器2开启运行；
当P≥PC,U时，防爆电加热器2停止运行。
在本实施例中安全阀13的控制阈值取PC,S为1.76MPa，当外筒19内的压力超过PC,S时，安全阀13打开，将超压气体自动排出后自动关闭。
工作原理：
当内筒20内热水温度低于tC,L且太阳辐射值不低于IC，则启动压缩机，太阳能热泵运行，加热内筒20内的热水，同时，风扇14运行；当内筒20内的水温升高到tC,U，则关闭压缩机，太阳能热泵停止运行，同时，风扇14关停。
当用户用气且电接点压力表12的数值低于PC,L时，第一防爆电磁阀4打开，液化石油气钢瓶组内的液态液化石油气经进液管3上的Y型过滤器6过滤后进入气化器外筒，被内筒20中的热水加热气化后，当电接点压力表12的数值达到PC,L后，气相管11与供气管网连接的气相阀打开，气态液化石油气经气相管11送入供气管网供给用户。
在用气低谷时，内筒20中热水可释放的热量大于外筒19中液态液化石油气气化所需热量，外筒19的压力不断升高，当电接点压力表12的数值超过PC,U时，防爆电磁阀4关闭，第二防爆电磁阀9打开。若外筒19的压力高于液化石油气钢瓶内的压力，则外筒19底部的液态液化石油气依靠自身压力通过设置在回液管5上的Y型过滤器6、止回阀8和第二防爆电磁阀9节流降温后流回到液化石油气钢瓶组；若外筒19的压力低于液化石油气钢瓶内的压力，外筒19底部的液态液化石油气无法回流至液化石油气钢瓶组，在不进液的情况下外筒19的压力有可能继续升高，升高至PC,S，则安全阀13打开将外筒19上部的气态液化石油气经放散管27自动排出泄压后自动关闭。
用气高峰或太阳辐射不足时，内筒20中热水可释放的热量小于外筒19中液态液化石油气气化所需热量，随着外筒19上部的气态液化石油气不断由气相管11送入供气管网，外筒19的压力降低，当电接点压力表12的数值低于PC,U时，第二防爆电磁阀9关闭，防爆电加热器2启动。若外筒19的压力继续降低至低于PC,L，第一防爆电磁阀4开启，液化石油气钢瓶组中的液态液化石油气经进液管3进入外筒19进行气化提升压力，当电接点压力表12的数值升至PC,U时，防爆电加热器2停止运行。
若液位传感器30的数值低于设定的液位下限，则通过注水管26人工往内筒20补水直至设定的液位上限。
气化过程中积聚在外筒19底部的液化石油气残液定期由带球阀的液化石油气排液管16排出。
本实用新型适用于液化石油气强制气化的场合，即可用于民用，也可用于工业。
此实施例仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一体式太阳能热泵液化石油气气化器，其特征在于，由太阳能热泵、设备仓(32)、内筒(20)、外筒(19)、防爆电加热器(2)和操作显示面板(10)组成；
所述太阳能热泵由布置在外筒(19)侧表面的集热蒸发器(1)和布置在设备仓(32)内部的气液分离器(21)、压缩机(22)、冷凝器(23)、储液器(24)、膨胀阀(25)依次通过制冷剂管路连接组成，形成闭合的制冷剂循环通道；
所述外筒(19)顶部安装设备仓(32)，外筒(19)内部中央顶部安装内筒(20)，内筒(20)顶部与设备仓(32)底部相连，冷凝器(23)直接沉浸于内筒(20)，用于加热内筒(20)中的水；
所述设备仓(32)侧面设有操作显示面板(10)，设备仓(32)顶部设有装设电接点压力表(12)的气相管(11)、安全阀(13)和风扇(14)，气相管(11)与外筒(19)顶部相连；设备仓(32)内部还设有注水管(26)和放散管(27)；注水管(26)顶端设有注水管端盖(15)，注水管(26)底部与内筒(20)顶端连接；放散管(27)顶部与安全阀(13)相连，放散管(27)底部与外筒(19)顶部相连；
所述内筒(20)顶端安装内筒温度传感器(28)和液位传感器(30)，内筒(20)底端连接带球阀的排水管(17)；
所述外筒(19)顶端安装外筒温度传感器(29)，外筒(19)底端连接带球阀的液化石油气排液管(16)，外筒(19)底部设置防爆电加热器(2)，外筒(19)底部分别连接进液管(3)和回液管(5)，进液管(3)和回液管(5)分别装有第一防爆电磁阀(4)和第二防爆电磁阀(9)；进液管(3)和回液管(5)另一端连接液化石油气钢瓶组或液化石油气；气相管(11)的另一端与供气管网相连。
2.根据权利要求1所述气化器，其特征在于，所述内筒(20)和外筒(19)为钢制的承压式同心圆筒；所述内筒(20)内充装水，所述外筒(19)内部底部为液相液化石油气，顶部为气相液化石油气。
3.根据权利要求1所述气化器，其特征在于，所述设备仓(32)与内筒(20)和外筒(19)之间由上层敷设保温层的钢制隔板(31)隔开；所述气相管(11)、注水管(26)、放散管(27)、内筒温度传感器(28)、外筒温度传感器(29)、液位传感器(30)和冷凝器(23)的铜管穿过隔板(31)与内筒(20)或外筒(19)连接时做密封处理；所述外筒(19)与集热蒸发器(1)之间敷设保温层(18)，保温层(18)为聚氨酯发泡。
4.根据权利要求1所述气化器，其特征在于，所述集热蒸发器(1)作为外筒(19)的外壳，板材为工业纯铝，采用热轧吹胀法加工而成制冷剂流动通道。
5.根据权利要求1所述气化器，其特征在于，所述防爆电加热器(2)内部充满超导液体，中央设有电阻丝。
6.根据权利要求1所述气化器，其特征在于，所述气化器上的所有电器件均有防爆接线盒连接。
7.根据权利要求1所述气化器，其特征在于，所述气化器底部安装带刹车万向轮。
8.根据权利要求1所述气化器，其特征在于，所述进液管(3)和回液管(5)上均装有Y型过滤器(6)和压力表(7)；所述回液管(5)上还装有止回阀(8)。
9.根据权利要求1所述气化器，其特征在于，所述风扇(14)为轴流式风扇，与压缩机(22)运行联动。
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| CN201521035498.1U CN205447258U (zh) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | 一体式太阳能热泵液化石油气气化器 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105443981A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-30 | 华北电力大学（保定） | 一体式太阳能热泵液化石油气气化器及运行控制方法 |
| CN106369274A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-02-01 | 歌思（天津）低温设备有限公司 | 一种新型汽化器 |
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