CN218269269U - 常压蒸汽源热能机组 - Google Patents

Abstract

一种常压蒸汽源热能机组，包括蒸汽源桶、板式换热器和常压冷凝水箱，在蒸汽源桶内底部设有多个产汽隔离桶，产汽隔离桶产生的高温蒸汽通过顶部开口在蒸汽源桶内的上部空间形成蒸汽室；蒸汽源桶的顶部通过蒸汽管与板式换热器的上端相连通，将蒸汽室的高温蒸汽送入板式换热器并与冷水进行热交换而输出热水；板式换热器的下端通过冷凝排水管与常压冷凝水箱的顶部相连通，常压冷凝水箱的下部通过补水连通管与蒸汽源桶的下部相连通。本实用新型的常压蒸汽源热能机组高效节能，运行费用非常低，费用支出比集中供暖方式降低了50％左右；整体设备连接环节没有任何阀门，整体设备不承压，设备安全性高；而且清洁环保无污染。

Description

常压蒸汽源热能机组

技术领域

本实用新型涉及一种电加热供暖设备，具体涉及一种常压蒸汽源热能机组，属于换热设备制造技术领域。

背景技术

集中供暖是我国北方冬季传统的采暖方式，但集中供暖存在着一次性投资大，运行费用高，能源浪费大，环境污染等弊端。电加热供暖设备因使用清洁的电能，比集中供暖更加环保，得到了越来越广泛的使用，逐渐成为集中供暖的有效补充和替代。

当前市场上虽然有各种各样的电加热供暖设备，但仍属于高耗能的传统低端产品。例如，近几年来用户实际使用的采暖设备主要有普通电热管锅炉、电磁锅炉、镁砖固体锅炉以及空气能等，然而它们的运行成本远远大于集中供暖的费用支出，因此现有的电加热供暖设备增加了用户的经济压力，造成了资源的浪费。

因此，市场上急需研发一种高效节能、安全可靠、环保型的电加热供暖设备，能够有效降低能耗，降低供暖费用的支出。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高效节能、清洁环保的取暖方式，具体是提供一种常压蒸汽源热能机组，具有高效节能、费用低、安全可靠、无污染等优点。

本实用新型提供一种常压蒸汽源热能机组，包括蒸汽源桶、板式换热器和常压冷凝水箱，在蒸汽源桶内底部设有多个产汽隔离桶，产汽隔离桶产生的高温蒸汽通过顶部开口在蒸汽源桶内的上部空间形成蒸汽室；蒸汽源桶的顶部通过蒸汽管与板式换热器的上端相连通，将蒸汽室的高温蒸汽送入板式换热器并与冷水进行热交换而输出热水；板式换热器的下端通过冷凝排水管与常压冷凝水箱的顶部相连通，常压冷凝水箱的下部通过补水连通管与蒸汽源桶的下部相连通。

根据本实用新型的一个具体但非限制性的实施方案，在产汽隔离桶上端的外部与蒸汽源桶的内壁之间设置隔板。

根据本实用新型的一个具体但非限制性的实施方案，蒸汽源桶内上胆固定设置在蒸汽源桶上部的桶壁上并且中间灌装保温层。

根据本实用新型的一个具体但非限制性的实施方案，在隔板下方的蒸汽源桶壁上设置水位控制器。

根据本实用新型的一个具体但非限制性的实施方案，产汽隔离桶是双层套管结构，由外套管和内套管组成，内、外套管两端的接口处封闭焊接在一起，内、外套管之间是封闭的空气；内套管下端延伸一定长度并设有补水口。

根据本实用新型的一个具体但非限制性的实施方案，在产汽隔离桶的内部设有电热管。

根据本实用新型的一个具体但非限制性的实施方案，板式换热器另一侧的上端连接系统循环出水管，下端连接系统循环回水管。

根据本实用新型的一个具体但非限制性的实施方案，在系统循环回水管上设有系统循环泵。

根据本实用新型的一个具体但非限制性的实施方案，在常压冷凝水箱的顶部设有排空管。

根据本实用新型的一个具体但非限制性的实施方案，在常压冷凝水箱的外部设有自来水接管和溢流管和水位计。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1.本实用新型的常压蒸汽源热能机组利用多个产汽隔离桶产生高温蒸汽，高温蒸汽通过板式换热器与供暖系统的冷水进行热交换，达到采暖或其他用热水效果而输出。本实用新型的常压蒸汽源热能机组高效节能，运行费用非常低，费用支出比集中供暖方式降低了50％左右。

2.本实用新型的常压蒸汽源热能机组通过电加热使介质水产生高温、常压蒸汽，整体设备连接环节没有任何阀门，从而形成与大气贯通的常压设备。由于整体设备不承压，设备安全性非常高，是当前蒸汽容器中最安全可靠的产品。

3.本实用新型的常压蒸汽源热能机组高效节能、运行费用低，安全可靠又环保无污染，是一种逐渐替代传统取暖方式的高效节能环保技术，适合家庭、大型商场、大型车间以及公共场所使用，市场应用前景广泛。

附图说明

图1是本实用新型的常压蒸汽源热能机组的内部结构示意图。

具体实施方式

下文提供了具体的实施方式进一步说明本发明，但本发明不仅仅限于以下的实施方式。

如图1所示，本实用新型的常压蒸汽源热能机组包括蒸汽源桶1、板式换热器2和常压冷凝水箱3。其中，蒸汽源桶1是一个中空的常压容器，在蒸汽源桶底部设有多个用于产生高温蒸汽的产汽隔离桶11，产汽隔离桶11的顶部开口，高温蒸汽通过开口向上输送，在蒸汽源桶内的上部空间形成蒸汽室12。蒸汽源桶1的顶部通过蒸汽管4与板式换热器2的上端相连通，将蒸汽室12的高温蒸汽送入板式换热器2并与外部供暖系统的冷水进行热交换而输出热水，同时高温蒸汽瞬间冷却成冷凝水。板式换热器2的下端通过冷凝排水管5与常压冷凝水箱3的顶部相连通，常压冷凝水箱3的下部通过补水连通管6与蒸汽源桶1的下部相连通。常压冷凝水箱3用于收集并储存板式换热器2排出的冷凝水并通过补水连通管6将冷凝水补充到蒸汽源桶1中循环产生高温蒸汽。

具体地，为了使蒸汽很好地聚集在蒸汽源桶内的上部空间，在产汽隔离桶11上端的外部与蒸汽源桶1的内壁之间设置隔板13，隔板13将蒸汽室12的高温蒸汽与蒸汽源桶内下部空间的冷水隔离分开，防止汽水混合而降低高温蒸汽质量。为了使蒸汽室内的蒸汽不向外散热，减少热量损失，蒸汽源桶内上胆17固定设置在蒸汽源桶上部的桶壁上并且中间灌装保温层14。在隔板下方的蒸汽源桶壁上设置水位控制器15，以方便观察蒸汽源桶内的水位，确保水位在正常用水范围内。

多个产汽隔离桶11固定焊接在蒸汽源桶1的底板16上，产汽隔离桶的数量可以根据实际需要而定。产汽隔离桶11的顶部开口，与蒸汽室12大气连通。产汽隔离桶11是双层套管结构，由外套管和内套管组成，外套管与内套管两端的接口处封闭焊接在一起，以确保套管之间不能进水进汽，保证良好的隔热效果，内、外套管之间是封闭的空气。双层套管结构可以有效阻止产汽隔离桶内的高水温与外部的低水温进行热交换，减少不必要的热量损耗，以达到高效节能的目的。产汽隔离桶的内套管下端延伸一定长度并设有补水口111，通过补水口111可以连续不断地向产汽隔离桶内补充水，使产汽隔离桶可以连续不断地正常产汽。产汽隔离桶的外套管上端设有上倒角，蒸汽冷却变成冷凝水可以沿着上倒角流到产汽隔离桶外面，减少冷凝水流入产汽隔离桶内而影响产汽量。产汽隔离桶的外套管下端设有下倒角，可以增大面积，使产汽隔离桶外的低温水容易进入产汽隔离桶内。在产汽隔离桶11的内部设有电热管112，电热管112下端延伸至蒸汽源桶外，外接电源供电，电热管112通电加热使产汽隔离桶内的水瞬间产汽。产汽隔离桶可以把内部少量的水与外部大量的水分隔开来，因产汽隔离桶内的水极少，可以在电热管加热时瞬间产生高温蒸汽，只需3分钟左右即可产生蒸汽，用电功率极小，达到了快速产汽、高效节能的效果。

板式换热器2是高温蒸汽与外部采暖管网输送的冷水进行冷热交换、达到采暖所需温度的设备。板式换热器2一侧的上端通过蒸汽管4与蒸汽源桶1的蒸汽室12相连通，下端通过补水连通管6与蒸汽源桶1的下部相连通；另一侧的上端连接系统循环出水管21，下端连接系统循环回水管22。系统循环出水管21和系统循环回水管22连接外部采暖管网，外部采暖管网的冷水通过系统循环回水管22送入板式换热器2，加热到所需要的温度后，热水通过系统循环出水管21送入外部采暖管网并送入每一个用户家中。在系统循环回水管22上还设有系统循环泵23，系统冷水在系统循环泵23的作用下送到板式换热器2进行冷热交换，使系统的水温达到供暖温度。

板式换热器2进行热交换时产生的冷凝水通过冷凝排水管5自然流入常压冷凝水箱3中，并通过补水连通管6向蒸汽源桶1内补充冷凝水，以循环产生高温蒸汽。补水连通管6的一个作用是将蒸汽源桶1与常压冷凝水箱3连接在一起，当蒸汽源桶1在产汽时桶内的水不断被消耗时，通过补水连通管6将常压冷凝水箱3里的冷凝水源源不断地补充到蒸汽源桶1内，从而保证蒸汽源桶1可以正常产汽。补水连通管6的另一个作用是将蒸汽源桶1与蒸汽管4、板式换热器2、冷凝排水管5和常压冷凝水箱3连在一起，形成一个中间没有任何阀门的循环回路，该回路虽然运输高温蒸汽，但却是无阀门贯通的常压系统，不承压，因此运行安全可靠。另外，为了使常压冷凝水箱3时刻保持常压状态，在常压冷凝水箱3的顶部还设有排空管31，排空管31使常压冷凝水箱3与外界大气相连通。

在常压冷凝水箱3的外部分别设有自来水接管32和溢流管33。自来水接管32外接自来水，当常压冷凝水箱缺水时可以通过自来水接管32及时补充外源自来水。溢流管33的作用是当常压冷凝水箱3的水位超高时，通过溢流管33排出多余的水。在常压冷凝水箱3的外部一侧还设有水位计，用于显示常压冷凝水箱3内的水位高度与蒸汽源桶1内的水位高度保持同一个水平面，以保证产汽正常运行。

下面对本实用新型的常压蒸汽源热能机组的工作过程进行描述。

在开始工作前，先通过常压冷凝水箱3上的自来水接管32加入一定量的水，水通过补水连通管6流入蒸汽源桶1，少量的水再由补水口111流入产汽隔离桶11内。通电后，电热管112对产汽隔离桶11内少量的水进行加热，瞬间产生高温蒸汽，由顶部的开口排入蒸汽室12。随着产汽隔离桶11里的水不断产汽而被消耗时，外部的低温水由补水口111不断地向产汽隔离桶内自动补给，使产汽隔离桶始终保持正常的产汽工作。蒸汽室12的高温蒸汽通过蒸汽管4送入板式换热器2，外部采暖管网的冷水在系统循环泵23的作用下由系统循环回水管22送入板式换热器2，高温蒸汽将冷水加热到所需要的温度后，通过系统循环出水管21向采暖管网输出热水，采暖管网将热水送入每一个用户家中；同时高温蒸汽瞬间冷却成冷凝水，冷凝水通过冷凝排水管5自然流入常压冷凝水箱3。当蒸汽源桶1内的水不断产生蒸汽被逐渐消耗掉时，常压冷凝水箱3内的冷凝水通过补水连通管6连续不断地向蒸汽源桶1内补充，从而保证蒸汽源桶1可以连续不断地正常产汽并通过板式换热器2不断换热，持续输出所需温度的热水供用户使用。

本实用新型的常压蒸汽源热能机组巧妙地将多个产汽隔离桶与板式换热器结合进行换热，产汽隔离桶内极少量的水能够在电热管通电瞬间产生高温蒸汽，大幅加快了产汽速度，大大减小了用电功率；产汽隔离桶产生的高温蒸汽送入板式换热器后能够快速输出所需温度的热水，进一步提高了换热效率，从而实现了高效节能的目标；同时，利用常压冷凝水箱收集换热产生的冷凝水，循环利用冷凝水产汽，大幅减少了用水量，又实现了节水的目标。

本实用新型的常压蒸汽源热能机组比当前的蒸汽设备运行得更加安全可靠。本实用新型的整体设备联接环节中没有任何阀门，例如，蒸汽源桶内的产汽隔离桶与蒸汽源桶内外贯通，蒸汽源桶顶部通过蒸汽管与板式换热器贯通，板式换热器通过冷凝排水管与常压冷凝水箱贯通，常压冷凝水箱通过排空管、溢流管与大气贯通，常压冷凝水箱通过补水连通管与蒸汽源桶贯通，由此可见整个系统不设任何阀门，形成了与大气贯通的常压设备，虽然生产高温蒸汽，但整个系统不承压，因此运行过程更加安全可靠。本实用新型不是承压设备，因此不需要压力容器监管部门出具任何手续。相比于承压蒸汽容器在生产过程、安装过程、使用过程必须由压力容器监管部门出具压力容器合格证、压力容器安装审批验收手续、压力容器使用手续等，本实用新型的常压蒸汽源热能机组不需要手续审批，使用起来更加简单便利。

本实用新型的常压蒸汽源热能机组电功率小，能效高，运行费用比传统集中供暖方式降低了50％左右；而且运行安全可靠，使用便利，清洁环保无污染，是替代当前传统电采暖设备，如普通电锅炉、电磁锅炉、固体镁砖锅炉等高耗能电采暖设备的最佳选择。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种常压蒸汽源热能机组，其特征在于，包括蒸汽源桶、板式换热器和常压冷凝水箱，在蒸汽源桶内底部设有多个产汽隔离桶，产汽隔离桶产生的高温蒸汽通过顶部开口在蒸汽源桶内的上部空间形成蒸汽室；蒸汽源桶的顶部通过蒸汽管与板式换热器的上端相连通，将蒸汽室的高温蒸汽送入板式换热器并与冷水进行热交换而输出热水；板式换热器的下端通过冷凝排水管与常压冷凝水箱的顶部相连通，常压冷凝水箱的下部通过补水连通管与蒸汽源桶的下部相连通。

2.根据权利要求1的常压蒸汽源热能机组，其特征在于，在产汽隔离桶上端的外部与蒸汽源桶的内壁之间设置隔板。

3.根据权利要求1的常压蒸汽源热能机组，其特征在于，蒸汽源桶内上胆固定设置在蒸汽源桶上部的桶壁上并且中间灌装保温层。

4.根据权利要求2的常压蒸汽源热能机组，其特征在于，在隔板下方的蒸汽源桶壁上设置水位控制器。

5.根据权利要求1的常压蒸汽源热能机组，其特征在于，产汽隔离桶是双层套管结构，由外套管和内套管组成，内、外套管两端的接口处封闭焊接在一起，内、外套管之间是封闭的空气；内套管下端延伸一定长度并设有补水口。

6.根据权利要求1的常压蒸汽源热能机组，其特征在于，在产汽隔离桶的内部设有电热管。

7.根据权利要求1的常压蒸汽源热能机组，其特征在于，板式换热器另一侧的上端连接系统循环出水管，下端连接系统循环回水管。

8.根据权利要求7的常压蒸汽源热能机组，其特征在于，在系统循环回水管上设有系统循环泵。

9.根据权利要求1的常压蒸汽源热能机组，其特征在于，在常压冷凝水箱的顶部设有排空管。

10.根据权利要求1的常压蒸汽源热能机组，其特征在于，在常压冷凝水箱的外部设有自来水接管和溢流管和水位计。

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