CN2237778Y

CN2237778Y - 热管供热系统

Info

Publication number: CN2237778Y
Application number: CN 95209381
Authority: CN
Inventors: 刘纪福; 刘晓阳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2005-04-19

Abstract

本实用新型涉及一种热管供热系统，整个系统为一汽/液两相封闭换热系统，按热管原理工作。其特点是：①蒸汽发生器，即热管锅炉按热管蒸发器的要求进行了特殊设计；②蒸发器所提供的蒸汽可同时用于散热器供暖、提供热风、生活用开水或热饭等；③为确保系统的安全性，同时采用三种技术方案：安装在系统上部的贮气罐及安全阀；安装在汽包及集液管之间的长度、电极式液位计及自动显示及报警功能；利用一种或两种用热设备的开、启来调节系统内蒸汽的压力。

Description

热管供热系统

本实用新型涉及一种供热系统，具体地说是一种利用热管原理提供热源的供热系统。

热管是一种两相封闭传热元件。它是靠封闭系统内工质(介质)在加热段的蒸发吸热和在冷却段的凝结放热来实现热量的连续转移。由于其中没有运动部件、结构简单、传热性能优越、等温性好，因而受到广泛地重视，并已应用热管原理和热管元件开发了多种产品，尤其在余热回收和节能领域得到广泛应用。应用热管原理制成供热系统，是近年来热管应用的一种新动向。一般是将热管的加热部分制成某种型式的炉子，燃烧燃料加热其中的介质使其转变为蒸汽，将蒸汽通过管道通向散热器(暖气片)，使其凝结成液体，然后凝结液再回流到炉子中去，重新加热蒸发。因为整个系统是一个封闭的两相传热系统，是按热管原理工作的，因而常称之谓热管供热系统。现有的这种热管供热系统的优点是结构简单，不用循环水泵、不用水处理设备，介质不怕冻，启动快，具有节能、省电、运行维护容易等优点，因而受到广泛的重视。但是，该类系统存在不少问题，其主要存在的问题是安全性。因为热管本身是一个压力容器，将其做成一个大的供热系统，则整个系统本身则变成一个大的受压容器。当停炉时，系统内变为高度真空，大量空气极易从各漏气点渗入系统内，当炉子再次启动时，漏入的空气不易排出，堵塞散热器，致使系统压力急剧升高，稍不注意，压力会失去控制，甚至会出现安全事故。为了解决这一问题目前人们普遍采用传统的锅炉并在锅炉本体上装设安全放气阀，但这种方案并不能排除系统内积聚的空气，排出的是炉内可贵介质，反而造成炉内介质量的大量损失，而介质量减少，会产生蒸发器过烧，造成新的不安全因素。由此可见，如何确保热管供热系统的安全性，是一个尚未解决而急待解决的关键问题。此外，目前的供热系统仅用于房间供暖，用户往往再烧一台炉子用于供开水和热饭，造成能源的浪费和运行费用的提高。

本实用新型目的是针对现有热管供热系统存在的不足，提出一种安全的，带有多用途的热管供热系统，即一个系统，一台炉子可同时满足多种用途的供热需要。

本实用新型主要包括热管锅炉1，散热器2，开水器3，热饭箱4，安全阀5，贮气罐6，鼓风机7，热风发生器8，液位计9，蒸汽管路10，回液管路11，汽包12，集液管13，蒸发管14，连接管15以及压力表P和温度表T。热管锅炉1的下部装有一集液管13，集液管13的两端分别与回液管路11连接，同时集液管13的上面还与若干个蒸发管14下端连接，蒸发管14上端和汽包12连接，三根蒸汽管10分别与开水器3，散热器2和热风发生器8相接，开水器3与热饭箱4之间有一连接管15，贮气罐6安装在回液管路11上方。集液管13可平行安装若干个，与回液管路11相连接。贮气罐6上端通过螺纹与安全阀5连接，下端焊接在回液管路11的上方，凝结器的末端。液位计9安装在汽包12与集液管13下部之间。开水器3的外部是一个方箱型或圆筒状的容器，其底部有一个通过蒸汽的排管，该排管外部被水所浸没；热饭箱4是一个方箱型容器，中部和上部有多层放置饭盒的托架，底部有一个蒸汽排管，该排管浸没在箱体内底部的水中。热风发生器8是由一个外部带有翅片的立放管束和鼓风机7所组成。

本实用新型的工作原理如下：将一定量的热管介质注入系统中，在热管锅炉1中吸收外界热量而变成蒸汽，所产生的蒸汽汇集于热管锅炉上部的汽包12中，通过蒸汽管路10通向用热设备。在图1中有4种用热设备：一种是散热器2，以自然对流方式向空间供暖；另外一种是热风发生器8，通过鼓风机7将鼓入的冷风转变为热风，提供热风供暖或用于其他目的；第三种是开水器3，可以提供饮用开水或生活用热水；第四种是热饭箱4，可将饭盒放入其中加热。在以上四种用热设备中，蒸汽凝结，放出汽化潜热，变成冷凝液体。故这几种不同的用热设备通称为热管的凝结器。最后，凝结液由回液管路11返回热管锅炉1下部的集液管13中。这样，通过热管供热系统内的汽/液相变过程，完成了热量的连续转移。蒸汽管路10通向用热设备，其中，散热器2以自然对流方式向空间散热，散热器可以依次布置在几个楼层和各房间中，散热器是由高频焊接翅片管或串片管组成，基管材料为炭钢管，翅片材料也是炭钢，翅片厚度在0.5～1.0毫米之间，翅片间距在4～10毫米之间，散热器的安装数目及长度由供热设计确定。另一种用热设备是热风发生器8，通过鼓风机7将室内的空气鼓入热风发生器8中，热风发生器8是一种由翅片管组成的热交换器，管内走蒸汽，管外走空气，管外表面装有翅片，可以是绕铝片，套装钢翅片，或直接采用高频焊接翅片管。空气流过带翅片的管束后，就吸收了管内蒸汽的热量而转变为热风，所产生的热风可以用于空间供暖，也可用于其他目的。此外，第3种用热设备是开水器3，外套可做成圆筒状，其底部为一蒸汽排管，浸没在水中，系统中的温度为120℃～130℃的蒸汽，将外部的水烧开或加热，用于提供饮用开水或生活用热水。第4种用热设备是热饭箱4，它是一个方形的箱子，底部为蒸汽排管，上部为饭盒架，供摆放饭盒之用，当需要热饭时，可向该箱底部放入自来水，水位超过排管即可，底部的蒸汽排管可将水烧开、沸腾，所产生蒸汽用于热饭或蒸饭。如图1所示，开水器3与热饭箱4上部有一个连接管15，开水器3中的水沸腾时产生的蒸汽可由连接管15通向热饭箱4。热饭箱4及开水器3上部都装有汽哨和温度表，下部装有排水管，当不需要供开水或热饭时，可将其中的水排放掉，让系统中的蒸汽全部用于供暖。在以上四种用热设备中，蒸汽凝结成液体，放出汽化潜热，因此说：这四种不同的用热设备相当于热管的冷凝器。最后，冷凝液体由回液管路11自动返回热管锅炉1的下部集液管13中，这样，通过系统内液体变汽体及汽体变液体的相变过程，完成了热量的连续转移。系统中的贮气罐6中是一个空的由大直径的钢管制成的容器，其下部与用热设备的末端管路相连，其上部用通常的螺纹连接方式安装有安全阀5。系统中的液位计9是一个电极式水位计，在一支立放的长管内部，插入4～6个不同高度的电极触点，长管的上部与汽包12相通，下部与集液管13相连。其工作原理是，当某一触点浸没于液面之下时，电阻值变小，电路接通，指示灯显示，而没有接触到液面的触点，指示灯不亮，由此可显示系统内的液位。在本实用新型中所有管路均采用焊接连成一体，并进行打压及密封性检查。

本实用新型具有以下优点：

1.适合热管工作特点的蒸汽发生器——热管锅炉。其特点在于：全部采用管式结构，有利于提高耐压性；整体卧式放置，有利于提高循环动力；蒸发器为较长的立式管束，有利于介质的管内沸腾；下部有2～3个集液管，分别汇集各路回流液体，并使之均布于蒸发管入口；各蒸发管产生的蒸汽，汇集于上部的统一的蒸汽集箱(汽包)。此外，重量轻，介质注入量少，启动速度快。

2.多用途。一个供热系统，可以同时向一个单位提供几种不同的供热方式，节能、方便、易于管理。各用热设备之间的耗热量(蒸汽耗量)可以自动调节。根据需要，可以只提供其中1～2种用热方式。

3.安全性。该系统的主要特点是可确保系统运行的安全，这也是与其他相关技术的最大的不同之处。确保安全的技术措施有三点：

①在用热设备(散热器、开水器等)的束端，回液管路11的上部安装有贮气罐和自动排气阀(安全阀)。贮气罐用于储存向系统中漏入的不凝结气体(如空气)。自动排气阀可在预设的压力下向外排气，首先排出的是不凝气体，当不凝气排出后，系统内传热状况改善，系统内压力下降，排气阀会自动关闭。

②液位自动显示和报警。本实用新型中装有液位计9，液位计不是如传统的锅炉那样装在汽包上，而是安装在汽包12和集液管13之间。其特点在于：电极式，长管，自动显示和高低液位报警。当发现介质损耗，液位降低后，可向系统内及时补液。虽然该系统内介质损耗很少，得应用该液位计仍然是必要的，它可为安全运行提供进一步保证。

③各用热设备之间的相互调节作用。因各用热设备共用一个汽源，可将其中的一个用热设备(如热风发生器8)作调峰负荷使用，若系统内压力超出预定值，将其开启；若小于预定位可将其关团。因此，多用途用热设备本身就具有热负荷的调节功能，因而就进一步保证了系统的安全。

图1为本实用新型原理结构图

实施例：

本实用新型拟安装在哈市王岗铆焊容器厂使用，其总供热功率为280KW，其中100KW用于1000米²的二层楼的采暖，100KW用于开水器，向职工提供饮用开水，80KW用于热饭箱。热风供热器已装设，功率为70KW，平时不开启，作为调节用，系统安装两个贮气罐和安全阀，系统内介质的工作压力为0.2MPa(表压)。

Claims

1.一种热管供热系统，主要包括热管锅炉、散热器、安全阀、贮气罐、热风发生器、汽包，其特征在于：热管锅炉[1]的下部装有一集液管[13]，集液管[13]的两端分别与回液管路[11]连接，同时集液管[13]的上面还与若干个蒸发管[14]下端连接，蒸发管[14]上端和汽包[12]连接，三根蒸汽管[10]分别与开水器[3]，散热器[2]和热风发生器[8]相接，开水器[3]与热饭箱[4]之间有一连接管[15]，贮气罐[6]安装在回液管路[11]上方。

2.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：集液管[13]可平行安装若干个，与回液管路[11]相连接。

3.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：贮气罐[6]上端通过螺纹与安全阀[5]连接，下端焊接在回液管路[11]的上方，凝结器的末端。

4.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：液位计[9]安装在汽包[12]与集液管[13]下部之间。

5.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：开水器[3]的外部是一个方箱型或园筒状的容器，其底部有一个通过蒸汽的排管，该排管外部被水所浸没；热饭箱[4]是一个方箱型容器，中部和上部有多层放置饭盒的托架，底部有一蒸汽排管，该排管浸没在箱体内底部的水中。

6.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：热风发生器[8]是由一个外部带有翅片的立放管束和鼓风机[7]所组成。