CN2516887Y - 相变采暖炉 - Google Patents

Abstract

一种相变采暖炉,是一种采用水的相变换热技术广泛用于工业与民用采暖以及提供洁净热水的相变采暖炉。包括低压蒸汽发生器、管壳式换热器、与低压蒸汽发生器相连的自动燃烧器,低压蒸汽发生器与管壳式换热器上下分体布置,通过蒸汽接管、冷凝回水接管相连。用户在使用该采暖炉时,不必配置水处理设备,同样不会在炉体内结垢,可显著降低设备投资、节约运行成本。

Description

相变采暖炉

技术领域

本实用新型涉及一种采暖炉，特别是一种采用水的相变换热技术广泛用于工业与民用采暖以及提供洁净热水的相变采暖炉。

背景技术

常用的采暖炉有：热水锅炉、蒸汽锅炉和真空锅炉等。其中热水锅炉、蒸汽锅炉需对用热系统的输出热介质水直接加热，即锅炉的受热面必须与系统水直接接触。为避免在锅炉的受热面上结垢和发生氧腐蚀，降低热效率和缩短使用寿命，热水锅炉的用水需进行软化处理。蒸汽锅炉的用水不仅需软化处理还需除氧处理。这样采暖系统的水处理结构较复杂且运行成本高。真空锅炉采用中间介质水受热汽化，水蒸汽遇到安装在锅炉内盘管式换热器低温壁面，与之发生相变换热，释放出大量潜热将盘管内顶系统水加热。其不足之处是，如果系统内的水不经软化处理，仍会在换热器管的内壁面上结垢，产生很大的热阻，使热量不能充分被换热器吸收，导致加热炉出力不够。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种炉体与换热器上下布置，现场连接方便，运输容易。在采暖系统中采用非软化水作系统水，采用水的相变换热技术使系统内的中间介质水，在封闭状态下运行，极少损失，不需经常添加。即使采用自来水做中间介质水也在不会在加热炉内结垢，不腐蚀炉体，传热效率高的相变采暖炉。

本实用新型的目的是这样实现的：包括低压蒸汽发生器、管壳式换热器、与低压蒸汽发生器相连的自动燃烧器，其结构要点是：低压蒸汽发生器与管壳式换热器上下分体布置，通过蒸汽接管、冷凝回水接管相连。

所述的管壳式换热器上方设有排空阀门，其内安装有波纹热管。

所述的相变采暖炉，管壳式换热器可以是一个也可以是多个。

所述的管壳式换热器可以是按GB151标准设计的制造的标准管壳式换热器，也可以是往复式非标准管壳式换热器。

相比现有技术，本实用新型的优点是：

1、利用水的相变传热原理，可以获得极高的管外传热系数。在系统首次运行时，中间介质水沸腾将使内部的溶解氧全部析出，并排入大气。这样锅壳内和换热器壳程将在无氧无垢的环境下运行，不会发生常规锅炉由于结垢、氧腐蚀引起的炉管穿孔、爆管以及由于受热面结垢而导致的炉效降低的问题，并且蒸汽发生器不需定期除垢，运行安全寿命长。

2、炉体与换热器上下布置的分体结构，依靠重力作用，实现水的蒸发、冷凝、回落再蒸发的自然对流，无需外界动力，运行成本低。而且换热器与炉体可分别运至现场后在进行连接。在满足运输要求的前提下，可以制造大功率的相变采暖炉。

3、换热器的热管可采用不锈纲波纹管，传热效率高，不结垢，可长期保持良好的换热效率。由于不锈钢波纹管具有热补偿功能，在换热器的运行和起停过程中，由于温度顶升降使波纹管产生伸缩作用，使热管内壁沉积的垢层自动脱落。即使使用未经处理的矿化度较高的水，长时间运行，也不会结垢降低换热效果。也不必象传统热水锅炉那样由于使用未经处理的水需定期停炉，清理炉内积垢。可显著地降低运行成本并给用户带来很大的使用方便。

4、本实用新型非常适合水质较差的采暖系统使用。如果采暖水氯离子浓度较高对不锈钢产生腐蚀，可采用铝合金管避免腐蚀，并且可起到较好的阻垢效果。

附图图面说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型波纹管结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详述本实用新型。

本实用新型利用水的相变换热原理，采用相变换热技术设计制造。由低压蒸汽发生器1、管壳式换热器4、自动燃烧器2、蒸汽接管3、冷凝水回水接管6、自控装置等构成。如图1，低压蒸汽发生器1为卧式室燃炉结构，内部装有中间介质水，水面与锅壳顶部间，保持一适宜的蒸汽空间。锅壳上部设有两只水蒸汽接管3和一只冷凝回水接管6。低压蒸汽发生器1通过这三只接管与位于它上部的管壳式换热器4相连，为上下分体布置。低压蒸汽发生器1上还安装有安全阀，当炉体压力超过设定温度，安全阀可自动排放泄压。低压蒸汽发生器1的结构设计完全符合锅炉行业标准要求。自动燃烧器2安装在低压蒸汽发生器1前部。管壳式换热器4上方设有排空阀门7，其内安装有不锈钢波纹热管5。波纹热管5的结构如图2，可采用不锈钢管、也可采用其它材料如铝合金管、钢管等。管壳式换热器4出口的管座上装有温度传感器构成自动控制装置，由它输出的温度信号控制燃烧器的热量输出，以实现对输出热水的温度控制。根据设计要求，管壳式换热器4可以是一个也可以是多个。本实用新型的管壳式换热器4是按GB151标准设计制造的标准管壳式换热器，也可以是往复式非标准管壳式换热器。

本实用新型的工作原理：如图1自动燃烧器2将燃料充分燃烧，产生的高温烟气与炉体受热面充分换热，热量被炉体的受热面吸收传给中间介质水，中间介质水受热蒸发产生大量水蒸汽，水蒸汽自蒸汽接管3进入炉体上部的管壳式换热器4壳程，与管壳式换热器4内的波纹管外壁面发生相变换热，热量被波纹热管内的系统水吸收后升温，完成加热。蒸汽相变后的冷凝水滴落至管壳式换热器壳程的底部，自回水接管返回炉体，继续被加热蒸发，如此循环往复。

为使水蒸汽能与波纹热管外壁进行高效相变换热，需在采暖炉首次运行前，打开安装在管壳式换热器上部的排空阀门7，通过蒸汽的携带作用排净系统内的空气和溶解在中间介质水中的氧气，然后关闭排空阀。这样中间介质水在一个密闭无空气的环境中进行着高效换热。

由于采用管壳式换热器，换热管密集布置，这样在一个较小的体积下就可获得一个很大的换热面积，相比真空锅炉采用的盘管式换热器可有效地减小换热器体积。如图2，由于本实用新型采用不锈钢波纹管作为热管，水在较低的流速下(如0.5m/s)，也可使管内流动水高速度的紊流，从而得到一个很高的传热系数，使单位热功率所需的换热面积显著减小。由于波纹热管是弹性元件，温度的变化会使其发生热胀冷缩，使其内表面结的水垢层，会不断被崩掉，因此即使系统水不经过软化处理，也同样不会在换热器热管内壁上结垢。用户在使用该采暖炉时，不必配置水处理设备，同样不会在炉体内结垢，可显著降低设备投资、节约运行成本。

Claims (4)

1、一种相变采暖炉，包括低压蒸汽发生器、管壳式换热器、与低压蒸汽发生器相连的自动燃烧器，其特征在于：低压蒸汽发生器与管壳式换热器上下分体布置，通过蒸汽接管、冷凝回水接管相连。

2、根据权利要求1所述的相变采暖炉，其特征在于：管壳式换热器上方设有排空阀门，其内安装有波纹热管。

3、根据权利要求1所述的相变采暖炉，其特征在于：管壳式换热器可以是一个也可以是多个。

4、根据权利要求1所述的相变采暖炉，其特征在于：管壳式换热器可以是按GB151标准设计的制造的标准管壳式换热器，也可以是往复式非标准管壳式换热器。

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