CN101939600B

CN101939600B - 氮气填充型膨胀加压装置

Info

Publication number: CN101939600B
Application number: CN2009801043251A
Authority: CN
Inventors: 梁在九
Original assignee: Flowtech Co Ltd
Current assignee: Flowtech Co Ltd
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2029-02-13
Also published as: KR100845472B1; WO2009102176A3; WO2009102176A2; CN101939600A

Abstract

本发明涉及在具备膨胀槽的供冷供热***中，通过氮气的填充及排气控制维持膨胀槽的高工作压力，从而无需其他的加压装置，膨胀槽自身完成将膨胀水加压至循环管道***的的氮气填充型膨胀加压装置。本发明氮气填充型膨胀加压装置，包括：循环管道***，其将经热源设备加热的热媒供应至用电设施的负荷并回收，以完成对特定区域的供冷供暖；膨胀加压槽，从上述循环管道***的一侧分岔串联并由非隔膜式中空槽构成，其用于临时收容因热媒的膨胀从循环管道***流出的膨胀水，并在热媒收缩时，利用临时收容的膨胀水自身的压力将膨胀水排出，从而回流至循环管道***；氮气供应组件，连接于上述膨胀加压槽的一侧，用于向膨胀加压槽内注入氮气。

Description

氮气填充型膨胀加压装置

技术领域

本发明涉及氮气填充型膨胀加压装置，尤其涉及在具备膨胀槽的供冷供热***中，通过氮气的填充及排气控制维持膨胀槽的高工作压力，从而无需其他的加压装置，膨胀槽自身完成将加压膨胀水加压至循环管道***的功能的氮气填充型膨胀加压装置。

背景技术

近来，作为供冷供热***，利用焚化厂的资源回收设施、废热发电等的地区供冷供热和区域供冷供热发展的非常迅速。区域供冷供热是在集中于一个城市或一个区域内的居住用、商用、公共用用电设施的热源设备(例如，废热发电厂)中，无需具备个别热生产设施(燃油、燃气锅炉等)，而通过管道网供应集中的热源设备通过经济方式生产的供冷供热、热水供应及供冷所需的热的方式。在上述区域供冷供热中，其热的供应方式如下：首先，通过具备良好保温性能的管道网，将热源设备所生产的区域供冷供热热媒供应至用电设施的热交换机室。供应至热交换机室的热媒，通过另外的用电设施用热交换机，向用电设施的内部循环热媒传递热之后，重新回收至热源设备。从热交换机室接受热传递的用电设施循环水，供应至各家庭及建筑物的各层。用于上述区域供冷供暖的热媒主要使用水，而根据区域供冷供暖的特点，将加热至中高温(100度以上)并通过管道让其循环。

图1为具备本申请人已申请的大韩民国注册专利第10-0702469号所公开的现有技术膨胀槽的供冷供暖***结构概略示意图。

如图1所示，现有技术供冷供暖***，包括：循环管道***10，与用电设施的负荷(供冷供暖设备)10a连接；热源设备(锅炉)1，设置于上述循环管道***10的一侧，用于加热管道水；泵P，设置于上述循环管道***10一侧，用于循环经热源设备1加热的管道水；膨胀槽130，从上述循环管道***10的一侧分岔，用于随温度的上升膨胀的水。另外，在上述循环管道***10和膨胀槽130之间，通过用膨胀管20和回流管30连接，从而在循环管道***10内，若因温度的上升致使管道水膨胀，则通过膨胀管20使膨胀水流入膨胀槽130，以防止循环管道***10的高压及破损；而与此相反，在循环管道***10内，若因温度的下降致使管道水收缩，则通过回流管30使保存于膨胀槽130内的膨胀水回流至循环管道***10，以将管道压力维持在安全范围。

另外，一般而言，管道水的压力与设置于整个建筑的管道的最高高度成正比，但随建筑物高度变高或管道的长度变长，管道的最高高度变得很高，因此，在高层建筑或管道摩擦损失多的长距离管道网中，因作为非压缩性流体的热媒的特点，巨大的压力直接传递至膨胀槽。因此，为了防止上述巨大的压力所导致的对膨胀槽及整个***的破损和冲击，如图1所示，在现有技术供冷供暖***中，在膨胀管20中添加用于减缓压力的减压组件100。

通过设置这样的减压组件100，从而在管道水发生碰撞时，传递至膨胀槽130的压力降低至允许范围，从而确保安全，但是，在管道水发生收缩时，因膨胀槽130内的压力小，膨胀槽130内保存的膨胀水回流所需的压力不足。为解决这个问题，在回流管30中增加回流泵122，提供膨胀水回流所需的压力，从而确保顺利的回水功能。

另外，在膨胀槽130内部填充气体，以缓和膨胀水的流出/流入所带来的冲击，将膨胀槽130内部的压力维持在安全允许范围，并为了防止氧气的溶解对管道的腐蚀使用氮气，而这样的氮气通过氮气供应组件150供应至膨胀槽130内。

如上所述，现有技术的具备膨胀槽的供冷供暖***，因在膨胀管中具备减压组件100，膨胀槽内部的压力比较低，因此，在泵开动或回流需要加压时，通过运行回流泵122向***加压。但是，上述方式在停电时，因不能运行回流泵122，从而无法加压，而且在管路中发生瞬间电压时(泵的开动、停电、快速开闭阀门等)，因循环水的蒸发，有可能导致循环障碍。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中具备膨胀槽的供冷供暖***的不足，而提供一种氮气填充型膨胀加压装置，其通过将膨胀槽的运行压力维持在高压状态，从而无需回流泵等其他的加压装置，即可顺利完成向循环管道***的加压作用，而且停电时也可以加压，另外，即使在管路中发生瞬间电压时，利用压缩于槽内的填充气体的膨胀力确保顺利的加压，防止会流水的蒸发，从而防止循环障碍现象的发生。

为达到上述目的，本发明提供一种氮气填充型膨胀加压装置，包括：供冷供暖***的循环管道***，其将经热源设备加热的热媒供应至用电设施的负荷并回收，以完成对特定区域的供冷供暖；膨胀加压槽，从上述循环管道***的一侧分岔串联并由非隔膜式中空槽构成，其用于临时收容因热媒的膨胀从循环管道***流出的膨胀水，并在热媒收缩时，利用临时收容的膨胀水自身的压力将膨胀水排出，从而回流至循环管道***；氮气供应组件，连接于上述膨胀加压槽的一侧，用于向膨胀加压槽内注入氮气。

在此，在上述循环管道***10上，并联设置用于蓄积上述热源设备1所产生的热的蓄热槽10b，而且在上述循环管道***10上，在使上述膨胀加压槽230位于中间的状态下，各在向负荷10a的流入侧具备供应泵10c，在向热源设备1的流入侧具备回流泵10d，从而完成散热及蓄热运行。

上述循环管道***10为可变流量***，其通过实时检测热源设备1所产生的热量或温度，根据其变化利用变速电机控制回流泵10d旋转数，从而在热源设备1所产生的热量少时，减少回流泵10d流量；而且通过检测通过负荷10a之后回流的管道水的温度，根据其变化控制供应泵10c的旋转数，从而在通过负荷10a的热消耗量少时，减少供应泵10c的流量。

另外，上述膨胀加压槽通过从循环管道***分岔的膨胀加压管道串联至循环管道***，而在上述膨胀加压管道和膨胀加压槽之间，设置U弯管。

另外，上述膨胀加压槽包括槽主体和凸缘，而上述U弯管贯通结合于槽主体底面的凸缘***至槽主体内部并延长至上部，而在结合于上述槽主体底面部的凸缘，具备用于排出堆积物的排水阀。

另外，上述膨胀加压槽还包括防涡流组件，而上述防涡流组件，包括：防涡流板，其沿水平方向设置于从膨胀加压槽底面部延长形成的U弯管上部末端上侧，用于防止发生在U弯管入口周围的涡流；支撑台，其从下方支撑上述防涡流板。

另外，上述膨胀加压槽，包括：压力传感器，用于检测膨胀加压槽内部压力；水位传感器，用于检测膨胀加压槽内膨胀水的水位；填充阀，根据上述压力传感器及水位传感器的检测信号，控制从上述氮气供应组件到膨胀加压槽内部的氮气供应；排气阀，根据上述压力传感器及水位传感器的检测信号，控制膨胀加压槽内部氮气的向外排出。

另外，上述膨胀加压槽，还包括：水位开关，通过ON-OFF触点方式检测是否到达特定水位；非常阻止阀，连接于上述排气阀的吐出侧并始终处于开放状态，而当上述水位开关检测到槽内的水位超过正常水位时关闭，以阻止非常状态下氮气的排出。

上述氮气供应组件，包括：空气压缩器，用于将空气压缩至一定压力并供应之；空气干燥器，用于除去压缩空气中的水分；空气过滤器，用于除去异物；氮气发生器，用于从压缩空气中提取氮气；氮气压缩器，用于将上述氮气发生器所生成的氮气加压至注入膨胀加压槽所需的填充压力；氮气槽，用于临时保存经加压的氮气。

另外，为了排出超过上述膨胀加压槽收容容量的过剩膨胀水，还设置从上述膨胀加压管道分岔的减压管，其具备减压阀组件，以在膨胀水的压力上升至一定压力以上时开放，从而排出过剩膨胀水，而在上述减压管的末端，具备用于临时保存排出的过剩膨胀水的补充水槽，而在上述补充水槽上设置重新与膨胀加压槽连接的补充水管，以在膨胀加压管道的压力下降时供应补充水。

在此，上述补充水槽上，通过氮气供应管连接氮气供应组件并填充氮气，而在上述氮气供应管上串联两个减压阀。

另外，在上述补充水槽上，还具备防过压组件，以防止在补充水槽内部形成过高压力，而上述防过压组件，包括：U形管，其在补充水槽的水位超过最高水位时，供过剩补充水溢流排出；溢流槽，用于保存从上述补充水槽溢流的过剩补充水。

与此同时，在上述溢流槽上，为使过剩补充水填充至对应于补充水槽最高水位的水位，以最高水位的高度设置排水管，从而在水位上升至最高水位以上时排水；而且通过设置用于检测低水位情况的低水位检测开关，从而在溢流槽变成低水位时，从外部的水处理***获取水，维持溢流槽的正常水位。

在此，在上述水处理***上设置泵并在上述补充水槽设置水位传感器，从而使上述泵根据设置于补充水槽的水位传感器的检测信号，在补充水槽的水不够时启动，以向补充水槽供应水。

另外，上述循环管道***还包括真空脱气装置。

如上所述，本发明氮气填充型膨胀加压装置，通过将膨胀槽的运行压力维持在高压状态，从而无需回流泵等其他的加压装置，即可顺利完成向循环管道***的加压作用，而且停电时也可以加压，另外，即使在管路中发生瞬间电压时，也防止会流水的蒸发，从而防止循环障碍现象的发生，而且，还具备可排出过剩膨胀水的组件和溢流槽等，从而确保***的整体稳定性。

附图说明

图1为具备膨胀槽的现有技术供冷供暖***结构图；

图2为本发明氮气填充型膨胀加压装置的整体结构图；

图3为本发明氮气填充型膨胀加压装置中膨胀加压槽的具体结构剖面图；

图4为上述膨胀加压槽的部分切开示意图；

图5为氮气供应组件的具体结构示意图；

图6为补充水槽的具体结构示意图。

主要组件符号说明

1热源设备 10循环管道***

10a负荷 10b蓄热槽

10c供应泵 10d换水泵

10e真空脱气装置 200膨胀加压线

210U弯管 230膨胀加压槽

230a槽主体 230b凸缘

232排水阀 240防涡流组件

240a防涡流板 240b支撑台

S1填充阀 S2、S4排气阀

S3非常阻止阀 PT1、PT2、PT3压力传感器

LT1、LT2水位传感器 LS1、LS2、LS3水位开关

250氮气供应组件 251空气压缩器

252空气过滤器 253空气干燥器

254分油器 255氮气发生器

256缓冲槽 257氧氮分析仪

258氮气压缩器 259氮气槽

300减压管 310减压阀组件

310a电动阀 310b一次压力维持阀

310c手动阀 330补充水槽

340减压组件 350防过压组件

350a U形管 350b溢流槽

350c排水管 350b溢流管

350e排气管 400补充水管

410补充水泵 420止回阀

430二次压力维持阀 500水处理***

510泵

具体实施方式

下面，结合较佳实施例和附图对本发明氮气填充型膨胀加压装置的具体结构进行详细说明。

图2为本发明氮气填充型膨胀加压装置的整体结构图；图3为本发明氮气填充型膨胀加压装置中膨胀加压槽的具体结构剖面图；图4为上述膨胀加压槽的部分切开示意图；图5为氮气供应组件的具体结构示意图；图6为补充水槽的具体结构示意图。

如图2所示，本发明氮气填充型膨胀加压装置，包括循环管道***10、膨胀加压槽230、氮气供应组件250及补充水槽330。

如在背景技术中所述，上述循环管道***10基本包括热源设备1和符合(供冷供暖设备)10a。

热源设备1是为区域供冷供暖而集中设置于一个城市或一定区域内，并供应至各用电设施或向各现有区域管道网供应热的装置，大致包括废热发电厂、大规模焚化厂的热交换机或大型供冷供暖装置等。

经上述热源设备1加热的热媒通过循环管道***10传递至各用电设施的热交换机室，而所传递的热媒传递至作为公寓或建筑物的各层用电设施供冷供暖设施的负荷10a并完成供冷供暖之后，重新通过循环管道***10回收至热源设备1。

上述结构的供冷供暖***的循环管道***10中，还优先具备用于蓄积热源设备1所产生的热的蓄热槽10b，而此时，各在向负荷10a的流入侧具备供应泵10c，在向热源设备1的流入侧具备回流泵10d。

如图2所示，上述蓄热槽10b并联设置于循环管道***10，而在现有技术中用于设置循环管道***10和蓄热槽10的分岔管上，可根据需要各设置用于开闭各管路的电动阀。可利用上述蓄热槽10b、供应泵10c、回流泵10d及电动阀，组合成各种运行模式。

例如，第一、在负荷较大的情况下，可通过关闭连接蓄热槽10b的分岔管侧的电动阀，以使管道水沿整体上最大的闭路循环，从而使热源设备1直接对负荷10a进行工作；第二、在没有负荷10a或负荷少的情况下，通过开放全部电动阀，从而在使热源设备1直接对负荷10a进行工作的同时，通过蓄热槽10b蓄积热；另外，还可停止供应泵10c，只运行回流泵10d，以完成蓄热运行，或只用蓄热槽10b对负荷10a进行散热运行。

另外，本发明循环管道***10，优先使用可变流量***(VWV：Variable Water Volume System)。可变流量***是指在管道***中利用变速电机改变用于移送管道水的泵的旋转数(逆变器控制)，以调节泵流量(吐出量)的***。在循环管道***10中，若热源设备1所产生的热量大，则因热源设备的出口温度变高，从而加速回流泵10d增加循环流量，以将出口温度维持在有效温度范围之内。与此相反，在热源设备1所产生的热量小的情况下，若维持高流量，则因出口温度降低而不能达到可蓄积至负荷侧或蓄热槽10b的有效温度，因此减少回流泵10d的流量，以将出口温度维持在有效供应温度范围之内。

即，在本发明中，优先通过实时检测热源设备1所产生的热量或温度(利用热量计或温度传感器)，根据其变化控制回流泵10d旋转数，从而在所产生的热量少时，减少回流泵10d流量。另外，在没有循环管道***10负荷10a或负荷10a少，即，热消耗量少的情况下，因无需向负荷10a侧供应多的管道水，优先通过检测通过负荷10a之后回流的管道水的温度，根据其变化控制供应泵10c的旋转数，从而在管道水的温度较高，即，通过负荷10a时的热消耗量少时，减少供应泵10c的泵流量，以减少流入负荷10a的流量。

若采用上述可变流量***，则可通过调节泵的旋转数防止不必要的能源浪费。另外，在如本发明的膨胀加压装置中，即使利用根据热源设备1及负荷10a的容量变化节省能量的可变流量***调节泵的旋转数，以改变吐出压力及循环流量，也可利用位于供应泵10c和回流泵10d之间的膨胀加压槽维持一定范围的压力，以使管道***维持稳定的压力，从而确保循环管道***的稳定性及可靠性。

上述各种运行方法，可根据***结构和大小及负荷10a的规模，通过控制泵和阀门适当调节使用。

上述膨胀加压槽230为从连接热源设备1和负荷10a的循环管道***10分岔串联的压力槽，优先为由密闭型中空槽构成的压力容器。一般是热媒被加热其体积膨胀，而若热媒加热至中高温，则其膨胀压力可上升至循环管道***10的正常压力以上，而此时，作为非压缩性流体的热媒的膨胀压力，有可能损坏循环管道***10，因此需要膨胀加压槽230，以临时收容上述膨胀的热媒，并在热媒收缩时，重新将热媒回流至循环管道***10。

如图2所示，上述膨胀加压槽230通过从循环管道***10分岔的膨胀加压管道200串联至循环管道***10，而在上述膨胀加压管道200和膨胀加压槽230之间，设置U弯管210。上述U弯管210为大致弯曲成U字形的管体，在循环管道***10中用于保护膨胀加压槽230不对管道水的流动敏感反应，而因有上述U弯管210，除在管道水膨胀或收缩时之外，防止在膨胀加压槽230中不会发生管道水的流入或流出。

图3及图4为本发明膨胀加压槽230的连接部结构的剖面图及部分切开示意图。

如图3及图4所示，上述膨胀加压槽230包括槽主体230a和凸缘230b，而上述槽主体230a的底面部入口优先为较窄。另外，上述U弯管210的末端，贯通结合于槽主体230a底面的凸缘230b***设置于槽主体230a内部，而优先从槽主体230a的底面约高出100mm左右。另外，上述结合于上述槽主体230a底面部的凸缘上，优先具备排水阀232。

通过上述结构，从U弯管210流入的膨胀水，在槽主体230a内吐出至较高的位置，具体而言，吐出至预保存的膨胀水的水面附近，而膨胀水内的异物等将堆积在连接于槽主体230a底面部的凸缘230b，大部分不通过U弯管210流入循环管道***，从而可确保膨胀水的水质。而堆积于上述凸缘230b的异物，可打开排水管232排出，从而防止进一步对管道水的污染。

另外，如图3及图4所示，在上述膨胀加压槽230还优先包括防涡流组件240。一般而言，在管道水流入/流出槽内外的过程中，在其流入/流出口侧，因螺旋形吸入作用，将发生涡流(漩涡)现象，而通过这种现象，填充于膨胀加压槽230的空气或氮气等填充气体将流入管道内，从而导致循环障碍。而为防止上述涡流，如图3及图4所示，在本发明氮气填充型膨胀加压装置中，还包括防涡流组件240。

如图3及图4所示，上述防涡流组件240包括防涡流板240a和支撑台240b。上述防涡流板240a沿水平方向设置于从膨胀加压槽230底面部延长形成的U弯管210上部末端上侧，是用于防止发生在U弯管210入口周围的涡流的板状部件。而上述支撑台240b用于从下方支撑上述防涡流板240a，其一端结合于上述防涡流板240a，而另一端固定结合于凸缘230b底面或槽主体230a底面，以坚固支撑防涡流板240a。通过上述防涡流组件240，可防止填充气体通过U弯管210流入循环管道，从而防止循环障碍的发生。

如上所述，本发明膨胀加压槽230用氮气(N₂)作为填充气体，而为上述氮气的供应，在上述膨胀加压槽230连接氮气供应组件250，而且为了调节随膨胀水的流入及回流变化的膨胀加压槽230内部压力，上述膨胀加压槽230具备用于氮气的供应及排气的各种阀门和用于检测膨胀加压槽230内部压力及数位的各种传感器。

具体而言，又如图2所示，本发明膨胀加压槽230，包括：压力传感器PT1，用于检测膨胀加压槽230内部压力；水位传感器LT1，用于检测膨胀加压槽230内膨胀水的水位；填充阀S1，用于从上述氮气供应组件250向膨胀加压槽230内部供应氮气；排气阀S2，将膨胀加压槽230内部氮气排出至外部；安全阀，用于槽内的压力突然上升时，通过自动排气等防止槽的***等。

在初期，膨胀加压槽230根据控制器(未图示)的控制开放填充阀S1，从氮气供应组件250得到氮气供应并填充至初压，而水位处于超低水位。若管道水膨胀，则管道水从循环管道***10流入膨胀加压槽230内部，而膨胀加压槽230的水位上升至最高水位并被水位传感器LT1检测到，而且随膨胀水的流入所上升的膨胀加压槽230内部的压力被压力传感器PT1检测到，从而在水位及压力到达预设的一定值时，根据上述压力传感器PT1及水位传感器PT2的检测信号，由控制器(未图示)开放排气阀S2排出氮气，以将膨胀加压槽230的内部压力维持在安全允许范围之内。

若因膨胀水重新回流至循环管道***10或随时间的推移极少部分氮气溶解于水，使膨胀加压槽230的压力降低至运行压力以下，则将由压力传感器PT1检测降低的压力且由水位传感器LT1检测降低的水位，并根据上述检测信号开放填充阀S1，从而重新向膨胀加压槽230内部填充氮气，以维持膨胀加压槽230的适当运行压力。在填充氮气的管中，优先具备防止氮气倒流的止回阀。

另外，若在排出氮气时只使用单一排气阀，则在压力传感器PT1、水位传感器LT1、控制器、排气阀S2中的任何一个发生故障时，因膨胀加压槽230串联至高压***，排气将继续进行并瞬间使压力降低至正常压力(随温度的饱和蒸汽压)以下，从而导致大规模供冷供暖***的处于无法工作的状态。

为防止上述情况，作为双重安全装置，在排气***中，在膨胀加压槽230设置水位开关LS1，其通过ON-OFF触点方式检测是否到达特定水位，可在停电时使用且故障频率低，而且优先在排气阀S2的吐出侧连接非常阻止阀S3，其平时始终处于开放状态，而当上述水位开关检测到槽内的水位超过正常水位时，根据水位开关LS1的检测关闭。即，即使排气阀S2继续排出氮气，在胖张加压槽230内部的膨胀水水位上升至预设的适当水位以上，则启动水位开关LS1关闭非常阻止阀S3，以防止氮气的过度排出，确保***的稳定。

在本发明中，上述膨胀加压槽230在功能上与用于现有技术供冷供暖***的膨胀槽类似，但与现有技术供冷供暖***不同，其不具备减压组件而串联于循环管道***10，因此，当因膨胀加压槽230的运行压力很高而导致管道水收缩时，无需其他的加压装置，膨胀加压装置230自身即可完成加压作用，而这是最大的不同点。另外，现有技术供冷供暖装置上分别设置有膨胀管和回流管，但在本发明中，只通过一个膨胀加压管道200连接循环管道***10和膨胀减压槽230，而这是另一个特点。

另外，供冷供暖***用膨胀槽内一般填充包含大量氧气的空气，但在使用空气的情况下，因氧气溶解于流入膨胀槽内的膨胀水内，从而导致管道的腐蚀。因此，在本发明中，为防止管道腐蚀，将不包含氧气的氮气用作填充气体。上述氮气供应组件250，用于向本发明膨胀加压槽230供应氮气。

氮气供应组件250可为向膨胀加压槽230内填充一定量的氮气并进行排气的氮气气瓶，其可保存高纯度氮气，而且可通过压力传感器检测膨胀加压槽230内部的压力。另外，还可为在上述管道水膨胀时，将膨胀加压槽230内的氮气导引至低压槽并重新压缩使用的方法。但在这种情况下，因其装置复杂，需持续更换氮气气瓶且需使用大量氮气，从而运营费用高，因此，从经济性方面考虑，优先将氮气发生器255作为上述氮气供应组件250。

图5为本发明氮气供应组件250的具体结构图。如图5所示，首先，利用空气压缩器251将大气中的空气压缩至一定压力并供应之；接着，用空气过滤器252过滤包含于空气中的灰尘或异物等；之后，经空气干燥器253的干燥空气供应至分油器254。在分油器254中将分离并去除包含于空气中的油气(OIL VAPOUR)。经过上述过程去除杂质的干燥空气供应的氮气发生器255，而将利用此氮气发生器255生成高纯度氮气。所生成的氮气经缓冲槽256利用氧氮分析仪257计算氧气含量并去除阳气之后，保存于氮气槽259。所保存的氮气根据压力传感器PT1和水位传感器LT1的检测信号，通过控制器的控制供应至膨胀加压槽230。

在从氮气槽259向膨胀加压槽230供应氮气时，在如本发明的高压膨胀加压槽230***中，需用更高的压力压缩氮气，才能向膨胀加压槽230内部填充氮气。因此，在本发明中，在氮气发生器255和氮气之间还包括氮气压缩器258，以将最终生成的氮气压缩至高压，从而可顺利将氮气填充至高压膨胀加压槽230内部。

通过上述结构，在循环管道***10的管道水因温度的上升而膨胀时，膨胀水流入膨胀加压槽230，而当管道水收缩时，重新回流至循环管道***10，而且因膨胀加压槽230高压运行，从而无需其他的加压装置，膨胀水自身加压至循环管道***10并回流。

另外，若循环管道***10的***温度上升而导致管道水膨胀，则因膨胀加压槽230的水位上升且氮气被压缩，从而使***压力上升。此时，在一定水平之下，允许一定的压力上升，但若上升到其以上，则将通过排出氮气阻止压力上升。但是，若即使这样排出氮气还继续膨胀，则水位将继续上升，直至膨胀加压槽230无法继续收容膨胀水，从而存在有可能导致槽***的危险。因此，为防止此类危险，在本发明氮气填充型膨胀加压装置中，还设置从上述膨胀加压管道200分岔的减压管300，其用于排出超过膨胀加压槽230收容容量的过剩膨胀水，而在此优先具备减压阀门组件310。

如图2所示，上述减压阀组件310包括减压阀，其设置于从膨胀加压管道200分岔的减压管300并用于自动排出一定压力以上的膨胀水，而优先包括并联的电动阀310a、机械式一次压力维持阀310b及手动阀310c。

上述机械式一次压力维持阀310b在阀门一次侧的压力高于设定压力时，将流体排出至阀门二次侧，从而将阀门一次侧的压力维持在一定压力以下，通过先导控制阀、弹簧、隔板向阀盘施加力，而当阀门一次侧的压力高于一定压力时，打开阀盘使流体流出至阀门二次侧，而且在一次侧压力降低时关闭。

上述电动阀310a优先与上述机械式一次压力维持阀310b保持一定的压力差并联，以相互补充，从而即使在停电时也能稳定运行。即，在正常运行时，以电动方式运行的电动阀310a和以机械方式运行的一次压力维持阀310b一同运行，但在电力供应中断的情况下，即使电动阀310a的运行中断，也可通过以机械方式运行的一次压力维持阀的运行，在停电的情况下，稳定地排出过剩膨胀水。上述电动阀310a根据设置于减压管300的压力传感器PT3检测的压力值信号，通过控制器的控制，当检测到预设的压力以上的压力时开放，以排出过剩膨胀水。

如图2所示，上述减压阀组件310还包括手动阀310c。正常运行通过一次压力维持阀310b和电动阀310a完成，而上述手动阀310c，在试运行、检查及非常状况下，手动开闭使用。

通过如上所述的减压阀组件310排出的过剩膨胀水临时保存于补充水槽330，并在因管道水的收缩而导致减压管300(或膨胀加压管道200)压力下降时，通过补充水管400将所保存的过剩膨胀水作为补充水供应。如图所示，上述补充水管400上设置补充水泵410和止回阀420，上述补充水泵410根据通过压力传感器PT3检测到的压力值信号，通过控制器的控制启动，从而将保存于补充水槽330内的过剩补充水，通过膨胀加压管道200回流至循环管道***10。此时，在上述补充水泵410的吐出侧，具备二次压力维持阀430，从而即使利用补充水泵410抽吸过剩补充水时，向膨胀加压管道200只传递经减压的一定压力，以确保稳定性，另外，通过上述补充水泵410的逆变器控制，只供应所需的量。

通过上述结构，通过减压管300排出的过剩膨胀水临时保存于补充水槽330之后，在管道水收缩时重新回流为补充水，从而在管道水过度膨胀时，也可维持***稳定性。

另外，因在上述补充水槽330内也可能存在氧气溶解于补充水所导致的循环障碍和管道腐蚀，从而为防止上述现象，优先填充低压氮气。为此，上述补充水槽330与氮气供应组件250连接，而且为了填充0.05kg/G左右的细微压力的氮气，优先在氮气供应管具备减压组件340。为细微压力的氮气的填充，上述减压组件340优先串联两个减压阀，经过两次完成精确的降压。另外，优先在上述补充水槽330上也各设置水位传感器LT2和压力传感器PT2，以在补充水槽330内部压力上升至设定值以上或水位上升至设定值以上时，通过开放电子式排气阀排出氮气。

另外，上述减压管300的末端连接于补充水槽330，而如图2所示，向下方弯曲，以便在补充水槽330的下部侧吐出过剩膨胀水。若过剩膨胀水在补充水槽330的上不测吐出，则在补充水槽330的水位低时，在过剩膨胀水洒落的过程中，有可能使填充的氮气溶解于膨胀水。因此，在本发明中，为最大限度地防止氮气溶解于膨胀水，从而将减压管300的末端设置于补充水槽330的下部侧。另外，与膨胀加压槽230一样，可在上述补充水槽330的底面部具备防涡流组件240。

即使设置上述补充水槽330，但若过多的管道水的膨胀水流入补充水槽330，则因气体不的压缩或流入气体的过多填充，将在补充水槽330发生过压现象，因此，本发明氮气填充型膨胀加压装置还优先包括防过压组件350。图6为上述防过压组件350的具体结构示意图。上述防过压组件350包括U形管350a和溢流槽350b。

上述U形管350a连接于补充水槽330的最高水位MaxL1附近，以在补充水超过上述最高水位时使补充水溢流，另外，即使补充水槽330的水位低时，也在内部气体压力0.05kg/G以上时排出氮气。如图6所示，上述U形管350a的一端连接于补充水槽330的最高水位MaxL1，并向下方弯曲形成U字形，而其末端贯通溢流槽350b的底面部，位于低于排水管350c或溢流管350d的位置，从而不仅排出过剩补充水，而且在排出过剩压缩气体之后也立即补充水，从而防止外部气体流入补充水槽330内部，使补充水槽维持0.05kg/G的压力。

通过上述结构，上述U形管350a始终处于充水状态，而如图6所示，因U形管350a中连接于补充水槽330侧的部分水柱为“h”，因此，补充水槽330的目标维持压力0.05kg/G相当于水柱“h”。

另外，上述溢流槽350b的最高水位MaxL2低于补充水槽330的最高水位MaxL1，为此，设置水位开关LS2，以检测溢流槽350b的水位达到最高水位MaxL2的情况，而且将排水管350c设置于最高水位MaxL2的高度，以上升至最高水位MaxL2以上时进行排水。

另外，设置低水位检测开关LS3，以检测变成低水位的情况，从而在溢流槽350b变成低水位时，从外部水处理***500获得水的供应，维持溢流槽350b的适当水位。另外，在上述水处理***500中设置泵510，而上述泵根据补充水槽330水位传感器的检测信号，在补充水槽330的水不足时，驱动泵向补充水槽330供应水。

另外，在上述溢流槽350b，还包括：排气管350e，为向外部排出槽内气体而始终处于开放状态；溢流管350d，用于向外部排出因突然的溢流而超过最高水位MaxL2的水。

如上所述，平时连接于水处理***500的泵，根据补充水槽330的水位传感器LT2的检测信号驱动并供应水，从而使水位维持在充水开始水位A到充水停止水位B之间的适当的水位。此时，若因循环管道***10的过的膨胀而通过减压管300排出过剩膨胀水，则补充水槽330的水位将上升，且槽内的压力将变成高压，而为了解除上述高压，将根据压力传感器PT2的检测信号开放排气阀S4，从而判处氮气，降低压力。

但是，上述排气阀S4有个可能发生故障或因过度膨胀而突然产生过大的压力。此时，将通过U形管350a排出补充水而产生溢流，但因在上述U形管350a中存在相当于“h”高度水柱的压力，从而只在补充水的压力超过相当于“h”的压力以上时，才发生溢流。例如，若设“h”为500mm，则此时的压力为0.05kg/G。因此，只有具备0.05kg/G以上压力的补充水才一路或排出过剩氮气。根据这样的结构，即使在补充水槽330发生过压，也可限制在0.05kg/G以下，而若超过0.05kg/G时，补充水槽330的水通过U形管350a溢流并流入溢流槽350b之后，一定水位的水将排出至外部，从而确保***的稳定。

上述结构的本发明氮气填充型膨胀加压装置，无需其他加压装置即可将膨胀水回流至循环管道***10，且还包括减压阀组件310、补充水槽330及溢流槽350b等，从而确保***的稳定性。但是，因本发明将氮气用作槽内的填充气体，从而因***的膨胀加压槽230的高运行压力，提高氮的溶解度，从而有可能成为因其循环障碍的因素。而为解决上述问题，如图2所示，本发明还优先包括真空脱气装置10e，其在循环管道***10中取出一部分管道水在真空状态下脱气之后重新回流至管道，而因破坏环境，应避免使用多算计等药品。另外，还可优先辅助设置循环水处理装置(用于处理泥土等浮游固体)，以改善循环水的水质。

上述实施例仅用以说明本发明而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种氮气填充型膨胀加压装置，包括：

循环管道***(10)，其将经热源设备(1)加热的热媒供应至用电设施的负荷(10a)并回收，以完成对特定区域的供冷供暖；

膨胀加压管道(200)，其从上述循环管道***(10)的一侧分岔；

膨胀加压槽(230)，通过上述膨胀加压管道(200)串联于循环管道***(10)并由非隔膜式中空槽构成，其用于临时收容因热媒的膨胀从循环管道***(10)流出的膨胀水，并在热媒收缩时，利用临时收容的膨胀水自身的压力将膨胀水排出，从而回流至循环管道***(10)；

氮气供应组件(250)，连接于上述膨胀加压槽(230)的一侧，用于向膨胀加压槽(230)内注入氮气；

其特征在于，在上述循环管道***(10)上，并联设置用于蓄积上述热源设备(1)所产生的热的蓄热槽(10b)，而且在使上述膨胀加压槽(230)位于中间的状态下，在向负荷(10a)的流入侧具备供应泵(10c)，在向热源设备(1)的流入侧具备回流泵(10d)，从而完成散热及蓄热运行。

2.根据权利要求1所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，上述循环管道***(10)为可变流量***，其通过实时检测热源设备(1)所产生的热量或温度，根据其变化利用变速电机控制回流泵(10d)旋转数，从而在热源设备(1)所产生的热量少时，减少回流泵(10d)流量；而且通过检测通过负荷(10a)之后回流的管道水的温度，根据其变化控制供应泵(10c)的旋转数，从而在通过负荷(10a)的热消耗量少时，减少供应泵(10c)的流量。

3.根据权利要求1或2所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于：在上述膨胀加压管道(200)和膨胀加压槽(230)之间，设置U弯管(210)。

4.根据权利要求3所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，上述膨胀加压槽(230)包括槽主体(230a)和凸缘(230b)，而上述U弯管(210)贯通结合于槽主体(230a)底面的凸缘(230b)***至槽主体(230a)内部并延长至上部，而在结合于上述槽主体(230a)底面部的凸缘(230b)，具备用于排出堆积物的排水阀(232)。

5.根据权利要求4所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，上述膨胀加压槽(230)还包括防涡流组件(240)，而上述防涡流组件(240)，包括：防涡流板(240a)，其沿水平方向设置于从膨胀加压槽(230)底面部延长形成的U弯管(210)上部末端上侧，用于防止发生在U弯管(210)入口周围的涡流；支撑台(240b)，其从下方支撑上述防涡流板(240a)。

6.根据权利要求1或2所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，上述膨胀加压槽(230)，包括：压力传感器，用于检测膨胀加压槽(230)内部压力；水位传感器，用于检测膨胀加压槽(230)内膨胀水的水位；填充阀(S1)，根据上述压力传感器及水位传感器的检测信号，控制从上述氮气供应组件(250)到膨胀加压槽(230)内部的氮气供应；排气阀(S2)，根据上述压力传感器及水位传感器的检测信号，控制膨胀加压槽(230)内部氮气的向外排出。

7.根据权利要求6所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，上述膨胀加压槽(230)，还包括：水位开关，通过ON-OFF触点方式检测是否到达特定水位；非常阻止阀(S3)，连接于上述排气阀(S2)的吐出侧并平时始终处于开放状态，而当上述水位开关检测到槽内的水位超过正常水位时关闭，以阻止非常状态下氮气的排出。

8.根据权利要求1或2所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，上述氮气供应组件(250)，包括：空气压缩器(251)，用于将空气压缩至一定压力并供应之；空气干燥器(253)，用于除去压缩空气中的水分；空气过滤器(252)，用于除去异物；氮气发生器(255)，用于从压缩空气中提取氮气；氮气压缩器(258)，用于将上述氮气发生器(255)所生成的氮气加压至注入膨胀加压槽(230)所需的填充压力；氮气槽(259)，用于临时保存经加压的氮气。

9.根据权利要求1或2所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，为了排出超过上述膨胀加压槽(230)收容容量的过剩膨胀水，还设置从上述膨胀加压管道(200)分岔的减压管(300)，其具备减压阀组件(310)，以在膨胀水的压力上升至一定压力以上时开放，从而排出过剩膨胀水，而在上述减压管(300)的末端，具备用于临时保存排出的过剩膨胀水的补充水槽(330)，而在上述补充水槽(330)上设置重新与膨胀加压槽(230)连接的补充水管(400)，以在膨胀加压管道(200)的压力下降时供应补充水。

10.根据权利要求9所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，上述减压阀组件(310)包括并联的电动阀(310a)、机械式一次压力维持阀(310b)及手动阀(310c)。

11.根据权利要求9所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，上述补充水槽(330)上，通过氮气供应管连接氮气供应组件(250)并填充氮气，而在上述氮气供应管上串联两个减压阀。

12.根据权利要求9所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，在上述补充水槽(330)上，还具备防过压组件(350)，以防止在补充水槽(330)内部形成过高压力，而上述防过压组件(350)，包括：U形管(350a)，其在补充水槽(330)的水位超过最高水位时，供过剩补充水溢流排出；溢流槽(350b)，用于保存从上述补充水槽溢流的过剩补充水。

13.根据权利要求12所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，在上述溢流槽(350b)上，为使过剩补充水填充至对应于补充水槽最高水位的水位，以最高水位的高度设置排水管(350c)，从而在水位上升至最高水位以上时排水；而且通过设置用于检测低水位情况的低水位检测开关，从而在溢流槽(350b)变成低水位时，从外部的水处理***(500)获取水，维持溢流槽(350b)的正常水位。

14.根据权利要求1 3所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，在上述水处理***(500)上设置泵并在上述补充水槽(330)设置水位传感器，从而使该泵根据设置于补充水槽(330)的水位传感器的检测信号，在补充水槽(330)的水不够时启动，以向补充水槽(330)供应水。

15.根据权利要求1或2所述的氮气填充型膨胀加压装置，其特征在于，上述循环管道***(10)还包括真空脱气装置(10e)。