CN112393416B - 根据热水管温度自控的热水锅炉*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能控制热水锅炉***，第三温度传感器设置在热水利用设备的热水入口的位置处，用于测量进入热水利用设备的热水的温度，第三温度传感器与中央控制器进行数据连接，中央控制器根据第三温度传感器检测的温度来自动控制第二阀门和第一阀门的阀门开度。本发明通过上述的运行，可以在热水温度高的时候，在满足热水产生需求以后，将多余的热量通过蓄热器进行蓄热，在热水温度低的时候，可以将更多的热水进入热水利用设备内加以利用，保证了热水的需求，同时节约能源。

Description

根据热水管温度自控的热水锅炉***

技术领域

本发明涉及一种锅炉技术，尤其涉及一种新式结构的热管的热水利用设备。

背景技术

热水利用设备是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水的机械设备。热水利用设备应用领域广泛，广泛适用于制衣厂，干洗店，饭店，馍店，食堂，餐厅，厂矿，豆制品厂等场所。

目前的热水利用设备多采用燃气或者燃油加热，而且加热效率低，而对于利用余热的热水利用设备研究的不是很多。

现有的热水锅炉产出效率低，智能化程度不高，无法根据需要进行智能控制，因此需要设计一种根据进行智能控制的热水余热的热水锅炉。

针对上述问题，本发明在前面发明的基础上进行了改进，提供了一种新的结构的热水锅炉***，充分利用热源，降低能耗，实现智能控制。

发明内容

针对上述问题，本发明在前面发明的基础上进行了改进，提供了一种新的结构热水利用设备，以实现余热的充分利用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种热水锅炉***，包括热水锅炉、热水利用设备和蓄热器，所述热水锅炉连接热水管，所述热水管包括主管和副管，所述热水利用设备设置在主管上，所述蓄热器设置在副管上，所述主管和副管形成并联管路，热水锅炉产生的热水分别进入主管和副管的热水利用设备和蓄热器，在热水利用设备中利用热水的热能加热，在蓄热器中进行蓄热，热水在热水利用设备和蓄热器中换热后再汇流进入回水管，通过回水管返回到热水锅炉；

第三阀门设置在热水利用设备和蓄热器上游的热水管上，用于控制进入热水利用设备和蓄热器的总的热水流量，第四阀门设置在热水利用设备和蓄热器下游的回水管上，所述热水管中设置第四温度传感器，第四温度传感器用于检测热水管中热水温度；所述第四温度传感器与中央控制器进行数据连接，中央控制器根据第四温度传感器检测的数据来控制第三阀门、第四阀门的开闭。

作为优选，中央控制器检测到热水管有温度超过一定温度的时候，中央控制器控制第三阀门、第四阀门是打开状态，热水可以进入热水利用设备和蓄热器，换热完成后进行回流，回到热水锅炉。

作为优选，中央控制器检测到热水管热水温度低于一定温度的时候，中央控制器控制第三阀门、第四阀门关闭，热水利用设备和蓄热器所在的管路形成一个循环管路。

作为优选，当热水传感器检测到超过一定温度的时候，中央控制器控制第五阀门关闭，第三阀门和第四阀门打开；

当热水传感器检测到温度低于一定温度的时候，中央控制器控制第五阀门打开，第三阀门和第四阀门关闭。

作为优选，所述热水锅炉包括电加热装置、水箱，所述电加热装置设置在水箱中，所述水箱包括进水管和热水出口，所述电加热装置包括第一管箱、第二管箱和盘管，盘管与第一管箱和第二管箱相连通，形成加热流体封闭循环，电加热器设置在第一管箱内；第一管箱内填充相变流体；盘管为一个或者多个，每个盘管包括多根圆弧形的管束，多根圆弧形的管束的中心线为以第一管箱为同心圆的圆弧，相邻管束的端部连通，从而使得管束的端部形成管束自由端；其特征在于，所述水箱是圆形截面，所述电加热装置为多个，其中一个电加热装置设置在水箱的中心，成为中心电加热装置，其它的电加热装置围绕水箱的中心分布，成为***电加热装置。

与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：

1、本发明通过热水管温度智能控制第三阀门第四阀门的开闭，可以在有热水温度满足要求的时候，在满足热水利用设备产生的热水量的情况下，将多于的热量存储在蓄热器中，在没有热水余热的情况下，利用热水余热存储的热量来加热热水利用设备，以满足热水利用设备的实际工作需求。这样可以充分利用热水余热，避免过多的热量的浪费。

2、本发明设计了一种新式结构的电加热装置在水箱中的布局图，可以进一步提高加热效率。

3、本发明电加热装置在周期内间歇式的加热，能够实现弹性盘管周期性的频繁性的振动，从而实现很好的除垢以及加热效果。

4、本发明将盘管周期性不断增加加热功率以及降低加热功率，使得加热流体受热后会产生体积不停的处于变化状态中，诱导盘管自由端产生振动，从而强化传热。

5、本发明通过大量的实验和数值模拟，优化了盘管的参数的最佳关系，从而实现最优的加热效率。

附图说明

图1是本发明热水锅炉***的结构示意图。

图2是本发明热水锅炉***控制结构的示意图。

图3是本发明热水锅炉***控制结构的示意图。

图4为本发明电加热装置的俯视图。

图5为电加热装置的主视图。

图6是电加热装置间隙式加热的坐标示意图。

图7是电加热装置周期性增加以及降低加热功率坐标示意图。

图8是电加热装置周期性增加以及降低加热功率的另一个实施例坐标示意图。

图9是电加热装置加热功率线性变化的坐标示意图。

图10是圆形水箱中设置电加热装置的布局示意图。

图11是盘管结构示意图。

图12是水箱结构示意图。

图中：1热水锅炉，2热水利用设备，3蓄热器，4第一阀门，5第二阀门，6第三阀门，7第四阀门，8第五阀门，9热水管，91主管，92副管，10回水管，11中央控制器；

12、盘管，13、第一管箱，14、自由端，15、自由端，16、进水管，17、热水出口，18、自由端，19、第二管箱，20、连接点，21、电加热装置，22、水箱，23管束，24电加热器

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

一种智能控制的热水锅炉***，如图1所示，所述***包括热水锅炉1、热水利用设备2和蓄热器3，所述热水锅炉1连接热水管9，所述热水管9包括主管91和副管92，所述热水利用设备2设置在主管91上，所述蓄热器3设置在副管92上，所述主管91和副管92形成并联管路，所述热水利用设备2利用热水锅炉1中产生的热水。热水锅炉1产生的热水分别进入主管2和副管3的热水利用设备2和蓄热器3，在热水利用设备2中利用热水的热能加热，在蓄热器3中进行蓄热，热水在热水利用设备2和蓄热器3中换热后再汇流进入回水管，通过回水管返回到热水锅炉1。

上述***中，通过在充分利用热水的热能的同时，可以利用蓄热器对多余的热能进行蓄热。

作为优选，本***可以仅仅设置热水利用设备2，不设置副管。

作为优选，所述热水锅炉可以是通过燃料燃烧产生的热水的热水锅炉。也可以是电加热热水锅炉

如图1所示，所述***包括第一阀门4和第二阀门5、第三阀门6和第四阀门7，第三阀门6设置在热水利用设备2和蓄热器3上游的热水管9上，用于控制进入热水利用设备2和蓄热器3的总的热水流量，第四阀门7设置在热水利用设备2和蓄热器3下游的回水管10上，第二阀门5设置在主管91的热水利用设备2的入口的位置，用于控制进入热水利用设备2的热水的流量，第一阀门4设置在副管92的蓄热器3的入口管的位置，用于控制进入蓄热器3的热水的流量，所述***还包括中央控制器11，所述中央控制器与第一阀门4、第二阀门5和第三阀门6、第四阀门7进行数据连接。所述中央控制器控制第一阀门4、第二阀门5和第三阀门6、第四阀门7的开闭以及开度的大小，从而控制进入热水利用设备2和蓄热器3的热水量。

作为优选，如图3所示，所述***还设置与热水管9连接的旁通管道，所述旁通管道与热水管9的连接位置位于第三阀门6的上游，所述旁通管道上设置第五阀门8。所述第五阀门8与中央控制器11数据连接。第五阀门8的开闭能够保证热水是否通过热水利用设备2和蓄热器3。

作为优选，所述第五阀门8打开，第三阀门6和第三阀门7关闭。

(一)根据热水流动控制阀门的开闭

作为优选，所述第三阀门6上游的热水管9中设置热水流动传感器，流动传感器用于检测热水管中是否有热水流过。所述流动传感器与中央控制器进行数据连接，中央控制器根据流动传感器检测的数据来控制第三阀门6和第四阀门的开闭。

中央控制器检测到热水管9有热水经过时候，例如，热水锅炉在运行的时候，中央控制器控制第三阀门6、第四阀门7是打开状态，热水可以进入热水利用设备2和蓄热器3，换热完成后进入回水管。中央控制器检测到热水管9没有热水经过时候，例如热水锅炉停止运行时，中央控制器控制第三阀门6、第四阀门7关闭，热水利用设备2和蓄热器3所在的管路形成一个循环管路。此时利用蓄热器3的蓄热来加热热水利用设备2，从而利用蓄热的热能。通过上述的运行，可以在有热水的时候，在满足热水利用设备2产生的热水量的情况下，将多于的热量存储在蓄热器3中，在没有热水余热的情况下，利用热水余热存储的热量来加热热水利用设备2，以满足热水利用设备2的实际工作需求。这样可以充分利用热水余热，避免过多的热量的浪费。

作为优选，所述第五阀门8打开，第三阀门6和第三阀门7关闭。

作为优选，当热水传感器检测到热水的时候，中央控制器控制第五阀门8关闭，第三阀门6和第四阀门7打开。

作为优选，当热水传感器检测到没有热水的时候，中央控制器控制第五阀门8打开，第三阀门6和第四阀门7关闭。

(二)根据热水流动控制封闭循环***动力设备的运行

作为优选，所述副管3上设置动力循环装置，用于在没有热水余热的情况下，通过动力循环装置的运行使得热水利用设备2和蓄热器3所在的管路形成一个循环管路。

作为优选，所述动力循环装置与中央控制器进行数据连接，所述中央控制器11根据热水管流动传感器监测的数据自动控制动力循环装置的运行。

中央控制器检测到管道有热水经过时候，中央控制器自动控制动力循环装置停止运行。当中央控制器检测到管道没有热水经过时候，中央控制器自动控制动力循环装置开始运行。通过控制动力循环装置的智能运行，可以根据实际情况实现动力循环装置运行的智能控制，提高了***的智能化。

作为优选，动力循环装置是泵。

(三)根据双温度检测控制动力循环装置的运行

作为优选，热水利用设备2是热水器，热水进入热水器中，通过间接换热的方式加热产生生活热水，例如洗澡用的热水；所述蓄热器3内设置第一温度传感器，用于检测蓄热器内蓄热材料的温度。所述热水利用设备内设置第二温度传感器，用于检测热水利用设备2内水的温度。所述第一温度传感器和第二温度传感器与中央控制器11数据连接。所述中央控制器11根据第一温度传感器和第二温度传感器检测的温度自动控制动力循环装置的运行。

如果第一温度传感器检测的温度低于第二温度传感器检测的温度，则中央控制器11控制热水利用设备2停止运行。如果第一温度传感器检测的温度高于第二温度传感器检测的温度，则中央控制器11控制热水利用设备2开始运行。

通过检测的温度来控制热水利用设备2的运行，可以实现对热水利用设备自主加热。因为在研发和实验过程中发现，当蓄热器的热量逐渐的用完的情况下，会出现蓄热器出来的热水的温度低于热水利用设备2中的水的温度，此种情况下再使用蓄热器来加热热水利用设备是不可能的，反而可能会导致热水利用设备的热量被带走。因此通过根据检测的温度智能控制热水利用设备2的运行，从而智能控制蓄热器3和热水利用设备2的循环，提高热水的产生率。

(四)根据热水利用设备入口热水温度控制阀门的开度

作为优选，第三温度传感器设置在热水利用设备2的热水入口的位置处，用于测量进入热水利用设备3的热水的温度。第三温度传感器与中央控制器11进行数据连接，中央控制器根据第三温度传感器检测的温度来自动控制第二阀门5和第一阀门4的阀门开度。

优选的，当第三温度传感器测量的温度低于一定的温度的时候，中央控制器控制阀门5加大开度，同时控制阀门4减少开度，以加大进入热水利用设备2的热水的流量。当第三温度传感器测量的温度高于一定的温度的时候，中央控制器控制阀门5减少开度，同时控制阀门4加大开度，以减少进入热水利用设备2的热水的流量。

当第三温度传感器测量的温度低到一定温度的时候，此时热水利用设备2换热的能力会变差，无法满足正常的需求，因此需要更多的热水进入热水利用设备，从而进行换热。

通过上述的运行，可以在热水温度高的时候，在满足热水产生需求以后，将多余的热量通过蓄热器进行蓄热，在热水温度低的时候，可以将更多的热水进入热水利用设备内加以利用，保证了热水的需求，同时节约能源。

(五)根据热水温度控制阀门的开闭

作为优选，所述第三阀门6上游的热水管9中设置第四温度传感器，第四温度传感器用于检测热水管中热水温度。所述第四温度传感器与中央控制器进行数据连接，中央控制器根据第四温度传感器检测的数据来控制第三阀门6、第四阀门7的开闭。

中央控制器检测到热水管9有温度超过一定温度的时候，例如，热水锅炉在运行的时候开始输出高温热水，中央控制器控制第三阀门6、第四阀门7是打开状态，热水可以进入热水利用设备2和蓄热器3，换热完成后进行回流，回到热水锅炉。中央控制器检测到热水管9热水温度低于一定温度的时候，例如热水锅炉停止运行时，中央控制器控制第三阀门6、第四阀门7关闭，热水利用设备2和蓄热器3所在的管路形成一个循环管路。此时利用蓄热器3的蓄热来加热热水利用设备2，从而利用蓄热热能。通过上述的运行，可以在有热水温度满足要求的时候，在满足热水利用设备2产生的热水量的情况下，将多于的热量存储在蓄热器3中，在没有热水余热的情况下，利用热水余热存储的热量来加热热水利用设备2，以满足热水利用设备2的实际工作需求。这样可以充分利用热水余热，避免过多的热量的浪费。

作为优选，当热水传感器检测到超过一定温度的时候，中央控制器控制第五阀门8关闭，第三阀门6和第四阀门7打开。

作为优选，当热水传感器检测到温度低于一定温度的时候，中央控制器控制第五阀门8打开，第三阀门6和第四阀门7关闭。

(六)根据热水流动控制封闭循环***动力循环装置的运行

本实施例是在第(五)实施例的基础上的改进。

作为优选，所述副管3上设置动力循环装置，管道14的热水温度低于一定的情况下，通过动力循环装置是泵的运行使得热水利用设备2和蓄热器3所在的管路形成一个循环管路。

作为优选，所述动力循环装置与中央控制器进行数据连接，所述中央控制器11根据热水管传感器监测的数据自动控制动力循环装置的运行。

中央控制器检测到管道有热水温度高于一定温度时候，中央控制器控制第三阀门6和第四阀门7打开，自动控制动力循环装置是泵停止运行。因为此时的热水温度满足换热需要，因此可以利用热水来加热热水利用设备和蓄热器3。当中央控制器检测到管道热水温度低于一定温度时候，中央控制器控制第三阀门6和第四阀门7关闭，中央控制器自动控制动力循环装置是泵开始运行。因为此时的热水温度不满足换热需要，因此需要利用蓄热器3来加热热水利用设备。通过根据热水温度控制动力循环装置是泵的智能运行，可以根据实际情况实现动力循环装置是泵运行的智能控制，提高了***的智能化。

中央控制器检测到管道有热水温度高于一定温度时候，第五阀门关闭。当中央控制器检测到管道热水温度低于一定温度时候，第五阀门打开。

(七)根据蓄热器出口温度检测控制动力循环装置的运行

作为优选，所述蓄热器3的出口设置第一温度传感器，用于检测蓄热器出口气体的温度。所述热水利用设备内设置第二温度传感器，用于检测热水利用设备2内水的温度。所述第一温度传感器和第二温度传感器与中央控制器11数据连接。所述中央控制器11根据第一温度传感器和第二温度传感器检测的温度自动控制动力循环装置是泵的运行。

如果第一温度传感器检测的温度低于第二温度传感器检测的温度，则中央控制器11控制动力循环装置是泵停止运行。

第三阀门和第四阀门关闭的情况下，通过检测的温度来控制动力循环装置是泵的运行，可以实现对热水利用设备自主加热。因为在研发和实验过程中发现，当蓄热器的热量逐渐的用完的情况下，会出现蓄热器出来的气体的温度低于热水利用设备2中的水的温度，此种情况下再使用蓄热器来加热热水利用设备是不可能的，反而可能会导致热水利用设备的热量被带走。因此通过根据检测的温度智能控制动力循环装置是泵的运行，从而智能控制蓄热器3和热水利用设备2的循环，提高热水的产生率。

一种热水锅炉，所述热水锅炉包括电加热装置21、水箱11，所述电加热装置21设置在水箱11中，所述水箱11包括进水管5和热水出口6。热水出口6设置在水箱上部。

作为优选，所述水箱是圆柱形结构。

图4展示了电加热装置21的俯视图，如图4所示，所述电加热装置21包括第一管箱13、第二管箱19和盘管12，盘管12与第一管箱13和第二管箱19相连通，流体在第一管箱13和第二管箱19以及盘管12内进行封闭循环，所述电加热装置21内设置电加热器24，所述电加热器24用于加热电加热装置21的内流体，然后通过加热的流体来加热水箱内的水。

如图4-5所示，电加热器24设置在第一管箱13内；第一管箱13内填充相变流体；盘管12为一个或者多个，每个盘管12包括多根圆弧形的管束23，多根圆弧形的管束23的中心线为以第一管箱13为同心圆的圆弧，相邻管束23的端部连通，流体在第一管箱13和第二管箱19之间形成串联流动，从而使得管束的端部形成管束自由端14、15；所述流体是相变流体，汽液相变液体，所述电加热装置与控制器进行数据连接，所述控制器控制电加热装置的加热功率随着时间的变化而周期性发生变化。

作为优选，所述第一管箱13和第二管箱19沿着高度方向上设置。

研究以及实践中发现，持续性的功率稳定性的电加热器的加热会导致内部电加热装置的流体形成稳定性，即流体不在流动或者流动性很少，或者流量稳定，导致盘管12振动性能大大减弱，从而影响盘管12的除垢以及加热的效率。因此需要对上述电加热盘管进行如下改进。

作为一个优选，加热功率采取间歇式的加热方式。

如图6所示，在一个周期时间T内，电加热器的加热功率P变化规律如下：

0-T/2的半个周期内，P＝n，其中n为常数数值，单位为瓦(W)，即加热功率保持恒定；

T/2-T的半个周期内，P＝0。即电加热器不加热。

T是50-80分钟，其中4000W＜n＜5000W。

通过上述的时间变化性的进行加热，可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩，从而不断的带动弹性管束的振动，从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。

作为一个优选，所述电加热器24设置为多个，每个电加热器独立控制，随着时间的变化，电加热器启动的数量进行周期性变化。

作为一个优选，电加热器为n个，则在一个周期T内，每隔T/2n的时间，启动一个电加热器，直到T/2时间加热器全部启动，然后再每隔T/2n的时间，关闭一个电加热器，直到T时间加热器全部关闭。

作为优选，每个电加热器加热功率都相同。关系图如图7所示。

通过上述的时间变化性的进行加热，可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩，从而不断的带动弹性管束的振动，从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。

作为优选，沿着高度方向电加热器设置为多段，每段独立控制，随着时间的变化，在半个周期T/2内，电加热器的沿着高度方向从下端开始依次启动，直到全部段都启动，然后在后面的半个周期T/2内，从上端开始依次关闭，直到周期结束，全部段关闭。

即假设电加热器为n段，则在一个周期T内，每隔T/2n的时间，从下端开始启动一个段，直到T/2时间所有段全部启动，然后再每隔T/2n的时间，从上端开始，关闭一个段，直到T时间全部段关闭。

作为优选，每个段加热功率都相同。关系图如图7所示。

通过电加热器从下部向上逐渐启动，可以使得下部流体充分加热，形成一个很好的自然对流，进一步促进流体的流动，增加弹性振动效果。通过上述的时间变化性的加热功率的变化，可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩，从而不断的带动弹性管束的振动，从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。

作为优选，所述电加热器24为多个，每个电加热器24功率不同，可以一个或者多个组合形成不同的加热功率，在上半个周期内，按照时间循序，先是单个电加热器启动，单个电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动，然后再启动两个电加热器，两个电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动，然后再逐渐增加电加热装置启动的数量，如果数量为n，则n个电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动；直到最后所有的电加热器启动，保证所述电加热装置的加热功率依次增加。在下半个周期内，先是单个电加热器不启动，单个电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立不启动，然后再不启动两个电加热器，两个电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立不启动，然后再逐渐增加电加热装置不启动的数量，如果数量为n，则n个电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立不启动；直到最后所有的电加热器不启动，保证所述电加热器的加热功率依次降低。

例如所述电加热装置为三个，分别是第一电加热装置D1、第二电加热装置D2和第三电加热装置D3，加热功率分别为P1，P2和P3，其中P1＜P2＜P3，P1+P2＞P3；即其中第一电加热装置、第二电加热装置之和大于第三电加热装置，按照时间顺序依次启动第一，第二，第三，第一加第二，第一加第三，第二加第三，然后是第一第二第三，在下半个周期内不启动的顺序是第一，第二，第三，第一加第二，第一加第三，第二加第三，然后是第一第二第三。

通过电加热器逐渐增加减少加热功率，进一步促进流体的流动，增加弹性振动效果。通过上述的时间变化性的加热功率的变化，可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩，从而不断的带动弹性管束的振动，从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。

作为优选，在前半个周期内，电加热装置的加热功率是线性增加的，后半个周期内，电加热装置的加热功率是线性减少的，参见附图9。

通过输入电流或电压的变化实现加热功率的线性变化。

通过设置多个电加热器，实现电加热器的逐渐数量增加的启动，实现线性变化。

作为优选，周期是50-300分钟，优选50-80分钟；电加热装置平均加热功率为2000-4000W。

作为优选，所述第一管箱13的管径小于第二管箱19的管径，第一管箱13的管径是第二管箱19管径的0.5-0.8倍。通过第一管箱和第二管箱的管径变化，能够保证流体进行相变在第一箱体内时间短，快速进入盘管，充分进入第二箱体换热。

作为优选，盘管在第一管箱的连接位置20低于第二管箱与盘管的连接位置。这样保证热水能够快速的向上进入第二管箱。

作为优选，第一管箱和第二管箱底部设置回流管，保证第二管箱内冷凝的流体能够进入第一管线。

作为优选，第一管箱和第二管箱沿着高度方向上设置，沿着第一管箱的高度方向，所述盘管设置为多个，从上向下方向，盘管的管径不断变小。

作为优选，沿着第一管箱的从上向下方向，盘管的管径不断变小的幅度不断的增加。

通过盘管的管径幅度增加，可以保证更多的热水通过上部进入第二箱体，保证所有盘管内热水的分配均匀，进一步强化传热效果，使得整体振动效果均匀，换热效果增加，进一步提高换热效果以及除垢效果。通过实验发现，采取此种结构设计可以取得更好的换热效果以及除垢效果。

作为优选，沿着第一管箱的高度方向，所述盘管设置为多个，从上向下方向，相邻盘管的间距不断变大。

作为优选，沿着第一管箱的高度方向，盘管之间的间距不断变大的幅度不断的增加。

通过盘管的间距幅度增加，可以保证更多的热水通过上部进入第二箱体，保证所有盘管内热水的分配均匀，进一步强化传热效果，使得整体振动效果均匀，换热效果增加，进一步提高换热效果以及除垢效果。通过实验发现，采取此种结构设计可以取得更好的换热效果以及除垢效果。

作为优选，如图10所示，所述水箱是横截面为圆形水箱，水箱中设置多个电加热装置。

作为优选，如图10所示，所述水箱内设置的多个电加热装置，其中一个设置在水箱的中心，成为中心电加热装置，其它的围绕水箱的中心分布，成为***电加热装置。通过如此结构设计，可以使得水箱内流体充分达到振动目的，提高换热效果。

作为优选，单个***电加热装置的加热功率小于中心电加热装置的加热功率。通过如此设计，使得中心达到更大的震动频率，形成中心振动源，从而影响四周，达到更好的强化传热和除垢效果。

作为优选，同一水平换热截面上，流体要达到均匀的振动，避免换热分布不均匀。因此需要通过合理分配不同的电加热装置中的加热功率的大小。通过实验发现，中心电加热装置与***管束电加热装置的加热功率比例与两个关键因素相关，其中一个就是***电加热装置与水箱中心之间的间距(即***电加热装置的圆心与中心电加热装置的圆心的距离)以及水箱的直径相关。因此本发明根据大量数值模拟和实验，优化了最佳的脉动流量的比例分配。

作为优选，水箱内壁半径为B，所述中心电加热装置的圆心设置在水箱圆形截面圆心，***电加热装置的圆心距离水箱圆形截面的圆心的距离为S，相邻***电加热装置的圆心分别与圆形截面圆心进行连线，两根连线形成的夹角为A，***电加热装置的加热功率为W2，单个中心电加热装置的加热功率为W1，则满足如下要求：

W1/W2＝a-b*Ln(B/S)；Ln是对数函数；

a，b是系数，其中1.855＜a＜1.865，0.600＜b＜0.610；

1.25＜B/S＜2.1；

1.4＜W1/W2＜1.8。

其中35°＜A＜80°。

作为优选，四周分布数量为4-5个。

作为优选，B为1600-2400毫米，优选是2000mm；S为1200-2000毫米，优选为1700mm；换热管的直径为12-20毫米，优选16mm；脉动盘管的最外侧直径为300-560毫米，优选400mm。立管的管径为100-116毫米，优选108毫米，立管的高度为1.8-2.2米，优选为2米，相邻的脉冲管的间距是65-100mm。优选80毫米左右。

总加热功率优选为4000-10000W，进一步优选为5500W。

进一步优选，a＝0.18606，b＝0.6041。

所述热水出口设置在水箱侧壁的上部位置。

作为优选，所述箱体是圆形截面，设置多个电加热装置，其中一个设置在圆形截面圆心的中心电加热装置和其它的形成围绕圆形截面圆心分布的电加热装置。

盘管12为一组或者多组，每组盘管12包括多根圆弧形的管束23，多根圆弧形的管束23的中心线为同心圆的圆弧，相邻管束23的端部连通，从而使得盘管12的端部形成管束自由端14、15，例如图5中的自由端14、15。

作为优选，所述的加热流体为汽液相变的流体。

作为以优选，所述第一管箱13、第二管箱19以及盘管12都是圆管结构。

作为优选，盘管12的管束是弹性管束。

通过将盘管12的管束设置弹性管束，可以进一步提高换热系数。

作为优选，所述同心圆是以第一管箱13的中心为圆心的圆。即盘管12的管束23围绕着第一管箱13的中心线布置。

如图7所示，管束23不是一个完整的圆，而是留出一个口部，从而形成管束的自由端。所述口部的圆弧所在的角度为65-85度，即图11夹角b和c之和是65-85度。

作为优选，管束在同一侧的端部对齐，在同一个平面上，端部的延长线(或者端部所在的平面)经过第一管箱13的中线。

进一步优选，所述电加热器24是电加热棒。

作为优选，盘管12的内侧管束的第一端与第一管箱13连接，第二端与相邻的外侧管束一端连接，盘管12的最外侧管束的一端与第二管箱19连接，相邻的管束的端部连通，从而形成一个串联的结构。

第一端所在的平面与第一管箱13和第二管箱19中心线所在的平面形成的夹角c为40-50度。

第二端所在的平面与第一管箱13和第二管箱19中心线所在的平面形成的夹角b为25-35度。

通过上述优选的夹角的设计，使得自由端的振动达到最佳，从而使得加热效率达到最优。

如图11所示，盘管12的管束为4个，管束A、B、C、D联通。当然，不局限于四个，可以根据需要设置多个，具体连接结构与图8相同。

所述盘管12为多个，多个盘管12分别独立连接第一管箱13和第二管箱19，即多个盘管12为并联结构。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (4)

1.一种热水锅炉***，包括热水锅炉、热水利用设备和蓄热器，所述热水锅炉连接热水管，所述热水管包括主管和副管，所述热水利用设备设置在主管上，所述蓄热器设置在副管上，所述主管和副管形成并联管路，热水锅炉产生的热水分别进入主管和副管的热水利用设备和蓄热器，在热水利用设备中利用热水的热能加热，在蓄热器中进行蓄热，热水在热水利用设备和蓄热器中换热后再汇流进入回水管，通过回水管返回到热水锅炉；

其特征在于，第三阀门设置在热水利用设备和蓄热器上游的热水管上，用于控制进入热水利用设备和蓄热器的总的热水流量，第四阀门设置在热水利用设备和蓄热器下游的回水管上，所述热水管中设置第四温度传感器，第四温度传感器用于检测热水管中热水温度；所述第四温度传感器与中央控制器进行数据连接，中央控制器根据第四温度传感器检测的数据来控制第三阀门、第四阀门的开闭；所述热水锅炉包括电加热装置、水箱，所述电加热装置设置在水箱中，所述水箱包括进水管和热水出口，所述电加热装置包括第一管箱、第二管箱和盘管，盘管与第一管箱和第二管箱相连通，形成加热流体封闭循环，电加热器设置在第一管箱内；第一管箱内填充相变流体；盘管为一个或者多个，每个盘管包括多根圆弧形的管束，多根圆弧形的管束的中心线为以第一管箱为同心圆的圆弧，相邻管束的端部连通，从而使得管束的端部形成管束自由端；所述水箱是圆形截面，所述电加热装置为多个，其中一个电加热装置设置在水箱的中心，成为中心电加热装置，其它的电加热装置围绕水箱的中心分布，成为***电加热装置；

在一个周期时间T内，电加热器的加热功率P变化规律如下：

0-T/2的半个周期内，P＝n，其中n为常数数值，单位为瓦(W)，即加热功率保持恒定；

T/2-T的半个周期内，P＝0，即电加热器不加热；

T是50-80分钟，其中4000W＜n＜5000W。

2.如权利要求1所述的热水锅炉***，其特征在于，中央控制器检测到热水管有温度超过一定温度的时候，中央控制器控制第三阀门、第四阀门是打开状态，热水可以进入热水利用设备和蓄热器，换热完成后进行回流，回到热水锅炉。

3.如权利要求2所述的热水锅炉***，其特征在于，中央控制器检测到热水管热水温度低于一定温度的时候，中央控制器控制第三阀门、第四阀门关闭，热水利用设备和蓄热器所在的管路形成一个循环管路。

4.如权利要求2所述的热水锅炉***，其特征在于，当第四温度传感器检测到超过一定温度的时候，中央控制器控制第五阀门关闭，第三阀门和第四阀门打开；

当第四温度传感器检测到温度低于一定温度的时候，中央控制器控制第五阀门打开，第三阀门和第四阀门关闭。

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