CN114543363A - 一种电加热器及其使用方法 - Google Patents

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CN114543363A CN202210173781.9A CN202210173781A CN114543363A CN 114543363 A CN114543363 A CN 114543363A CN 202210173781 A CN202210173781 A CN 202210173781A CN 114543363 A CN114543363 A CN 114543363A
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Abstract

本发明公开了一种电加热器及其使用方法,电加热器组件、第一膨胀水箱、软水器、存储水箱、第二膨胀水箱、保温水箱和板式换热器,使用方法包括步骤一,选用电加热丝;步骤二,布置传感器;步骤三,布置电加热器组件和膨胀水箱;步骤四,布置保温水箱和板式换热器;步骤五,热力***热平衡和水量平衡测试,热力***热阻分析;步骤六,敷设热力管道;步骤七,砌筑保温墙体;本发明通过采用铬镍合金加热丝,有效的提高了加热速度和发热转换效率;通过采用瞬驰加热技术,使传热更均匀,传热速度更快,热效率更高,不结水垢,可耐高达5000V的电压,能够实现水电彻底分离,具有热力管网散热量小,热能利用率高,绿色环保的优点。

Description

一种电加热器及其使用方法
技术领域
本发明涉及电加热器技术领域,具体为一种电加热器及其使用方法。
背景技术
现有露天矿电加热器***布置是根据热传递和热平衡原理,利用电能迅速加热通过的水流并转换为热能,通过热传递传给流动热水的内能,通过循环泵、保温水箱、板式热交换器、采暖或洗浴***将热水反复强制循环,再通过电加热器不断加热并上升到目标温度,通过热水循环提供洗浴,通过对流和热辐射传给采暖区域,从而保证整个采暖***达到稳态热平衡;
由于开启传统的常压电加热管型电加热器主机需延迟1分钟,加热速度相对较慢、发热量小、发热转换效率低,热力***循环升温速度慢,热力管网散热量大,且从电加热器开机启动后到将一个采暖区域应供给的热力管网所属区域全部升温到预期目标温度至少需8-16小时,***热效率相对不高;同时,当水质不好时,电加热器加热管本体、锅筒内、管道等处都积累大量的水垢,且需经常进行人工清理、化学清洗且清洗效率较低,结垢不易被彻底清除,大大降低了循环水水量和水速,大幅降低电加热器***循环热效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电加热器及其使用方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种电加热器,包括电加热器组件,所述电加热器组件包括锅筒,锅筒的底端固定连接有倒锥形筒底,倒锥形筒底的底端固定连接有直管,直管的底端法兰固定有排污管,排污管上安装有蝶阀,锅筒的顶部设置有第一温度测量传感器,第一温度测量传感器的一侧设置有水位测量传感器,锅筒的输入端固定连接有进水管,锅筒的输出端固定连接有出水管,出水管上安装有第二温度测量传感器。
优选的,所述倒锥形筒底的斜边坡度不小于1:1,直管长度不小于50mm,管径不小于DN25mm。
优选的,所述进水管的一端安装有第一水泵,第一水泵的输入端安装有第一膨胀水箱,第一膨胀水箱的一侧设置有软水器,软水器的一侧设置有存储水箱,且存储水箱的输入端连接至自来水供水端,存储水箱的输出端连接至软水器的输入端,软水器的输出端连接至第一水泵的输入端。
优选的,所述电加热器组件的一侧设置有第二膨胀水箱,且第二膨胀水箱连接至出水管上,第二膨胀水箱的一侧设置有第二水泵,且第二水泵的输入端安装于出水管的输出端,第二水泵的输出端安装有保温水箱,保温水箱上设置有第一进水口、第一出水口、第二进水口和第二出水口,且第一进水口连接至第二水泵的输出端,第二出水口连接至进水管,第一出水口上安装有第三水泵,第三水泵的输出端安装有板式换热器。
优选的,所述板式换热器上设置有第三进水口、第三出水口、第四出水口和第四进水口,且第三水泵的输出端连接至第三进水口,第三出水口连接至第二进水口,第四出水口上安装有第四水泵,板式换热器的一侧设置有热用户,热用户的输入端连接至第四水泵的输出端,热用户的输出端连接至第四进水口。
一种电加热器的使用方法,包括步骤一,选用电加热丝;步骤二,布置传感器;步骤三,布置电加热器组件和膨胀水箱;步骤四,布置保温水箱和板式换热器;步骤五,热力***热平衡和水量平衡测试,热力***热阻分析;步骤六,敷设热力管道;步骤七,砌筑保温墙体;
其中上述步骤一中,锅筒的内部安装有电加热丝,该电加热丝为铬镍合金裸丝,采用高品质Cr20Ni80制作,镍含量在80%以上,初始形状为螺旋状裸丝,裸丝间各轴向间距不小于25mm;若采用铬镍圆丝,其直径不低于6mm;若采用铬镍扁丝,其厚度不低于5mm;当采用不规则的电加热丝时,可采用高温氧化镁粉包裹铬电加热丝。
其中上述步骤二中,在锅筒的顶部设置第一温度测量传感器和水位测量传感器,长度约为20mm,同时在出水管上设置第二温度测量传感器,使得锅筒处于不满水状态时,水位测量传感器不显示,电加热器组件实施联锁控制并立即自动停止运行;
其中上述步骤三中,布置电加热器组件,并将进水管通过第一水泵连接至自来水供水网,同时在第一水泵的输出端布置软水器和存储水箱;在电加热器组件供水管路布置第一膨胀水箱,在出水管路布置第二膨胀水箱,使得在管路***发生大幅度泄漏时,可采用膨胀水箱补水方式;
其中上述步骤四中,布置保温水箱,将第一进水口通过第二水泵连接至出水管,将第二出水口连接至进水管;布置板式换热器,将第三进水口通过第三水泵连接至第一出水口,将第三出水口连接至第二进水口,将第四出水口通过第四水泵连接至热用户的输入端,将第四进水口连接至热用户的输出端;
其中上述步骤五中,待上述步骤完成后,对所搭建的热力***进行热平衡和水量平衡测试,对热力***的热阻进行分析,排除不良;
其中上述步骤六中,敷设热力管道时,采用室内明管、管沟或直埋敷设方式;将原有的三级防腐保温逐步升级到一级,定期和不定期检查管道保温脱落情况,及时恢复保温缺失部分和更换为聚氨酯保温管;
其中上述步骤七中,砌筑保温墙体时,提高室内墙体密封性、墙壁厚度,使用“三七墙”和“五零墙”等施工,消除漏风点,新砌筑墙体采用岩棉板、聚苯乙烯泡沫板和陶瓷保温板等进行保温。
优选的,所述步骤一中,电加热丝配有镍钛诺保形金属,即在电加热丝中均匀地添加适当含量的镍钛诺形状记忆金属;电加热丝也可替换为电加热管,其类型为不锈钢321、316L、1Cr18Ni9Ti、铁氟龙、紫铜或钛加热管等,电加热管可选用三分螺旋折流板长U型管结构。
优选的,所述步骤三中,布置软水器和存储水箱的具体方法为:将存储水箱的输入端连接至自来水供水端,存储水箱的输出端连接至软水器的输入端,再将软水器的输出端连接至第一水泵的输入端。
优选的,所述步骤三中,存储水箱的输入端水温为14-20℃,第一膨胀水箱的输出端水温为10-20℃,第一水泵的输出端水温为14-20℃,第二膨胀水箱的输出端水温为10-20℃。
优选的,所述步骤四中,第二水泵的输出端水温为45-60℃,第二出水口的水温为25-40℃,第四出水口的水温为40-50℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过采用铬镍合金加热丝,有效的提高了加热速度和发热转换效率;通过采用瞬驰加热技术,使传热更均匀,传热速度更快,热效率更高,不结水垢,可耐高达5000V的电压,能够实现水电彻底分离,具有热力管网散热量小,热能利用率高,绿色环保的优点。
附图说明
图1为本发明的整体结构框架图;
图2为本发明的电加热器组件主视结构示意图;
图3为本发明的方法流程图;
图中:1、电加热器组件;10、锅筒;11、倒锥形筒底;12、直管;13、排污管;14、蝶阀;15、第一温度测量传感器;16、水位测量传感器;17、进水管;18、出水管;19、第二温度测量传感器;2、第一水泵;20、第一膨胀水箱;21、软水器;22、存储水箱;3、第二膨胀水箱;30、第二水泵;31、保温水箱;310、第一进水口;311、第一出水口;312、第二进水口;313、第二出水口;32、第三水泵;33、板式换热器;330、第三进水口;331、第三出水口;332、第四出水口;333、第四进水口;4、热用户;40、第四水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2,本发明提供的一种实施例:一种电加热器,包括电加热器组件1,电加热器组件1包括锅筒10,锅筒10的底端固定连接有倒锥形筒底11,倒锥形筒底11的底端固定连接有直管12,直管12的底端法兰固定有排污管13,排污管13上安装有蝶阀14,锅筒10的顶部设置有第一温度测量传感器15,第一温度测量传感器15的一侧设置有水位测量传感器16,锅筒10的输入端固定连接有进水管17,锅筒10的输出端固定连接有出水管18,出水管18上安装有第二温度测量传感器19;倒锥形筒底11的斜边坡度不小于1:1,直管12长度不小于50mm,管径不小于DN25mm;进水管17的一端安装有第一水泵2,第一水泵2的输入端安装有第一膨胀水箱20,第一膨胀水箱20的一侧设置有软水器21,软水器21的一侧设置有存储水箱22,且存储水箱22的输入端连接至自来水供水端,存储水箱22的输出端连接至软水器21的输入端,软水器21的输出端连接至第一水泵2的输入端;电加热器组件1的一侧设置有第二膨胀水箱3,且第二膨胀水箱3连接至出水管18上,第二膨胀水箱3的一侧设置有第二水泵30,且第二水泵30的输入端安装于出水管18的输出端,第二水泵30的输出端安装有保温水箱31,保温水箱31上设置有第一进水口310、第一出水口311、第二进水口312和第二出水口313,且第一进水口310连接至第二水泵30的输出端,第二出水口313连接至进水管17,第一出水口311上安装有第三水泵32,第三水泵32的输出端安装有板式换热器33;板式换热器33上设置有第三进水口330、第三出水口331、第四出水口332和第四进水口333,且第三水泵32的输出端连接至第三进水口330,第三出水口331连接至第二进水口312,第四出水口332上安装有第四水泵40,板式换热器33的一侧设置有热用户4,热用户4的输入端连接至第四水泵40的输出端,热用户4的输出端连接至第四进水口333。
请参阅图3,本发明提供的一种实施例:一种电加热器的使用方法,包括步骤一,选用电加热丝;步骤二,布置传感器;步骤三,布置电加热器组件和膨胀水箱;步骤四,布置保温水箱和板式换热器;步骤五,热力***热平衡和水量平衡测试,热力***热阻分析;步骤六,敷设热力管道;步骤七,砌筑保温墙体;
其中上述步骤一中,锅筒10的内部安装有电加热丝,该电加热丝为铬镍合金裸丝,采用高品质Cr20Ni80制作,镍含量在80%以上,初始形状为螺旋状裸丝,裸丝间各轴向间距不小于25mm;若采用铬镍圆丝,其直径不低于6mm;若采用铬镍扁丝,其厚度不低于5mm;当采用不规则的电加热丝时,可采用高温氧化镁粉包裹铬电加热丝;电加热丝配有镍钛诺保形金属,即在电加热丝中均匀地添加适当含量的镍钛诺形状记忆金属;电加热丝也可替换为电加热管,其类型为不锈钢321、316L、1Cr18Ni9Ti、铁氟龙、紫铜或钛加热管等,电加热管可选用三分螺旋折流板长U型管结构。
其中上述步骤二中,在锅筒10的顶部设置第一温度测量传感器15和水位测量传感器16,长度约为20mm,同时在出水管18上设置第二温度测量传感器19,使得锅筒10处于不满水状态时,水位测量传感器16不显示,电加热器组件1实施联锁控制并立即自动停止运行;
其中上述步骤三中,布置电加热器组件1,并将进水管17通过第一水泵2连接至自来水供水网,同时在第一水泵2的输出端布置软水器21和存储水箱22;在电加热器组件1供水管路布置第一膨胀水箱20,在出水管路布置第二膨胀水箱3,使得在管路***发生大幅度泄漏时,可采用膨胀水箱补水方式;其中,布置软水器21和存储水箱22的具体方法为:将存储水箱22的输入端连接至自来水供水端,存储水箱22的输出端连接至软水器21的输入端,再将软水器21的输出端连接至第一水泵2的输入端;存储水箱22的输入端水温为14-20℃,第一膨胀水箱20的输出端水温为10-20℃,第一水泵2的输出端水温为14-20℃,第二膨胀水箱3的输出端水温为10-20℃;
其中上述步骤四中,布置保温水箱31,将第一进水口310通过第二水泵30连接至出水管18,将第二出水口313连接至进水管17;布置板式换热器33,将第三进水口330通过第三水泵32连接至第一出水口311,将第三出水口331连接至第二进水口312,将第四出水口332通过第四水泵40连接至热用户4的输入端,将第四进水口333连接至热用户4的输出端;其中,第二水泵30的输出端水温为45-60℃,第二出水口313的水温为25-40℃,第四出水口332的水温为40-50℃;
其中上述步骤五中,待上述步骤完成后,对所搭建的热力***进行热平衡和水量平衡测试,对热力***的热阻进行分析,排除不良;见表1-3;
其中上述步骤六中,敷设热力管道时,采用室内明管、管沟或直埋敷设方式;将原有的三级防腐保温逐步升级到一级,定期和不定期检查管道保温脱落情况,及时恢复保温缺失部分和更换为聚氨酯保温管;
其中上述步骤七中,砌筑保温墙体时,提高室内墙体密封性、墙壁厚度,使用“三七墙”和“五零墙”等施工,消除漏风点,新砌筑墙体采用岩棉板、聚苯乙烯泡沫板和陶瓷保温板等进行保温。
Figure BDA0003519641140000071
Figure BDA0003519641140000081
表1热力***稳态时热平衡分析表
补水量 泄漏量
补水泵补充水量 管路腐蚀、断裂泄漏量
- 暖气管路人为放水、排水
- 与外界连接的阀门未关闭或关闭不严
- 阀门阀体、法兰泄漏量
- 水泵泵体或连接处泄漏量
表2热力***故障时水量相对平衡分析表
阻力因素 故障源
电加热器虽运行,但加热管未加热 加热器控制***
电加热器运行组数不足 加热器控制***
电加热管个别烧损或烧坏 电加热管
循环泵电机反转或未转动 循环泵电机
阀门开度不适当 阀门
未设置流量计,靠经验调节阀门 阀门
新、老管网相互之间的连接不恰当 管路连接
热源距各热用户不一致 供热距离
循环泵提供的压力未达热用户或实际供给压力不足 热用户终端压力
热力管路存在气阻 管路气阻
管路、阀门或暖气片关闭或有堵塞 管路、阀门或暖气片
管路管径、循环水量和走向不正确 管径、循环水量和走向
表3热力***热阻分析表
基于上述,本发明的优点在于,该发明使用时,由软水器21对存储水箱22输送来的水进行软化,再由经第一水泵2输送至进水管17,通过锅筒10内的电加热丝迅速加热,加热后的水通过出水管18和第二水泵30,经第一进水口310进入保温水箱31,经第一出水口311、第三水泵32和第三进水口330输送至板式换热器33,又经第三出水口331、第二进水口312和第二出水口313流回电加热器组件1内,将热水反复强制循环,再通过电加热丝不断加热并上升到目标温度,热用户4的用水经第四进水口333进入板式换热器33进行加热,经第四出水口332处的第四水泵40输送回热用户4;倒锥形筒底11的底部所安装的直管12、排污管13和蝶阀14用于控制排放污水,第一温度测量传感器15和第二温度测量传感器19用于监测水温,水位测量传感器16用于监测水位;第一膨胀水箱20和第二膨胀水箱3用于紧急补水,本发明采用瞬驰加热技术,该技术的原理为:发热体与流水通道之间采用了可靠非金属绝缘层以隔开,通过绝缘体将发热体产生的热量传递给流通着水的金属腔体,使腔体里面的水迅速带走热量并进行加热,使发热体、电路和水路完全分开,以达到100%电水分离。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种电加热器,包括电加热器组件(1),其特征在于:所述电加热器组件(1)包括锅筒(10),锅筒(10)的底端固定连接有倒锥形筒底(11),倒锥形筒底(11)的底端固定连接有直管(12),直管(12)的底端法兰固定有排污管(13),排污管(13)上安装有蝶阀(14),锅筒(10)的顶部设置有第一温度测量传感器(15),第一温度测量传感器(15)的一侧设置有水位测量传感器(16),锅筒(10)的输入端固定连接有进水管(17),锅筒(10)的输出端固定连接有出水管(18),出水管(18)上安装有第二温度测量传感器(19)。
2.根据权利要求1所述的一种电加热器,其特征在于:所述倒锥形筒底(11)的斜边坡度不小于1:1,直管(12)长度不小于50mm,管径不小于DN25mm。
3.根据权利要求1所述的一种电加热器,其特征在于:所述进水管(17)的一端安装有第一水泵(2),第一水泵(2)的输入端安装有第一膨胀水箱(20),第一膨胀水箱(20)的一侧设置有软水器(21),软水器(21)的一侧设置有存储水箱(22),且存储水箱(22)的输入端连接至自来水供水端,存储水箱(22)的输出端连接至软水器(21)的输入端,软水器(21)的输出端连接至第一水泵(2)的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种电加热器,其特征在于:所述电加热器组件(1)的一侧设置有第二膨胀水箱(3),且第二膨胀水箱(3)连接至出水管(18)上,第二膨胀水箱(3)的一侧设置有第二水泵(30),且第二水泵(30)的输入端安装于出水管(18)的输出端,第二水泵(30)的输出端安装有保温水箱(31),保温水箱(31)上设置有第一进水口(310)、第一出水口(311)、第二进水口(312)和第二出水口(313),且第一进水口(310)连接至第二水泵(30)的输出端,第二出水口(313)连接至进水管(17),第一出水口(311)上安装有第三水泵(32),第三水泵(32)的输出端安装有板式换热器(33)。
5.根据权利要求4所述的一种电加热器,其特征在于:所述板式换热器(33)上设置有第三进水口(330)、第三出水口(331)、第四出水口(332)和第四进水口(333),且第三水泵(32)的输出端连接至第三进水口(330),第三出水口(331)连接至第二进水口(312),第四出水口(332)上安装有第四水泵(40),板式换热器(33)的一侧设置有热用户(4),热用户(4)的输入端连接至第四水泵(40)的输出端,热用户(4)的输出端连接至第四进水口(333)。
6.一种电加热器的使用方法,包括步骤一,选用电加热丝;步骤二,布置传感器;步骤三,布置电加热器组件和膨胀水箱;步骤四,布置保温水箱和板式换热器;步骤五,热力***热平衡和水量平衡测试,热力***热阻分析;步骤六,敷设热力管道;步骤七,砌筑保温墙体;其特征在于:
其中上述步骤一中,锅筒(10)的内部安装有电加热丝,该电加热丝为铬镍合金裸丝,采用高品质Cr20Ni80制作,镍含量在80%以上,初始形状为螺旋状裸丝,裸丝间各轴向间距不小于25mm;若采用铬镍圆丝,其直径不低于6mm;若采用铬镍扁丝,其厚度不低于5mm;当采用不规则的电加热丝时,可采用高温氧化镁粉包裹铬电加热丝。
其中上述步骤二中,在锅筒(10)的顶部设置第一温度测量传感器(15)和水位测量传感器(16),长度约为20mm,同时在出水管(18)上设置第二温度测量传感器(19),使得锅筒(10)处于不满水状态时,水位测量传感器(16)不显示,电加热器组件(1)实施联锁控制并立即自动停止运行;
其中上述步骤三中,布置电加热器组件(1),并将进水管(17)通过第一水泵(2)连接至自来水供水网,同时在第一水泵(2)的输出端布置软水器(21)和存储水箱(22);在电加热器组件(1)供水管路布置第一膨胀水箱(20),在出水管路布置第二膨胀水箱(3),使得在管路***发生大幅度泄漏时,可采用膨胀水箱补水方式;
其中上述步骤四中,布置保温水箱(31),将第一进水口(310)通过第二水泵(30)连接至出水管(18),将第二出水口(313)连接至进水管(17);布置板式换热器(33),将第三进水口(330)通过第三水泵(32)连接至第一出水口(311),将第三出水口(331)连接至第二进水口(312),将第四出水口(332)通过第四水泵(40)连接至热用户(4)的输入端,将第四进水口(333)连接至热用户(4)的输出端;
其中上述步骤五中,待上述步骤完成后,对所搭建的热力***进行热平衡和水量平衡测试,对热力***的热阻进行分析,排除不良;
其中上述步骤六中,敷设热力管道时,采用室内明管、管沟或直埋敷设方式;将原有的三级防腐保温逐步升级到一级,定期和不定期检查管道保温脱落情况,及时恢复保温缺失部分和更换为聚氨酯保温管;
其中上述步骤七中,砌筑保温墙体时,提高室内墙体密封性、墙壁厚度,使用“三七墙”和“五零墙”等施工,消除漏风点,新砌筑墙体采用岩棉板、聚苯乙烯泡沫板和陶瓷保温板等进行保温。
7.根据权利要求6所述的一种电加热器的使用方法,其特征在于:所述步骤一中,电加热丝配有镍钛诺保形金属,即在电加热丝中均匀地添加适当含量的镍钛诺形状记忆金属;电加热丝也可替换为电加热管,其类型为不锈钢321、316L、1Cr18Ni9Ti、铁氟龙、紫铜或钛加热管等,电加热管可选用三分螺旋折流板长U型管结构。
8.根据权利要求6所述的一种电加热器的使用方法,其特征在于:所述步骤三中,布置软水器(21)和存储水箱(22)的具体方法为:将存储水箱(22)的输入端连接至自来水供水端,存储水箱(22)的输出端连接至软水器(21)的输入端,再将软水器(21)的输出端连接至第一水泵(2)的输入端。
9.根据权利要求6所述的一种电加热器的使用方法,其特征在于:所述步骤三中,存储水箱(22)的输入端水温为14-20℃,第一膨胀水箱(20)的输出端水温为10-20℃,第一水泵(2)的输出端水温为14-20℃,第二膨胀水箱(3)的输出端水温为10-20℃。
10.根据权利要求6所述的一种电加热器的使用方法,其特征在于:所述步骤四中,第二水泵(30)的输出端水温为45-60℃,第二出水口(313)的水温为25-40℃,第四出水口(332)的水温为40-50℃。
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