CN207335169U - 汽-水交换型蓄热电锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了汽‑水交换型蓄热电锅炉,包括储热水罐、电加热器、弧形挡板、布水器、热交换器和冷凝水回收装置;所述电加热器设置于储热水罐中,所述电加热器的外部装有2个长方形的弧形挡板,所述电加热器位于弧形挡板的下部,所述储热水罐的上方顶部设置蒸汽出口,所述储热水罐的下部安装布水器,所述冷凝水回收装置连接一补水泵,所述布水器的进水管与冷凝水回收装置的补水泵连接,所述热交换器的加热侧入口与蒸汽出口的管道连接。本实用新型提供的蓄热电锅炉,与电锅炉常压蓄热***相比具有高效、蓄热量高、运行费用低、维护工作量低、无污染及综合投资最佳等优点,它应用于大型建筑空调采暖、生活热水供应及工业过程加热。
Description
技术领域
本实用新型涉及锅炉设备,尤其涉及汽-水交换型蓄热电锅炉。
背景技术
目前,锅炉厂生产的电热锅炉,锅炉本身没有蓄热功能,加之水温度最高在90℃,需利用常压水箱蓄热,能效很低,无法实现高温蓄热的目的。因此,电锅炉常压蓄热***体积庞大,占地面积大,运行费用较高。
实用新型内容
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供了汽-水交换型蓄热电锅炉,与电锅炉常压蓄热***相比具有高效、蓄热量高、运行费用低、维护工作量低、无污染及综合投资最佳等优点,它应用于大型建筑空调采暖、生活热水供应及工业过程加热。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种汽-水交换型蓄热电锅炉,具体为:
包括储热水罐、电加热器、弧形挡板、布水器、热交换器和冷凝水回收装置;
所述电加热器设置于储热水罐中,所述电加热器的外部装有2个长方形的弧形挡板,所述电加热器位于弧形挡板的下部,所述储热水罐的上方顶部设置蒸汽出口,所述储热水罐的下部安装布水器,所述冷凝水回收装置连接一补水泵,所述布水器的进水管与冷凝水回收装置的补水泵连接,所述热交换器的加热侧入口与蒸汽出口的管道连接,所述热交换器的加热侧出口于冷凝水回收装置的入口连接,冷凝水通过冷凝水回收装置从储热水罐的进水管返回储热水罐内部。
上述的汽-水交换型蓄热电锅炉,其中:所述热交换器加热侧的进水管道上装有蒸汽流量调节阀,所述热交换器被加热侧的出水管道上装有温度传感器的温包,所述储热水罐的上部一侧设置水位控制器,所述储热水罐通过补水泵补水。
上述的汽-水交换型蓄热电锅炉,其中:所述电加热器沿储热水罐的轴线均布,或者所述电加热器布置在储热水罐顶端的一侧。
上述的汽-水交换型蓄热电锅炉,其中:所述冷凝水回收装置包括进水管,进水管旁侧设置排气管,所述进水管的下方设置出水管,所述排气管的旁侧设置溢水管;所述进水管、排气管的下方设置冷凝水回收储水罐,所述溢水管设置在冷凝水回收储水罐上,所述出水管上设置一水泵。
上述的汽-水交换型蓄热电锅炉,其中:所述补水泵设置一动力气源。
本实用新型相对于现有技术具有如下有益效果:
1、电锅炉与蓄热管体一体化设计与制造,节省了现场安装工作量及时间;
2、夜间低谷电时段锅炉蓄热运行,蓄热量实现最大化,满足白天避峰运行;
3、与常规电锅炉蓄热***相比,在蓄热容积相等的条件下,其蓄热量是常压蓄热***3倍以上,或在蓄热量相等的条件,其体积只有常压蓄热体积的三分之一,它的费用更低,投资回收时间更短。
4、蓄热锅炉结构设计优化,实现内部自循环及外部强制循环同步,水温上升速度快,蓄热量达到最高,克服了加热死角及温度不均带来的蓄热量不足;
5、可靠性高,所储存热能在任何时候,都能使用要求、瞬时需要及应急备用。
附图说明
图1为汽-水交换型蓄热电锅炉的结构示意图。
图2为图1汽-水交换型蓄热电锅炉A-A剖面的结构示意图。
图3为汽-水交换型蓄热电锅炉的结构示意图。
图4为图3汽-水交换型蓄热电锅炉A-A剖面的结构示意图。
图5为冷凝水回收装置结构示意图。
图6为补水泵结构示意图。
图7为定压装置结构示意图。
图8为本实用新型技术方案的的结构示意图。
图9为图8本实用新型技术方案A-A剖面的结构示意图。
图中:
1水位控制器 2储热水罐 3回水总管 4循环挡板 5流量调节阀 6热交换器 7温包8电加热器 9喷水总管 10闸阀 11逆止阀 12 循环水泵 13安全阀 14冷凝水回收装置 15定压装置 16进水管 17排气管 18溢水管 19出水管 20补水泵 21动力气源 22定压泵23泄压阀 24罐体 25隔膜 26通气管 27压力传感器 28控制箱
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
本实用新型技术方案是一种高温蓄热电锅炉及***,由储热水罐2、电加热器8、锅炉控制***、流量调节阀5、变频水泵、冷凝水回收装置 14,高温蓄热电锅炉分为汽-水交换型以及设有定压装置15的水-水交换型。储热水罐2内安插电加热器8,电加热器8均布于储热水罐2下部浸没在水中,在电加热器8侧面安装有长方形弧形的循环挡板4,电加热器 8置位于循环挡板4下方。在储热水罐2底部装有布水器,布水器总管上布有扇形喷水孔,布水器分布在喷水总管9上,喷水总9与储热水罐2外的补水泵20连接。储热水罐2出口管道与流量调节阀5或变频水泵、热交换器6加热侧进口连接。热交换器6加热侧出口管道与冷凝水回收装置 14(汽-水交换型)或定压装置15(水-水交换型)进口连接,并回到储热水罐2进水口。温度传感器的温包7装在热交换器6被加热侧的出口管道上,锅炉控制根据反馈的温度信号,控制调节阀或变频水泵的流量,此时,储热水罐2可实现蓄热、放热或边蓄边放等工作模式。储热水罐2上部一侧装有水位控制器与储热水罐2连通,发出低水位信号,补水泵20即向储热水罐2补水。
在储热水罐2处于蓄热模式时,罐内的热媒水经电加热器8加热,形成自然循环与罐外的水泵循环相互结合,加速电加热传热换热,热媒水温度均匀上升,并转为热量储存。在锅炉处于放热或边蓄边放模式时,循环流动的热媒水经热交换器6向用户端供暖后返回罐体,储热水罐2内的热媒水释放热量同时温度逐渐下降,直至热量耗尽。蓄热电锅炉夜间电谷电蓄热,白天峰电时段供热,大幅减少运行费用,适用于实行峰谷电价的单位冬季采暖与生活热水供应以及蒸汽供应。
本实用新型技术方案是一种高温蓄热电锅炉及***为汽-水交换型,另外还包括一种水-水交换型。
汽-水交换型由储热水罐2、电加热器8、循环挡板4、布水器、流量调节阀5、热交换器6及冷凝水回收装置14组成。汽-水交换型分为卧式与立式,而以电加热器8布置形式分为以下二种特征:
第一种形式特征在于:电加热器8沿储热水罐2轴线均布于罐体中,在电加热器8外侧装有二个长方形弧形的循环挡板4,电加热器8则装在循环挡板4下部,蒸汽出口位于储热水罐2上方顶部,布水器安装在罐内下部。布水器进水管与冷凝水回收装置14的补水泵20连接。储热水罐2 蒸汽出口管道与热交换器6加热侧入口连接,热交换器6加热侧出口管道与冷凝水回收装置14的入口连接。冷凝水通过冷凝水回收装置14从储热水罐2的进水管返回到储热水罐2内,被加热产生蒸汽,蒸汽从储热水罐 2蒸汽出口进入热交换器6加热侧。热交换器6加热侧进口管道上装有流量调节阀5,调节蒸汽流量,其温度传感器的温包7装在热交换器6被加侧的出口管道上,根据温度调节蒸汽流量。储热水罐2上部一侧装有水位控制器,1发出低水位信号,通过补水泵20向储热水罐2补水。
第二种形式特征在于:电加热器8在储热水罐2顶端一侧布置,电加热器8一侧装有一个长方形弧形的循环挡板4,电加热器8装在循环挡板 4下部,蒸汽出口位于储热水罐2上方顶部,布水器安装在罐内下部,布水器分布在喷水总管9上,布水器进水管与冷凝水回收装,14的补水泵20 连接。储热水罐2蒸汽出口管道与热交换器6加热侧入口连接,热交换器6加热侧出口管道与冷凝水回收装置14入口连接;冷凝水通过冷凝水回收装置14从储热水罐2的进水管返回储热水罐2内,被加热产生蒸汽,蒸汽从储热水罐2蒸汽出口流入热交换器6加热侧。热交换器6加热侧入口管道上装有流量调节阀5,调节蒸汽流量,其温度传感器的温包7装在热交换器6被加侧的出口管道上,根据温度调节蒸汽流量。储热水罐2上部一侧装有水位控制器1,发出低水位信号,通过补水泵20向储热水罐2补水。
第二种蓄热电锅炉,水-水交换型,由储热水罐2、电加热器8、循环挡板4、布水器、变频水泵与流量调节阀5、热交换器6及定压装置15组成。水-水交换型的蓄热电锅炉分为卧式与立式,而以电加热器8布置形式分为以下二种特征。
第一种形式特征在于:电加热器8沿储热水罐2轴线均布,在电加热器8侧面装有二个长方形弧形的循环挡板4,电加热器8装在循环挡板4 下部,出水管位于储热水罐2,布水器安装在储热水罐2下部。布水器总管设有扇形喷水孔,布水器进水管与定压装,15的补水泵20连接(补水泵 20即是用于定压装置15的定压泵22)。储热水罐2上部出水口管道与热交换器8加热侧入口连接,热交换器6加热侧出水口管道与储热水罐2进水口连接,且并连定压装置15。从热交换器6流出返回到储热水罐2的冷水,被加热后向上自然循环,又从储热水罐2上部出水口流出通过变频水泵进入热交换器6。热交换器6加热侧入口管道上装有流量调节阀5,实现内部循环加热或外部热交换器换热同步。其温度传感器的温包7装在热交换器6被加热侧的出口管道上,根据温度调节热媒水流量。储热水罐2 上部装有水位控制器1,发出低水位信号,通过补水泵20向储热水罐2补水。
第二种形式特征在于:电加热器8在储热水罐2顶端一侧布置,电加热器8一侧装有一个循环挡板4,电加热器8装在循环挡板4下部,出水管安装位于储热水罐2上部,布水器安装在储热水罐2下部,布水器总管上设有扇形喷水孔。布水器进水管与定压装置15的补水泵20连接。储热水罐2上部出水口管道与热交换器6加热侧入口连接,热交换器6加热侧出口管道与储热水罐2进水管连接,且并连定压装置15。从热交换器6流出返回到储热水罐2的冷水,被加热后向上自然循环,又从罐体上部出水口流出通过变频水泵进入热交换器6。热交换器6加热侧入口管道上装有流量调节阀5,实现内部循环加热或外部热交换器换热同步。其温度传感器的温包7装在被加热侧的出口管道上,根据温度调节热媒水流量。储热水罐2上部装有水位控制器1,发出低水位信号,通过补水泵20向储热水罐2补水。
本实用新型的目的是设计一种新型的蓄热电锅炉,这种电锅炉是将电加热器8与储热水罐2结合为一体,利用夜间低谷电时段,由电加热器8 将储热水罐2内的热媒水加热至150℃以上,以热能形式储存在储热水罐 2中,供白天峰电时段使用。由于这种锅炉蓄热温度高,同等蓄热量锅炉体积大幅减小,或同等体积锅炉的蓄热量大幅提高,大大降低了投资费用和节省了运行费用。
本实用新型蓄热电锅炉(汽-水交换型),蓄热锅炉的蒸汽出口与热交换器6加热侧进口连接,热交换器6加热侧出口管道与冷凝水回收装置14 入口连接;蒸汽经热交换器6换热后,其冷凝水流入冷凝水回收装置14,冷凝水又从冷凝水回收装置14出口返回到储热水罐2内。冷凝水返回到储热水罐2内,经加热产生蒸汽。
水-水交换型,锅炉热水出口与热交换器6加热侧进口连接,热交换器 6加热侧出口管道与储热水罐2入口连接,且并联定压装置15。热水经热交换器6换热后,流回到储热水罐2内,循环挡板4内侧的热媒水升温后与循环挡板4外侧冷水因温差形成自然循环,提高电加热器8表面的加热速度,增强自然对流传热效果,外部增设了水泵循环,使罐内水自然循环与外部机械循环同步,进一步加强了传热效果,缩短加热时间,使罐内的温度场均匀上升,弥补了电加热器8尺寸相对较小加热不均的问题。
蓄热电锅炉的储热水罐2中装有循环挡板4,电加热器8加热后的水沿循环挡板上升,温度低的热媒水从循环挡板4下部进入,形成对流循环加热。为了提升电加热器8表面放热系数α值,增强传热效果,减少不匀加热时间,增加了循环水泵12,水从回水总管3吸入,经流量调节阀5从喷水总管9的进***入罐内,增加热交换器6表面水流速度,提高电加热器8表面的放热系数α值,从锅炉流出的热水经热交换器6提供用户空调采暖及生活热水供应。
汽-水交换型,上部设有蒸汽管道,一般蓄热电锅炉压力在0.7MPa以上,因为压力越高,蓄热量越大,达到同样蓄热量体积越小。蒸汽管道一方面可供蒸汽用户使用用汽,另一方面通过热交换器6提供热水供暖或生活热水。热水温度通过自力式流量调节阀5进行控制。热交换器6加热侧的凝结水通过冷凝水回收装置14打入蓄热锅炉内循环加热,这样可以节约能源。另外,一般蓄热电锅炉都在晚上利用谷电加热,白天峰电时段使用,尽量少用白天峰电,本实用新型技术方案降低用户运行费用,对发电厂用电负荷削峰填谷及发电机的均匀发电有益。
本实用新型技术方案的原理为:
自然循环:
由于高温区热水温度与低温区热水不一样,致使两区域热水存在密度差,于是形成高温区热水自然上升,低温区热水自然下降,形成一个逆时针方向的自然循环。
强制循环:
回水进入储热水罐2底部回水总管3,通过管上平均分布的小孔喷射进入炉内,回水总管3左侧端部为旋流装置,回水通过它在锅炉左侧端部形成的旋转涡流,向右端旋转推进,在流动过程中涡流强度渐弱,再通过上部出水管19上的小孔流出锅炉本体,经过循环水泵4、旁通管流到回水总管3,形成一个强制循环。
特点:
自然循环使水流对电加热器8形成冲刷,大大提高了换热效果,并使锅炉热效率提高,实践证明通过自然循环就可将锅炉加热至130℃。强制循环使炉内水循环更加充分,使水温均匀上升,蓄热量达到最高,克服了加热死角及温度不均匀带来的蓄热量不足。
另外,定压装置15、冷凝水回收装置14的具体结构为:
所述定压装置15包括一控制箱28,所述控制箱28连接补水泵20;还包括进水管16,所述进水管16的一端连接补水泵20,另一端连接一罐体24,所述罐体24上设置安全阀和通气管26,所述罐体24内设置隔膜 25,所述罐体24的下部设置进出水管,所述进出水管上设置泄水阀23;还包括一压力传感器27,所述压力传感器27连接进水管。
所述冷凝水回收装置14包括进水管16,进水管16旁侧设置排气管 17,所述进水管16的下方设置出水管19,所述进水管16的旁侧设置溢水管18。所述进水管16、排气管17的下方设置冷凝水回收储水罐,所述溢水管18设置在冷凝水回收储水罐上,所述出水管19上设置一水泵。当冷凝水回收储水罐里的水到一定量是,水泵就会启动。
汽-水交换型蓄热电锅炉,所述补水泵20还设置一动力气源21。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限定本实用新型,任何本领域技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作些许的修改和完善,因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (5)
1.一种汽-水交换型蓄热电锅炉,其特征在于:包括储热水罐、电加热器、弧形挡板、布水器、热交换器和冷凝水回收装置;
所述电加热器设置于储热水罐中,所述电加热器的外部装有2个长方形的弧形挡板,所述电加热器位于弧形挡板的下部,所述储热水罐的上方顶部设置蒸汽出口,所述储热水罐的下部安装布水器,所述冷凝水回收装置连接一补水泵,所述布水器的进水管与冷凝水回收装置的补水泵连接,所述热交换器的加热侧入口与蒸汽出口的管道连接,所述热交换器的加热侧出口于冷凝水回收装置的入口连接,冷凝水通过冷凝水回收装置从储热水罐的进水管返回储热水罐内部。
2.如权利要求1所述的汽-水交换型蓄热电锅炉,其特征在于:所述热交换器加热侧的进水管道上装有蒸汽流量调节阀,所述热交换器被加热侧的出水管道上装有温度传感器的温包,所述储热水罐的上部一侧设置水位控制器,所述储热水罐通过补水泵补水。
3.如权利要求2所述的汽-水交换型蓄热电锅炉,其特征在于:所述电加热器沿储热水罐的轴线均布,或者所述电加热器布置在储热水罐顶端的一侧。
4.如权利要求3所述的汽-水交换型蓄热电锅炉,其特征在于:所述冷凝水回收装置包括进水管,进水管旁侧设置排气管,所述进水管的下方设置出水管,所述排气管的旁侧设置溢水管;所述进水管、排气管的下方设置冷凝水回收储水罐,所述溢水管设置在冷凝水回收储水罐上,所述出水管上设置一水泵。
5.如权利要求4所述的汽-水交换型蓄热电锅炉,其特征在于:所述补水泵设置一动力气源。
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CN201720341036.5U CN207335169U (zh) | 2017-04-01 | 2017-04-01 | 汽-水交换型蓄热电锅炉 |
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CN115143443A (zh) * | 2021-03-31 | 2022-10-04 | 奉学文 | 自主式电锅炉 |
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