CN219713324U - 用于燃气蒸汽锅炉的供热*** - Google Patents
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Abstract
本申请涉及燃气蒸汽锅炉技术领域，公开一种用于燃气蒸汽锅炉的供热***，包括：多个吸热装置，吸热装置包括第一换热器、第二换热器和连接在二者之间的压缩机；储热装置，包括多个第一储热水箱，每个第一储热水箱均设置有第二换热器，以为第一储热水箱内的水进行加热；蒸汽装置，包括燃气锅炉和蒸汽室，燃气锅炉具有液体入口和蒸汽出口；储热装置的出水管路与燃气锅炉的液体入口连接，燃气锅炉的蒸汽出口与蒸汽室连接。这样，能提高燃气蒸汽锅炉的供水温度，使进入燃气蒸汽锅炉的水容易沸腾气化，从而提高燃气蒸汽锅炉的热效率。
Description
技术领域
本申请涉及燃气蒸汽锅炉技术领域，例如涉及一种用于燃气蒸汽锅炉的供热***。
背景技术
目前，随着社会经济的快速发展，化石燃料的消耗总量逐渐升高，为了实现碳达峰和碳中和的目标，现阶段逐不断提出新型能源类型。其中，燃气蒸汽锅炉是用天然气、液化气、城市煤气等气体燃料作为燃料，在炉内燃烧放出来的热量来加热锅内的水，并使其汽化呈蒸汽的热能转换设备，是可以作为一种新型能源在诸多领域广泛使用。
但是利用气体燃料作为燃料，其能源利用率较低，为此相关技术中一种燃气蒸汽锅炉加热***包括自来水管道、过滤器、软水装置、冷水箱、燃气蒸汽锅炉、高温水箱、净化器。燃气蒸汽锅炉的烟道出口处设置有冷凝节能器，冷凝节能器的进水口与预热水箱出水口相连通，高温水箱的进水口与冷凝节能器的出水口通过管道相连通，高温水箱的出水口与燃气蒸汽锅炉进水口相连通，净化器的进水口与燃气蒸汽锅炉的出水口相连通，净化器的出水口与预热水箱通过管道相连通，低温的自来水经加热装置预热后，将预热水送至冷凝节能器加热为高温水，再将高温水补充入锅炉中、再转化为蒸气，比低温水直接进入锅炉中转化为蒸气减少了燃气消耗。
在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
燃气蒸汽锅炉的供热量受季节的变化影响较大，在气候温度逐渐降低的情况下，燃气蒸汽锅炉供水侧的水温会逐渐减低，使得燃气蒸汽锅炉的供热量也随之降低，从而影响锅炉的热效率。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
实用新型内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
本公开实施例提供一种用于燃气蒸汽锅炉的供热***，能提高燃气蒸汽锅炉的供水温度，从而提高燃气蒸汽锅炉的热效率。
在一些实施例中，所述用于燃气蒸汽锅炉的供热***，包括：多个吸热装置，吸热装置包括第一换热器、第二换热器和连接在二者之间的压缩机；储热装置，包括多个第一储热水箱，每个第一储热水箱均设置有第二换热器，以为第一储热水箱内的水进行加热；蒸汽装置，包括燃气锅炉和蒸汽室，燃气锅炉具有液体入口和蒸汽出口；储热装置的出水管路与燃气锅炉的液体入口连接，燃气锅炉的蒸汽出口与蒸汽室连接。
在一些实施例中，吸热装置还包括：出液管路，连接在第一换热器的出液端和第二换热器的进液端，压缩机连接在出液管路上；回液管路，连接在第二换热器的出液端和第一换热器的进液端。
在一些实施例中，吸热装置还包括：流量调节组件，设置于回液管路上；流量调节组件包括流量计和调节阀。
在一些实施例中，第一换热器包括微通道换热器或太阳能集热器。
在一些实施例中，第一储热水箱包括：内胆，第二换热器设置于内胆内，以为内胆的水进行加热；壳体，包裹内胆，壳体上设置有连通内胆的进水口和出水口。
在一些实施例中，储热装置还包括：第二储热水箱，与多个第一储热水箱相连接，多个第一储热水箱的水流向第二储热水箱。
在一些实施例中，储热装置还包括：水泵，设置于第二储热水箱的出水管路上，以使第二储热水箱的水流向蒸汽装置侧。
在一些实施例中，燃气锅炉还具有输气口和排烟口，蒸汽装置还包括：燃烧器，设置于燃气锅炉的输气口侧；第三换热器，设置于燃气锅炉的排烟口侧；气液分离器，连接在燃气锅炉和蒸汽室之间；其中，气液分离器分离出的蒸汽经过第三换热器换热后进入蒸汽室。
在一些实施例中，第三换热器包括烟气余热换热器。
在一些实施例中，蒸汽装置还包括：加热器，设置于蒸汽室。
本公开实施例提供的用于燃气蒸汽锅炉的供热***，可以实现以下技术效果：
通过多个吸热装置进行吸热，并将吸收的热量传递至储热装置的多个第一储热水箱中。这样，能将第一储热水箱中的水加热，以提高燃气蒸汽锅炉的供水温度。加热后的水作为燃气蒸汽锅炉的供水，该温度下的水从出水管路进入到蒸汽装置的燃气锅炉内，经过加热后更容易沸腾气化，最后进入到蒸汽室后产生具有一定压力的蒸汽排出。因此，将燃气蒸汽锅炉的供水经过升温后，可以显著提高燃气蒸汽锅炉的热效率。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
图1是本公开实施例提供的一个用于燃气蒸汽锅炉的供热***的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一个吸热装置的结构示意图；
图3是本公开实施例提供的一个第一储热水箱的结构示意图；
图4是本公开实施例提供的一个储热装置的结构示意图；
图5是本公开实施例提供的一个蒸汽装置的结构示意图；
图6是本公开实施例提供的另一个蒸汽装置的结构示意图；
图7是本公开实施例提供的一个供暖季单日水预热过程实验的关系表。
附图标记：
10：吸热装置；11：第一换热器；12：第二换热器；13：压缩机；14：出液管路；15：回液管路；16：流量调节组件；161：流量计；162：调节阀；
20：储热装置；21：第一储热水箱；211：内胆；212：壳体；213：进水口；214：出水口；22：第二储热水箱；23：水泵；
30：蒸汽装置；31：燃气锅炉；311：液体入口；312：蒸汽出口；313：输气口；314：排烟口；
32：蒸汽室；33：燃烧器；34：第三换热器；35：气液分离器；36：加热器；361：进汽管路；362：回水管路。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。
另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。
术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
结合图1所示，本公开实施例提供的一种用于燃气蒸汽锅炉的供热***，包括：多个吸热装置10，吸热装置10包括第一换热器11、第二换热器12和连接在二者之间的压缩机13；储热装置20，包括多个第一储热水箱21，每个第一储热水箱21均设置有第二换热器12，以为第一储热水箱21内的水进行加热；蒸汽装置30，包括燃气锅炉31和蒸汽室32，燃气锅炉31具有液体入口311和蒸汽出口312；储热装置20的出水管路与燃气锅炉31的液体入口311连接，燃气锅炉31的蒸汽出口312与蒸汽室32连接。
采用本公开实施例提供的用于燃气蒸汽锅炉的供热***，通过多个吸热装置10进行吸热，并将吸收的热量传递至储热装置20的多个第一储热水箱21中，这样，能将第一储热水箱21中的水加热，以提高燃气蒸汽锅炉的供水温度。加热后的水作为燃气蒸汽锅炉的供水，该温度下的水从出水管路进入到蒸汽装置30的燃气锅炉31内，经过加热后更容易沸腾气化，最后进入到蒸汽室32后产生具有一定压力的蒸汽排出。因此，将燃气蒸汽锅炉的供水经过升温后，可以显著提高燃气蒸汽锅炉的热效率。
在本公开实施例中，多个吸热装置10主要用于对储热装置20中多个第一储热水箱21内的水进行加热。其中第一换热器11和第二换热器12之间流通的制冷剂采用的是R290(丙烷)，该类制冷剂的臭氧消耗潜势(Ozone Depletion Potential，ODP)值为0，且全球变暖潜能(GlobalWarming Potential，GWP)值也很低，还具有优良的热力性能。因此，能有效提高对第一储热水箱21内的水的加热效率。
由于太阳能作为一种可持续能源，并且对环境影无影响等优点。在一些实施例中，第一换热器11包括微通道换热器或太阳能集热器。这样，能有效的利用太阳能资源，减少其它资源的使用。
在本公开实施例中，第一换热器11包括微通道换热器，包括多个微通道扁管组成，制冷剂在多个微通道扁管内流动完成相变过程。
在本公开实施例中，第一换热器11包括太阳能集热器。太阳能集热器在收集太阳辐射热量时，可以作为蒸发器进行工作，使蒸发器内的制冷剂在其内部吸收太阳辐射热量或空气中的热量完成相变过程。
可选地，第二换热器12包括微通道换热器或盘管换热器。
结合图2所示，在一些实施例中，吸热装置10还包括：出液管路14，连接在第一换热器11的出液端和第二换热器12的进液端，压缩机13连接在出液管路14上；回液管路15，连接在第二换热器12的出液端和第一换热器11的进液端。
在本公开实施例中，吸热装置10中通过第一换热器11、出液管路14、压缩机13、第二换热器12和回液管路15构成一个吸热循环***。将第一换热器11的热量通过制冷剂传递至第二换热器12，并且第二换热器12是设置在第一储热水箱21内的，因此能为第一储热水箱21内的水进行加热。
在本公开实施例中，制冷剂在第一换热器11中吸收太阳辐射热量和空气中的热量，完成从液态制冷剂到气态制冷剂的转变；气态制冷剂进入到压缩机13中进行压缩后进入第二换热器12进行冷凝放热，将热量传递至第一储热水箱21内的水，再从回液管路15流回第一换热器11中继续进行热量吸收，完成吸热循环。
结合图2所示，吸热装置10还包括：流量调节组件16，设置于回液管路15上；流量调节组件16包括流量计161和调节阀162。
在本公开实施例中，制冷剂在第一换热器11中吸收太阳辐射热量和空气中的热量，完成从液态制冷剂到气态制冷剂的转变；气态制冷剂进入到压缩机13中进行压缩，从低温低压的气态制冷剂转变为高温高压的气态制冷剂；高温高压的气态制冷剂进入第二换热器12进行冷凝放热，将热量传递至第一储热水箱21内的水，从高温高压的气态制冷剂转变为高温高压的液态制冷剂；高温高压的液态制冷剂通过流量调节组件16中的流量计161和调节阀162的进行节流后转变为低温低压的液态制冷剂；最终流回第一换热器11中继续进行热量吸收，完成吸热循环。
结合图3所示，在一些实施例中，第一储热水箱21包括：内胆211，第二换热器12设置于内胆211内，以为内胆211的水进行加热；壳体212，包裹内胆211，壳体212上设置有连通内胆211的进水口213和出水口214。
在本公开实施例中，内胆211和壳体212均为保温材料制成，这样，能保证内胆211内水的温度恒定。同时，为了更快的加热内胆211内水，第二换热器12设置于内胆211内。可选地，进水口213和出水口214上均设置有独立的阀门，从而控制第一储热水箱21的进水流量和出水流量。可选地，内胆211内设置有温度传感器，从而实时监测第一储热水箱21内水的温度，在水温达到设定温度后，为蒸汽装置30进行供水。
结合图4所示，在一些实施例中，储热装置20还包括：第二储热水箱22，与多个第一储热水箱21相连接，多个第一储热水箱21的水流向第二储热水箱22。
在本公开实施例中，通过多个吸热装置10为多个第一储热水箱21内的水进行加热后，为了提高第一储热水箱21的利用率。还设置有第二储热水箱22，该第二储热水箱22的容积是远大于第一储热水箱21的容积的，这样，第二储热水箱22才能存储多个第一储热水箱21内的水，保证蒸汽装置30所需要的供水量。
结合图4所示，在一些实施例中，储热装置20还包括：水泵23，设置于第二储热水箱22的出水管路上，以使第二储热水箱22的水流向蒸汽装置30侧。
在本公开实施例中，每个第二储热水箱22的容量为200L至600L，多个独立的吸热装置10分别为多个第一储热水箱21内的水进行预热，达到预定温度后将多个第一储热水箱21输送至第二储热水箱22中。并通过水泵23将第二储热水箱22内的水输送至蒸汽装置30，从而进一步保证蒸汽装置30所需要的供水量。
在一些实施例中，燃气锅炉31具有液体入口311和蒸汽出口312，储热装置20的出水管路与燃气锅炉31的液体入口311连接，燃气锅炉31的蒸汽出口312与蒸汽室32连接。
在本公开实施例中，燃气锅炉31用于对第二储热水箱22提供的水进行加热。储热装置20的出水管路与燃气锅炉31的液体入口311连接，即第二储热水箱22的出水管路与燃气锅炉31的液体入口311连接，通过水泵23将热水输送至燃气锅炉31内。待水在燃气锅炉31内被加热至沸腾汽化后从燃气锅炉31的蒸汽出口312排出，进入到蒸汽室32内。
结合图5所示，在一些实施例中，燃气锅炉31还具有输气口313和排烟口314，蒸汽装置30还包括：燃烧器33，设置于燃气锅炉31的输气口313侧；第三换热器34，设置于燃气锅炉31的排烟口314侧；气液分离器35，连接在燃气锅炉31和蒸汽室32之间；其中，气液分离器35分离出的蒸汽经过第三换热器34换热后进入蒸汽室32。
在本公开实施例中，燃气锅炉31包括输气口313和排烟口314。其中，输气口313设置有燃烧器33，用于天然气和空气的输入和点燃，保证燃气锅炉31可以将水加热至沸腾汽化；排烟口314侧设置第三换热器34，用于回收燃气锅炉31的排烟温度。气液分离器35连接在燃气锅炉31和蒸汽室32之间；用于将气体和液体进行分离，并且气液分离器35分离出的蒸汽经过第三换热器34换热后进入蒸汽室32，从而能回收燃气锅炉31的排烟温度，并对蒸汽进一步加热。
可选地，在一些实施例中，第三换热器34包括烟气余热换热器。这样，能回收燃气锅炉31的排烟温度，保证第三换热器34能为蒸汽进一步加热。
在一些实施例中，蒸汽装置30还包括：加热器36，设置于蒸汽室32。能够再次为蒸汽室32内的蒸汽进行加热，从而能保证蒸汽达到部分工业用户所需求蒸汽温度。
结合图6所示，在另一些实施例中，该蒸汽装置30还可以为另一结构，第二储热水箱22的出水管路直接经过第三换热器34后，直接与蒸汽室32相连接；加热器36为冷凝换热器，并通过进汽管路361和回水管路362连接在燃气锅炉31的液体入口311和蒸汽出口312上；天然气在燃烧器33中被点燃并将燃气锅炉31内的水加热成一次侧蒸汽，一次侧蒸汽通过进汽管路361流向加热器36中进行换热变为水，通过回水管路362回到燃气锅炉31中继续吸收热量；这样，在进入到在蒸汽室32内的水经过多次换热后，形成二次侧蒸汽排出。
在上述实施例中，通过吸热装置10、储热装置20和蒸汽装置30的协同作用，能提高燃气蒸汽锅炉的供水温度，从而提高燃气蒸汽锅炉的热效率。但是在随着季节的变化，可以根据实际情况调整蒸汽锅炉的供水温度。其中，北方地区的季节的变化较为明显，并且气候温度变化较大。
可选地，在北方地区为非供暖季期间，吸热装置10和储热装置20共同运行，并且储热装置20的出水管路直接用于居民生活热水；蒸汽装置30独立运行，直接将自来水用作蒸汽装置30的供水，对部分有全年蒸汽需求的工业用户提供蒸汽。
可选地，在北方地区为供暖季期间，吸热装置10、储热装置20和蒸汽装置30共同运行，储热装置20的出水管路不但用于居民生活热水，还需要热水用于蒸汽装置30的供水，从而保证燃气蒸汽锅炉的供水温度。其中，下述表格为预热水的部分实验数据。
结合图7所示，为供暖季单日水预热过程实验的关系表。其中图表中Qh为加热功率，IT为太阳辐射强度，COP为吸热装置的效率，Wcom，m为压缩机的功率。
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种用于燃气蒸汽锅炉的供热***，其特征在于，包括：
多个吸热装置(10)，所述吸热装置(10)包括第一换热器(11)、第二换热器(12)和连接在二者之间的压缩机(13)；
储热装置(20)，包括多个第一储热水箱(21)，每个所述第一储热水箱(21)均设置有所述第二换热器(12)，以为第一储热水箱(21)内的水进行加热；
蒸汽装置(30)，包括燃气锅炉(31)和蒸汽室(32)，所述燃气锅炉(31)具有液体入口(311)和蒸汽出口(312)；
所述储热装置(20)的出水管路与所述燃气锅炉(31)的液体入口(311)连接，所述燃气锅炉(31)的蒸汽出口(312)与所述蒸汽室(32)连接。
2.根据权利要求1所述的供热***，其特征在于，所述吸热装置(10)还包括：
出液管路(14)，连接在所述第一换热器(11)的出液端和所述第二换热器(12)的进液端，所述压缩机(13)连接在所述出液管路(14)上；
回液管路(15)，连接在所述第二换热器(12)的出液端和所述第一换热器(11)的进液端。
3.根据权利要求2所述的供热***，其特征在于，所述吸热装置(10)还包括：
流量调节组件(16)，设置于所述回液管路(15)上；
所述流量调节组件(16)包括流量计(161)和调节阀(162)。
4.根据权利要求1所述的供热***，其特征在于，所述第一换热器(11)包括微通道换热器或太阳能集热器。
5.根据权利要求1至4任一项所述的供热***，其特征在于，所述第一储热水箱(21)包括：
内胆(211)，所述第二换热器(12)设置于所述内胆(211)内，以为内胆(211)的水进行加热；
壳体(212)，包裹所述内胆(211)，所述壳体(212)上设置有连通所述内胆(211)的进水口(213)和出水口(214)。
6.根据权利要求5所述的供热***，其特征在于，所述储热装置(20)还包括：
第二储热水箱(22)，与多个所述第一储热水箱(21)相连接，多个所述第一储热水箱(21)的水流向所述第二储热水箱(22)。
7.根据权利要求6所述的供热***，其特征在于，所述储热装置(20)还包括：
水泵(23)，设置于所述第二储热水箱(22)的出水管路上，以使所述第二储热水箱(22)的水流向蒸汽装置(30)侧。
8.根据权利要求1至4任一项所述的供热***，其特征在于，所述燃气锅炉(31)还具有输气口(313)和排烟口(314)，所述蒸汽装置(30)还包括：
燃烧器(33)，设置于所述燃气锅炉(31)的输气口(313)侧；
第三换热器(34)，设置于所述燃气锅炉(31)的排烟口(314)侧；
气液分离器(35)，连接在所述燃气锅炉(31)和所述蒸汽室(32)之间；其中，气液分离器(35)分离出的蒸汽经过所述第三换热器(34)换热后进入所述蒸汽室(32)。
9.根据权利要求8所述的供热***，其特征在于，所述第三换热器(34)包括烟气余热换热器。
10.根据权利要求8所述的供热***，其特征在于，所述蒸汽装置(30)还包括：
加热器(36)，设置于所述蒸汽室(32)。
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