專利名稱：充分利用換熱站冷凝水熱值的全自動節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于供暖系統(tǒng)的換熱站中的節(jié)能裝置，尤其是涉及一 種能充分利用換熱站的汽水熱交換器所產(chǎn)生的冷凝水的裝置。
技術(shù)背景目前城鎮(zhèn)的供暖系統(tǒng)一般都采用集中供暖，暖氣的熱量是在熱電廠將水加 熱成蒸汽，然后通過管網(wǎng)輸送到城市中各個小區(qū)的換熱站，再通過安裝在換熱 站的汽水熱交換器，將小區(qū)的暖氣管網(wǎng)中的水加熱成熱水，供各戶取暖使用。 換熱站的熱交換器絕大部分都是汽水分離熱交換器，是在一個密封罐里設(shè)置很 多換熱管，蒸汽在換熱管中通過，將流過罐內(nèi)的水加熱，罐的兩端設(shè)置熱水出口和冷水進口；在暖氣管網(wǎng)冷水端、熱交換器的前面設(shè)置有循環(huán)泵，循環(huán)泵將 熱水通過給水管壓出熱交換器輸送到各戶，熱水在經(jīng)過暖氣管網(wǎng)中循環(huán)散熱后， 由回水管流回換熱站，變成溫度較低的回水。這種熱交換器的優(yōu)點是換熱面積 大、噪音小、不易震動，運行平穩(wěn)安全；但是其缺點是蒸汽經(jīng)過熱交換器后會 變成冷凝水，目前這些冷凝水從熱交換器中排出后，都排放到一個水箱中(有 的甚至直接流到地溝中排走)，這個水箱是為暖氣管網(wǎng)補水時使用，當(dāng)暖氣管網(wǎng) 中缺水時，就用連接在水箱與暖氣管網(wǎng)的回水管之間的補水泵將水箱中的水向 暖氣的回水管路中補充；在水箱上面一般都設(shè)置有一個加水管和一個溢出水管， 在暖氣管網(wǎng)初次使用時，通過補水管向水箱內(nèi)加水，然后通過補水泵將水輸送 到暖氣管網(wǎng)中，在運行過程中水箱內(nèi)的水太多時，則通過溢出水管排出。水箱 一般做的體積都必須較大，這樣才能存放一定量的供補水用的水，冷凝水在長 時間的存放過程中，熱量很快散發(fā)，溫度Mfl^,萄此在寒冷的冬季，向暖 氣管網(wǎng)中補充的水的溫度要比暖氣管網(wǎng)的回水管中水的溫度務(wù)f氐的多。而將這些回水重新加熱到取暖用的溫度，又需要消耗大量的能源。而剛剛從熱交換器 中出來的冷凝水的溫度一般都很高，根據(jù)科學(xué)實驗測定，離開熱交換器的冷凝水所含有的熱量占所消耗蒸汽的25%以上(一噸蒸汽產(chǎn)生一噸冷凝水)，所以這 25%的熱量就白白的浪費掉了。如果熱交換器使用過一段時間后，在換熱管的管 壁上會形成水祐，這樣會使熱傳遞效率大大降低，為了達到取暖效果，不得不 加大蒸汽的用量，這樣不但會產(chǎn)生更多的冷凝水，而且冷凝水的出口溫度也會 更高；尤其在天氣較冷時，為了保證供暖溫度，需要大大增加蒸汽流量，此時 所產(chǎn)生的冷凝水的溫度相當(dāng)高，幾乎接近沸騰溫度，甚至是蒸汽和水一起涌出。 據(jù)統(tǒng)計一座10萬平方米的換熱站， 一個冬季就要消耗1萬噸蒸汽，產(chǎn)生l萬噸 冷凝水，目前的傳統(tǒng)的熱交換器不但浪費了 25%的熱能，而且在補水的時候，還 需要將冷水重新加熱，再次消耗大量的能源。實用新型內(nèi)容本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種能將汽水熱交換器的冷凝水的 熱值充分利用的節(jié)能裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是 本實用新型包括熱交換器、循環(huán)泵、水箱、補水泵及相應(yīng)的管道，補水泵 連接在水箱和暖氣管網(wǎng)回水管之間；循環(huán)泵設(shè)置在暖氣管網(wǎng)的循環(huán)水管上，位 于熱交換器的冷水入口端或者是熱交換器的熱水出口端；熱交換器的冷凝水出 水管與一集熱箱連通，集熱箱及冷凝水出水管都用保溫材料嚴密保溫；集熱箱 通過管道連通在補水泵和水箱之間的管道上，在此管道連接處與集熱箱之間的 管道上設(shè)置有閥門。在水箱與暖氣管網(wǎng)的回水管之間連接一卸壓管，卸壓管上 設(shè)置有卸壓閥、卸壓管與回水管的連接位置處于補水泵與回水管連通位置的前 面，即按照水流的方向先經(jīng)過卸壓管與回水管的接頭，再經(jīng)過補水泵與回水管 的接頭。如果暖氣營網(wǎng)中循環(huán)水充足，而此時集熱箱內(nèi)的高溫的冷凝水已滿， 則用此卸壓管將暖氣管網(wǎng)中的水泄出到水箱內(nèi)，從而使高溫的冷凝水得以a 暖氣管網(wǎng)中。不斷的重復(fù)上述的程序就可將汽水熱交換器中產(chǎn)生的高溫冷凝水充分利用起來。在水箱上部還i殳置有一個加水管和一個溢水管.本實用新型的上迷技術(shù)方案的一種結(jié)構(gòu)形式是集熱箱的位置高于水箱； 集熱箱上設(shè)置有與水箱連通的冷凝水溢出管。本實用新型的技術(shù)方案的另一種結(jié)構(gòu)形式是集熱箱位于水箱的一側(cè)，集 熱箱通過管道連通在補水泵和水箱之間的管道上，在管道的連接處與水箱之間 以及與集熱箱之間的管道上分別設(shè)置有閥門。本實用新型的進一步改進在于上述的各閥門為電磁閥，各電磁閥分別與 電器控制箱連接；在集熱箱內(nèi)設(shè)置有監(jiān)控集熱箱內(nèi)水位高度的水位探測器，水 位探測器與電器控制箱連接，電器控制箱還與補水泵及監(jiān)測暖氣管網(wǎng)中水量的 壓力檢測器連接。由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型所取得的技術(shù)進步是冷凝水在熱交換器中流出后，直接進入經(jīng)過嚴密保溫處理的集熱箱內(nèi)，集 熱箱具有保溫作用，冷凝水在集熱箱內(nèi)存放時間比較短，溫度幾乎不會降低， 當(dāng)集熱箱內(nèi)的高溫冷凝水達到一定的容量時，就通過補水泵輸送到暖氣管網(wǎng)的 回水管中，由于冷凝水的溫度4艮高，而且其中不含有水蒸氣，所以能和暖氣管 網(wǎng)中回水充分混合，并且使從暖氣管網(wǎng)中回來的溫度降低的回水的溫度得到提 高，這些溫度較高的水在進入熱交換器中再次被加熱時，只需要在熱交換器中 通入相對少量的蒸汽就能將其加熱到所需的供暖溫度，因此能夠節(jié)約大量的能 源。這樣不但節(jié)約水資源，而且還可以使蒸汽的熱能得到充分利用，使供熱蒸 汽熱值的利用率由原來的最高70%^高到97%以上，其熱能利用率甚至能夠達到 汽水直接混合的理想效果。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，在對現(xiàn)有換熱站的設(shè)備進行 改造時，不需要去除原有的設(shè)備，主要只是增加一個集熱箱和幾個閥門及其連 接管道即可。目前我閨城鎮(zhèn)的采暖大都是采用汽水分離熱交換技術(shù)，如果將目 前的換熱站加裝上本實用新型的裝置，勢必減少煤炭資源的消耗，從而改善城 市的大氣環(huán)境，達到節(jié)能減排的效果。本實用新型的回水管上連接的卸壓管及卸壓閥的作用是雜暖氣管網(wǎng)中循環(huán)水充足不缺水時，為了將集熱箱內(nèi)的高溫的冷凝水輸送到暖氣管網(wǎng)中，則用 此卸壓管將暖氣管網(wǎng)中的經(jīng)過循環(huán)散熱后的回水泄出到水箱內(nèi)，這樣高溫的冷凝水的熱值就可以進入暖氣管網(wǎng)中得到充分利用。如果集熱箱的位置高于水箱，則在啟動補水泵補水時，集熱箱內(nèi)的冷凝水會利用高位的壓力優(yōu)先進入暖氣管網(wǎng)，而不再需要過多的閥門來控制；并且可 以在集熱箱上設(shè)置與水箱連通的冷凝水溢出管，將集熱箱中多余的冷凝水排出。如果集熱箱位于水箱的一側(cè)，則通過連接在集熱箱與水箱之間的閥門來控 制進入補水泵的水，在補水泵啟動的同時將位于集熱箱和補水泵之間的閥門打 開，同時將水箱與補水泵之間的閥門關(guān)閉，這樣集熱箱內(nèi)的冷凝水就補充到暖 氣管網(wǎng)中。這樣雖然增加了閥門的數(shù)量，但集熱箱可以置于地面、與水箱相同 的地方，這樣安裝比較方便。為了達到自動化生產(chǎn)，本實用新型的各控制閥門均為受電器控制箱集中控 制的電磁閥，電器控制箱還控制補水泵和設(shè)置在集熱箱內(nèi)的水位探測器，水位 探測器能夠監(jiān)控集熱箱內(nèi)水位高度，當(dāng)集熱箱內(nèi)水位的高度達到上限時，電器 控制箱可以使補水泵和各電磁岡開始工作，將高溫的冷凝水補充到暖氣管網(wǎng)中， 充分發(fā)揮它的熱值作用；如果電器控制箱檢測到暖氣管網(wǎng)中缺水，則卸壓電磁 閥保持關(guān)閉狀態(tài)，如果暖氣管網(wǎng)中不缺水，則將卸壓電磁辨打開，將從暖氣管 網(wǎng)中循環(huán)回來的回水排出到水箱中存放，以備它用。 附困說明閨i是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的一個筒單實施方式的示意蹈； 圖3是本實用新型的另一個簡單實施例的示意圖； 困4是本實用新型的再一個實施例的示意圖，其中1、汽水熱交換器，2、給水管，3、蒸汽進管，4、加水管，5、卸壓 管，S、溢水管，7、卸壓閥，8、回水管，9、水箱，10、閥門，11、補水泵， 12、循環(huán)泵，l3、集熱箱，U、冷凝水出水管，15、冷凝水溢出管，i6、閥門。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細描迷 實施例1本實施例如圖2所示，它是一種最簡單的實施方式，只是在原有的換熱站 的換熱裝置中增加了一個集熱箱。原有的換熱裝置包括汽水熱交換器l、循環(huán)泵 12、水箱9、補水泵11 ^5L相應(yīng)的管道。汽水熱交換器1兩端分別與輸出熱水的 給水管2和回水管8連接，循環(huán)泵12設(shè)置在回水管上、汽水熱交換器的前面； 汽水熱交換器1內(nèi)部有很多銅質(zhì)的換熱管，換熱管內(nèi)流通蒸汽，汽水熱交換器1 上分別連通有蒸汽進管3和冷凝水出水管14;在水箱9的底部^L置一與回水管 8連通的管道，補水泵11 ，沒置在此管道上，本實施例對原有設(shè)備的改進在于 在高于水箱9的地方設(shè)置一集熱箱13，將冷凝水出水管14與集熱箱13的上部 連通，集熱箱13及冷凝水出水管14都用保溫材料嚴密保溫；在集熱箱13的下 部設(shè)置一管道與水箱9和補水泵11之間的管道連通，在集熱箱13下面的管道 上設(shè)置一閥門16，此實施例中的閥門IO為手動閥門。在集熱箱13上部設(shè)置有 與水箱9連通的冷凝水溢出管15。實施例2本實施例如閨3所示，它與實施例1的不同之處在于集熱箱13位于水箱 9的一側(cè)，集熱箱13通過管道連通在補水泵11和水箱9之間的管道上，在管道 的連接處與水箱9之間設(shè)置有閥門10，在管道的連接處與集熱箱13之間的管道 上設(shè)置有閥門16。本實施例中的閥門10和16為電磁閥，它們與補水泵ll一起 與一電器控制箱連接，集熱箱13內(nèi)設(shè)置有監(jiān)控集熱箱內(nèi)水位高度的水位探測器， 在暖氣管網(wǎng)中設(shè)置有監(jiān)測暖氣管網(wǎng)中水量的壓力檢測器，水位探測器和壓力檢 測器也與電器控制箱連接。當(dāng)集熱箱13內(nèi)的冷凝水達到上限位置時，如果暖氣 管網(wǎng)中缺水，則閥門16為開啟狀態(tài)，閥門10變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，同時補水泵ll啟 動，將集熱箱13內(nèi)的高溫冷凝水補充到暖氣管網(wǎng)中；如杲暖氣管網(wǎng)中不缺水， 則閥門16和i0均為開啟狀態(tài)，補水泵ll不啟動，集熱箱13內(nèi)的水流到水箱9中，實施例3本實施例如困4所示，本實施例與實施例2的不同之處在于在水箱9的 上部和暖氣管網(wǎng)的回水管8之間連通一根卸壓管5,卸壓管5上設(shè)置有卸壓閥7， 卸壓管5與回水管8的連接位置處于補水泵11與回水管連通位置的前面。卸壓 閥7也是電磁閥，它也與電器控制箱連接。如杲暖氣管網(wǎng)中循環(huán)水充足，而此 時集熱箱13內(nèi)的高溫的冷凝水已滿，則卸壓閥7打開，將暖氣管網(wǎng)中的經(jīng)過循 環(huán)散熱的回水泄出到水箱9內(nèi)，而此時閥門10關(guān)閉，閥門16打開，補水泵ll 啟動，從而使集熱箱13中的高溫冷凝水^v暖氣管網(wǎng)中。不斷的重復(fù)上述的程 序就可將汽水熱交換器中產(chǎn)生的高溫冷凝水充分利用起來。在水箱9的上部還 設(shè)置有和一個溢水管6，溢水管6用于將多余的、水箱9中盛it不下的水排放到 其它固定的地方。實施例4本實施例是上迷實施例1、 2、 3都有所不同，是實施例1、 2、 3的綜合， 如


圖1所示。本實施例的集熱箱13位于水箱9的上面，即集熱箱13高于水箱9; 在集熱箱13上部與冷凝水出水管14連通，集熱箱13上還設(shè)置有與通到水箱9 中的冷凝水溢出管15，集熱箱13的下部設(shè)置有帶有閥門16的管道，此管道與 連接水箱9和補水泵11的管道連通，在上述兩管道的連接處與水箱9之間設(shè)置 有閥門10;補水泵ll的出口的管道與回水管8連通。在水箱9的上部設(shè)置一與回水管8連通的卸壓管5，在卸壓管5上安裝有卸 壓閥7;卸壓管5與回水管8的連接位置位于補水泵11與回水管8的連掩艮置 的前面，即按照暖氣管網(wǎng)中水的流動方向，先將回水管8內(nèi)的水卸出，在將集 熱箱內(nèi)的高溫冷凝水打入，然后通過循環(huán)泵12流向汽水熱交換器1。不斷的重 復(fù)上迷的程序就可將汽水熱交換器中產(chǎn)生的高溫冷凝水充分利用起來。在水箱9 的上部同樣設(shè)置有溢水管6，另外在水箱9的上面還設(shè)置有一個加水管4，加水 管4用于當(dāng)暖氣管網(wǎng)中缺水嚴重、或者每年開始供暖時向暖氣管網(wǎng)中加水。上述的各閥門均為電磁閥，在集熱箱內(nèi)設(shè)置有監(jiān)控集熱箱內(nèi)水位高度的水 位探測器，各電磁閥、補水泵以及水位探測器與電器控制箱連接，電器控制箱還與設(shè)置在集熱箱13內(nèi)的水位探測器以及監(jiān)測暖氣管網(wǎng)中水量的壓力檢測器連 接。
權(quán)利要求1、充分利用換熱站冷凝水熱值的全自動節(jié)能裝置，包括熱交換器、循環(huán)泵、水箱、補水泵及相應(yīng)的管道，其特征在于熱交換器的冷凝水出水管與一集熱箱連通，集熱箱與補水泵和水箱之間的管道連通，在集熱箱和水箱之間的管道上設(shè)置有閥門。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充分利用換熱站冷凝水熱值的全自動節(jié)能裝置， 其特征在于所述集熱箱的位置高于水箱；集熱箱上設(shè)置有與水箱連通的冷凝水 溢出管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的充分利用換熱站冷凝水熱值的全自動節(jié)能裝置， 其特征在于所述集熱箱位于水箱的一側(cè)，集熱箱連通于水箱與補水泵之間的管 道上，在此管道連接處與水箱之間以及與集熱箱之間的管道上分別設(shè)置有閥門。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充分利用換熱站冷凝水熱值的全自動節(jié)能裝置，其特征在于所述補水泵與暖氣管網(wǎng)的回水管連通處前面的回水管上^:置有卸壓管，卸壓管上設(shè)置有卸壓閥-
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或者4所述的充分利用換熱站冷凝水熱值的全自動節(jié)能 裝置，其特征在于所迷的各閥門為電磁閥，各電磁閥分別與電器控制箱連接； 在集熱箱內(nèi)設(shè)置有監(jiān)控集熱箱內(nèi)水位高度的水位探測器，水位探測器與電器控 制箱連接，電器控制箱還與補水泵及監(jiān)測暖氣管網(wǎng)中水量的壓力檢測器連接。
專利摘要本實用新型公開了一種充分利用換熱站冷凝水熱值的全自動節(jié)能裝置，它包括熱交換器、循環(huán)泵、水箱、補水泵及管道，熱交換器的冷凝水出水口與一集熱箱連通，集熱箱與補水泵和水箱之間的管道連通，在集熱箱和水箱之間的管道上設(shè)置有閥門；在回水管上設(shè)置有帶卸壓閥的卸壓管。本實用新型可以將高溫冷凝水在較短的時間內(nèi)補充到暖氣管網(wǎng)中，參與循環(huán)，提高了回水管中冷水的溫度，因此可以減少汽水熱交換器中的蒸汽的通入量，節(jié)約能源，使供熱蒸汽熱值的利用率提高到97％以上，達到汽水直接混合的效果。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加一個集熱箱和幾個閥門即可。如果將本實用新型大面積推廣，勢必減少煤炭資源的消耗，改善城市的大氣環(huán)境。
文檔編號F24D19/00GK201096383SQ20072010268
公開日2008年8月6日 申請日期2007年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月8日
發(fā)明者健 齊 申請人:健 齊