一種非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，包括增壓加熱的增壓泵、用熱裝置以及用于存儲(chǔ)導(dǎo)熱介質(zhì)和熱能的儲(chǔ)能箱；所述增壓泵的出口與儲(chǔ)能箱的導(dǎo)熱入口管道連接，所述導(dǎo)熱入口設(shè)置在儲(chǔ)能箱的底部；增壓泵的入口通過管道連通至儲(chǔ)能箱的內(nèi)部；儲(chǔ)能箱的熱量輸出口與用熱裝置的入口管道連接，儲(chǔ)能箱上還設(shè)置了補(bǔ)給口，所述補(bǔ)給口用于為儲(chǔ)能箱補(bǔ)充導(dǎo)熱介質(zhì)。本發(fā)明將電能轉(zhuǎn)化為增壓泵的機(jī)械能壓縮導(dǎo)熱液體和氣體，并利用這些熱量供給用熱裝置使用，排放的氣體從新回到增壓泵循環(huán)利用，無廢氣排放，很好解決了現(xiàn)有加熱器轉(zhuǎn)化效率低，排放廢氣污染環(huán)境的技術(shù)問題。
【專利說明】一種非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加熱裝置，尤其涉及一種非燃燒式的高效節(jié)能加熱裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前工業(yè)上使用的加熱裝置，大多數(shù)為燃燒型加熱器，即通過燃燒煤、柴油或天然氣等燃料加熱水或?qū)嵋后w，使其氣化成蒸氣用于發(fā)電或通過導(dǎo)熱裝置為其他生產(chǎn)設(shè)備提供熱源，但這種加熱器通常會(huì)出現(xiàn)燃燒不充分，熱轉(zhuǎn)化效率低的問題。不僅浪費(fèi)有限的資源，還產(chǎn)生大量廢氣污染環(huán)境。雖然廢氣可以通過其他設(shè)備處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但企業(yè)需為此投入大量資金，這并不符合實(shí)際需求。
[0003]隨著不可再生資源的減少，燃料成本不斷上漲，有部分企業(yè)轉(zhuǎn)用電加熱器來替換傳統(tǒng)加熱器，其工作原理是電流流過加熱電阻(加熱棒)，電能直接轉(zhuǎn)化為熱能，使其水溫迅速升高并氣化。相比傳統(tǒng)加熱器，它具有無廢氣排放的優(yōu)點(diǎn)，但其能量的轉(zhuǎn)化效率依然低下。
[0004]因此，這兩種加熱技術(shù)均有待改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于緩解工業(yè)燃燒加熱引起的空氣污染和減少煙囪排放的熱量，提供了一種非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，旨在解決現(xiàn)有加熱器轉(zhuǎn)化效率低，廢氣排放污染環(huán)境的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的技術(shù)方案如下:
[0007]—種非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，包括增壓加熱的增壓泵、用熱裝置以及用于存儲(chǔ)導(dǎo)熱介質(zhì)和熱能的儲(chǔ)能箱；所述增壓泵的出口與儲(chǔ)能箱的導(dǎo)熱入口管道連接，所述導(dǎo)熱入口設(shè)置在儲(chǔ)能箱的底部；增壓泵的入口通過管道連通至儲(chǔ)能箱的內(nèi)部；儲(chǔ)能箱的熱量輸出口與用熱裝置的入口管道連接，儲(chǔ)能箱上還設(shè)置了補(bǔ)給口，所述補(bǔ)給口用于為儲(chǔ)能箱補(bǔ)充導(dǎo)熱介質(zhì)。
[0008]所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，所述補(bǔ)給口與用熱裝置的余熱排放口連接形成一個(gè)循環(huán)回路。
[0009]所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)的入口與增壓泵的出口管道連接，所述發(fā)電機(jī)的出口與儲(chǔ)能箱的導(dǎo)熱入口管道連接。
[0010]所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，所述增壓泵設(shè)置為齒輪泵。
[0011]所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，用熱裝置的余熱排放口與增壓泵的入口管道連接，該管道上還設(shè)有油液控制閥，所述油液控制閥設(shè)置在儲(chǔ)能箱內(nèi)并靠近底部的位置。
[0012]所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，該管道上還設(shè)有氣體控制閥，所述氣體控制閥設(shè)置在儲(chǔ)能箱內(nèi)并靠近頂部的位置。
[0013]所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，儲(chǔ)能箱的熱量輸出口和用熱裝置的入口管道連接，該管道一端設(shè)有出氣閥，所述出氣閥設(shè)置在儲(chǔ)能箱內(nèi)部。
[0014]所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，所述儲(chǔ)能箱的頂部還設(shè)有排氣閥。
[0015]所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，所述儲(chǔ)能箱靠近頂部的位置上還設(shè)有進(jìn)氣閥。
[0016]所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，所述儲(chǔ)能箱設(shè)置為上下兩腔，中間通過控制閥連通。
[0017]本發(fā)明將電能轉(zhuǎn)化為增壓泵的機(jī)械能壓縮導(dǎo)熱介質(zhì)，被壓縮的導(dǎo)熱介質(zhì)溫度升高，勢(shì)能增加，在通過發(fā)電機(jī)管道時(shí)部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，最后導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)入儲(chǔ)能箱內(nèi)部傳遞熱量，溫度較低的導(dǎo)熱介質(zhì)回流到增壓泵進(jìn)入下一輪循環(huán)升溫，這種設(shè)置提高了電能的轉(zhuǎn)化效率，減少不必要的能量損失，當(dāng)需要用熱時(shí)，只需打開儲(chǔ)能箱頂部的控制閥，導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)入用熱裝置加熱并通過管道回到增壓泵循環(huán)利用，不產(chǎn)生多余廢氣，很好解決了現(xiàn)有加熱器轉(zhuǎn)化效率低，排放廢氣污染環(huán)境的技術(shù)問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明中非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明中非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明中非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明中非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]本實(shí)施例公開了一種非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其中，包括增壓泵300、用熱裝置500和儲(chǔ)能箱100，三者之間通過導(dǎo)熱管道連接。其中儲(chǔ)能箱100內(nèi)存儲(chǔ)的導(dǎo)熱介質(zhì)有氣體(空氣或其他氣體)或?qū)嵋后w(導(dǎo)熱油、水或其他可以傳導(dǎo)熱量的液體)或氣體與導(dǎo)熱液體的混合。如圖1所示，增壓泵300的出口與儲(chǔ)能箱100的導(dǎo)熱入口 103管道連接，所述導(dǎo)熱入口 103通常設(shè)置在儲(chǔ)能箱100的底部；增壓泵300的入口 104通過管道連通至儲(chǔ)能箱100的內(nèi)部；儲(chǔ)能箱100熱量輸出口 101與用熱裝置500管道連接，儲(chǔ)能箱100上還設(shè)置了補(bǔ)給口 102，所述補(bǔ)給口 102用于為儲(chǔ)能箱100補(bǔ)充導(dǎo)熱介質(zhì)，該補(bǔ)給口 102可以與用熱裝置500的余熱排放口 501連接形成一個(gè)循環(huán)回路，如圖1所示。本發(fā)明還可以根據(jù)增加泵的選擇，可將增壓泵300的入口 104的管道端口置于儲(chǔ)能箱100中的液面以下或以上均可，例如利用空壓機(jī)時(shí)可以設(shè)置在液面以上，液壓泵則可設(shè)置在液面以下，利用齒輪泵時(shí)則都可以。其主要原因在于增壓泵300對(duì)儲(chǔ)能箱中的液體或氣體進(jìn)行加熱，齒輪泵則可對(duì)混合有液體的氣體進(jìn)行壓縮加熱。
[0025]本方案將選用導(dǎo)熱介質(zhì)為氣體和導(dǎo)熱液體的混合作為優(yōu)選方案，并以此為基礎(chǔ)詳細(xì)說明本方案的工作原理和有益效果。
[0026]導(dǎo)熱液體和氣體的流動(dòng)方向如圖1箭頭所示，增壓泵300通電后壓縮導(dǎo)熱介質(zhì)110使其動(dòng)能、勢(shì)能和熱能增加，升溫后的導(dǎo)熱介質(zhì)110通過管道進(jìn)入儲(chǔ)能箱100并將自身熱量傳遞到儲(chǔ)能箱100中使其中的低溫導(dǎo)熱介質(zhì)升溫；然后進(jìn)入下一輪循環(huán)；導(dǎo)熱介質(zhì)110的熱傳遞使氣體不斷升溫，當(dāng)達(dá)到所需溫度時(shí)，高溫蒸汽從熱量輸出口 101進(jìn)入用熱裝置500加熱，完成后排出外界，減少的氣體由儲(chǔ)能箱100的補(bǔ)給口 102進(jìn)行補(bǔ)充；另外，用熱裝置500用熱后的余熱口直接與補(bǔ)給口 102連接形成一個(gè)循環(huán)回路，提高熱量利用率，實(shí)現(xiàn)廢氣零排放；增壓泵300對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)110的壓縮做功轉(zhuǎn)化為熱能，使儲(chǔ)能箱110內(nèi)的溫度逐漸上升，直到溫度達(dá)到設(shè)定值為止。
[0027]實(shí)施例2:
[0028]如圖2所示，儲(chǔ)能箱100、增壓泵300和用熱裝置500三者之間用管道相連，為了使本方儲(chǔ)能箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將儲(chǔ)能箱設(shè)置為上下兩腔，通過控制閥105連通，如圖2所示，上腔為儲(chǔ)熱腔，下腔為加熱腔，當(dāng)加熱腔中的氣體達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制閥105打開，高溫蒸汽從加熱腔進(jìn)入儲(chǔ)熱腔存儲(chǔ)起來，當(dāng)用熱裝置500需要用熱時(shí)，高溫蒸汽從儲(chǔ)熱腔到達(dá)用熱裝置加熱，加熱完成后的廢氣通過用熱裝置500的余熱排放口 501與儲(chǔ)能箱100連接的管道重新回到加熱腔里循環(huán)利用。
[0029]實(shí)施例3:
[0030]為了充分利用增壓泵300產(chǎn)生的能量，在連接增壓泵300和儲(chǔ)能箱100之間的管道上還設(shè)置了發(fā)電機(jī)400，如圖3所示，發(fā)電機(jī)400的入口與增壓泵300的出口管道連接，發(fā)電機(jī)400的出口與儲(chǔ)能箱100的導(dǎo)熱入口管道連接，通過該發(fā)電機(jī)400將導(dǎo)熱介質(zhì)110中的部分勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能加以利用。
[0031]為了防止儲(chǔ)能箱100導(dǎo)熱入口 103處的高溫導(dǎo)熱液體倒流，在該導(dǎo)熱入口 103處設(shè)有回止閥270，或者是一種承壓閥，當(dāng)管道中的壓力大于儲(chǔ)能箱100內(nèi)部壓力時(shí)，回止閥270打開，導(dǎo)熱介質(zhì)110流進(jìn)儲(chǔ)能箱100內(nèi)，否則回止閥270關(guān)閉。
[0032]根據(jù)用熱裝置500的用熱需求不同，在儲(chǔ)能箱100熱量輸出口 101處設(shè)置出氣閥240，當(dāng)內(nèi)部氣體溫度達(dá)到要求值后，打開出氣閥240，高溫蒸汽進(jìn)入用熱裝置500加熱做功。
[0033]高溫蒸汽完成加熱后雖然溫度降低，熱量損失，但相比新補(bǔ)充的氣體，其熱量高，溫度升高一度所吸收的熱量少，所以設(shè)置管道200連接用熱裝置500的余熱排放口 501與增壓泵300入口，該管道自上而下貫穿儲(chǔ)能箱100，帶有余溫的蒸汽排出后回到增壓泵300循環(huán)利用。如圖3所示，為了更好地控制導(dǎo)熱液體的循環(huán)，還設(shè)置了油液控制閥250，該控制閥設(shè)置在儲(chǔ)能箱100內(nèi)部并靠近儲(chǔ)能箱100底部的管道200上，由于溫度較高的導(dǎo)熱液體在靠近液面的上層位置，溫度較低的導(dǎo)熱液體在靠近底部的下層位置上，所以油液控制閥250設(shè)置在靠近儲(chǔ)能箱100底部，溫度較低的導(dǎo)熱液體通過油液控制閥250進(jìn)入增壓泵300被壓縮做功，最終又回到儲(chǔ)能箱100成為溫度較高的導(dǎo)熱液體，此油路循環(huán)每循環(huán)一次，儲(chǔ)能箱100內(nèi)導(dǎo)熱液體溫度升高一點(diǎn)，直到達(dá)到溫度要求為止。
[0034]為了使氣體溫度升高得更快，在管道200上還設(shè)有氣體控制閥260，該控制閥打開時(shí)，氣體通過氣體控制閥260和連接管道200進(jìn)入增壓泵300循環(huán)利用，升溫后的氣體最后又回到儲(chǔ)能箱100內(nèi)部與低溫度的氣體混合，總體溫度上升，與此同時(shí)導(dǎo)熱液體在增壓泵300的循環(huán)做功下不斷升溫，因此導(dǎo)熱液體和氣體的溫度都可以得到快速提升。
[0035]本發(fā)明在正常工作中，由于用熱裝置500長時(shí)間不需要熱源，出氣閥240 —直處于關(guān)閉狀態(tài)，儲(chǔ)能箱100內(nèi)部導(dǎo)熱介質(zhì)110由于溫度逐漸升高，壓力也不斷增大，當(dāng)內(nèi)部壓力到達(dá)一定程度后儲(chǔ)能箱100會(huì)難以承受而釀成事故，因此，儲(chǔ)能箱100頂部還設(shè)置了排氣閥120，當(dāng)內(nèi)部壓力達(dá)到設(shè)定上限時(shí)，排氣閥120打開，排出部分高溫蒸汽，降低內(nèi)部壓力。另外在使用的過程中，由于氣密性的原因而導(dǎo)致儲(chǔ)能箱100內(nèi)部循環(huán)的氣體不斷減少，因此，在儲(chǔ)能箱100的壁上設(shè)置了進(jìn)氣閥130，在進(jìn)氣閥130的進(jìn)氣口處可連接氣體存儲(chǔ)瓶，導(dǎo)入氣體，也可以直接與外界相連，導(dǎo)入新鮮空氣作為內(nèi)循環(huán)的氣體；為了將空氣中的粉塵顆粒和氣體中的雜質(zhì)擋在儲(chǔ)能箱100之外，在進(jìn)氣閥130的進(jìn)氣口處還設(shè)置了濾網(wǎng)，以保證內(nèi)循環(huán)氣路的干凈清潔。
[0036]進(jìn)一步的，為了延長增壓泵300的使用壽命和保證循環(huán)油路的清潔、干凈、無雜質(zhì)，在增壓泵300入口處設(shè)置了過濾器310，過濾器310將管道200中的導(dǎo)熱介質(zhì)110附帶的固體顆粒，管道老化造成的內(nèi)壁顆?；筒糠置撀涞碾s質(zhì)等隔絕在循環(huán)油路之外，起到很好的保潔作用而且更換方便。
[0037]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述導(dǎo)熱液體選用導(dǎo)熱油，其具有抗氧化性和熱穩(wěn)定性好，傳熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，另外上述用熱裝置500可以設(shè)置為熱交換器、蒸汽箱或者蒸汽輪機(jī)等，上述增壓泵300可以設(shè)置為齒輪泵、壓縮泵、葉輪泵、者螺桿泵和空壓機(jī)等。
[0038]實(shí)施例4:
[0039]如圖4所示，本實(shí)施例中的加熱裝置基本與實(shí)施例3的相同，不同的是，本實(shí)施例中還包括發(fā)電機(jī)410和水箱510。發(fā)電機(jī)410的入口與用熱裝置500的余熱排放口 501管道相連，發(fā)電機(jī)410的出口與水箱510的入口管道相連，水箱510的出口與管道200管道連接。
[0040]經(jīng)過用熱裝置500的高溫蒸汽溫度下降，一部分進(jìn)入管道200到達(dá)增壓泵300壓縮升溫最后回到儲(chǔ)能箱100內(nèi)，另一部分通過管道進(jìn)入發(fā)電機(jī)410產(chǎn)生電能，帶有余溫的蒸汽從發(fā)電機(jī)410排出后進(jìn)入水箱510加熱水箱里的水，最后這部分氣體從水箱510排出到達(dá)增壓泵300進(jìn)行下一輪循環(huán)利用。
[0041]本發(fā)明利用增壓泵300將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并壓縮管道中的導(dǎo)熱介質(zhì)110，被壓縮的導(dǎo)熱介質(zhì)110的動(dòng)能和勢(shì)能增加，溫度升高，隨后通過管道進(jìn)入發(fā)電機(jī)400，導(dǎo)熱介質(zhì)110的動(dòng)能部分轉(zhuǎn)化為電能，最后進(jìn)入儲(chǔ)能箱100內(nèi)部與低溫導(dǎo)熱液體混合，靠近儲(chǔ)能箱100底部的低溫導(dǎo)熱液體則通過油液控制閥250進(jìn)入增壓泵300再次被壓縮，最后輸送回儲(chǔ)能箱100內(nèi)部，在不斷的循環(huán)過程中，儲(chǔ)能箱100內(nèi)部的導(dǎo)熱介質(zhì)110溫度隨之升高。另一方面，與導(dǎo)熱液體接觸的一部分氣體受熱傳遞的作用慢慢被加熱，另一部分氣體從氣體控制閥260進(jìn)入增壓泵300被壓縮升溫后又重新回到儲(chǔ)能箱100里，形成內(nèi)部氣路循環(huán)。兩路循環(huán)的設(shè)置不僅縮短了導(dǎo)熱介質(zhì)HO的升溫時(shí)間，還提高了能量的轉(zhuǎn)化效率，降低了生產(chǎn)的時(shí)間成本；當(dāng)用熱裝置500需要熱源時(shí)，只需打開出氣閥240，高溫氣體進(jìn)入用熱裝置500加熱并通過管道200回到增壓泵300循環(huán)利用，不產(chǎn)生多余廢氣，很好解決了現(xiàn)有加熱器轉(zhuǎn)化效率低，排放廢氣污染環(huán)境的技術(shù)問題。
[0042]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，例如，對(duì)本發(fā)明導(dǎo)熱介質(zhì)(導(dǎo)熱油、水和空氣或三者之間的組合)的替換，對(duì)本發(fā)明中的各部分的連接方式的替換等，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其特征在于，包括增壓加熱的增壓泵、用熱裝置以及用于存儲(chǔ)導(dǎo)熱介質(zhì)和熱能的儲(chǔ)能箱；所述增壓泵的出口與儲(chǔ)能箱的導(dǎo)熱入口管道連接，所述導(dǎo)熱入口設(shè)置在儲(chǔ)能箱的底部；增壓泵的入口通過管道連通至儲(chǔ)能箱的內(nèi)部；儲(chǔ)能箱的熱量輸出口與用熱裝置的入口管道連接，儲(chǔ)能箱上還設(shè)置了補(bǔ)給口，所述補(bǔ)給口用于為儲(chǔ)能箱補(bǔ)充導(dǎo)熱介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其特征在于，所述補(bǔ)給口與用熱裝置的余熱排放口連接形成一個(gè)循環(huán)回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其特征在于，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)的入口與增壓泵的出口管道連接，所述發(fā)電機(jī)的出口與儲(chǔ)能箱的導(dǎo)熱入口管道連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其特征在于，所述增壓泵設(shè)置為齒輪泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其特征在于，用熱裝置的余熱排放口與增壓泵的入口管道連接，該管道上還設(shè)有油液控制閥，所述油液控制閥設(shè)置在儲(chǔ)能箱內(nèi)并靠近底部的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其特征在于，該管道上還設(shè)有氣體控制閥，所述氣體控制閥設(shè)置在儲(chǔ)能箱內(nèi)并靠近頂部的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其特征在于，儲(chǔ)能箱的熱量輸出口和用熱裝置的入口管道連接，該管道一端設(shè)有出氣閥，所述出氣閥設(shè)置在儲(chǔ)能箱內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能箱的頂部還設(shè)有排氣閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能箱靠近頂部的位置上還設(shè)有進(jìn)氣閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非燃燒式高效節(jié)能加熱裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能箱設(shè)置為上下兩腔，中間通過控制閥連通。
【文檔編號(hào)】F24H7/04GK104266359SQ201410453520
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】楊國旺, 黃啟良 申請(qǐng)人:佛山市青天環(huán)保節(jié)能有限公司, 楊國旺, 黃啟良