專利名稱:蒸汽熱水聯(lián)合采暖系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明屬于熱能工程中建筑采暖領(lǐng)域，是一種主要應(yīng)用于廠礦的節(jié)能采暖系統(tǒng)。
眾所周知，因蒸汽采暖系統(tǒng)中疏水器跑汽、漏汽和回水的二次汽化，凝水回收率低，熱損失大，故國(guó)家節(jié)能指令要求普遍推行熱水采暖。汽暖改水暖，這對(duì)所有的工廠不僅意味著要耗費(fèi)一大筆資金，更成問(wèn)題的是高大廠房改水暖后室內(nèi)溫度在最寒冷時(shí)期往往得不到保證，既妨礙正常生產(chǎn)又影響工人的身體健康。提高蒸汽采暖的熱效率，使它的長(zhǎng)處繼續(xù)存在下去，是客觀上提出的要求。
以往，改進(jìn)蒸汽采暖的研究都是直接地或間接地圍繞著疏水器打圈子，其一是改進(jìn)疏水器的結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)對(duì)它的維護(hù)管理，這方面的努力收效甚微;其二是在蒸汽系統(tǒng)中設(shè)置利用二次蒸發(fā)汽的系統(tǒng)，如設(shè)置二次蒸發(fā)箱，設(shè)置對(duì)凝水進(jìn)行過(guò)冷卻的水加熱器(有時(shí)用幾組供暖散熱器代替水加熱器)，由于疏水器的排量不穩(wěn)定，增設(shè)的系統(tǒng)不可靠、不經(jīng)濟(jì)、管理復(fù)雜而無(wú)法使用。
本發(fā)明的任務(wù)是為那些用自備鍋爐房同時(shí)供應(yīng)生產(chǎn)用汽和采暖用熱的廠礦提供一種熱效率高、建設(shè)費(fèi)用低、保證高大車間室內(nèi)衛(wèi)生條件的采暖方法，其解決辦法是把載熱體-蒸汽的凝結(jié)回水實(shí)行過(guò)冷卻，讓凝水全部回到鍋爐房。
蒸汽熱水聯(lián)合系統(tǒng)是輸入的為蒸汽、輸出的為低溫水、無(wú)二次汽化現(xiàn)象、凝水理論回收率達(dá)到100%的采暖系統(tǒng)，其特征是用兩根鋼管平行的把系統(tǒng)尾部一部分散熱器組水平地上下分別串通起來(lái)，形成一段雙管水平串聯(lián)環(huán)路，使蒸汽、熱水兩種采暖成份有機(jī)地結(jié)合在一起，以蒸汽部分為主，熱水部分為次，蒸汽部分在前，熱水部分在后，進(jìn)入系統(tǒng)的是蒸汽。蒸汽部分的高溫凝結(jié)水是熱水部分的供給水，流出系統(tǒng)的是85～60℃甚至溫度更低的過(guò)冷凝結(jié)水。
本發(fā)明的各種具體特點(diǎn)結(jié)合附圖詳細(xì)描述如下，這些附圖是圖一、用于單層廠房的第一實(shí)施例系統(tǒng)圖。
圖二、用于單層廠房的第二實(shí)施例系統(tǒng)圖。
圖三、用于多層樓房的實(shí)施例系統(tǒng)圖。
附圖示出，蒸汽通過(guò)蒸汽管〔1〕進(jìn)入系統(tǒng)，在蒸汽管上安裝著穩(wěn)壓裝置〔2〕和壓力表〔3〕。穩(wěn)壓裝置由減壓閥、旁通管、截止閥等構(gòu)成，按通常順序排列安裝。蒸汽被散熱器〔4〕冷卻變成具有一定壓力的高溫凝結(jié)水之后通過(guò)凝結(jié)水管〔5〕進(jìn)入熱水部分的散熱器〔6〕繼續(xù)冷卻。最末一組散熱器上安裝自動(dòng)排氣閥〔9〕，隨時(shí)排出管路中出現(xiàn)的空氣。進(jìn)入系統(tǒng)的蒸汽在放出潛熱、降低顯熱之后變?yōu)榈蜏厮?，通過(guò)回水管〔10〕回到鍋爐房。回水管〔10〕上安裝溫度調(diào)節(jié)裝置〔11〕，它的作用原理是，根據(jù)系統(tǒng)的回水溫度來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的回水量，以達(dá)到控制系統(tǒng)的散熱量，控制室內(nèi)采暖溫度。溫度調(diào)節(jié)裝置〔11〕分手動(dòng)的和自動(dòng)的兩種，手動(dòng)的由溫度計(jì)、截止閥組成，自動(dòng)的是尚待設(shè)計(jì)的熱敏膨脹體型閥。
進(jìn)入系統(tǒng)的汽壓p1在0.5～10表壓范圍內(nèi)變動(dòng)，常用的范圍是1～4表壓，一個(gè)具體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)汽壓力與多種因素有關(guān)，通過(guò)計(jì)算確定。在運(yùn)行過(guò)程中，p1根據(jù)需要可適當(dāng)調(diào)大或調(diào)小。
系統(tǒng)的回水是濕式滿管回水?；厮绞娇稍O(shè)計(jì)成余壓回水，亦可設(shè)計(jì)成重力自流回水，從管理簡(jiǎn)單、方便、可靠的角度來(lái)說(shuō)，以重力自流回水為佳。
回水溫度。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，回水溫度按70℃左右進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)際回水溫度在一個(gè)采暖期內(nèi)是分階段變化的，變化范圍為85～60℃甚至更低。
在管徑計(jì)算中，蒸汽流速、熱水流速、汽水混合物流速均按慣用流速選取。熱水部分的上串通管〔7〕和下串通管〔8〕可以是變徑的，也可是定徑的。當(dāng)為定徑管時(shí)，上串通管〔7〕的直徑一般地大于下串通管〔8〕的為好。
系統(tǒng)的兩大部分-蒸汽部分和熱水部分之間有著一定的比例關(guān)系，熱水部分的供熱量大約占整個(gè)系統(tǒng)供熱量的5～7%。關(guān)鍵問(wèn)題是保證熱水環(huán)路有足夠的長(zhǎng)度，保證熱水部分要擁有最低數(shù)量的散熱器組。最低數(shù)量的散熱器組由下列因素確定1、任何系統(tǒng)為了使具有100～110℃高溫水實(shí)現(xiàn)過(guò)冷卻，必須用一組散熱器;2、由于設(shè)計(jì)、安裝、使用過(guò)程中各種原因造成的誤差，必須加一倍的保險(xiǎn)系數(shù);3、減壓閥即穩(wěn)壓裝置〔2〕后面的壓力是波動(dòng)的，波動(dòng)的范圍大約±0.5公斤/厘米2，這又需要乘上1.5的系數(shù)。綜合上面的三個(gè)因素，一個(gè)系統(tǒng)的熱水部分的散熱器組最低限度是三組。為確保流出系統(tǒng)的熱水實(shí)現(xiàn)過(guò)冷卻，熱水部分的散熱器組超過(guò)三組為佳，特別是在手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)必須這樣。
進(jìn)入系統(tǒng)的蒸汽可以是新鮮蒸汽，也可以是廢汽。當(dāng)系統(tǒng)利用生產(chǎn)用熱設(shè)備排放出來(lái)的廢汽時(shí)，由于這些設(shè)備排汽不穩(wěn)定，要設(shè)第二根與新鮮蒸汽連接的蒸汽支管，在廢汽量減少或停止時(shí)，接通新鮮蒸汽管，保證系統(tǒng)正常供暖。
一個(gè)系統(tǒng)的散熱器可以是同一型號(hào)與規(guī)格的，也可使用兩種不同型號(hào)與規(guī)格的。熱水部分的散熱器只使用光面管、片式(二柱、四柱、五柱和方翼型)少數(shù)有限的幾種;蒸汽部分的散熱器，除此之外，還可使用暖風(fēng)機(jī)、輻射板、鋼串片等。
系統(tǒng)形式呈現(xiàn)出串聯(lián)、并聯(lián)、并串聯(lián)、串并聯(lián)等多種多樣的聯(lián)接方式的混合體，其中，熱水部分內(nèi)部是單一的雙管水平串聯(lián)，熱水部分和蒸汽部分之間是不變的串聯(lián)，蒸汽部分內(nèi)部則有1、水平雙管串聯(lián)，如附圖一;2、水平雙管串聯(lián)環(huán)路的并聯(lián);3、水平雙管并聯(lián)，如附圖二;4、水平雙管并聯(lián)環(huán)路的并聯(lián);5、垂直雙管并聯(lián)環(huán)路的并聯(lián)，如附圖三，等等。
附圖一是本發(fā)明的一個(gè)試驗(yàn)方案，其外形特點(diǎn)表現(xiàn)為整個(gè)系統(tǒng)是單一的水平雙管串聯(lián)，看不出蒸汽部分和熱水部分之間的界限，這種形式僅僅適合由光面管或片式(柱型、方翼)兩種散熱器組成的系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是特別省管材。
附圖二是本發(fā)明的又一個(gè)試驗(yàn)方案，其外形特點(diǎn)是，蒸汽部分與熱水部分有明顯的區(qū)別，凝結(jié)水管〔5〕的直徑一般地大于Dg40，故需要做成圖中那樣的雙叉管。有的系統(tǒng)由于是特大供熱量系統(tǒng)，它還可能做成三叉管、四叉管等。該系統(tǒng)形式既適合光面管-片式散熱器組成的系統(tǒng)，也適合園翼型-片式、暖風(fēng)機(jī)-片式、輻射板-片式、鋼串片-片式等多種散熱器分別組成的系統(tǒng)。
附圖三是本發(fā)明的第三個(gè)試驗(yàn)方案。該系統(tǒng)形式僅適合多層樓房的采暖，散熱器是單一的片式散熱器。
本發(fā)明第二方面的內(nèi)容是，根據(jù)系統(tǒng)的回水溫度來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的回水量，通過(guò)對(duì)回水量的調(diào)節(jié)來(lái)控制室內(nèi)的采暖溫度，使車間內(nèi)的溫度靈敏地適應(yīng)室外的天氣變化，穩(wěn)定地保持在合適的范圍之內(nèi)，使車間的勞動(dòng)者感到舒適。理所當(dāng)然，系統(tǒng)的回水量就是代表進(jìn)入系統(tǒng)的蒸汽量，也就是代表系統(tǒng)的耗熱量，調(diào)節(jié)回水量能隨心所欲地控制室內(nèi)溫度。室溫過(guò)高時(shí)，回水溫度也較高，關(guān)小調(diào)節(jié)閥，回水量減少，回水水溫降低，室溫也跟著降低，反之亦然。在設(shè)計(jì)一個(gè)具體系統(tǒng)時(shí)，可以予先計(jì)算并繪制出室外溫度、回水溫度、進(jìn)汽壓力三者的對(duì)照表，運(yùn)行時(shí)根據(jù)實(shí)際的測(cè)定對(duì)其修正。調(diào)節(jié)范圍為設(shè)計(jì)供熱量的±50%。
權(quán)利要求
1.一種包含蒸汽部分和熱水部分兩種采暖成分的采暖系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)入系統(tǒng)的是蒸汽，蒸汽部分的高溫凝結(jié)水是熱水部分的供給水，流出系統(tǒng)的是70℃左右的低溫凝結(jié)水，凝水理論回收率為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于熱水部分的散熱器組〔6〕被上串通管〔7〕和下串通管〔8〕平行地、水平地、上下兩路分別串通起來(lái)，形成一段雙管水平串聯(lián)環(huán)路，該環(huán)路的設(shè)計(jì)供熱量占整個(gè)系統(tǒng)供熱的大約5～7%。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)汽壓p1在0.5～10表壓范圍內(nèi)取值。p1由穩(wěn)壓裝置〔2〕來(lái)控制和調(diào)節(jié)，由壓力表〔3〕來(lái)監(jiān)測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于凝結(jié)回水的設(shè)計(jì)溫度在70℃左右，回水實(shí)際溫度在85～60℃甚至更低的范圍內(nèi)變動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)系統(tǒng)的散熱器可以是同一型號(hào)的，也可是兩種不同型號(hào)的;熱水部分的散熱器〔6〕只使用光面管、片式等少數(shù)有限的幾種，蒸汽部分的散熱器〔4〕可以使用一切以蒸汽做熱媒的散熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)形式是并聯(lián)、串聯(lián)、并串聯(lián)、串并聯(lián)多種多樣聯(lián)接方式的混合體。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1和權(quán)利要求
2所述的雙管水平串聯(lián)環(huán)路即系統(tǒng)的熱水部分，其特征在于被雙管串聯(lián)起來(lái)的散熱器組〔6〕大于或等于三組。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1和權(quán)利要求
4所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)的供熱量可以跟隨室外天氣的變化、按照予先計(jì)算出的回水溫度和調(diào)整的壓力、通過(guò)溫度調(diào)節(jié)裝置〔11〕和穩(wěn)壓裝置〔2〕進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)范圍為設(shè)計(jì)供熱量的±50%。
專利摘要
一種節(jié)能的采暖系統(tǒng)。進(jìn)入系統(tǒng)的是蒸汽，其壓力為0.5～10表壓，流出系統(tǒng)的是低溫水，其溫度為70℃左右。它的主要特征兩根鋼管把系統(tǒng)尾部一部分散熱器組串通起來(lái)，形成一段雙管水平串聯(lián)環(huán)路，使已經(jīng)放出了潛熱的高溫水在此環(huán)路中實(shí)現(xiàn)過(guò)冷卻。這種系統(tǒng)象熱水系統(tǒng)一樣節(jié)省能源，但基建投資只是低溫?zé)崴到y(tǒng)的30～50％。它特別適用于那些由自備鍋爐房既供生產(chǎn)用汽又供采暖用熱的廠礦。
文檔編號(hào)F24D9/02GK86101862SQ86101862
公開日1987年1月31日 申請(qǐng)日期1986年3月19日
發(fā)明者周泗宗 申請(qǐng)人:周泗宗導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan