专利名称：一种真空蒸发采暖系统及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种新式暖气，具体说是涉及一种真空蒸发采暖系统。
目前，最常见的采暖系统一般有两种，一种是热水采暖系统，另一种是蒸汽采暖系统。热水采暖系统的工作介质是液态的水，液态水所携带的热能密度较低。蒸汽采暖系统的工作介质是发生相变后的水，也就是水蒸汽，水蒸汽所携带的热能密度高，但它的工作温度也高，一般都得超过100℃。系统中的工作介质温度高有两个缺点其一，管道的热损失大；其二，系统内部容易结垢，影响系统传热效率，而浪费能源。
本发明的目的是提供一种工作介质温度低，携带热能密度高的采暖系统，从而减少管道的热损失，提高系统的传热效率。
本发明的目的是这样实现的一种真空蒸发采暖系统，它主要由锅炉(1)、散热器(2)、供热管道(3)和回液管道(4)等组成，所述的锅炉(1)的上部与供热管道(3)的一端连通；该供热管道(3)的另一端与散热器(2)的入口相接；散热器(2)的出口装有疏水器(13)；疏水器(13)的出口与回液管道(4)的一端连通；该回液管道(4)的另一端与锅炉(1)相通；其特征在于所述的供热管道(3)上装有管道泵(12)、电磁阀(7)和二个阀门(f1)、(f2)；所述的二个阀门(f1)、(f2)分别与集气罐(14)、真空压力表(10)相接，该集气罐(14)上装有真空泵(6)；所述的回液管道(4)上装有阀门(f3)；阀门(f3)的另一端与加液罐(9)相连。
一种权利要求1所述的无水循环冷却系统的使用方法，该系统安装完毕后，应首先对系统检漏、试压，合格后方可使用，其特征在于系统使用前，应先打开阀门(f1)、(f2)和(f7)为系统抽真空，同时观察真空压力表(10)，当系统内的绝对压力达到7000-100pa后，关闭阀门(f1)和(f7)，同时打开阀门(f3)往系统里灌入工作介质(5)，其灌入量要适应不同被冷工况的要求，一般灌入的工作介质(5)体积，应占系统内部总容积的20-40％；然后再次打开阀门(f1)为系统抽真空，当系统内的绝对压力达到7000pa后，关闭阀门(f1)，最后为加热器(15)接通电源，系统就会自动运行了。
本发明与目前最常见的采暖系统相比有如下优点其一，本发明的工作介质(5)的工作温度低，其最高只有60℃，而一般常见的热水采暖系统的最高温度可达95℃；其二，本发明的水所携带的热能密度高，本发明采暖系统中的1kg水携带的热能可以超过2400kJ，而一般常见的热水采暖系统中的1kg水仅携带104.67kJ的热能。这温度低，可减少管道的热损失，也可防止系统内部出现结垢现象；工作介质所携带的热能密度高，传热效率自然也就高。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的系统示意图。
图中(1)为锅炉；(2)为散热器；(3)为供热管道；(4)为回液管道；(5)为工作介质；(6)为真空泵；(7)为电磁阀；(8)为储液罐；(9)为加液罐；(10)为真空压力表；(11)为压力表；(12)为管道泵；(13)为疏水器；(14)为集气罐；(15)为加热器；(f8)为旁路阀；(f1)、(f2)、(f3)、(f4)、(f5)、(f6)、(f7)、(f8)、(f9)为阀门。
如图1所示，本发明的系统与常见的采暖系统相同，它也是由锅炉(1)、散热器(2)、供热管道(3)和回液管道(4)等组成。所述的锅炉(1)的上部与供热管道(3)的一端连通；该供热管道(3)的另一端与散热器(2)的入口相接；散热器(2)的出口装有疏水器(13)；疏水器(13)的出口与回液管道(4)的一端连通；该回液管道(4)的另一端与锅炉(1)相通。其特征在于所述的供热管道(3)上装有管道泵(12)、电磁阀(7)和二个阀门(f1)、(f2)；所述的二个阀门(f1)、(f2)分别与集气罐(14)、真空压力表(10)相接，该集气罐(14)上装有真空泵(6)；所述的回液管道(4)上装有阀门(f3)；阀门(f3)的另一端与加液罐(9)相连。
该系统安装完毕后，应首先对系统检漏、试压，合格后方可使用。系统使用前，应先打开阀门(f1)、(f2)和(f7)为系统抽真空，同时观察真空压力表(10)，当系统内的绝对压力达到7000-100pa后，关闭阀门(f1)和(f7)，同时打开阀门(f3)往系统里灌入工作介质(5)，其灌入量要适应不同被冷工况的要求，一般灌入工作介质(5)的体积应占系统内部总容积的20-40％；然后再次打开阀门(f1)为系统抽真空；当系统内的绝对压力小于7000pa后，关闭阀门(f1)；最后为加热器(15)接通电源，系统就会自动运行了。
本发明系统内充入的工作介质(5)可以是水，也可以是丙酮、乙醇、甲醇等低沸点工质。下面我们以水为工作介质(5)为例来看一看，本发明系统的传热效率为何高呢？当锅炉(1)里的加热器(15)接通电源后开始发热，这时，锅炉(1)里的水被加热升温。水的比热是4.1868kJ/kg.℃，这就是说，1kg的水升高1℃需要4.1868kJ的热能，也可以说，系统内1kg的水每升高1℃就多携带了4.1868Kj的热能。水在一个标准大气压下的沸点是100℃，可在绝对压力7000pa负压的环境中，其沸点变成了40℃，也就是说，水温被加热到40℃时就开始蒸发了。水在40℃时的汽化潜热为2406.5kJ/kg，这就是说，1kg的水完全汽化后，它所携带的热能就又增加了2406.5kJ。如果系统的回液温度是30℃，那么，系统中1kg水携带的热能就应该是4.1868kJ×10+2406.5kJ＝2448.268kJ。为何本发明系统的传热效率这样高呢？其原因是因为它的水发生了相变，多了个量大的汽化潜热。其实，这只是水温被加热到40℃时的情况；如果锅炉(1)里的水温不是40℃，而是60℃的话，那么系统中1kg水所携带的热能就应该是4.1868kJ×30+2406.5kJ＝2532.104kJ。我们知道，一般常见的热水采暖系统中的1kg水仅携带104.67kJ的热能。由此看来，本发明系统比一般常见的热水采暖系统的传热效率高多了，如果本发明系统中的工作介质(5)是水，锅炉(1)里的水温保持60℃的话，那么，本发明系统的传热效率是一般常见的热水采暖系统的24倍多。其实还不止这些，因为一般常见的热水采暖系统中的水温比本发明系统的水温高很多，因此，一般常见的热水采暖系统的管道热损失也自然大的多。由此看来，以上的24倍还不是最终的数字，最终的数字比这还要大。
这是本发明系统的工作介质(5)为水的情况，如果不是水，而是丙酮、乙醇、甲醇等低沸点工质，其传热效率照样比一般常见的热水采暖系统高得多。道理很简单，因为丙酮、乙醇、甲醇等低沸点工质的工作温度更低，而且也更易发生相变，更易携带上汽化潜热。因为使用这些低沸点工质的优势所在的原因与使用水的基本相同，所以就不在此细说了。
如图1所示，供热管道(3)上装有管道泵(12)。装管道泵(12)的目的是为了增加散热部分的压力，帮助流入散热器(2)内的汽态工作介质(5)快速凝结，并放出热量，从而达到采暖的目的。所述的管道泵(12)与一个旁路阀(f8)并联。系统抽真空时打开旁路阀(f8)，这样一来，散热器(2)就不受管道泵(12)的阻隔了，从而就能顺利地与整个系统一同被抽为负压了。抽完真空后，再关闭旁路阀(f8)。
系统运行后，影响系统正常工作的情况主要有两种其一，系统密封不好，系统的负压环境遭到破坏，使工作介质(5)的沸点升高，这样一来，锅炉(1)的工作温度就要升高，管道的温度也得升高，从而加大了锅炉外壳和管道的热损失；其二，有的工作介质(5)与管壳长期接触会发生化学或电化学反应，而产生不凝性气体，从而影响系统正常工作。为防止出现上述情况，本发明在散热管道(3)上装有集气罐(14)和真空泵(6)。这样一来，产生的不凝性气体可存于集气罐(14)中，然后由真空泵(6)将不凝性气体从系统中抽出；系统的负压环境遭到破坏时也可用真空泵(6)补救。为防止锅炉(1)的温度发生异常，造成系统内压力过高，本发明在供热管道(3)上装了电磁阀(7)。系统内压力过高时，电磁阀(7)打开，压力自然就会降低了。
有的低沸点工质有毒，为了不破坏环境，本发明的真空泵(6)和电磁阀(7)的出口都与储液罐(8)相连。这样一来，真空泵(6)和电磁阀(7)所排出的物质就可以存在储液罐(8)里，从而可保证系统外部的环境不被破坏。为了能够了解储液罐(8)的工作情况，该储液罐(8)上安装了阀门(f6)，阀门(f6)的另一端装有压力表(11)。为了便于清除储液罐(8)里所储的物质，所述储液罐(8)上装有四个阀门(f4)、(f5)、(f8)、(f9)；清除储液罐(8)里所储的物质时，关闭上述四个阀门，这样，就可以放心地将储液罐(8)拆卸下来，运走了。
权利要求
1.一种真空蒸发采暖系统，它主要由锅炉(1)、散热器(2)、供热管道(3)和回液管道(4)等组成，所述的锅炉(1)的上部与供热管道(3)的一端连通；该供热管道(3)的另一端与散热器(2)的入口相接；散热器(2)的出口装有疏水器(13)；疏水器(13)的出口与回液管道(4)的一端连通；该回液管道(4)的另一端与锅炉(1)相通；其特征在于所述的供热管道(3)上装有管道泵(12)、电磁阀(7)和二个阀门(f1)、(f2)；所述的二个阀门(f1)、(f2)分别与集气罐(14)、真空压力表(10)相接，该集气罐(14)上装有真空泵(6)；所述的回液管道(4)上装有阀门(f3)；阀门(f3)的另一端与加液罐(9)相连。
2.一种权利要求1所述的无水循环冷却系统的使用方法，该系统安装完毕后，应首先对系统检漏、试压，合格后方可使用，其特征在于系统使用前，应先打开阀门(f1)、(f2)和(f7)为系统抽真空，同时观察真空压力表(10)，当系统内的压力达到绝对压力为7000-100pa后，关闭阀门(f1)和(f7)，同时打开阀门(f3)往系统里灌入工作介质(5)，其灌入量要适应不同被冷工况的要求，一般灌入的工作介质(5)体积，应占系统内部总容积的20-40％；然后再次打开阀门(f1)为系统抽真空，当系统内的压力达到7000pa后，关闭阀门(f1)，最后为加热器(15)接通电源，系统就会自动运行了。
3.根据权利要求1所述的一种真空蒸发采暖系统，其特征在于所述的工作介质(5)可以是水，也可以是丙酮、乙醇、甲醇等低沸点工质。
4.根据权利要求1所述的一种真空蒸发采暖系统，其特征在于所述的管道泵(12)与一个旁路阀(f8)并联。
5.根据权利要求1所述的一种真空蒸发采暖系统，其特征在于所述的真空泵(6)和电磁阀(7)的出口都与储液罐(8)相连。
全文摘要
一种真空蒸发采暖系统及其使用方法，它主要是由锅炉、散热器、供热管道和回液管道等组成。使用前，应对此系统抽真空，并向系统内充入工作介质。所述的工作介质可以是水，也可以是丙酮、乙醇、甲醇等低沸点工质。由于本发明采用水或低沸点工质作为系统的工作介质，因此工作介质可在较低的温度中发生相变，所以它携带的热能密度高，温度低。工作介质温度低，系统管道的热损失就少，系统的传热效率就高，采暖的效果就好。
文档编号F24H1/22GK1621761SQ20031011553
公开日2005年6月1日 申请日期2003年11月28日 优先权日2003年11月28日
发明者刘寄声 申请人:刘寄声