膨胀型恒温热水系统的制作方法

本实用新型涉及燃气锅炉供热技术领域，尤其涉及一种燃气锅炉恒温供热水系统。

背景技术：

随着经济社会的发展，人民的生活水平日益提高，东北地区基本实现了集中供暖全覆盖，但在我国中部地区，冬季气温较低，同时集中供暖覆盖面还较小，很多小区并未接入热力公司。因此，在我国中部地区，许多小区自设有供热系统。燃煤锅炉污染大，已经被逐步淘汰；燃气锅炉以燃气（如天然气、液化石油气等）为燃料，通过燃烧器对水加热，实现供暖和提供生活、洗浴用热水，加热快、低噪音、无灰尘，是一种非常适合中国国情的经济型锅炉品种，因而得到了日益广泛的应用，为越来越多的用热单位提供供暖用热水。

智能型燃气锅炉自动化程度高，通过温度传感器和电控装置（微电脑控制器）和燃烧器监测并控制出水温度。这种智能型燃气锅炉成本较高，机构复杂，后期使用过程中，一旦复杂的温度监测控制机构中的任一环节出了问题，将不能很好地控制出水温度，尤其是维护过程需要较长时间，维护过程给用热单位的正常用热造成较大影响。当然，智能型燃气锅炉维护成本也较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种在燃气锅炉的温度监测控制机构故障时实现恒温供水的膨胀型恒温热水系统。

为实现上述目的，本实用新型的膨胀型恒温热水系统包括燃气锅炉、供水总管和回水总管，燃气锅炉的进水口与回水总管相连接，燃气锅炉的出水口与供水总管相连接；所述回水总管连接有膨胀水箱， 膨胀水箱连接有补水管，补水管连接有补水泵，补水泵连接有补水箱，补水箱连接有软水器，软水器连接市政自来水管网；燃气锅炉进口处的回水总管上设有循环泵；

供水总管与燃气锅炉相连接的一端为其起始端，供水总管的末端连接有分水箱，分水箱连接有若干供水支管，各供水支管上分别设有分水阀，每一供水支管连接一处用热单位的热水进水管，膨胀水箱位于最高的用热单位的最顶层；

回水总管与燃气锅炉相连接的一端为其起始端，回水总管的末端连接有集水箱；集水箱连接有若干回水支管，各回水支管上分别设有回水阀，每一回水支管连接一处用热单位的热水出水管；

燃气锅炉连接有燃气进管，燃气进管上并联连接有第一燃气支管和第二燃气支管，第一燃气支管上设有第一燃气阀，第二燃气支管上串联设有第二燃气阀和燃气锅炉热水恒温阀；燃气锅炉出口处的供水总管上串联连接有热水筒，热水筒的内径大于供水总管的内径；

燃气锅炉热水恒温阀包括阀体，阀体内设有竖向设置的内腔，内腔的水平截面呈圆形，内腔侧壁滑动连接有阀芯，阀芯包括顶块、底块和连接在顶块和底块之间的连接柱，顶块和底块分别与内腔侧壁滑动密封配合；顶块、底块、连接柱以及内腔的侧壁围成环形空腔；一侧阀体内设有出气孔，出气孔内端与阀体的内腔相连通且其外端连接有出气管，出气孔相对侧的阀体内设有进气孔，进气孔的内端与阀体的内腔相连通，进气孔的外端连接有进气管；

顶块的顶端与阀体的内腔顶壁之间连接有压簧；底块向下压接有推杆，推杆上部直径大于下部直径，推杆上部穿过阀体并伸入阀体的内腔，推杆上部与阀体滑动密封配合，推杆顶端与底块压接配合；阀体下方设有固定座，固定座内设有竖向通孔，推杆下部向下伸入竖向通孔并与竖向通孔的孔壁滑动密封配合；竖向通孔的下端开口连接有膨胀管，膨胀管连接有感温箱，感温箱内盛有膨胀液；感温箱安装于热水筒内；

阀芯具有上极限位置和下极限位置，阀芯位于上极限位置和下极限位置之间时出气孔始终与环形空腔相连通；阀芯位于上极限位置时进气孔与环形空腔相隔离，阀芯位于下极限位置时为阀芯的初始位置，阀芯位于初始位置时进气孔与环形空腔完全接通；阀芯具有平衡位置，阀芯的平衡位置位于上极限位置和下极限位置之间，阀芯位于平衡位置时环形空腔的顶端高于进气孔顶端且环形空腔的底端低于进气孔的顶端，环形空腔与进气孔处于部分连通的状态；环形空腔的高度等于进气孔的高度；燃气锅炉热水恒温阀通过其出气管和进气管串联连接在第二燃气支管上。

所述燃气锅炉在供水总管和回水总管之间并联设有两套以上； 所述循环泵并联设有两套以上。

还包括有板式换热器，板式换热器包括第一进口、第二进口、第一出口和第二出口，所述第一进口和第一出口串联连接在供水总管上，所述第二进口和第二出口串联连接在回水总管上；第一出口处的管路上设有流量平衡阀。

所述板式换热器并联设有两套以上。

所述分水箱底端和集水箱底端分别连接有放水阀。

所述分水箱和集水箱之间连接有旁通管，旁通管上设有压差旁通阀。

阀芯的上极限位置处的内腔侧壁设有上定位环，阀芯的下极限位置处的内腔侧壁设有下定位环。

在燃气锅炉的温度监测控制机构故障时，只需要关闭第一燃气阀并打开第二燃气阀，即可使燃气锅炉热水恒温阀发挥作用，通过调节燃气锅炉的进气量来调节锅炉产热量的大小，进而实现恒温调节，将燃气锅炉的出水温度控制在预定范围之内。相较以往停机维护（需要1－3天）的方式，把对用户的影响降到了最低。

供暖季节中，厂家维护人员工作量较大，配件费用及人工费用都较非供暖季节高。使用本实用新型的结构，不仅可以缩短停机时间，而且可以把燃气锅炉的维护时间调整到非供暖季节，从而节约维护费用。

本实用新型的燃气锅炉热水恒温阀能够利用膨胀液随温度变化发生体积变化的特性，结合弹簧的弹力，在燃气锅炉出水温度较高时使阀芯下移，加大进气量从而提高燃气锅炉的产热量、提高出水温度；在燃气锅炉出水温度较低时使阀芯上移，减小进气量从而减少燃气锅炉的产热量、降低出水温度。

燃气锅炉热水恒温阀无须利用电控系统来实现，无须设置温度传感器并由电控装置将水温与设定值进行比较和判断，纯机械结构相较电气控制结构更加简单、更加不容易发生故障，大大降低了设备维护成本，并且在燃气锅炉的温度监测控制机构发生故障时能够迅速发挥作用。

本实用新型的控制过程简单方便，操作人员无须进行专门培训，通过简单的开关阀门的操作即可实现对燃气锅炉出水温度的恒温控制。

通过控制调节阀的开启度，可以方便地控制阀芯平衡位置的高低位置，进而控制燃气锅炉稳定状态下的出水温度（即设定的出水温度）。

膨胀水箱位于用热单位的最顶层，保证了系统中具有稳定且足够的水压，避免空气大量进入循环水系统。

压差旁通阀能够平衡供/回水之间的压差，可提高系统的利用率，保持压差的精确互定值，能够降低系统的噪音，避免供/回水之间压差过大对设备造成损坏。工作人员可以根据用热单位热负荷情况调整开启度，在用热单位负荷很小或为零时也能保证燃气锅炉内一定量的水通过，保护了燃气锅炉也起到了节能降耗的作用。

板式换热器能够将供回水的温差控制在预定范围内，达到节能的目的。流量平衡阀可直接根据设计来设定流量，阀门可在水的作用下自动消除管线的剩余压头及压力波动所引起的流量偏差，无论系统压力怎样变化均可保持设定流量不变。这使得管网流量调节一次完成，把调网工作变为简单的流量分配，有效地解决管网的水力平衡失调问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是阀芯位于平衡位置时燃气锅炉热水恒温阀的结构示意图；

图3是阀芯位于下极限位置时燃气锅炉热水恒温阀的结构示意图；

图4是阀芯位于上极限位置时燃气锅炉热水恒温阀的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型公开了一种膨胀型恒温热水系统，包括燃气锅炉1、供水总管2和回水总管3，燃气锅炉1的进水口与回水总管3相连接，燃气锅炉1的出水口与供水总管2相连接；所述回水总管3连接有膨胀水箱4， 膨胀水箱4连接有补水管5，补水管5连接有补水泵6，补水泵6连接有补水箱7，补水箱7连接有软水器8，软水器8连接市政自来水管网；燃气锅炉1进口处的回水总管3上设有循环泵9；

供水总管2与燃气锅炉1相连接的一端为其起始端，供水总管2的末端连接有分水箱10，分水箱10连接有若干供水支管11，各供水支管11上分别设有分水阀12，每一供水支管11连接一处用热单位的热水进水管，膨胀水箱4位于最高的用热单位的最顶层；

回水总管3与燃气锅炉1相连接的一端为其起始端，回水总管3的末端连接有集水箱13；集水箱13连接有若干回水支管14，各回水支管14上分别设有回水阀15，每一回水支管14连接一处用热单位的热水出水管；用热单位及其热水进水管和热水出水管均为常规技术，图未示。

燃气锅炉1连接有燃气进管16，燃气进管16上并联连接有第一燃气支管17和第二燃气支管18，第一燃气支管17上设有第一燃气阀19，第二燃气支管18上串联设有第二燃气阀20和燃气锅炉热水恒温阀21；燃气锅炉1出口处的供水总管2上串联连接有热水筒22，热水筒22的内径大于供水总管2的内径；

燃气锅炉热水恒温阀21包括阀体23，阀体23内设有竖向设置的内腔24，内腔24的水平截面呈圆形，内腔24侧壁滑动连接有阀芯，阀芯包括顶块25、底块26和连接在顶块25和底块26之间的连接柱27，顶块25和底块26分别与内腔24侧壁滑动密封配合；顶块25、底块26、连接柱27以及内腔24的侧壁围成环形空腔28；一侧阀体23内设有出气孔29，出气孔29内端与阀体23的内腔24相连通且其外端连接有出气管30，出气孔29相对侧的阀体23内设有进气孔31，进气孔31的内端与阀体23的内腔24相连通，进气孔31的外端连接有进气管32；

顶块25的顶端与阀体23的内腔24顶壁之间连接有压簧33；底块26向下压接有推杆34，推杆34上部直径大于下部直径，推杆34上部穿过阀体23并伸入阀体23的内腔24，推杆34上部与阀体23滑动密封配合，推杆34顶端与底块26压接配合；阀体23下方设有固定座35，固定座35内设有竖向通孔，推杆34下部向下伸入竖向通孔并与竖向通孔的孔壁滑动密封配合；竖向通孔的下端开口连接有膨胀管36，膨胀管36连接有感温箱37，感温箱37内盛有膨胀液38；感温箱37安装于热水筒22内；工作时膨胀管36和竖向通孔内充满膨胀液38。

阀芯具有上极限位置和下极限位置，阀芯位于上极限位置和下极限位置之间时出气孔29始终与环形空腔28相连通；阀芯位于上极限位置时进气孔31与环形空腔28相隔离，阀芯位于下极限位置时为阀芯的初始位置，阀芯位于初始位置时进气孔31与环形空腔28完全接通；阀芯具有平衡位置，阀芯的平衡位置位于上极限位置和下极限位置之间，阀芯位于平衡位置时环形空腔28的顶端高于进气孔31顶端且环形空腔28的底端低于进气孔31的顶端，环形空腔28与进气孔31处于部分连通的状态；环形空腔28的高度等于进气孔31的高度；

燃气锅炉热水恒温阀21通过其出气管30和进气管32串联连接在第二燃气支管18上。

所述燃气锅炉1在供水总管2和回水总管3之间并联设有两套以上；从而增大系统的供热能力，增加供热服务面积。

所述循环泵9并联设有两套以上；从而增大供水流量，并提高向较高楼层稳定供水的能力。

膨胀型恒温热水系统还包括有板式换热器42，板式换热器42包括第一进口43、第二进口44、第一出口45和第二出口46，所述第一进口43和第一出口45串联连接在供水总管2上，所述第二进口44和第二出口46串联连接在回水总管3上；第一出口45处的管路上设有流量平衡阀47。

板式换热器42能够将供回水的温差控制在预定范围内，达到节能的目的。流量平衡阀47可直接根据设计来设定流量，阀门可在水的作用下自动消除管线的剩余压头及压力波动所引起的流量偏差，无论系统压力怎样变化均可保持设定流量不变。这使得管网流量调节一次完成，把调网工作变为简单的流量分配，有效地解决管网的水力平衡失调问题。

所述板式换热器42并联设有两套以上，从而增大换热能力，缩小供回水的温差。

所述分水箱10底端和集水箱13底端分别连接有放水阀48。

所述分水箱10和集水箱13之间连接有旁通管49，旁通管49上设有压差旁通阀50。压差旁通阀50能够平衡供/回水之间的压差，可提高系统的利用率，保持压差的精确互定值，能够降低系统的噪音，避免供/回水之间压差过大对设备造成损坏。工作人员可以根据用热单位热负荷情况调整开启度，在用热单位负荷很小或为零时也能保证燃气锅炉1内一定量的水通过，保护了燃气锅炉1也起到了节能降耗的作用。

阀芯的上极限位置处的内腔24侧壁设有上定位环51，阀芯的下极限位置处的内腔24侧壁设有下定位环52。上定位环51和下定位环52能够限定阀芯的上极限位置和下极限位置。

所述感温箱37连接有调节管39，调节管39连接有调节箱40，调节管39上设有调节阀41。

所述膨胀液38为汞或乙醇。汞和乙醇具有较大的膨胀系数，随着温度的变化其体积变化较大，从而生产压力的变化，使阀芯具有相对较大的行程。

所述固定座35上表面环绕所述推杆34设有上密封圈53，所述固定座35下表面环绕所述膨胀管36设有下密封圈54。从而加强该两处位置的密封性能。

本实用新型还提供了上述膨胀型恒温热水系统的恒温运行方法，依次按以下步骤进行：

首先是正常运行过程，打开各分水阀12、回水阀15、第一燃气阀19，关闭第二燃气阀20和调节阀41，燃气经第一燃气阀19和第一燃气支管17以及燃气进管16后供给燃气锅炉1；启动燃气锅炉1和循环泵9，循环水在燃气锅炉1中得到加热，加热后形成的热水进入供水总管2；与此同时回水通过各用热单位的热水出水管、各回水支管14和集水箱13后进入回水总管3；热水经过板式换热器42时与回水进行换热，回水得到预热的同时将供回水的温差控制在预定范围内；热水通过板式换热器42后经供水总管2进入分水箱10，经各供水支管11和各用热单位的热水进水管后供给各用热单位；回水经过板式换热器42后经循环泵9和回水总管3进入燃气锅炉1，形成一个完整的水路循环；膨胀水箱4保证系统中具有稳定的压力，当膨胀水箱4内水位降低后，启动软水器8和补水泵6，向膨胀水箱4内补充水直到膨胀水箱4内加满水；

当燃气锅炉1的温度监测控制机构发生故障时，立即打开第二燃气阀20，关闭第一燃气阀19，燃气通过燃气锅炉热水恒温阀21供给燃气锅炉1，保持系统继续运行；

弹簧向下的顶压力以及阀芯的自重对阀芯形成下压力，膨胀液38向上的顶压力形成上压力，正常工作时，阀芯位于其平衡位置，此时上压力和下压力达到平衡状态；

当燃气锅炉1出水温度超过正常范围时，感温箱37内的膨胀液38体积变大后上压力增大，推动推杆34和阀芯向上离开平衡位置，从而缩小环形空腔28与进气孔31的连通面积，减小燃气锅炉1的进气量；燃气锅炉1出水温度越高，膨胀液38体积增量越大，燃气锅炉1的出水温度超过设定的上限温度时，阀芯到达其上极限位置，进气孔31与环形空腔28相隔离，从而中止向燃气锅炉1供给燃气；燃气锅炉1的进气量减小或者中断后，燃气锅炉1的出水温度逐渐降低，感温箱37内的膨胀液38体积变小后，在压簧33的弹力作用下，阀芯向下移动，直到阀芯到达其平衡位置；

当燃气锅炉1出水温度低于正常范围时，感温箱37内的膨胀液38体积变小后上压力变小，在压簧33的弹力作用下，阀芯向下离开平衡位置，从而扩大环形空腔28与进气孔31的连通面积，增加燃气锅炉1的进气量，燃气锅炉1的出水温度低于设定的下限温度时，阀芯到达其下极限位置，进气孔31与环形空腔28的连通面积达到最大；燃气锅炉1的进气量增加后，燃气锅炉1的出水温度逐渐升高，感温箱37内的膨胀液38体积变大后，在压簧33的弹力作用下，阀芯向上移动，直到阀芯到达其平衡位置；阀芯稳定在平衡位置时，燃气锅炉1出水温度保持在预定出水温度。

需要调高燃气锅炉1的预定出水温度时，开启调节阀41；

调节阀41的开启度越大，进入调节箱40的膨胀液38越多，在相同的燃气锅炉1出水温度下进入固定座35内竖向通孔的膨胀液38越少，膨胀液38对推杆34产生的上压力就越小，相应阀芯的平衡位置就越低；因此，调节阀41的开启度越大，阀芯位于平衡位置时环形空腔28与进气孔31的连通面积也越大，相应的燃气锅炉1的产热量以及燃气锅炉1的出水温度就越高；

控制调节阀41的开启度从而控制燃气锅炉1的出水温度，需要提高燃气锅炉1的出水温度时，调大调节阀41的开启度；需要降低燃气锅炉1的出水温度时，调小调节阀41的开启度。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。