一种节能蒸汽锅炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种节能蒸汽锅炉，包括：主炉体、冷凝器、第一压缩机、第二压缩机、第一蒸发器、第二蒸发器；主炉体设有主容器；冷凝器可拆卸式地安装在主容器内；冷凝器一端通过管道分别与第一压缩机的正压管和第二压缩机的正压管连通，冷凝器的另一端通过管道分别与第一蒸发器一端管口和第二蒸发器一端管口连通；第一蒸发器另一端与第一压缩机的负压管通过管道连通；第二蒸发器另一端与第二压缩机的负压管通过管道连通。由于第一压缩机和大功率的第二压缩机根据程序控制电路发出信号交替轮换做功，第一压缩机起到了输送热能的作用，第二压缩机起增温增压作用，在主炉体内冷凝器放出大量热量，使炎热的空气变成一种高效、清洁能源。
【专利说明】一种节能蒸汽锅炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锅炉和制冷设备，特别涉及节能锅炉。
【背景技术】
[0002]现有的蒸汽锅炉普遍采用燃烧矿物燃料产生热能或电热管加热为锅炉提供热量，不仅消耗大量燃料及能源，而且向大气排放大量温室气体和棵粒物，不利于节能环保。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是要提供一种节能蒸汽锅炉，可解决上述现有技术问题。
[0004]根据本实用新型的一个方面，提供了一种节能蒸汽锅炉，包括:主炉体、冷凝器、第一压缩机、第二压缩机、第一蒸发器、第二蒸发器；主炉体设有主容器；冷凝器可拆卸式地安装在主容器内；冷凝器一端通过管道分别与第一压缩机的正压管和第二压缩机的正压管连通，冷凝器的另一端通过管道分别与第一蒸发器一端管口和第二蒸发器的一端管口连通；第一蒸发器另一端与第一压缩机的负压管通过管道连通；第二蒸发器另一端与第二压缩机的负压管通过管道连通。
[0005]本实用新型的节能蒸汽锅炉，采用两套共用一个冷凝器的供热循环系统，而且相互交替连通，所述的管道在与上述器件连通并形成循环系统的同时，还承载有适量制冷剂；在所述冷凝器分别与所述第一蒸发器和所述第二蒸发器之间的所述管道段落上均设置有节流装置。
[0006]所述主炉体设有盛水的主容器，所述主容器内水位安全线下方设有冷凝器，便于让水与冷凝器充分换热，主容器上设有温度传感器；本实用新型的节能蒸汽锅炉还包括设有功率可调的第一压缩机、大功率并且功率可调的第二压缩机以及程序可设置的程序控制电路。由此，通过第一压缩机做功，第一蒸发器在与空气中的热量充分换热后，制冷剂吸收了热能然后被第一压缩机吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体，进入冷凝器与水交换热量，主容器的水吸收了冷凝器放出大量热量后快速上升温度和压力，可是，当主容器的水温较高时换热进行得较慢，换热效率降低，此时主容器上温度传感器发出高温度信号启动程序控制电路，大功率的第二压缩和第一压缩机便依次根据程序控制信号交替运行做功。通过启动大功率的第二压缩机做功，在第二蒸发器吸收了空气中热量的制冷剂气体被压缩成极高温高压后不断向冷凝器输送高温高压能量，可使原来从第二压缩机进入冷凝器温度较高的制冷剂气体得到快速增压，冷凝器便有快速放出热量的过程，如此往复循环，使主容器的水维持在高温状态下连续产生蒸汽。
[0007]由于第一压缩机和大功率的第二压缩机根据程序控制电路发出的信号交替轮换做功，第一压缩机起到了输送热能的作用，第二压缩机起增温增压的作用，在主炉体内冷凝器放出大量热量，使炎热的空气变成一种高效、清洁的能源。
[0008]本实用新型的节能蒸汽锅炉主要是利用空气中热量为热源，将使用蒸汽的设备所排出的蒸汽得到热能再循环，或其它热值较高的热源为锅炉及其蒸发器提供能量。在实施中还可设有一个或多个副炉体；副炉体设有副容器，所述副容器可作收集、储存和输送能量之用。
[0009]在一实施方式中，主容器设有液位计，副容器设有液位计。由此，便于观察液位高度，使液位保持在合适的高度，并设置安全水位线和缺水停机保护装置。
[0010]在一些实施方式中，锅炉的所述进水管与止回阀和高压水泵连通，高压水泵的额定出口压强大于锅炉内容器的压强。由此，具有便于注水的效果。
[0011 ] 在一些实施方式中，设有功率可调的第一压缩机和大功率并且功率可调的第二压缩机及输出功率可控的程序控制电路。由于第一压缩机和第二压缩机根据程序控制器发出的高功率和低功率信号交替运行做功，低功率运行时可使第一压缩机和第二压缩机在空载时保持在低功率运行而不致于頻繁起动消耗电能，同时空载时低功率运行可减小用电量，具有节能效果。而设置大功率的第二压缩机，在高功率程序运行时具有增温、增压的效果。
[0012]在一些实施方式中，冷凝器分别与第一压缩和第二压缩机之间的管道段落上均设止回阀，第一压缩机和止回阀之间的管道段落上设有第一出气管，第二压缩机与止回阀之间的管道段落上设有第二出气管，第一蒸发器和第二蒸发器均设有入气管，第一出气管与第一蒸发器的入气管通过缓冲管连通，第二出气管与第二蒸发器的入气管通过缓冲管连通，缓冲管上均设有电磁阀。当第一压缩机处于低功率运行时，与第一压缩机连通的电磁阀根据第一压缩机发出的低功率信号打开缓冲管，同时被所述第一压缩机压缩的制冷剂气体便流向所述缓冲管和所述第一蒸发器，然后又被第一压缩机吸入，而作低压循环流动。当第二压缩机处于低功率运行时，同样地，与第二压缩机连通的电磁阀根据第二压缩机发出的低功率信号打开其缓冲管，使制冷剂气体循环流通。上述循环流通的制冷剂气体可使压缩机在交替空载时降温。而压缩机的劣势所在是其耐高温性能，不能长时间在高温下运行。
[0013]在一些实施方式中，与第一蒸发连通的节流装置和冷凝器之间管道段落上设有第一电磁阀，与第二蒸发器连通的节流装置和冷凝器之间管道段落上设有第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀均根据程序控制电路发出的开关信号开启或关闭。当第一压缩机即将要完成高功率做功前，根据程序设定提前关闭第一电磁阀，而此时第二电磁阀仍然关闭，由此，可使冷凝器有所增压，当第二压缩机启动其高功率程序后，通过做功，使冷凝器快速增压。由于导热在温度高时进行得更快，具有快速导热的效果。
[0014]在一实施方式中，冷凝器和第一蒸发器及第二蒸发器均设有压力表，运行系统中设有时序可调的程序控制电路。可根据各个表的数据和空气热源温度及其它相关热源的温度，来调节程序控制电路的时序，使两套彼此相关制冷剂运行系统最大程度地发挥其效能，可提尚换热效率。
[0015]在一些实施方式中，在寒冷的冬季，采用现有的固体燃料燃烧的锅炉进行低温正压燃烧。可减小锅炉在高温火焰燃烧时向燃烧室外排放出的粉尘和有害气体向大气排放。采用低温正压燃烧，可将矿物燃料在燃烧时释放出其应有的化学能热值。在寒冷的冬季，太阳照耀的时间不多，空气热值较低，通过此方式燃烧所产生的热能，其中包括烟道中烟气中热能。经蒸发器换热转移热量，可将低温的大量热量转移，不断地在冷凝器放出大量高温热能为锅炉提供能量。由此，具有节能减排的效果。
[0016]在一些实施方式中，还包括设置有副炉体；副炉体设有副容器，所述副容器内设有末段冷凝器，主容器设有前段冷凝器；前段冷凝器和末段冷凝器通过管道连通，连通成分段一体冷凝器；副容器的出水管与主容器的进水管通过连通管连通。通过压缩机做功，高温高压的制冷剂气体首先进入前段冷凝器，主容器的水吸收冷凝器放出的热量而快速上升温度，当上升到一定温度和压力下，导热速度进行得较慢，换热效率下降，同时高压制冷剂气体便向副容器内末段冷凝器传递热量，副容器的水通过换热后得到预热，主容器中的水通过副容器供给。主容器的水在预热的基础上连续产生蒸汽，可缩短换热时间，从而减小电能消耗，提高换热效率。
[0017]在一些实施方式中，设置有高水泵和止回阀，副容器设有进水管；进水管通过止回阀与高压水泵连通；主容器设有高水位传感器和低水位低传感器，副容器的出水管与主容器的进水管通过连通管和电磁阀及止回阀连通，连通管上的电磁阀和高压水泵根据高水位传感器和低水位传感器发出的水位信号开启或关闭，通过高压水泵的压力，使副容器中得到预热的水向主容器注水，并使主容器的水位保持在适当的范围内。
[0018]在一些实施方式中，在炎热的夏季，采用太阳能发电板以及配备相关的电控装置，并通过电路与压缩机连接；为压缩机提供电能。通压缩机做功，使容器中的水加速受热蒸发，由此可在不需要额外占用现有资源的基础上，通过使用此设备，在炎热的夏天能为城市及社区降温。在形成一定规模时，受到蒸发的大量水蒸汽上升到空中能反射部分的太阳光线，由此，可为大气降温，在清洁空气的同时并且能减小陆地干旱。
[0019]上述设置适用于空调设备，在使用锅炉的同时，利用经节流降压在蒸发器形成的低温，通管道连接，可为厂房及车间降温。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型一种实施方式的节能蒸汽锅炉的结构示意图；
[0021]图2为本实用新型另一种实施方式的节能蒸汽锅炉的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型的特征、优点作进一步详细的说明。
[0023]图1示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的节能蒸汽锅炉的结构。如图1所示，该节能蒸汽锅炉包括:圆柱体状的主炉体1、圆柱体状的第一压缩机11、圆柱体状的第二压缩机12、与所述的第一压缩机11连通的第一蒸发器21和与所述的第二压缩机12连通的第二蒸发器22 ;主炉体I设有盛水的主容器2 ;主容器2安全水位线下方设有可拆卸式的冷凝器38，便于更换或清理。
[0024]主容器顶部设有安全阀26、压力控制器27、压力表和蒸汽输出管28，主容器2下部设有排污阀46，便于排污。
[0025]主容器2设有进水管77，所述进水管77与止回阀47、高压水泵71和水箱连通。主容器2设有高水位传感器61和低水位传感器62，高压水泵71根据低水位信号开启，根据高水位信号关闭。锅炉在运行使用时，由于水受热时水受到蒸发，水位下降。当处于低水位时高压水泵71便根据低水位传感器62发出低水位信号开启高压水泵71，水通过止回阀47、进水管77向主容器2注水。当高水位传感器61发出高水信号时，高压水泵71停止供水。由此，使主容器2的水位保持在适当的范围内安全运行，并且使液位保持在安全水位线之上。
[0026]所述主容器2内的冷凝器38 —端通过管道分别与第一压缩机11的正压管17和第二压缩机12的正压管17连通；第一蒸发器38 —端与第一压缩机11的负压管18通过管道连通，第二蒸发器12 —端与第二压缩机12的负压管18通过管道连通；冷凝器38与第一压缩机11和第一蒸发器21及节流装置9依次通过管道循环连通；冷凝器38通过两端岔口与第二压缩机12和第二蒸发器22及节流装置9依次通过管道循环连通；所述的管道内承载有适量制冷剂。
[0027]冷凝器38分别与第一压缩11和第二压缩机12之间的管道段落上均设有止回阀47，第一压缩机11与止回阀47之间的管道段落上设有第一出气管91，第二压缩机12与止回阀47之间的管道段落上设有第二出气管92，第一蒸发器21和第二蒸发器22均设有入气管96，第一出气管91与第一蒸发器21的入气管96通过缓冲管97连通，第二出气管92与第二蒸发器21的入气管96通过缓冲管97连通，缓冲管上97均设有电磁阀51。第一压缩机11处于低功率运行时，与第一压缩机11通过管道连通的电磁阀51根据第一压缩机11发出的低功率信号打开缓冲管97，同时被第一压缩机11压缩的制冷剂气体便通过缓冲管97和第一蒸发器21然后又被第一压缩机21吸入而循环流动。当第二压缩机12处于低功率运行时，同样地，与第二压缩机12通过管道连通的电磁阀51根据第二压缩机12发出的低功率信号打开缓冲管97，使制冷剂气体循环流通。上述通过缓冲管循环流通的制冷剂气体可使压缩机在交替空载运行时降温。而压缩机的劣势所在是其耐高温性能，不能长时间在高温下运行。由此，上述设置可补充了压缩机的缺陷。
[0028]与第一蒸发器21连通的节流装置9和冷凝器38之间的管道段落上设有第一电磁阀31，与第二蒸发器22连通的节流装置9和冷凝器38之间管道段落上设有第二电磁阀32，第一电磁阀31和第二电磁阀32均根据程序控制电路发出的开关信号开启或关闭。当第一压缩机11即将要完成高功率做功前，根据程序设定提前关闭第一电磁阀31，而此时第二电磁阀32仍然关闭，由此，可使冷凝器38有所增压，当第二压缩机12启动做功后，使冷凝器38快速增压。由于导热在温度高时进行得更快，具有快速导热的效果。在初始程序时第一压缩机11开启，处于关闭状态第一电磁阀31，受到程序控制电路控制延时片刻后便打开，使冷凝器38内一开始便保持着正压放热，同时第二电磁阀32仍然处于关闭状态，通过第一压缩机11做功，高温高压制冷剂气体在冷凝器38放出大量热量，当主容器2水温升高后，主容器2上温度感应器发出高温信号启动程序控制电路，使第一电磁阀31提前关闭，第一压缩机11继续做功片刻后便处于低功率运行状态，同时通过信号打开与其连通在缓冲管97上的电磁阀51，此时，程序控制电路发出高功率信号开启第二压缩机12。上述过程中，由于电磁阀31提前关闭，第一压缩机11能使冷凝器38有所增压，然后再处于空载降温状态。同时通过大功率的第二压缩机12做功，由于第二压缩机12的功率较大，并且不断地向冷凝器38输入更加高温高压的制冷剂气体，同时由于第一电磁阀31和第二电磁阀32同处于关闭状态，冷凝器38压力和温度更高，主容器2的水通过与冷凝器38交换热量，快速上升温度，然后产生蒸汽。
[0029]当第二压缩机12即将要完成其高功率做功前，第一电磁阀31根据程序信号便提前打开，同时制冷剂气体在高压状态下快速充分释放出热量后，便通过节装置9向第一蒸发器21快速输送；经节流后，降压成低温低压制冷剂液体，然后在第一蒸发器21中吸收空气中的热量蒸发成制冷剂气体。此时第二压缩机12完成其高功率程序后打开缓冲管上的电磁阀97，然后处于低功率空载降温状态，第二电磁阀32又根据程序控制电路发出的信号打开其管道，冷凝器38内通过放热后的制冷剂气体经节流装置9回流到处于负压状态的第二蒸发器22，然后吸收空气中的热量，如此反复循环。
[0030]冷凝器38和第一蒸发器21及第二蒸发器22均设有压力表，运行系统中设有时序可调的程序控制电路。主容器2上设有压力控制器27，程序控制电路根据压力控制器27发出的信号从而调整其程序输出，压力控制器27可使主容器2内部压强恒定在一定压力范围内安全运行。在锅炉运行时，当压力控制器27发出高压信号时，程序控制电路便发出一个开启延时信号，使第一电磁阀31和第二电磁阀32处于开启状态，使冷凝器38内制冷剂气体经节流后，回流到各自蒸发器中。当延时结束后关第一电磁阀31和第二电磁阀32，同时当压力控制器27发出高压信号时，程序控制电路便发出一个低功率延时信号，使第一压缩机11和第二压缩机22处于低功率降温运行状态，当延时信号结束后关闭第一压缩机11和第二压缩机22。当压力控制器发出低压信号时，使程序控制电路回复到起始运行程序，便通过高功率程序启动第一压缩机11，同时关闭缓冲管上的电磁阀51，向冷凝器38供热。
[0031]图2示意性地显示了根据本实用新型的另一种实施方式的节能蒸汽锅炉的结构。如图2，在上一个实施例的基础上，本实施例中设置有圆柱体状副炉体3 ;所述副炉体3设有副容器4，所述的主炉体I设有主容器2 ;所述的副容器4和主容器2上部均设有安全阀26，主容器2和副容器4下部均设有排污阀46，主容器2和副容器4上部设置有压力控制器27、安全阀26、蒸汽出汽管28和压力表。
[0032]所述的副容器4设有进水管77，所述的进水管77与止回阀47、高压水泵71和水箱连通。副容器4设有水位传感器63，高压水泵71根据水位传感器63发出信号开启或关闭，锅炉在运行使用时，由于水受热时，受到蒸发，水位下降。当处于低水位时，高压水泵71便根据水位传感器63发出低水位信号启动，向副容器注水，水通过止回阀47、进水管77向副容器4注水。当水位传感器63发出高水信号时，高压水泵71停止供水。由此，使副容器4的水位保持在适当的范围内安全运行，并且使液位保持在安全水位线之上。
[0033]主容器2设有进水管77，所述进水管77与副容器4的出水管88通过连通管87连通，连通管87设有大流量电磁阀95和止回阀47 ;主容器2设有高水位传感器61和低水位传感器62，高压水泵71和所述大流量电磁阀95根据所述低水传感器62发出的低水位信号开启，根据高水传感器发出高水位信号关闭。锅炉在运行使用时，由于水受热时，受到蒸发，水位下降。当处于低水位时，大流量电磁阀95便根据低水位传感器发出低水位信号打开所述连通管87并启动高压水泵71，水通过高压水泵71和止回阀47、进水管77向副容器4注水，由于水压的作用，副容器4中的水通过连通管87向主容器2供水，使主容器2的水位上升，当主容器2的高水位传感器61发出高水信号时，关闭高压水泵71和大流量电磁阀95，便停止向主容器2供水。由此，使主容器2的水位保持在适当的范围内安全运行，并且使液位保持在安全水位线之上。
[0034]所述副容器4内设有末段冷凝器38，主容器设有前段冷凝器38 ;前段冷凝器38和末段冷凝器38通过管道连通，形成分段一体冷凝器38 ;副容器4的出水管88与主容器2的进水管77通过连通管87连通。通过压缩机交替做功，高温高压的制冷剂气体首先进入前段冷凝器38，主容器2的水吸收前段冷凝器38放出的热量而快速上升温度，当上升到一定温度和压力下，导热速度进行得较慢，换热效率下降，同时高压制冷剂气体便向副容器4内末段冷凝器38传递热量，副容器4的水通过与末段冷凝器38换热后得到预热，主容器2中的水通过副容器4供给。主容器2的水在预热的基础上连续产生蒸汽，由此，缩短换热时间，从而减小电消耗，提高换热效率。由于副容器4水温较低，制冷剂气体在末段冷凝器38充分释放出其热量，经节流降压后，降压成更低温度的低压制冷剂液体，然后在蒸发器中收集到更多热源中的热能，从而，蒸发成低温低压制冷剂气体，被第一压缩机11吸入压缩，最后又被大功率的第二压缩机12增压，如此循环产生蒸汽。
[0035]实施中冷凝器38的中段管道段落上还可设置流量可控的节流阀，并通过设置自动调节装置，使前段冷凝压力高于末段冷凝，从而使主容器2的水吸收更多热量水温更高，同时又能让副容器4更有效地吸收余热。
[0036]使用此设备，在为一些大型场所及楼宇降温的同时，还可以产出蒸汽供工业及生活上使用，由此，可节省资源的消耗，最大程度上发挥了可再生能源的效用，是一种很环保的设计。
[0037]以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式，并非对本实用新型构思的限定。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种节能蒸汽锅炉，其特征在于，包括:主炉体(1)、冷凝器(38)、第一压缩机(11)、第二压缩机(12)、第一蒸发器(21)、第二蒸发器(22); 所述主炉体(1)设有主容器(2); 所述冷凝器(38)可拆卸式地安装在所述主容器(2)内； 所述冷凝器(38) —端通过管道分别与所述第一压缩机(11)的正压管(17)和所述第二压缩机(12)的正压管(17)连通，所述冷凝器(38)的另一端通过管道分别与所述第一蒸发器(21) —端管口和所述第二蒸发器(22)的一端管口连通； 所述第一蒸发器(21)另一端与所述第一压缩机(11)的负压管(18)通过管道连通； 所述第二蒸发器(22)另一端与所述第二压缩机(12)的负压管(18)通过管道连通。
2.根据权利要求1所述的节能蒸汽锅炉，其特征在于，所述主容器(2)设有进水管(77)和止回阀(47)，进水管(77)与止回阀(47)和高压水泵(71)连通，高压水泵(71)的额定出口压强大于锅炉内容器的压强。
3.根据权利要求1所述的节能蒸汽锅炉，其特征在于，设有功率可调的所述第一压缩机(11)和大功率并且功率可调的所述第二压缩机12及输出功率可控的程序控制电路。
4.根据权利要求1或3所述的节能蒸汽锅炉，其特征在于，设置有缓冲管(97);所述冷凝器(38)分别与第一压缩(11)和第二压缩机(12)之间的管道段落上均设止回阀(47)，第一压缩机(11)和止回阀(47)之间的管道段落上设有第一出气管(91)，第二压缩机(12)与止回阀(47)之间的管道段落上设有第二出气管(92)，第一蒸发器(21)和第二蒸发器(22)均设有入气管(96)，第一出气管(91)与第一蒸发器(21)的入气管通过缓冲管(97)连通，第二出气管(92)与第二蒸发器(22)的入气管通过缓冲管(97)连通，缓冲管(97)上均设有电磁阀(51)。
5.根据权利要求4所述的节能蒸汽锅炉，其特征在于，与所述第一蒸发器(21)连通的节流装置(9)和所述冷凝器(38)之间管道段落上设有第一电磁阀(31)，与所述第二蒸发器(22)连通的节流装置(9)和所述冷凝器(38)之间管道段落上设有第二电磁阀(32)，第一电磁阀(31)和第二电磁阀(32)均根据程序控制电路发出的开关信号开启或关闭。
6.根据权利要求1所述的节能蒸汽锅炉，其特征在于，所述冷凝器(38)和所述第一蒸发器(21)及所述第二蒸发器(22)均设有压力表，运行系统中设有时序可调的程序控制电路。
7.根据权利要求1所述的节能蒸汽锅炉，其特征在于，还包括设置有副炉体(3);所述畐IJ炉体⑶设有副容器⑷，所述副容器⑷内设有末段冷凝器(38)，主容器(4)设有前段冷凝器(38);前段冷凝器(38)和所述末段冷凝器(38)通过管道连通，连通成分段一体冷凝器(38);副容器(4)的出水管(88)与主容器(2)的进水管(77)通过连通管(87)连通。
8.根据权利要求7所述的节能蒸汽锅炉，其特征在于，设置有高水泵(71)和止回阀(47)，副容器设有进水管(77);进水管(77)通过止回阀(47)与高压水泵连通；所述主容器⑵设有高水位传感器(61)和低水位低传感器(62)，所述副容器(4)的出水管(88)与所述主容器(2)的进水管(77)通过连通管(87)和大流量的电磁阀(95)及止回阀(47)连通，连通管(87)上的电磁阀(95)和高压水泵(71)根据高水位传感器￠1)和低水位传感器(62)发出的水位信号开启或关闭。
【文档编号】F22B1/00GK204176622SQ201420495221
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】郑西进 申请人:郑西进