专利名称：液体热能循环系统及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及新能源技术，尤其是涉及一种安全环保、高效节能的供热系统，可以替 代传统的燃煤、燃油、燃气、电加热等供热方式。
背景技术：
迄今为止，为获得以水为介质的热能，涉及制水、供热、空调、发电等系统，不仅要 消耗大量的“被加热工质”_水，更要消耗大量的“加热工质”——石油、煤、天然气等一次能 源；同时，又必须不断地耗费大量的人力和财力来开采、运输和储存这些能源，而燃烧时排 放出的废气和废渣又对环境造成极大的破坏。因此，为获得大量的热能是造成当今全球能 源紧张、环境恶化，气候变暖，二氧化碳排放超标的最主要的原因。利用电热的方式加热水，在加热环节是清洁的，但是，目前的电加热方式，存在着 效率低的缺陷，造成用电量高。为满足日益增长的用电需求，无节制的开发热电和水电，既 受到矿物能源资源和水资源利用率的制约，使得发电的环保成本更为昂贵，而且核电的开 发利用投资大，周期长，满足不了生产和生活各个方面的迫切需求。因此，提高电能的利用效率，是节约能源，减少碳排放，实现经济可持续发展的关 键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用液体，尤其是水作为介质，进行能量循环的系统， 该系统不用任何加热元件，利用冷液体高速运动产生的冲击和摩擦，进而产生热能，然后通 过液体的传导和热交换，高效节能地输送热能。为实现本发明的目的，提出一种液体热能循环系统，包括液体热能发生装置和热 交换系统，所述液体热能发生装置由电机11、空化发生器12和机架2组成，所述电机11和 空化发生器12安装在机架2上；所述空化发生器12由涡轮机构和外壳27组成，所述涡轮机构包括涡轮26和涡轮 轴24，该涡轮机构安装在外壳27内；所述电机11与涡轮轴24连接，为涡轮机构提供动力，确保其高速旋转；所述空化发生器12具有出水阀5、出水管14、回水管13、回水阀9，与外部的管路 及热交换系统共同构成热水循环回路。所述机架2下部装有减振器1，保持整个液体热能发生装置工作的稳定。所述空化发生器12的管路上装有安全阀8、压力表4、补水阀10和温度传感器6， 保障系统正常的工作压力和温度。所述外壳27分为前后两部分，所述涡轮26位于前一部分，前端设置进水孔30，进 水孔30与所述回水管13连接；后一部分形成集水腔28，所述集水腔28具有出水孔25，与 所述出水管14相连；所述外壳27的前后两部分通过通孔31连通；所述外壳27通过紧固螺 孔32将外壳上盖固定，形成一个封闭的腔体；
所述涡轮轴24两端安装有轴承，所述轴承通过轴承座29固定在所述外壳27上； 所述涡轮轴24的一端伸出所述外壳27，与电机的驱动轴连接。所述液体为加热后不易挥发或非易燃液体，包括经过滤的自来水、天然水、防冻 液、高温导热油。本发明还提出使用热能循环系统的供热装置，包括供热系统，所述系统的配置 为液体热能发生装置+管路系统+热交换器+热水使用设备。包括暖风机供暖系统，所述系统的配置为液体热能发生装置+管路系统+暖风机系统+供暖设备。包括室内供暖系统，所述系统的配置为液体热能发生装置+管路系统+散热器+输送泵、集气罐、膨胀水箱。本发明的液体热能循环系统更安全更环保，水电完全分离，系统达到零排放、无污 染；高效节能，供热量大，设备热效率高达96 %，水温可达98 V，温升梯度最大可达 3°C /分；单机供热能量为4，700 42，500w/h。采用多机并联组合方式，可成倍增大供热 能量；运行成本低，加热系统不结垢，对加热水质没要求，雪雨水和河水等简单过滤后可 直接加热，无须软化，节约水处理设备投资和燃料，运行成本大为降低；还可用于部分化工 工艺液体、油类的直接加热。产热和传输一体化，结构简单、设备体积小、占地少、安装简便、使用可靠、安装方 便、应用广泛；设备操作简单，可实现温度设定、开停机自动控制，设备免维护，实现无人值 守。
图1是本发明的液体热能发生装置结构示意图2是本发明的空化发生器结构示意图3是使用液体热能发生装置的供热系统；
图4是使用液体热能发生装置的暖风机供暖系统
图5是使用液体热能发生装置的室内供暖系统。
图中
1减震器17热水管
2机架18风扇
3接线盒19暖风机
4压力表20膨胀水箱
5出水阀21输送泵
6温度传感器22散热器
7排气阀23集气罐
8安全阀24涡轮轴
9回水阀25出水孔
10补水阀26涡轮
11电机27外壳
12空化发生器28集水腔
13回水管29轴承座
14出水管30进水孔
15热交换器31通孔
16冷水管32紧固螺孔
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例并配合 附图，对本发明进一步详细说明。本发明的液体能量循环系统的技术关键是利用了液体热能发生装置，和热交换系 统配合组成能量循环系统；该液体热能发生装置的技术原理是液体的“空化技术”，即，在空 化发生器中，液体在涡轮作用下高速流动，在高速流动的液体后面产生“空洞”，在空洞内部 产生真空状态的负压，使液体达到沸点而产生大量微小气泡，在周围水压作用下，气泡经过 碰撞，内部急遽爆裂，使水分子获得巨大的动能；首先，分子之间形成摩擦，从而释放出巨大 热能，使液体被加热至2000度过热蒸汽。同时，水分子产生裂解，生成小分子并且部分水分 子裂解成H2和02，H2和O2在高温下燃烧，形成水分子的同时放出热量，进一步加热水，高温 热水成为极佳的传热介质，经过热交换系统，向用热设备传递热量。该液体热能发生装置由电机和空化发生器组成，空化发生器包括涡轮离心泵和热 能发生器，离心泵使液体高流速进入热能发生器，使其内部产生空化现象。此时，即使在常 温下局部液体也会沸腾，形成强大冲击波动能，释放出巨大能量，迅速提高局部高温使流经 液体加热。图1是本发明的液体热能发生装置结构示意图；如图所示，液体热能发生装置由 电机11、空化发生器12和机架2等组成。机架2下部装有减振器1，保持整个液体热能发 生装置工作的稳定。电机11为空化发生器12提供动力，确保其高速旋转，电机11的电力 由接线盒3接入；出水阀5、出水管14、回水管13、回水阀9和外部的管路及换热器共同构成热水循 环回路，经空化发生器12加热的热水，经过出水阀5、出水管14流出进入换热器，再经过回 水管13和回水阀9流回空化发生器12。为保障系统正常的工作压力和温度，在管路上装有 安全阀8、压力表4和温度传感器6，控制系统可通过微电脑保证液体能量循环系统实现按 设定温度值自动控制运行，在系统上装有补水阀10，维持工作水压。图2是本发明的空化发生器结构示意图；该空化发生器12的核心部件涡轮机构 安装在空化发生器12内，主要由涡轮轴24、涡轮26和外壳27构成，其中，涡轮轴24两端 的轴承通过轴承座29固定在外壳27上，涡轮轴24的一端伸出外壳27，与电机的驱动轴连 接；外壳27分为前后两部分，涡轮26位于前一部分，前端设置进水孔30，进水孔30与回水 管13连接；后一部分形成集水腔28，集水腔28具有出水孔25，与出水管14相连；外壳27 的前后两部分通过通孔31连通；外壳27通过紧固螺孔32将外壳上盖固定就形成一个封闭 的腔体。
水或其他液体由进水孔30进入，涡轮26在电机11驱动下高速旋转，通过“空化作 用”，液体被加热并形成小分子状态，通过的通孔31进入集水腔28，再由出水孔25流出空化 发生器12。测试数据表明，本发明的液体能量循环系统，不用任何加热元件，利用冷液体高速 运动冲击、摩擦产生热能，热效率可达96%。单机供热能量为4，700 42，500w/h。采用多 机并联组合方式，可成倍增大供热能量。液体最高加热温度可达98°C，可以完全替代传统的 燃煤、燃油、燃气、电加热等供热方式。同时产生的小分子水可以广泛用于种植业和养殖业，
提高产量。本机对加热介质的要求低，经简单过滤的自来水、天然水、防冻液、高温导热油等 均可使用，只要加热后不易挥发，非易燃液体即可。本机对电源的要求只要用户具备380V或220V，三(单)相，50HZ与本机相适应的
电源容量即可。图2-图4显示本发明的液体能量循环系统的系列产品结构图。其中，图2是使用 液体热能发生装置的供热系统；供热系统采用热交换器，其典型系统配置为液体热能发生装置+管路系统+热交换器+热水使用设备从液体热能发生装置出水管14流出的热水流进热交换器15，加热后的热水在热 交换器15中与从冷水管16进入的冷水充分进行热交换。热交换器15的安装可采用顺向或逆向换热方式与本机的进水管14和回水管24 分别连接，视系统压力损失决定是否安装输送泵。图3是使用液体热能发生装置的暖风机供暖系统；该系统的典型系统配置液体热能发生装置+管路系统+暖风机系统+供暖设备按照上述系统示意图连接好各部分，按有关规范检验无误后，打开进、出口阀门， 即可通电启动空化发生器；视系统压力损失决定是否安装输送泵；将本机的进出口与暖风机的盘管进出口分 别连接；图4是使用液体热能发生装置的室内供暖系统，典型系统配置液体热能发生装置+管路系统+散热器+输送泵、集气罐、膨胀水箱按照上述系统示意图连接好各部分，按有关规范检验无误后，打开进、出口阀门， 即可通电启动空化发生器；调节热水出口阀门，即可将热水经管路送至采暖系统；可以在在进水或回管路上安装输送泵和膨胀水箱。容积大小应根据系统中的水量 而定，膨胀水箱应配装通气管，以便溢出。本发明的该系列产品作为热源可广泛应用于军用、民用、企、事业单位的供暖及热 水供应。如印染、造纸、木材干燥、医药、冶金、化工、食品加工、石油产品、汽车制造、航空工 业等各类工业的生产工艺方法中；可用于乳制品业，卫生系统，商服行业的灭菌、消毒作业； 可用于野外作业的工程。无电源时可利用柴油机代替电动机与水泵联接即可，可用于非易 燃，易爆液体的直接加热工艺。该技术还可与太阳能、地源热泵、风能利用等可再生能源系 统配套使用，上述可再生能源存在的普遍问题是热能品位比较低，有些还存在间歇性能量 使用问题，往往需要一种补偿手段。采用本机作为补温手段，不仅可以提高供热温度，而且可以将地源热泵作为基本负荷热源，使用本机蓄热加热作为调峰负荷热源，从而降低设备 初期投资规模，具有更理想的经济性。本系列产品作为安全、环保、高效、节能的热源，用以替代燃煤、燃油、燃气、电加热 等供热锅炉设备。其工作条件相当简单只要具有动力电源、水源、适当的安装场地即可。虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，本发明的 保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的内容为准。任何熟习本技术领域者， 在不脱离本发明的精神和范围内，所作的各种变化或等同替换，都应当属于本发明的保护 范围。
权利要求
一种液体热能循环系统，包括液体热能发生装置和热交换系统，其特征在于，所述液体热能发生装置由电机(11)、空化发生器(12)和机架(2)组成，所述电机(11)和空化发生器(12)安装在机架(2)上；所述空化发生器(12)由涡轮机构和外壳(27)组成，所述涡轮机构包括涡轮(26)和涡轮轴(24)，该涡轮机构安装在外壳(27)内；所述电机(11)与涡轮轴(24)连接，为涡轮机构提供动力，确保其高速旋转；所述空化发生器(12)具有出水阀(5)、出水管(14)、回水管(13)、回水阀(9)，与外部的管路及热交换系统共同构成热水循环回路。
2.根据权利要求1所述的热能循环系统，其特征在于，所述机架(2)下部装有减振器 (1)，保持整个液体热能发生装置工作的稳定。
3.根据权利要求1所述的热能循环系统，其特征在于，所述空化发生器(12)的管路上 装有安全阀(8)、压力表(4)、补水阀(10)和温度传感器(6)，保障系统正常的工作压力和温 度。
4.根据权利要求1所述的热能循环系统，其特征在于，所述外壳(27)分为前后两部分，所述涡轮(26)位于前一部分，前端设置进水孔(30)， 进水孔(30)与所述回水管(13)连接；后一部分形成集水腔(28)，所述集水腔(28)具有出 水孔(25)，与所述出水管(14)相连；所述外壳(27)的前后两部分通过通孔(31)连通；所 述外壳027通过紧固螺孔(32)将外壳上盖固定，形成一个封闭的腔体；所述涡轮轴(24)两端安装有轴承，所述轴承通过轴承座(29)固定在所述外壳(27) 上；所述涡轮轴(24)的一端伸出所述外壳(27)，与电机的驱动轴连接。
5.根据权利要求1所述的热能循环系统，其特征在于，所述液体为加热后不易挥发或 非易燃液体，包括经过滤的自来水、天然水、防冻液、高温导热油。
6.使用如权利要求1-5所述的热能循环系统的供热系统，其特征在于，所述系统的配 置为液体热能发生装置+管路系统+热交换器+热水使用设备。
7.使用根据权利要求1-5所述的热能循环系统的暖风机供暖系统，其特征在于，所述 系统的配置为液体热能发生装置+管路系统+暖风机系统+供暖设备。
8.使用根据权利要求1-5所述的热能循环系统的室内供暖系统，其特征在于，所述系 统的配置为液体热能发生装置+管路系统+散热器+输送泵、集气罐、膨胀水箱。
全文摘要
本发明是一种液体热能循环系统，包括液体热能发生装置和热交换系统，液体热能发生装置由电机(11)、空化发生器(12)和机架(2)组成；空化发生器(12)由涡轮机构和外壳(27)组成，涡轮机构包括涡轮(26)和涡轮轴(24)，该涡轮机构安装在外壳(27)内；电机(11)与涡轮轴(24)连接，空化发生器(12)具有出水阀(5)、出水管(14)、回水管(13)、回水阀(9)，与外部的管路及热交换系统共同构成热水循环回路。本发明的液体热能循环系统安全环保，水电完全分离，系统达到零排放、无污染；高效节能，供热量大，运行成本低，对加热水质没要求，结构简单、设备体积小、占地少、安装简便、使用可靠。
文档编号F24J3/00GK101915475SQ20101025972
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者孙以川 申请人:孙以川