蒸汽加热贮热水箱及热水系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种蒸汽加热贮热水箱，包括水箱体和设于该水箱体内的蒸汽换热器，该水箱体设有进水管和出水管，该蒸汽换热器设有蒸气进口和冷凝水出口，所述换热器包括蒸汽换热管、置于该蒸汽换热管外的网罩及置于该网罩内的除垢质颗粒。通过网罩固定除垢质颗粒与换热管紧密接触，防止换热器表面结垢，增大换热比表面积，提局换热效率。
【专利说明】蒸汽加热贮热水箱及热水系统
【技术领域】
[0001]本发明属于保温热水箱【技术领域】，具体涉及一种蒸汽加热贮热水箱及热水系统。
【背景技术】
[0002]在日常的生产和生活中，为了节约能耗，大量使用换热式贮热水箱，这些换热器结构虽然简单，但存在换热效率低，智能化水平不高，维护不方便等问题。通常用蒸汽加热采用直冲式，就是将蒸汽直接通入被加热的水中。但是这种方法所产生的噪声大，换热效率低，而且许多场合不适用，比如承压式贮热水箱。热交换器应用过程中存在的最大问题是容易在换热器表面产生水垢形成热阻，极大影响了换热效率，不锈钢板式热交换器结垢后可以拆开来清理，然后组装起来再用，但在贮热水箱内的热交换器结垢就不方便清理。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提出一种能有效防止水垢生成的蒸汽加热贮热水箱及热水系统。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:一种蒸汽加热贮热水箱，包括水箱体和设于该水箱体内的蒸汽换热器，该水箱体设有进水管和出水管，该蒸汽换热器设有蒸气进口和冷凝水出口，所述换热器包括蒸汽换热管、置于该蒸汽换热管外的网罩及置于该网罩内的除垢质颗粒。
[0005]通过在蒸汽换热管上设置了一个网罩并在这个网罩内将一种除垢质颗粒放于其内并与蒸汽换热管外表面紧密接触，使除垢质颗粒能比较均匀地分布在蒸汽换热管表面的周边；加热时从水中析出的垢优先生长在除垢质上并会从除垢质颗粒上脱落下来，最终沉淀到贮热水箱的底部，从而防止蒸汽换热管表面结垢影响热交换效果。由于除垢质颗粒具有良好导热性能，通过热传导其分布在蒸汽换热管表面的周边相当于增加了蒸汽换热管的表面积，进一步提闻了换热效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明蒸汽加热贮热水箱的结构示意图；
[0007]图2为热交换器的局部放大示意图；
[0008]图3为热水系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0010]如图1和图2所示的一种蒸汽加热贮热水箱，包括水箱体I和设于该水箱体I内的蒸汽换热器4，该水箱体I设有进水管2和出水管3，该蒸汽换热器4设有蒸气进口 5和冷凝水出口 6，所述换热器4包括蒸汽换热管41、置于该蒸汽换热管41外的网罩42及置于该网罩42内的除垢质颗粒43。
[0011]为了减小低压蒸汽冷凝过程中产生水的阻力，所述蒸汽换热管41设计成从上至下的螺旋盘管结构，以利于冷凝水自然从蒸汽换热器4中流出。
[0012]所述水箱体I的底部为凹球形，底部的中央设有排污管7。凹球形底部用于收集从除垢质颗粒43上脱落下来的细小的颗粒状水垢，排污管7在水箱体I最低处的中央有利于水垢的排净。
[0013]所述除垢质颗粒43的成分质量百分比为:天然沸石20%?50%，氧化钛Ti025 % ?20 %，氧化钒 V2O21 % ?40 %，氧化硅 Si0220 ?％ 40 %，NdFeB 钕铁硼 5 % ?20 %;该除垢质颗粒是规则的或不规则的固体细小颗粒的集合或固体多孔颗粒的集合；该除垢质颗粒的密度为1.2g/cm3?5g/cm3。
[0014]公知的，水垢晶体形成的最初是成核，晶体可以由均等成核或异相成核两种过程形成。均相成核指核是沉淀分子或离子的对簇，异相成核是指晶核优先形成在外来粒子或器壁上。一般来讲，成垢离子接触的固体表面积越大、成垢离子实际浓度越高时，晶体长大的速度越快，与溶液接触的固体表面积越大时晶体形成的数目越多。根据这个机理，本发明采用上述成分的除垢质颗粒43，对水箱内的水进行循环处理，利用除垢质颗粒43表面的异相成核作用诱发成核，脱落的垢粒子悬浮在水中促使均相成核，异相成核和均相成核的共同作用使水垢大量析出，极大降低了水中垢离子浓度，因此降低了蒸汽换热管41表面及水箱体I内壁表面的成垢概率，当水系统表面成垢速度小于垢的耗损时，就能防止甚至清除水垢。
[0015]如图3所示的热水系统，包括权利要求所述的蒸汽加热贮热水箱、蒸汽发生器8和控制器9，该蒸汽发生器8为现有技术，通过电、燃气或燃油等对水加热而产生蒸汽，该控制器9采用PLC控制器，所述水箱体I内设有第一温度传感器10和压力传感器11，所述进水管2上设有增压泵12和第一电磁阀13，所述出水管3与所述蒸汽发生器8的进水口 15相连并设有第二电磁阀14，该蒸汽发生器8的出蒸汽管16与所述进蒸汽口 5相连并设有第三电磁阀17，所述蒸汽发生器8设有第二温度传感器和水位传感器，所述排污管7上设有第四电磁阀18，所述控制器9分别与所述第一温度传感器10、压力传感器11、第二温度传感器、水位传感器、增压水泵12及各电磁阀电性连接。
[0016]通过控制器9提高该热水系统的智能化水平，在水箱体I中通过高温蒸汽换热，在换热过程中利用除垢质颗粒43自动防止换热器上产生水垢，并利用这种颗粒增加表面换热面积，提闻换热效率。
[0017]该热水系统的工作原理和工作过程如下:第一温度传感器10和压力传感器11分别用于监测水箱体I内的水温和水压，第二温度传感器和水位传感器用于监测蒸汽发生器8内的温度和水位；当水箱体I内的水压低于设定下限值时，控制器9开启第一电磁阀13供水直至水压达到设定上限值，如不能达到设定上限值，控制器9则开启增压泵12直至水压达到设定上限值；当水箱体I内的水温低于设定下限值时，控制器9开启第三电磁阀17直至水温达到设定上限值；当蒸汽发生器8内的水位低于设定下限值时，控制器9开启第二电磁阀14直至水位达到设定上限值；当蒸汽发生器8内的温度低于设定下限值时，控制器9开启该蒸汽发生器8加热直至温度达到设定上限值；控制器9定时开启第四电磁阀18排污。
[0018]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种蒸汽加热贮热水箱，包括水箱体(I)和设于该水箱体(I)内的蒸汽换热器(4)，该水箱体⑴设有进水管⑵和出水管(3)，该蒸汽换热器⑷设有蒸气进口(5)和冷凝水出口 ￠)，其特征在于:所述换热器(4)包括蒸汽换热管(41)、置于该蒸汽换热管(41)外的网罩(42)及置于该网罩(42)内的除垢质颗粒(43)。
2.如权利要求1所述的蒸汽加热贮热水箱，其特征在于:所述蒸汽换热管(41)为螺旋盘管。
3.如权利要求1所述的蒸汽加热贮热水箱，其特征在于:所述水箱体(I)的底部为凹球形并设有排污管(X)。
4.如权利要求1所述的蒸汽加热贮热水箱，其特征在于:所述除垢质颗粒(43)的成分质量百分比为:天然沸石20 %?50 %，氧化钛Ti025 %?20 %，氧化钒V2O21 %?40 %，氧化硅Si0220?％ 40%，NdFeB钕铁硼5%?20% ;该除垢质颗粒是规则的或不规则的固体细小颗粒的集合或固体多孔颗粒的集合；该除垢质颗粒的密度为1.2g/cm3?5g/cm3。
5.一种热水系统，其特征在于:包括权利要求1?4任一项所述的蒸汽加热贮热水箱、蒸汽发生器(8)和控制器(9)，所述水箱体(I)内设有第一温度传感器(10)和压力传感器(11)，所述进水管(2)上设有增压泵(12)和第一电磁阀(13)，所述出水管(3)与所述蒸汽发生器(8)的进水口(15)相连并设有第二电磁阀(14)，该蒸汽发生器(8)的出蒸汽管(16)与所述蒸汽进口(5)相连并设有第三电磁阀(17)，所述蒸汽发生器(8)设有第二温度传感器和水位传感器，所述排污管(7)上设有第四电磁阀(18)，所述控制器(9)分别与所述第一温度传感器(10)、压力传感器(11)、增压水泵(12)、第二温度传感器、水位传感器及各电磁阀(13，14，17，18)电性连接。
【文档编号】F24H1/18GK104214949SQ201410436763
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】刘志诚, 汪一楠, 蔡梦尧 申请人:昆明博远中菱科技有限公司