一种自然循环高温蓄热供汽供暖装置及使用方法与流程

本发明涉及电采暖技术领域，尤其是一种蓄热供汽供暖装置。

背景技术：

目前我国北方地区的供暖热源以燃煤为主，造成了非常严重的空气污染问题。谷电蓄热供暖是替代燃煤供暖、补充燃气供暖的有效的方案。它采用电蓄热技术，将夜晚谷电转化为热能储存在蓄热体内，通过一系列取热和换热措施，为全天供暖提供热源。大力发展谷电蓄热供暖，对于电网的经济运行(削峰填谷)和冬季清洁供暖具有非常重要的意义。

传统的固体蓄热供暖装置存在一些技术问题，例如空气-固体取热模式效率较低，体积庞大且需高温风机提供动力，存在噪音大，能耗高，寿命短等缺陷；同时，其换热通道易堵塞坍塌，有较大安全隐患。此外，工业生产中对蒸汽的需求较大，而传统固体蓄热装置通过空气换热，无法实现供汽-供暖一机两用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对传统固体蓄热供暖产品在实际使用中出现的问题与不足，提供一种自然循环高温蓄热供汽供暖装置，解决传统固体蓄热供暖产品换热效率低、噪音大、能耗高、寿命短、模式单一、存在安全隐患的问题。

本发明同时还提供了该自然循环高温蓄热供汽供暖装置的使用方法，能够实现夜晚低谷电供暖蓄热、白天非谷电供暖、夜晚低谷电蓄热、白天非谷电供蒸汽四种模式。

为达到上述目的，本发明自然循环高温蓄热供汽供暖装置可采用如下技术方案：

一种自然循环高温蓄热供汽供暖装置，包括固体蓄热堆、汽水换热器、水加热筒、板式换热器；所述固体蓄热堆中设置有电加热管及取热管，所述取热管具有与汽水换热器底部连接的第一进水管及与汽水换热器顶部连接的第一出汽管；汽水换热器的顶部具有第二出汽管，汽水换热器的底部具有第二进水管，所述水加热筒顶部设有与第二出汽管连接的顶部出水管；第二出汽管同时还继续延伸出另外的出汽接口，该出汽接口与第二出汽管之间还设置汽水分离器；水加热筒底部延伸出底部水管，该底部水管与汽水换热器底部第二进水管连接；水加热筒上部还设有与第二进水管连接的上部出水管；板式换热器连接有上部进水管，该上部进水管也与第二出汽管连接；板式换热器连接有下部出水管，该下部出水管与第二进水管及底部水管连接，且第一进水管、第二出汽管、顶部出水管、出汽接口、底部水管、第二进水管、上部出水管、下部出水管上均设置有开关阀。

进一步的，还包括与水加热筒配合使用的储水罐，该储水罐上部连接有抽真空管道及真空泵，同时具有与水加热筒上部连接的蒸汽连接管、与水加热筒上部连接的水连接管；储水罐还设有测量储水罐内液位的液位计及测量水压的压力传感器。

进一步的，储水罐底部还设有泄水阀、补水管及补水管上的补水阀。

进一步的，储水罐上部还设有泄压管及泄压管上的泄压阀。

进一步的，还设有出水接口及入水接口；所述上部进水管穿过板式换热器与下部出水管相连，出水接口穿过板式换热器与入水接口相连。

而上述自然循环高温蓄热供汽供暖装置的使用方法的技术方案为：

包括夜晚低谷电供暖蓄热、白天非谷电供暖、夜晚低谷电蓄热、白天非谷电供蒸汽；

夜晚低谷电供暖蓄热：汽水换热器不工作；关闭水加热筒与汽水换热器之间的连接；关闭水加热筒与板式换热器之间的连接；关闭水加热筒与出汽接口之间的连接，打开水加热筒与板式换热器之间的连接并通过水加热筒加热水的方式对板式换热器供热，以及，开启电加热管，固体蓄热堆开始蓄热；

白天非谷电供暖：水加热筒不工作；关闭水加热筒与汽水换热器之间的连接，打开汽水换热器与板式换热器之间的连接；打开第一进水管；汽水换热器中的水经取热管被固体蓄热堆加热形成高温蒸汽，通过设置水泵将水经管壳式汽水换热器换热成热水，再经板式换热器与用户侧水换热，用户侧水从入水接口流入，换热后热水从出水接口流出；

夜晚低谷电蓄热：水加热筒、汽水换热器均不工作，关闭水加热筒与汽水换热器之间的连接，关闭板式换热器与水加热筒之间的连接，关闭水加热筒与汽水换热器之间的连接，关闭第一进水管；开启电加热管，固体蓄热堆开始蓄热；

白天非谷电供蒸汽：关闭电加热管；关闭板式换热器与汽水换热器之间的连接；关闭板式换热器与水加热筒之间的连接；打开上部出水管使水加热筒通过上部出水管与汽水换热器底部连接；水加热筒内的水加热后，再进入汽水换热器加热成蒸汽，经汽水分离器分离后，从出汽接口输出用户所需蒸汽。

有益效果：相对于现有技术，本发明提供的自然循环高温蓄热供汽供暖装置具有如下优点：

(1)取热管与固体蓄热堆通过热量传递，取热管吸收热量将管内水加热成为水蒸汽，水蒸汽再经过管壳式汽水换热器换热后冷凝成水，这种循环方式不需要提供动力，依靠蒸汽自然循环即可实现装置无动力循环，具有高效、环保、安全、无噪音的优点。(2)根据末端负荷变化，通过远程控制进水调节阀开度，调节进入取热管内的水量，从而控制产生蒸汽流量，实现汽水换热器内换热量即时调节，经济高效。(3)根据实际需求，通过远程控制阀门开关，可实现供暖模式和供蒸汽模式快速切换，一机两用，转换便捷。(4)夜晚谷电期间，蓄热堆蓄热与供暖分开进行，通过远程控制阀门开关，固体蓄热堆只进行蓄热，不承担供暖，蓄热效率高；晚间的供暖全部由水加热筒来承担，水加热筒内的电加热管直接加热循环水，并提供供暖热源，提高晚间的综合热效率。

附图说明

图1是本发明自然循环高温蓄热供汽供暖装置的结构原理图。

图1中各标号对应的元件为：1.保护外壳；2.电加热管；3.固体蓄热堆；4.抽水泵；5.管壳式汽水换热器；6.储水罐；7.真空泵；8.水加热筒；9.板式换热器；10.汽水分离器；11.电加热管；12.出汽接口；13.出水接口；14.入水接口；15.进水接口；16.第二进水管；17.第二出汽管；18.底部水管；19.下部出水管；20.上部出水管；21.顶部出水管；22.上部进水管；23.第一进水管；24.取热管；25.第一出汽管；26.蒸汽连接管；27.水连接管；28.抽真空管道；29.泄压管；30.补水管；31.进水调节阀；32.真空泵阀；33泄压阀；34.补水阀；35.泄水阀；36.出水阀；37.阀门；38.进水阀；39.出汽管阀；40.出水阀；41.进水阀；42.末端阀；43.出水阀；44.出汽阀；45.排水阀；46.出水阀；47.入水阀；48.入水阀；49.液位计；50.压力传感器；51.温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施案例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

请参阅图1所示，本发明一种自然循环高温蓄热供汽供暖装置，包括固体蓄热堆3、汽水换热器5、水加热筒8、板式换热器9；所述固体蓄热堆3中设置有电加热管2及取热管24，所述取热管24具有与汽水换热器5底部连接的第一进水管23及与汽水换热器5顶部连接的第一出汽管25；汽水换热器5的顶部具有第二出汽管17，汽水换热器5的底部具有第二进水管16，所述水加热筒8顶部设有与第二出汽管17连接的顶部出水管21；第二出汽管17同时还继续延伸出另外的出汽接口12，该出汽接口12与第二出汽管17之间还设置汽水分离器10；水加热筒底部延伸出底部水管18，该底部水管18与汽水换热器底部第二进水管16连接；水加热筒8上部还设有与第二进水管16连接的上部出水管20；板式换热器连接有上部进水管22，该上部进水管22也与第二出汽管17连接；板式换热器连接有下部出水管19，该下部出水管19与第二进水管16及底部水管18连接。还包括与水加热筒配合使用的储水罐，该储水罐上部连接有抽真空管道28及真空泵7，同时具有与水加热筒上部连接的蒸汽连接管26、与水加热筒上部连接的水连接管27；储水罐还设有测量储水罐内液位的液位计49及测量水压的压力传感器50。储水罐底部还设有泄水阀35、补水管30及补水管上的补水阀34。储水罐上部还设有泄压管29及泄压管上的泄压阀35。还设有出水接口13及入水接口14。所述上部进水管22穿过板式换热器与下部出水管19相连，出水接口13穿过板式换热器与入水接口14相连。

第一进水管23、第二出汽管17、顶部出水管21、出汽接口12、底部水管18、第二进水管16、上部出水管20、下部出水管19、蒸汽连接管26、水连接管27、出水接口13、上部进水管22上均设置有开关阀，包括：进水调节阀31、泄压阀33、补水阀34、泄水阀35、出水阀36、阀门37、进水阀38、出汽管阀39、出水阀40、进水阀41、末端阀42、出水阀43、出汽阀44、排水阀45、出水阀46、入水阀47、入水阀48

而上述自然循环高温蓄热供汽供暖装置的使用方法，包括夜晚低谷电供暖蓄热、白天非谷电供暖、夜晚低谷电蓄热、白天非谷电供蒸汽；具体为：

夜晚低谷电供暖蓄热：汽水换热器不工作；关闭水加热筒8与汽水换热器之间的连接；关闭水加热筒8与板式换热器9之间的连接；关闭水加热筒8与出汽接口12之间的连接，打开水加热筒8与板式换热器9之间的连接并通过水加热筒8加热水的方式对板式换热器9供热，以及，开启电加热管2，固体蓄热堆3开始蓄热；

白天非谷电供暖：水加热筒8不工作；关闭水加热筒8与汽水换热器5之间的连接，打开汽水换热器5与板式换热器9之间的连接；打开第一进水管23；真空泵7开启，打开抽真空阀32开始抽真空直到压力传感器50监测到压力小于预设压力，关闭抽真空阀32，关闭真空泵7；若液位计49测得液位低于警戒值，则报警提示补水；根据温度自动调节进水调节阀31开度。汽水换热器5中的水经取热管24被固体蓄热堆3加热形成高温蒸汽，通过设置水泵将水经管壳式汽水换热器5换热成热水，再经板式换热器9与用户侧水换热，用户侧水从入水接口14流入，换热后热水从出水接口13流出；

夜晚低谷电蓄热：水加热筒8、汽水换热器均不工作，关闭水加热筒8与汽水换热器之间的连接，关闭板式换热器9与水加热筒8之间的连接，关闭水加热筒8与汽水换热器之间的连接，关闭第一进水管23；开启电加热管2，固体蓄热堆3开始蓄热；

白天非谷电供蒸汽：关闭电加热管2；关闭板式换热器9与汽水换热器5之间的连接；关闭板式换热器9与水加热筒8之间的连接；打开上部出水管20使水加热筒8通过上部出水管20与汽水换热器5底部连接；水加热筒8内的水加热后，再进入汽水换热器5加热成蒸汽，经汽水分离器10分离后，从出汽接口12输出用户所需蒸汽。