一种以氢气为燃料的地暖系统

1.本实用新型涉及一种地暖系统，具体涉及一种能源利用率高、需要的设备空间小，能减少可能产生的污染的以氢气为燃料的地暖系统。


背景技术：

2.进入秋冬季后，我国尤其是北方地区大气污染物扩散问题愈发严重，供暖期散煤污染问题亟待解决。此外，当前生活、生产加热用的燃煤锅炉效率低、经济型差。氢能作为公认的清洁能源，可为解决能源危机、全球变暖和环境污染等问题提供帮助。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种能源利用率高、需要的设备空间小，能减少可能产生的污染的以氢气为燃料的地暖系统。
4.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种以氢气为燃料的地暖系统，所述以氢气为燃料的地暖系统采用氢气为燃料，所述以氢气为燃料的地暖系统包括：气体贮存装置、气体燃烧反应装置、储水装置、地暖盘管系统；
5.气体贮存装置存储有氢气和氧气的混合气体，混合气体在气体燃烧反应装置内燃烧后的热量经过储水装置将储水装置内的水加热后供给地暖盘管系统。
6.在本实用新型的具体实施例子中，以氢气为燃料的地暖系统包括：氢气通气管、氧气通气管、混合气体贮存箱、混合气体管道、氢气燃烧反应炉、换热设备水冷壁管、燃烧器、防爆门、阻气控制阀、储水罐、住宅用热水管、过滤器、四通阀、补水箱、截止阀、冷水进水管、温度控制阀、地暖盘管系统；
7.氢气通气管和氧气通气管固定在混合气体贮存箱的一侧，混合气体贮存箱的另一侧装有混合气体管道，混合气体管道内置有浓度传感器；
8.混合气体管道设置在混合气体贮存箱和氢气燃烧反应炉之间，燃烧器设置在氢气燃烧反应炉的底部；
9.氢气燃烧反应炉的炉膛上部设有防爆门，氢气燃烧反应炉内的上表面设置有水冷壁换热设备，水冷壁换热设备的一端接连接地暖盘管系统的回水管，另一端连接储水罐的进水管；
10.四通阀的四端口分别连接冷水进水管、储水罐、补水箱、地暖盘管系统；储水罐设有两个出水口，一个连接地暖盘管系统，另一个连接住宅用热水管；
11.四通阀分别用于连接储水罐上用于安装过滤器的出水口、冷水进水管、补水箱水管、以及装设有温度控制阀的地暖盘管供水管。
12.在本实用新型的具体实施例子中，混合气体贮存箱上设置有风扇。
13.在本实用新型的具体实施例子中，混合气体管道上靠近混合气体贮存箱的一侧设置有浓度传感器。
14.在本实用新型的具体实施例子中，住宅用热水管上设置有过滤设备。
15.在本实用新型的具体实施例子中，地暖盘管呈螺旋迂回形布管方式，回水管直接与燃烧反应炉内的换热设备相连。
16.在本实用新型的具体实施例子中，储水罐外设有保温层，保温层外侧设有保护层。
17.在本实用新型的具体实施例子中，燃烧反应炉与补水箱之间的连接管具有坡度，燃烧反应炉的一端高于补水箱。
18.在本实用新型的具体实施例子中，补水箱和四通阀之间的水管上安装有补水泵。
19.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的以氢气为燃料的地暖系统有如下优点：
20.本实用新型中，使用氢气作为燃料，高压气态储氢技术耗能低、成本低，是较为成熟的储氢方案，比液氢储存更具商业前景。
21.本实用新型充分考虑了能量的循环利用，温度控制阀及截止阀的使用、储水罐外设的保温层都直接影响热量的传递路径。
22.本实用新型燃烧部分炉膛上部还设有防爆门，在考虑安全的同时，达到经济环保的效果。
附图说明
23.图1为本实用新型的整体结构示意图。
24.下面是本实用新型中标号对应的名称：
25.氢气通气管1、氧气通气管2、风扇3、混合气体贮存箱4、浓度传感器5、混合气体管道6、氢气燃烧反应炉7、水冷壁换热设备8、燃烧器9、防爆门10、阻气控制阀11、储水罐12、住宅用热水管13(可接过滤设备)、过滤器14、补水泵15、四通阀16、补水箱17、截止阀18、冷水进水管19、温度控制阀20、地暖盘管系统21。
具体实施方式
26.下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
27.图1为本实用新型的整体结构示意图，如上述图所示：本实用新型提供的以氢气为燃料的地暖系统，包括：气体贮存装置、气体燃烧反应装置、储水装置、地暖盘管系统；气体贮存装置存储有氢气和氧气的混合气体，混合气体在气体燃烧反应装置内燃烧后的热量经过储水装置将储水装置内的水加热后供给地暖盘管系统。
28.以氢气为燃料的地暖系统包括：氢气通气管1、氧气通气管2、混合气体贮存箱4、混合气体管道6、氢气燃烧反应炉7、换热设备水冷壁管8、燃烧器9、防爆门10、阻气控制阀11、储水罐12、住宅用热水管13、过滤器14、补水泵15、四通阀16、补水箱17、截止阀18、冷水进水管19、温度控制阀20、地暖盘管系统21。
29.氢气通气管1和氧气通气管2固定在混合气体贮存箱4的一侧，混合气体贮存箱4的另一侧装有混合气体管道6，混合气体管道6内置有浓度传感器5。
30.混合气体管道6设置在混合气体贮存箱4和氢气燃烧反应炉7之间，燃烧器9设置在氢气燃烧反应炉7的底部。
31.氢气燃烧反应炉7的炉膛上部设有防爆门10，氢气燃烧反应炉7内的上表面设置有水冷壁换热设备8，水冷壁换热设备8的一端接连接地暖盘管系统21的回水管，另一端连接
储水罐12的进水管。
32.四通阀16的四端口分别连接冷水进水管19、储水罐12、补水箱17、地暖盘管系统21；储水罐12设有两个出水口，一个连接地暖盘管系统21，另一个连接住宅用热水管13。
33.四通阀16分别用于连接储水罐上用于安装过滤器14的出水口、冷水进水管19、补水箱水管17、以及装设有温度控制阀20的地暖盘管供水管。
34.混合气体贮存箱4上设置有风扇3，混合气体管道6上靠近混合气体贮存箱4的一侧设置有浓度传感器5，住宅用热水管13上设置有过滤设备。
35.地暖盘管呈螺旋迂回形布管方式，回水管直接与燃烧反应炉7内的换热设备相连，储水罐12外设有保温层，保温层外侧设有保护层，燃烧反应炉7与补水箱17之间的连接管具有坡度，燃烧反应炉7的一端高于补水箱17。
36.下面是一个具体的实施例子：氢气和氧气按照一定比例混合，在氢气燃烧反应炉7中进行燃烧。混合气体贮存箱4内背部装有风扇3，左侧分别装设氢气通气管1和氧气通气管2，右侧装有混合气体管道6，混合气体管道6内置浓度传感器5。风扇3的扰动可以使氢气氧气充分混合，浓度传感器5可以保证氢气的浓度在安全防爆范围内。
37.氢气燃烧反应炉7的底部为燃烧器9，炉膛上部设有防爆门10，氢气燃烧反应炉7内的上表面是水冷壁换热设备8，水冷壁换热设备8的一端地暖盘管系统21的连接地暖盘管回水管，另一端连接储水罐12的进水管。储水罐12外设有保温层，保温层外侧设有保护层。储水罐12设有两个出水口，一个用于地暖系统(参见图1中安装过滤器14、四通阀16、温度控制阀20的水管)，另一个可连接净水器(参见图1中连接的住宅用热水管13)，用于住宅热水系统，在具体的实施过程中，这两个出水口均有过滤器(一个为过滤器14，另一个连接的住宅用热水管13的过滤器没有示意出)。
38.过滤器14连接有四通阀，分别用于连接储水罐的安装过滤器14的出水口、冷水进水管19、补水箱水管、以及装设有温度控制阀20的地暖盘管供水管。家用地暖的供水温度一般在55℃
‑
60℃之间，冷水进水管作用在于调节地暖供水温度。当供水温度调节至标准范围内时，温度控制阀开启，地暖盘管进水供暖。
39.补水箱17中的水是氢气燃烧后的反应物回收，既可以用于调节供水水温，也可以直接排放。补水管上装设水泵，水箱出水处装有截止阀18。另外氢气燃烧反应炉7与补水箱17之间的连接管具有一定坡度，氢气燃烧反应炉7高于补水箱17。
40.氢气燃烧反应炉7的设计具有足够的容积，从而保证氢气可以在炉中停留足够长的时间，提高其燃烧效率。水冷壁的换热形式提供了足够大的受热面，是氢气燃烧产生的热得到充分利用。
41.本实用新型中的地暖盘管呈螺旋迂回形布管方式，回水管直接与反应炉内的换热设备相连，达到节水节能的目的。
42.本实用新型中，使用氢气作为燃料，高压气态储氢技术耗能低、成本低，是较为成熟的储氢方案，比液氢储存更具商业前景。
43.本实用新型充分考虑了能量的循环利用，温度控制阀及截止阀的使用、储水罐外设的保温层都直接影响热量的传递路径。
44.本实用新型燃烧部分炉膛上部还设有防爆门，在考虑安全的同时，达到经济环保的效果。
45.本实用新型原理是通过氢气在氧气中燃烧生产水，并生成大量热。该反应的产物只有水，可以有效改善我国北方供暖期污染严重问题。氢气的燃烧反应生成大量热，每千克氢燃烧产热约为汽油的3倍，焦炭的4.5倍。氢气解决供暖问题在改善环境污染的同时，也能大幅提高经济性。
46.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。