一种用于独体建筑物的水力空化地下水加热供暖装置

1.本实用新型涉及供暖装置，特别涉及一种用于独体建筑物的水力空化地下水加热供暖装置。


背景技术：

2.目前我国对于独体建筑物的加热供暖系统中，主要采取家用燃煤锅炉、热冷风式空调机、家用中央空调系统等。其中，家用燃煤锅炉供暖需家中有人值守、舒适度低、且燃烧粉尘严重、存在空气污染问题；热冷风式空调机在供暖过程中会产生干燥和静电，不利于人体健康；家用中央空调系统供暖前期投入过大，运行费用较高。因此设计一种工艺流程简单、操作方便、能量利用率高、成本低、且能够同时供应热水的供暖设备是十分必要的。
3.空化是指当液体通过水力空化器时，压力下降，当压力降至液体的饱和蒸汽压时，水力空化现象会发生，在液体局部的负压区产生大量空化泡，空化泡随液体流动至压力恢复区时，瞬间绝热溃灭，造成高达5000℃的高温与101mpa的高压，温度变化率高达109 k/s，并伴随有强烈的冲击波和速度高达100m/s以上的微射流，这些高度集中的能量足以起到提高水温、达到供暖的效果。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于独体建筑物的水力空化地下水加热供暖装置。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种用于独体建筑物的水力空化地下水加热供暖装置，包括设置在地上的暖气装置、水力空化加热器件和蓄水装置；所述的蓄水装置与水力空化加热器件之间设有进水管，进水管上设有自吸泵；水力空化加热器件与暖气装置之间通过加热供暖循环装置连接，暖气装置与蓄水装置之间设有出水管；
7.所述的水力空化加热器件由文丘里管i、文丘里管ii和文丘里管iii组成；所述的文丘里管i和文丘里管ii并联，文丘里管i和文丘里管ii的出水端连接文丘里管iii。
8.所述的文丘里管i、文丘里管ii与文丘里管iii结构相同，其喉部设为方形，喉部边长为1～5mm，文丘里管总长度为5～200mm，文丘里管的发射角为4
°
～10
°
。
9.所述的文丘里管i、文丘里管ii与文丘里管iii的孔板厚度为2mm～6mm，孔板上每个孔口面积为0.5mm2～6mm2。
10.所述的进水管插入蓄水装置的一端为入水口，出水管插入蓄水装置的一端为出水口。
11.所述的蓄水装置为地下水层。
12.所述的暖气装置为挂墙式暖气片、地暖或脚踢线暖气片。
13.所述的暖气装置设置在独体建筑物中。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.本实用新型在加热供暖的循环水系统中设置了自吸泵、并串联文丘里管和暖气装置。通过水泵提供初始压力，产生的带有一定初始压力的水流经并串联文丘里管时液体的压力降低，当压力降低至液体的饱和蒸汽压时，会产生水力空化效应，生成空化泡，随着收缩区下游水体压力的恢复，空化泡会发生破裂，破裂时可以在极短的时间内产生高温高压，这些高温高压的产生可以使水温快速升高，达到供暖的目的。该方法具有工艺流程简单、操作方便、能量利用率高、处理量大、以电为能源无污染、安全性高、成本低、即开即用、可全天使用、能耗低、可以满足大量热水的需求的优点。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图；
17.图2为水力空化加热器件结构示意图；
18.图3a-图3b为文丘里管i结构示意图。
19.图中：1：进水口；2：自吸泵；3：水力空化加热器件；3-1：文丘里管i；3-2：文丘里管ii；3-3：文丘里管iii；4：暖气装置；5：出水口；6蓄水装置；7：进水管；8：出水管；9：加热供暖循环装置；10：独体建筑物。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.一种用于独体建筑物的水力空化地下水加热供暖装置，包括设置在地上的暖气装置4、水力空化加热器件3和蓄水装置6；所述的蓄水装置6与水力空化加热器件3之间设有进水管7，进水管7上设有自吸泵2；水力空化加热器件3与暖气装置4之间通过加热供暖循环装置9连接，暖气装置4与蓄水装置6之间设有出水管8。
22.所述的水力空化加热器件3由文丘里管i3-1、文丘里管ii3-2和文丘里管iii3-3组成；所述的文丘里管i3-1和文丘里管ii3-2并联，文丘里管i3-1和文丘里管ii3-2的出水端连接文丘里管iii3-3。文丘里管i3-1、文丘里管ii3-2与文丘里管iii3-3结构相同，其喉部3-1-1设为方形，喉部边长为1～5mm，文丘里管总长度为5～200mm，文丘里管的发射角α为4
°
～10
°
。所述的文丘里管i3-1、文丘里管ii3-2与文丘里管iii3-3的孔板厚度为2mm～6mm，孔板上每个孔口3-1-2面积为0.5mm2～6mm2。所述的进水管7插入蓄水装置6的一端为入水口1，出水管8插入蓄水装置6的一端为出水口5。
23.所述的蓄水装置6为地下水层，可以将地下水直接进行利用。
24.所述的暖气装置4为挂墙式暖气片、地暖或脚踢线暖气片，暖气装置4设置在独体建筑物10中。
25.加热供暖循环装置9、进水管7和出水管8外部均采用隔热防水层，防止热量损失。
26.工作原理：在使用该设备对独体建筑物进行供暖时，将入水口1放入蓄水装置6中，打开水泵开关，将蓄水装置6通过进水管7经水泵抽入到该循环系统中，使水依次流经水力空化加热器件3和多个暖气装置4，当水6流经水力空化加热器件3时，先是通过一组文丘里
管并联结构，此时水流分别在各个文丘里管中发生了一次多级水力空化效应，释放了大量的热。随着水流的进一步流动，这些水流通过相连的水管再次流经下一个文丘里管，此时水流在文丘里管中将再次发生第二次水力空化效应，再次释放大量的热。这样的串并联结构可根据实际情况改变文丘里管的并联数目和串联数目，以达到最佳的空化效果。也就是说，当水流至每一个文丘里管时，水流在这些文丘里管中由于压力的变化都会在其喉部，也就是收缩区产生大量空化泡，当这些空化泡随着水流继续流动至发散区时，这些空化泡由于水中压力的恢复而发生坍塌溃灭，进而能够释放大量的热。采用并串连的结构能够对文丘里管更好地加以利用，多次多级地产生水力空化效应，提高产热效率。总而言之，这一过程利用了文丘里管或孔板等节流装置的空化效应对地下水进行加热，水力空化现象作为一种物理现象，能够在极短的时间内产生高达5000℃的高温与101mpa的高压，这些产生的瞬时高温高压能够快速使水温升高，达到供暖的目的。本装置结构简单、操作方便、能量利用率高、处理量大、以电为能源无污染、安全性高、成本低、即开即用、可全天使用、能耗低、可以满足大量热水的需求。
27.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。