本专利属于蓄热锅炉技术领域。具体地涉及图只不过固体蓄热锅炉,尤其是其中的一种延缓和消除换热器中水沸腾的进风口。
背景技术:
现有技术中常见的一种固体蓄热锅炉的工作过程中,在加热固体蓄热体的同时也加热密闭仓内固体蓄热体周围的空气,再把加热的高温空气输出到换热器,和冷水进行换热,使冷水输出为热水,实现为供暖、供水等服务的目的。通常固体蓄热锅炉密闭仓和换热器联接后,固体蓄热锅炉密闭仓中循环热空气进入换热器,经过换热器换热后,经风机加压和风道再回到密闭仓,形成循环。冷水经过由进水管进入换热器,在换热器中进行热交换后成热水,由出水管排出,冷水经过换热器后形成热水输出。正常运行时循环热空气和冷水在换热器中平稳进行。当遇见突然停电或者设备故障,冷水停止供给和风机停止运行,而高温空气继续加热换热器中少量存水,这时就引起存水沸腾,当存水沸腾完,直接造成烧坏换热器。为此,急需一种延缓和消除存水沸腾的装置。
技术实现要素:
本专利的目的在于,提供了一种换热器进风口,延缓和消除换热器中存水的沸腾。
为了解决上述问题,本专利提供的技术方案包括:
一种固体蓄热锅炉,其特征在于,包括:仓室,所述仓室内部包括存储空间,所述存储空间中放置有固体蓄热体;循环风道,所述循环风道中设置有风、水换热器以及风机,所述循环风道包括内循环风道和外循环风道,所述内循环风道的路径穿过蓄热体,所述外循环风道与所述内循环风道通过所述仓室壁上的送风通道连通;送风通道包括入口、出口和连接管道,所述,所述进口设置在所述内循环风道一侧,所述入口的位置靠近所述仓室高度方向的底部,所述出口设置在所述外循环风道一侧,所述出口顶端位于所述仓室高度方向的中部;所述连接管道连接所述入口和所述出口。
优选地,所述入口上下方向的高度小于前后方向的宽度,所述出口上下方向的高度大于前后方向的宽度。
优选地,所述入口和所述出口的截面面积相同。
优选地,所述入口的形状为矩形,所述出口的形状也为矩形。
优选地,其特征在于,所述连接管道中设置有导流板,所述导流板从所述入口的高度中线延伸至所述出口的高度中线。
优选地,入口底部比出口底部高。
优选地,入口底部比出口底部高50mm。
优选地,所述仓室的外周还设置有隔热层。
本专利的有益效果是,在冷水停止供应和风机停止运行时,换热器取风从最低部取热风,进入换热器的热空气的温度为最低,延缓或消除换热器存水的沸腾。
附图说明
下面结合附图和实施例对本专利进一步说明。
图1为的固体蓄热炉结构示意图
图2为送风通道出口一侧视图
图3为送风通道的剖面图
图4为送风通道的俯视图。
其中,1.密闭仓,2.保温材料,3.外循环风道,4.风机,5.进水口,6.换热器,7.出水口,8.循环热空气,9.固体蓄热体,10.进风口,11加热介质进入区,12加热介质排出区,101.左侧板,102.右侧板,103.上板,104.下板,105.导流板。
具体实施方式
本专利所描述的技术方案包括各种具体的实施例,以及在各种具体实施例上所进行的修改。在本具体实施方式中,对这些技术方案通过结合附图的方式进行示例性的阐述,以使得本专利的发明构思、技术特征、技术特征的效果等,通过对这些具体实施方式的描述变得更加明显。但是需要指出的是,本专利的保护范围显然不应当仅限于这些实施例所描述的内容,而是可以通过在本专利发明构思下的多种方式来实施。
在本具体实施方式的描述中,需要注意以下一些阅读参考,以便于能够准确理解本具体实施方式中文字所表达的含义:
首先,对于本专利的附图中,相同或者相对应的元件\要素等,将以相同的附图标记来表示。因此对于此前已经出现过的附图标记或者是元件\要素等的名称,在之后可能不会再重复解释。并且,在本具体实施方式中,可如果使用了术语“第一”、“第二”等词汇来修饰各种元件或要素,那么在非特指的情况下“第一”、“第二”并不代表着顺序,而是仅仅区分这些元件或要素彼此不同而已。此外,除非上下文清楚地另有指示,否则单数形式“一个”、“一”和“该/所述”也不仅仅指代单数还指代复数形式。
更进一步地,包含或包括,应当理解为开放式的描述,其并不排斥在已经描述的组件的基础上还存在其它的组件;而且,当层、区域或组件被称为“形成在”、“设置在”另一层、区域或组件“上”时,该层、区域或组件可以直接地或间接地形成在所述另一层、区域或组件上,与之相似的,当使用相连、连接等类似术语来表述两个元件之间的关系时,在没有特别限定的情况下,既可以是直接相连也可以是间接相连。术语“和/或”连接的两个要素之间可以是和的关系,也可以是或的关系。
另外,为了说明本专利的技术方案,本专利的附图中所描述的要素的尺寸并不代表实际要素的尺寸比例关系,在本专利中出于便于表达的考虑会被放大或者缩小。
实施例一
本实施例提供了一种固体蓄热锅炉,如图1所示。固体蓄热锅炉是一种利用固体蓄热材料存储能量并能够根据需要放出能量的设备。
在固体蓄热锅炉的蓄热过程中,能量以热能的形式存储在固体蓄热材料中。被利用的能量通常可以是电能,即通过将电能转化为热能的方式存储在固体的蓄热砖中;此外,还包括将各种能量例如化学能、机械能转化为热能并存储在蓄热砖中,当然也可以是直接利用热能本身将其存储在蓄热砖中。
在固体蓄热锅炉的放热过程中,所述蓄热砖通过加热供热介质的方式释放出热能。被加热的介质通常可以是气体、液体或者是其他具备流动性的加热介质,固体蓄热锅炉将加热介质加热并通过驱动所述加热介质在管道内流动的方式将热能传输至预定的目标。一种典型的蓄热锅炉的技术方案中,通常采用气体作为加热介质,通过设置风道的方式完成加热气体的传输,并通过其它工作介质,例如水,经由换热器与被加热过的气体接触将所述气体中的热量带走,并通过管路将被加热的工作介质输送至所需的场所。
由此可见,在本专利中,固体蓄热锅炉的形式并不仅限于本实施例一中或者是图1中所示的例子。但是为了更加直观地阐述本专利的发明构思,本实施例中结合图1所示的例子来进行说明。
如图1所示,其示出了一种固体蓄热锅炉的结构,所述固体蓄热锅炉包括:
仓室1
所述仓室1形成一个密闭空间,所述密闭空间基本上封闭,优选地在所述仓室的外周还设置有隔热层10,通过密闭空间的结构能够防止热量不必要的散失从而提高蓄热的效果。
在所述仓室1中设置有固体蓄热体9,所述固体蓄热体优选设置在所述仓室的中部,在所述固体蓄热体的一侧为加热介质进入区11,另一侧为加热介质排出区12。所述加热介质进入区域11中的加热介质通常是温度较低的加热介质,当加热介质通过固体蓄热体的加热之后通过所述解热介质排出区12排出。
所述固体蓄热体9包括多组沿着竖直方向上下堆叠的固体蓄热砖,如图1所示,在多组蓄热砖之间形成有加热介质流动通道,低温的加热介质经过所述通道后与蓄热砖进行热交换,从而获得热量形成高温的加热介质从而获得蓄热砖中的热能。竖直方向的上下堆叠,即是沿着重力方向为竖直向下,背对重力方向为竖直向上。蓄热砖之间形成的加热介质流动通道将所述加热介质进入区11和所述加热介质排出区12连通,在释放固体蓄热体9中热量的同时保持加热介质的顺畅流动。所述热介质流动通道可以根据换热和流通的需要设计成各种通道结构,包括各种迂回或者直线型的结构,由于现有技术中已经广泛涉及,因此在本实施例中不再详细展开描述。
所述隔热层10在外周封闭所述仓室,以保存所述仓室中的热量避免能量的损失。在本具体实施方式中,如图1所示,所述仓室包括第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁位于加热介质进入区11、第二侧壁位于所述加热介质排出区12。所述第一侧壁和第二侧壁可以形成为各种形状和高度,优选地,为了便于制造设备以及保持设备合适的尺寸,所述第一侧壁和第二侧壁,如图1所示,均从所述固体蓄热体9底部的高度向上延伸至与所述固体蓄热体9的顶部的高度以上。
内循环风道即为仓室之内的循环风道,加热介质进入区11、加热介质排出区12极其之间的循环风道在本实施例中构成内循环风道。
所述第一侧壁上形成有进风通道、所述第二侧壁上形成有送出风风通道,所述进风通道将所述加热介质进入区域11与外循环风道3连通,向所述仓室中供入温度较低的加热介质;所述送风通道将加热介质排出区域12与外循环风道3连通,将所述固体蓄热体9加热后温度较高的加热介质供给到外循环风道3中。
外循环风道3
所述外循环风道3是仓室外位于所述进风通道和所述送风通道之间的加热介质管道,所述外循环风道3完成固体蓄热锅炉向外传输热能的功能。为此,在所述外循环风道3中设置有风扇或者风机4,所述风扇或风机为所述加热介质从所述送风通道在所述风道3中向所述进风通道流动提供可控的动力源,产生整个固体蓄热锅炉中加热介质流动的驱动力。所述外循环风道3的底部设置有换热器6,所述换热器包括工作介质进口5以及工作介质出口7。所述工作介质优选可以采用以水为主要成分的工作介质,在所述外循环风道3中,加热介质,例如空气或者其他气体,从所述送风通道传送来后经过所述换热器6并加热所述换热器中的工作介质;所述换热器中工作介质获得热量后通过管网输送到各个需要的区域。
除了在所述进风通道、所述送风通道处于仓室连通之外,所述外循环风道3与所述仓室基本上隔离。图1中给出了一种隔离的优选方式,也就是所述风道设置在所述仓室的外周,这样既能够充分隔离又保证了固体蓄热锅炉整体的占用体积较为合理,但是本领域技术人员还可以根据实际场地环境需要设置其它的风道结构。
送风通道
如上所述,在本专利中所述仓室与所述风道在加热介质排出区12通过送风通道连通。
通常,在现有技术中,所述送风通道设置在所述仓室相应侧壁的中部位置,在此位置仓室中上下区域的加热介质都能够方便地通过所述送风通道供给到所述风道中。现有技术中的上述固体蓄热锅炉结构,在正常运行时可以保证循环热空气和冷水在换热器中平稳进行。但是,在遇见突然停电或者设备故障,例如,冷水停止供给和风机停止运行时,高温空气继续加热换热器中少量存水,这时就引起换热器内的存水沸腾,当存水沸腾完,就会造成烧坏换热器。
本具体实施方式中为了解决上述问题,对于送风通道的结构进行了重新设计。其所述采用的技术方案如下。示例性地参考图1、图2所示的结构。
虽然如图1所示,所述送风通道形成在所述仓室的侧壁中,在本具体实施方式中,所述风道还可以采用单独的管道来实现,或者一部分采用单独的管道而另一部分借助所述仓室的侧壁来成型。
在本具体实施方式中,所述送风通道包括入口、出口和连接管道,所述,所述入口设置在所述侧壁与仓室相邻的一侧,所述入口的位置靠近所述仓室高度方向的底部,所述出口设置在所述侧壁与风道相邻的一侧,所述出口顶端设置在所述仓室高度方向的中部。所述连接管道连接所述入口和所述出口。也就是说在本实施例中,所述入口首先取用的是所述仓室中位于高度方向底层的空气或者其他气体加热介质。在所述固体蓄热锅炉遇到故障而不再持续利用电能加热时,在所述仓室中的空气的温度并非是完全相同,而是由于部分区域温度高空气仍然温度较高而部分区域由于温度较低因此空气会逐渐冷却。在此过程中,由于所述仓室呈数值状态设置,温度较高的空气由于密度较小会存留在所述仓室的顶层,温度较低的空气由于密度较大会存留在所述仓室的底层,本具体实施方式中在密度较高的“冷”空气区域设置入口,入口设置在仓室底部可以保证入口处首先采集到温度低的空气,这样就避免了对于换热器中残留水分的过分加热,延长了水的沸腾时间,实际上在停电的情况下仓室底部的空气温度往往会低于水的沸点,甚至根本不会将换热器中的水加热沸腾。这样就避免了烧坏换热器。
进一步地,虽然入口的位置在底部能够解决故障时取到冷空气的问题,但是在正常的蓄热放热过程中,保持送风通道能够均匀地供给仓室中的加热介质是在此方案下仍然需要解决的问题。在本具体实施方式中,所述送风通道的出口和现有技术一样设置在所述仓室高度上的中部,当出口设置在所述仓室的中部时,这样基于连通器的原理,仓室中部的气体在正常运行时也会通过入口经由连接管道从出口流出,因此有利于仓室中气体的均匀排出。
进一步优选地,所述入口的形状为矩形,入口矩形的上下方向的高度小于前后方向的宽度,这样尽可能地控制入口高度以吸取冷空气。所述出口的形状也为矩形,出口上下方向的高度大于前后方向的宽度,如图2所示,这样可以使得出口的顶部达到仓室中部的位置,入口截面面积和出口的截面面积大致相等,这样能够保证气流的平稳供给。将入口和出口设置成矩形其优势在于便于加工和控制面积。
进一步优选地,在所述连接管道中设置有导流板,所述导流板从所述入口的高度中线延伸至所述出口的高度中线。因为进风口在密封仓水平放置,改变了循环风的路径,导致了热风不能均匀流过换热器,所以导流板,能够改善送风的均匀。
进一步优选地,为防止停水时换热器存水进入蓄热体,入口底部比出口底部高50mm。
本专利重新设计固体电蓄热锅炉中循环热空气去换热器的送风通道的风口,原有的竖直、圆形、方形等薄板进风形状设计为长方形水平状,出风设计为长方形竖直状,长方形长宽比大于4,进出风面积、尺寸相等,从蓄热密闭仓最低位置取风。热空气的温度通常是上高下低的,换热器取风从最低部取热风,使在停水和风机停止运行时进入换热器的循环热空气温度为最低,这样有效地延缓和消除存水的沸腾。但因为进风口在密封仓水平放置,改变了循环风的路径,导致了热风不能均匀流过换热器,所以在换热器进风供风过程中,增加了导流板,改善送风的均匀。为防止停水时换热器存水进入蓄热体,进风底部比出风底部高50mm。
以上仅仅是本专利的具体实施方式而已,凡是在本专利发明构思下对本专利进行的修改替换均应当纳入到本专利的保护范围之内。
1.一种固体蓄热锅炉,其特征在于,包括
仓室,所述仓室内部包括存储空间,所述存储空间中放置有固体蓄热体;
循环风道,所述循环风道中设置有换热器以及风机,所述循环风道包括内循环风道和外循环风道,所述内循环风道的路径穿过蓄热体,所述外循环风道与所述内循环风道通过所述仓室壁上的送风通道连通;
送风通道包括入口、出口和连接管道,所述,所述进口设置在所述内循环风道一侧,所述入口的位置靠近所述仓室高度方向的底部,所述出口设置在所述外循环风道一侧,所述出口顶端位于所述仓室高度方向的中部;所述连接管道连接所述入口和所述出口。
2.根据权利要求1所述的一种固体蓄热锅炉,其特征在于,所述入口上下方向的高度小于前后方向的宽度,所述出口上下方向的高度大于前后方向的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种固体蓄热锅炉,其特征在于,所述入口和所述出口的截面面积相同。
4.根据权利要求1所述的一种固体蓄热锅炉,其特征在于,所述入口的形状为矩形,所述出口的形状也为矩形。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种固体蓄热锅炉,其特征在于,所述连接管道中设置有导流板,所述导流板从所述入口的高度中线延伸至所述出口的高度中线。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种固体蓄热锅炉,其特征在于,入口底部比出口底部高。
7.根据权利要求6所述的一种固体蓄热锅炉,其特征在于,入口底部比出口底部高50mm。
8.根据权利要求1所述的一种固体蓄热锅炉,其特征在于,所述仓室的外周还设置有隔热层。
技术总结