相变－液浴式电热水炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种相变－液浴式电热水炉，管路中，依次串联有换热室、阻气器、Ｕ形管、储液箱、浮动盖，换热室顶部装有放气阀、安全阀，侧面装有液位计，换热室上部置有受热流体换热面，下部置有加热装置，储液箱位于换热室顶部上方，浮动盖位于储液箱顶部，换热室中充有液态热媒，其特点是，加热装置由电加热管组成；受热流体换热面由盘管组成；置有一个带分时计费功能的时控电源。优点为：不结垢，寿命长，传热效率高，不污染环境，安装使用方便，耗材少，体积小，容量大，自调节性能好，安全性高，换热室可用成本较低的薄型金属板材或耐高温塑料制成，盘管可承受较高的水压力。在谷电利用中，有较高的推广应用价值。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电热水锅炉，特别涉及一种相变-液浴式电热水炉。
技术介绍
随着社会发展及人们日常生活水平的提高，电网负荷的峰、谷差近几年迅速加大，并呈现出继续增大的趋势。峰谷差的加大，对发电和供电均带来了成本增加、设备寿命降低、安全性降低、可靠性降低、电力品质降低等十分有害的影响。为了抑制电网负荷的峰谷差，包括我国在内的许多国家目前都已实施峰谷电价制，以鼓励人们尽可能地在高峰时段少用电、低谷时段多用电。目前我国的峰谷电价制刚刚起步，峰谷差价还不大，时段划分也不够细。不久，峰谷时段将会被进一步细分为3～5个，最低谷时段的电价也将会降低到最高峰时段电价的1/5甚至1/8。峰谷电价制的实施和进一步完善必将激起人们对谷电设备的强烈需求。谷电设备的种类、范围很广，近年来迅速发展起来的电热水炉就是这种设备之一。电热水炉以电能为加热能源，不污染环境，安装使用简便，可广泛地应用于工农业生产和日常生活中，如区域采暖、集中供热水等。由于热水采暖比蒸汽采暖的热损失少、维护费用低、安全可靠，所以，目前我国正在大力发展热水采暖，以期取代蒸汽采暖。然而，在我国许多地区，由于水的硬度较高且很多情况下不进行软化处理，采用现有的电热水装置时，容器中的水在温度升高后，容易在电热元件表面和容器壁上形成水垢。随着水垢层的增厚，电热元件表面的金属温度会越来越高，不仅降低传热效率，而且会使电加热器的寿命大幅度缩短。这个问题一直困扰着电热水装置的生产厂家和用户。长期以来，人们主要通过改善换热容器内壁材质、电热元件材质及结构的办法来解决这个问题，例如采用不锈钢内胆、热镀锌内胆、搪瓷处理内胆、采用带有不锈钢外套的电加热器等。然而，不锈钢内胆虽然材质好，不易生锈，但焊缝隐患短期内难以发现，经过多次热胀冷缩后，不锈钢中的铬离子会被自来水中的氯离子腐蚀，时间一长就会在焊接处漏水。热镀锌内胆一般壁厚较薄，耐压能力不强。搪瓷处理内胆不仅加工过程能耗高、环境污染严重、成本高，而且从防水蚀的角度看，因钢板与瓷层的线胀系数差异很大，加上瓷层固有的硬脆特性，使其在烧制和应用中难于承受无法避免的突发撞击而受损，就连冷热交替的冲击也会招致微裂纹增加和扩展，最后导致瓷层裂纹深入并直抵钢板面，水分子得以长躯直入，诱使钢板产生氧化还原连锁反应，形成腐蚀，破坏了钢板的结构。有些厂家致力于改善电加热元件的结构，以求减小水垢对电加热元件本身工作的不良影响。总之，这些措施以及其它各种各样的措施都不能从根本上很好地解决结水垢问题。近年来，有人提出了“一种不结水垢且耐高压的加热水的方法与装置”(CN1378059A)，其特点是在容器中装有洁净水，盘管与电加热器一起浸在洁净水中。装置在工作时，容器中的电加热器先加热洁净水，洁净水再通过盘管的器壁将热量传给盘管中的自来水。电加热器与盘管之间有洁净水相隔离并进行传热，可以达到不结水垢的目的。但是，由于盘管的水-水式换热的热阻很大，传热效率较低，所以这种电热水装置势必会存在耗材多、体积大、成本高、容量小的显著缺点。如果使用热媒并运用“蒸发-凝结”气液相变换热原理来制成电热水锅炉，则不仅具有炉内不结垢、使用寿命长的优点，而且还具有传热效率高、耗材少、体积小、成本低、容量大等优点。相类似的有一类使用燃料来加热水并以“蒸发-凝结”方式换热的相变锅炉。这一类相变锅炉可被划分为真空相变锅炉、有压相变锅炉和常压相变锅炉等三种型式。尽管现有的这三种型式的相变锅炉也具有炉内不结垢、使用寿命长等优点，但却共同存在着可调节性差、对自动调节系统要求高、对安全保护系统要求高等显著缺点。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有的电热水炉的缺点，提供一种能依靠热媒液位变化及换热面传热特性变化来自动保持换热室内压力相对稳定的相变-液浴式电热水炉。本技术的技术方案是基于03232492.8相变-液浴式换热器已申请专利的技术，在热媒管路中，依次串联有换热室、阻气器、U形管、储液箱、浮动盖，换热室顶部装有放气阀、安全阀，侧面装有液位计，换热室内上部置有受热流体换热面，下部置有预热热源换热面，储液箱位于换热室顶部上方，浮动盖位于储液箱顶部，换热室中充有洁净的液态热媒。其特点是，预热热源换热面由两“U”形电热管组成，两电热管的端部密封安装在换热室下部的外侧管壁上，其电热面穿过管壁并浸没在换热室内的液态热煤中；受热流体换热面由两盘管组成，两盘管的端部密封安装在换热室上部的外侧管壁上，其受热面穿过管壁并位于换热室内的液态热煤的上部空间中。换热室的外侧管壁上置有一个带分时计费功能的时控电源。工作时，由电加热管组将电能转换成热能并传递给液态热媒，液态热媒吸热后变成蒸汽，自发上升至盘管处并在盘管外壁上凝结放热，热量再透过盘管管壁传递给受热流体，蒸汽凝结后变为液态，依靠自重下落。这样，热媒在电加热管组与盘管之间进行相变循环的同时，将热量由电加热管组传递给受热流体。由于本技术用电进行加热并采用了相变-液浴换热原理，因此其优点为不结垢，寿命长，传热效率高，不污染环境，安装使用方便，耗材少，体积小，容量大，运行期间，依靠换热室内热媒液位变化及换热面传热特性变化自动将换热室内压力稳定在略高于大气压的水平，因而自调节性能好、安全性高，换热室可用成本较低的薄型金属板材或耐高温塑料制成。被加热的水在盘管内流动，因而可承受较高的水压力。无需配置抽气设备，启动时也不需要向空排气。停用时，其换热室内可自动充满洁净的热媒，无需在设备停用后采用额外的防腐保养措施。在谷电利用中，有较高的推广应用价值。附图说明图1为相变-液浴式电热水炉结构示意图。具体实施方式由图1所示，在电热水炉的热媒管路中，依次串联有换热室3、阻气器7、U形管8、储液箱13、浮动盖15，换热室3顶部装有放气阀17和安全阀16，侧面装有液位计9，换热室3内上部布置受热流体换热面、下部布置预热热源换热面，储液箱13位于换热室3顶部上方，其容积大于换热室扣除受热面所占空间后的剩余容积与U形管容积之和，浮动盖15位于储液箱13顶部，浮动盖15与储液箱13顶部之间留有一定间隙，使储液箱与大气相通，形成开放式结构，产生呼吸作用，换热室中充有洁净的液态热媒。其特点是，预热热源换热面由“U”形电热管4和5组成，电热管4和5的端部密封安装在换热室3下部的外侧管壁上，其电热面穿过管壁并浸没在换热室3内的液态热煤中；受热流体换热面由盘管12、18组成，盘管12、18的端部密封安装在换热室3上部的外侧管壁上，其受热面穿过管壁并位于换热室3内的液态热煤的上部空间中，换热室3的外侧管壁上置有一个带分时计费功能的时控电源6，用于选择控制通电时间。另配有保温热水罐，使用户充分利用谷电烧水、保温，以节省电费开支。本技术中的受热流体为两种不同参数的水。两种受热流体分别流经换热室内上部的盘管18和盘管12时吸收热媒传递过来的热量，温度升高后流出锅炉，分别供给不同类型的热水用户。图中1、2分别为受热流体一的出口、进口，10、11分别为受热流体二的进口、出口，14为充液口。本电热水炉上还设有盘管爆管、换热室液位过低等保护信号，一旦发生危急情况，保护装置迅速动作，快速切断电源和受热流体源。安全阀仅在不可预见的换热室意外严重超压情况下自动动作。权利要求1.一种相变-液浴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变－液浴式电热水炉，在管路中，依次串联有换热室（３）、阻气器（７）、Ｕ形管（８）、储液箱（１３）、浮动盖（１５），换热室（３）顶部装有放气阀（１７）、安全阀（１６），侧面装有液位计（９），换热室（３）内上部置有受热流体换热面、下部置有预热热源换热面，储液箱（１３）位于换热室（３）顶部上方，其容积大于换热室扣除受热面所占空间后的剩余容积与Ｕ形管容积之和，浮动盖（１５）位于储液箱（１３）顶部，浮动盖（１５）与储液箱（１３）顶部之间留有一定间隙，形成开放式结构，换热室中充有洁净的液态热媒，其特征在于，预热热源换热面由“Ｕ”形电热管（４）和（５）组成，电热管（４）和（５）的端部密封安装在换热室（３）下部的外侧管壁上，其电热面穿过管壁并浸没在换热室（３）内的液态热煤中；受热流体换热面由盘管（１２）、（１８）组成，盘管（１２）、（１８）的端部密封安装在换热室（３）上部的外侧管壁上，其受热面穿过管壁并位于换热室（３）内的液态热煤的上部空间中；换热室（３）的外侧管壁上置有一个带分时计费功能的时控电源（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐进，姚秀平，郑莆燕，王启杰，丁家峰，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]