專利名稱：蓄熱水加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種蓄熱水加熱系統(tǒng)，特別涉及一種利用廉價綜合能源對蓄熱水 箱加熱，蓄熱水箱再對需熱終端進行加熱的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前對需要工件前處理的溶液槽進行加熱的方式一般為蒸汽鍋爐、電加熱管、峰 平電價鍋爐，此種方式能源浪費較為嚴重，蒸汽鍋爐需要三班連續(xù)看護，而其在經(jīng)濟環(huán)保社 會對鍋爐廢氣排放要求及其嚴格，維護年檢費用較高。不適合利用，而利用電加熱管和峰平 電鍋爐進行加熱的方式運行費用也相對較高，且電加熱管損壞頻率較高，更換交麻煩。因為 企業(yè)用電分為峰電、谷電、平電，不同時段電價不同。峰電與谷電價格一般相差3倍。如果 對需熱溶液槽進行同步加熱的話，用電價格相對較高?，F(xiàn)在還沒有一種加熱方式結(jié)合設(shè)備 實現(xiàn)低成本、高效率的進行加熱的方式來填補此項空白。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為克服上述不足，提供一種蓄熱水加熱系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案一種蓄熱水加熱系統(tǒng)，包括蓄熱水箱，蓄熱水箱通過三組加熱循環(huán)管分別與真空 管太陽能熱水器、谷電鍋爐、烘干房廢氣余熱煙氣換熱器排放管相連，所述的各組加熱循環(huán) 管上設(shè)循環(huán)泵，循環(huán)泵連有控制其運行的控制器。所述的控制器連有溫度傳感器，溫度傳感器設(shè)在各組加熱循環(huán)管內(nèi)。所述的控制器包括真空管太陽能熱水器控制模塊、谷電鍋爐控制模塊、烘干房廢 氣余熱煙氣換熱器排放管控制模塊，三組循環(huán)泵控制模塊及與循環(huán)泵控制模塊相連的溫度 比較模塊。真空管太陽能熱水器控制模塊為外購智能控制器，與系統(tǒng)總控制盤聯(lián)動，當太陽 能出水溫度達到設(shè)定值時，太陽能循環(huán)水泵啟動，對太陽能進行補水循環(huán)，熱水被太陽能打 入蓄熱水箱內(nèi)，蓄熱水箱內(nèi)低于太陽能溫度的水又被循環(huán)到真空管太陽能內(nèi)，進行再次加 熱，當出水溫度下降到設(shè)定值時，控制器輸出信號，停止循環(huán)泵，進入太陽能加熱階段。谷電鍋爐控制模塊是夜間谷電時段進行啟動，此時太陽能控制器已經(jīng)停止運行， 當蓄熱水箱內(nèi)的水低于蓄熱水箱內(nèi)要求溫度時，谷電鍋爐啟動，蓄熱水箱內(nèi)的水進入鍋爐 進行二次加熱，當熱水被再次加熱后，通過循環(huán)泵進入到蓄熱水箱內(nèi)，直到蓄熱水箱內(nèi)的水 達到預(yù)期設(shè)定溫度后谷底鍋爐自動停止加熱。烘干房廢氣余熱煙氣換熱器排放管控制模塊，采用與烘干房燃燒機聯(lián)動控制，當 燃燒機啟動時，循環(huán)泵M3啟動，將蓄熱水箱內(nèi)的水泵入煙氣換熱器內(nèi)，通過廢氣(約300°C 左右)將水再次加熱后打回到蓄熱水箱內(nèi)。如此循環(huán)達到提高蓄熱水箱溫度的目的。自換 熱器出來的煙氣溫度降低到120°C左右。三組循環(huán)泵控制模塊及與循環(huán)泵控制模塊相連的溫度比較模塊是根據(jù)蓄熱水箱內(nèi)溫度與需熱槽內(nèi)的溫度的高低來自動控制循環(huán)泵M2b的啟停。所述的加熱循環(huán)管伸入蓄熱水箱的部分的管壁上設(shè)有多個圓孔。所述的蓄熱水箱連著工件處理槽，包括脫脂槽、磷化槽、酸洗槽。所述廢氣余熱煙氣換熱器是利用3組不銹鋼管制作盤管式換熱器，進出口采用法 蘭式連接方式，內(nèi)部設(shè)置有煙氣導流板，使煙氣與盤管充分接觸，最大效率進行換熱。所述的蓄熱水加熱系統(tǒng)的加熱方式在夜間用谷電鍋爐對蓄熱水箱水進行加熱； 在白天若晴天用真空管太陽能熱水器或烘干房廢氣余熱對蓄熱水箱水加熱，若陰天用谷電 鍋爐或烘干房廢氣余熱對蓄熱水箱水進行加熱。優(yōu)選在夜間23點到次日6點為谷電時段用谷電鍋爐對蓄熱水箱水進行加熱，電費 最低。本實用新型提供的一種利用真空管太陽能熱水器組、谷電鍋爐、廢氣等熱源對大 小型蓄熱水箱對工件進行加熱的系統(tǒng)，可以對各種溶液配合不同的換熱器進行加熱，提供 熱源。負載能力根據(jù)蓄熱水箱容量大小而定。白天主要利用真空管太陽能對蓄熱水箱進行 加熱。如果遇到陰雨天氣可以用谷電鍋爐在谷電階段對蓄熱水箱加熱。另外還提供了一種 燃燒后的廢氣余熱用換熱器對蓄熱水箱進行加熱的方式，在烘烤工件過程中將蓄熱水箱內(nèi) 的水進行加熱。能源得到了綜合利用，而且保證了低熱排放，環(huán)保節(jié)能。本實用新型的蓄熱水箱為長方體或圓柱體外加15mm厚度聚乙烯發(fā)泡保溫的蓄熱 水箱，容積為10噸-100噸或更大，容積大小配合不同大小的太陽能組與不同功率的谷電鍋 爐，蓄熱水箱附近的一切燃油、燃氣等設(shè)備的煙氣可利用廢氣余熱煙氣換熱器進行熱量收 集再利用，廢氣余熱煙氣換熱器采用不銹鋼盤管式換熱器，內(nèi)部配有煙氣導流板，使煙氣與 不銹鋼板進行充分換熱，如圖8所示。與蓄熱水箱連接的三套加熱系統(tǒng)的進出口管道，嵌入 水箱內(nèi)的長度是根據(jù)其循環(huán)泵流量及管道直徑進行設(shè)定，并在嵌入管道管壁上開大小不等 的圓孔，使加熱的水進入水箱后充分均勻的與水箱內(nèi)的水進行混合，使整體水溫提升，如圖 6所示。總之本實用新型以節(jié)約能源為主要目的，充分利用太陽能、谷電以及廢氣余熱等 資源對蓄熱水箱進行不同時段的加熱，已達到工作期間生產(chǎn)的需要，使能源得以節(jié)約，有利 于保護環(huán)境。本實用新型的有益效果是(1)本實用新型利用了環(huán)保能源太陽能資源，維護費用很低，無需人員看管，智能 控制循環(huán)，自動補水，實現(xiàn)溫差循環(huán)。(2)利用了谷電電鍋爐在陰雨天對蓄熱水箱進行加熱，保證水箱內(nèi)的水溫即可，谷 電電鍋爐電價為峰電電價的1/3，大大節(jié)省了電費，而晴好天氣只利用太陽能真空管組對蓄 熱水箱進行加熱即可滿足需要。(3)利用了燃油、天然氣燃燒機等設(shè)備的廢氣余熱，通過換熱器將水換熱，使原來 排放的煙氣溫度從300°C降到100°C，有效的降低了排放溫度，有利于環(huán)保節(jié)能需要。(4)整體設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、配件日常化，投資小，收益大。(5)易推廣普及，實用范圍廣泛，適合鑄造業(yè)、制造業(yè)、加工業(yè)、電鍍、醫(yī)藥、熱處理 等大小型企業(yè)，也適合中小型供暖使用。
圖1為本實用新型的流程示意圖；圖2為本實用新型的加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型的加熱系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實用新型的循環(huán)控制圖；圖5為本實用新型的水箱正面管道布置圖；圖6為本實用新型的水箱內(nèi)管道開孔布置圖；圖7為本實用新型的水箱管道布置圖；圖8為本實用新型的煙氣換熱器的制作圖紙；其中1.蓄熱水箱，2.加熱循環(huán)管，3.真空管太陽能熱水器，4.谷電鍋爐，5.烘干 房廢氣余熱煙氣換熱器排放管，6.循環(huán)泵，7.脫脂槽，8.酸洗槽，9.磷化槽，10.煙道隔板， a.給鍋爐供水管，b.鍋爐回水管(貫通)c.各槽總回水管，d.太陽能回水管，e.各槽總供 水(貫通)，f.排污口，g.排污口，h.廢氣換熱器回水管，i.廢氣換熱器供水管，J.液位 計，M、Ml、M2、M2a、M2b、M3、M4.循環(huán)泵，HV、HV1、HV2.電磁閥。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖以客車小件前處理車間各溶液槽加熱前處理工藝實例對本實用新 型做進一步的詳述。一種蓄熱水加熱系統(tǒng)，包括蓄熱水箱1，蓄熱水箱1通過三組加熱循環(huán)管2分別與 真空管太陽能熱水器3、谷電鍋爐4、烘干房廢氣余熱煙氣換熱器排放管5相連，所述的各組 加熱循環(huán)管2上設(shè)循環(huán)泵6，循環(huán)泵6連有控制其運行的控制器。所述的控制器連有溫度傳感器，溫度傳感器設(shè)在各組循環(huán)管內(nèi)。所述的控制器包括真空管太陽能熱水器控制模塊、谷電鍋爐控制模塊、烘干房廢 氣余熱煙氣換熱器排放管控制模塊，三組循環(huán)泵控制模塊及與循環(huán)泵控制模塊相連的溫度 比較模塊。真空管太陽能熱水器控制模塊為外購智能控制器，與系統(tǒng)總控制盤聯(lián)動，當太陽 能出水溫度達到設(shè)定值時，太陽能循環(huán)水泵啟動，對太陽能進行補水循環(huán)，熱水被太陽能打 入蓄熱水箱內(nèi)，蓄熱水箱內(nèi)低于太陽能溫度的水又被循環(huán)到真空管太陽能內(nèi)，進行再次加 熱，當出水溫度下降到設(shè)定值時，控制器輸出信號，停止循環(huán)泵，進入太陽能加熱階段。谷電鍋爐控制模塊是夜間谷電時段進行啟動，此時太陽能控制器已經(jīng)停止運行， 當蓄熱水箱內(nèi)的水低于蓄熱水箱內(nèi)要求溫度時，谷電鍋爐啟動，蓄熱水箱內(nèi)的水進入鍋爐 進行二次加熱，當熱水被再次加熱后，通過循環(huán)泵進入到蓄熱水箱內(nèi)，直到蓄熱水箱內(nèi)的水 達到預(yù)期設(shè)定溫度后谷底鍋爐自動停止加熱。烘干房廢氣余熱煙氣換熱器排放管控制模塊，采用與烘干房燃燒機聯(lián)動控制，當 燃燒機啟動時，循環(huán)泵M3啟動，將蓄熱水箱內(nèi)的水泵入煙氣換熱器內(nèi)，通過廢氣(約300°C 左右)將水再次加熱后打回到蓄熱水箱內(nèi)。如此循環(huán)達到提高蓄熱水箱溫度的目的。自換 熱器出來的煙氣溫度降低到120°C左右。三組循環(huán)泵控制模塊及與循環(huán)泵控制模塊相連的溫度比較模塊是根據(jù)蓄熱水箱 內(nèi)溫度與需熱槽內(nèi)的溫度的高低來自動控制循環(huán)泵M2b的啟停。[0043]所述的加熱循環(huán)管伸入蓄熱水箱的部分的管壁上設(shè)有多個圓孔。所述的蓄熱水箱連著工件處理槽，包括脫脂槽7、磷化槽9、酸洗槽8。所述廢氣余熱煙氣換熱器是利用3組不銹鋼管制作盤管式換熱器，進出口采用法 蘭式連接方式，內(nèi)部設(shè)置有煙氣導流板，使煙氣與盤管充分接觸，最大效率進行換熱。實施例1蓄熱水箱為長方體或圓柱體外加15mm厚度聚乙烯發(fā)泡保溫的蓄熱水箱，容積為 60噸或更大，容積大小配合不同大小的太陽能組與不同功率的谷電鍋爐，蓄熱水箱附近的 一切燃油、燃氣等設(shè)備的煙氣可利用廢氣余熱煙氣換熱器進行熱量收集再利用，廢氣余熱 煙氣換熱器采用不銹鋼盤管式換熱器，內(nèi)部配有煙氣導流板，使煙氣與不銹鋼板進行充分 換熱，如圖8所示。與蓄熱水箱連接的三套加熱系統(tǒng)的進出口管道，嵌入水箱內(nèi)的長度是根 據(jù)其循環(huán)泵流量及管道直徑進行設(shè)定，并在嵌入管道管壁上開大小不等的圓孔，使加熱的 水進入水箱后充分均勻的與水箱內(nèi)的水進行混合，使整體水溫提升，如圖6所示。(1)水箱的制作水箱尺寸10000X 2000 X 3000 (長 X 寬 X 高)鋼板厚度6mm箱內(nèi)用40X40X4角鋼作為加固支架(防腐)，防止水箱變形。箱內(nèi)除銹-刷防銹漆-刷玻璃鋼漆-貼玻璃絲布防腐，防腐厚度5mm。水箱外5個面做聚氨酯發(fā)泡保溫處理，保溫層外包白鐵皮，厚度50mm。底面用6. 3 號槽鋼焊制格架，格內(nèi)填充巖棉板。水箱內(nèi)外防腐、保溫工作要等外接管道焊接完畢后再做。用混凝土、磚做高于地平面200mm平臺，平臺上鋪爐渣與混泥土混合物50mm厚，便 于保溫，水箱放在平臺上，水箱底平面留一定傾斜度便于排污，在箱體底部留DN50閘閥排 污，頂部留圓形直徑600mm人孔，并用膠條密封，嚴禁漏氣滲水。水箱上平面上垂直方向焊 接DN50鋼管作為放氣口，長度約12米，加裝直徑IOOmm銅浮球自動補水。(2)太陽能由33臺LPC47-1550型力諾真空管(共1650支)聯(lián)接式太陽能集熱單元、支架、 儲熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)七部分組合而成；具有水溫顯示、根據(jù)蓄熱水箱內(nèi)水溫和太陽能內(nèi)水溫對比自動上水、停水、防空 曬、缺水報警、自動防凍、安全自檢，溫度設(shè)定范圍o-ioo°c。太陽能與蓄熱水箱連接管道 (DN50)外包電加熱毯，再用聚氨酯發(fā)泡保溫50mm，外纏錫箔帶。(3)電鍋爐ISOkw常壓自動熱水電鍋爐2臺(一備一用)，制作地基(放置在室內(nèi)地面已經(jīng)硬 化，如符合安裝條件可以不做地基)、安裝固定、線路連線(包括材料)、鍋爐運行必備附件 (如電磁閥顯示儀等)的安裝。(4)管道、泵、煙筒、配電柜系統(tǒng)所有管道連接、閥門、循環(huán)泵、煙筒不銹鋼換熱器制作及安裝，對煙筒進行改 造，蓄熱水箱到脫脂槽、酸洗槽、磷化槽管道采用DN65徐州管環(huán)鍍鋅鋼管，其余采用DN50徐 州管環(huán)鍍鋅鋼管，閥門采用熱水電磁閥，控制線采用pvc穿管布線。配電柜制作、安裝、固定、調(diào)試，電氣件均采用正泰品牌。各槽內(nèi)、蓄熱水箱上、太陽能、煙筒加熱器回水管等安裝溫度PtlOO熱電偶傳感器。面板上安裝6塊數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀 (上海高橋儀表廠XMT-122F型)。具有自動調(diào)節(jié)各槽內(nèi)液體溫度，當蓄熱水箱內(nèi)水溫低于 槽內(nèi)溫度工藝要求溫度時，自動轉(zhuǎn)換為電鍋爐直接給各槽加熱，系統(tǒng)內(nèi)缺水后自動補水。配電柜實現(xiàn)功能夜間用電鍋爐對蓄熱水箱內(nèi)水進行循環(huán)加熱，電磁閥A、Al關(guān) 閉，a、開啟，水箱內(nèi)水溫到達設(shè)定值時泵M4循環(huán)自動停止循環(huán)；用時間繼電器控制循環(huán)泵 M2再凌晨5點左右開啟，將各槽內(nèi)水溫加熱到設(shè)定值；白天烘干房燃油燃燒器開啟后，泵M3 同時啟動；當陰雨天或工件磷化較多蓄熱水箱內(nèi)水溫到不得槽內(nèi)溫度要求時，電磁閥A、Al 開啟，a、關(guān)閉，并手動將a' a"關(guān)閉切換到用電鍋爐直接對各槽進行換熱。與水箱連接的進出水管貫穿箱體，箱內(nèi)管道上鉆孔便于均勻進水。加熱后的水進 入水箱的位置在箱體的中部，回水口留在距離底部200mm處，太陽能回水管深入到水箱底 部。煙筒用多根DN20不銹鋼管制作換熱器，安裝在室內(nèi)，管道架空保溫。所有閥門(均采用法蘭連接)、電磁閥安裝在水箱東面。去槽內(nèi)管道進入車間后分 支到磷化槽的支管架空，并利用原有的一根DN80蒸汽管道作為供水管。將水箱放置位置南墻供暖管道改為架空，避免與水箱干涉。(5)槽內(nèi)換熱器脫脂槽、磷化槽內(nèi)用DN40不銹鋼管(壁厚3mm)焊接S型連接管，豎管間距300mm，酸洗槽內(nèi)固定12組耐酸塑料換熱器，并與主管道連接，槽邊沿采用DN50不銹鋼供 水管18米。與6噸鍋爐蒸汽加熱成本的比較(一)、概述制件車間小件前處理脫脂槽、酸洗槽、磷化槽需要加熱，采用用6噸臥式鍋爐對前 處理各槽進行加熱，2005年鍋爐運行費用人工費9. 8萬元、煤炭費45萬元、電費12. 2萬 元、維修費2萬元、年檢費0. 25萬元，合計69. 25萬元，加上遠距離輸送時的熱量損失，較為 浪費。根據(jù)工業(yè)用電不同時段電價不同的情況，將加熱方式改為蓄熱鍋爐+太陽能+燃油 烘干房廢氣加熱。(二)、工作要求脫脂槽水溫要求不低于15°C ( 一般冬季需要斷續(xù)加熱)，酸洗槽要求工作溫度為 500C _60°C，磷化槽要求工作溫度為35°C -45°C。利用晚上23點到次日早7:00間谷電(電 價0.32元)用蓄熱鍋爐對蓄熱水箱(80立方)內(nèi)水加熱到90°C-100°C。早8點到11點、 下午2點到下午7點，鍋爐停止工作，利用蓄熱水箱內(nèi)水通過每個槽內(nèi)6組換熱器將槽內(nèi)水 換熱，每天需要對20簍(1000X2000X1500)工件進行酸洗、磷化。冬季11-3月份大約每小時能使槽內(nèi)的水下降5-10°C左右，那么脫脂槽、酸洗槽、 磷化槽，每天需要補充768萬千卡熱量。蓄熱水箱內(nèi)儲存熱量為544萬千卡，加上廢氣熱量 23. 6844萬千卡，太陽能晴天能產(chǎn)90度熱水10噸，產(chǎn)生熱量90萬千卡。每晚各槽若加裝保 溫設(shè)施，槽內(nèi)溫度下降5-10°C，蓄熱鍋爐每晚使蓄熱水箱內(nèi)的水從50°C左右加熱到95°C。 也就是用465kw鍋爐加熱8小時能使80立方水溫度升高40°C。那么每天需要費用1190 元。電加熱蓄熱鍋爐可選擇功率為180kw。3月15日-11月15日燃煤鍋爐只對小件前處理供氣，5_9月份基本上每天只需上午送氣對酸洗、磷化槽加熱。下午不用啟動燃煤鍋爐，那么改用蓄熱鍋爐，完全可以滿足 生產(chǎn)需要。白天兩槽按下降5-10度、晚上下降5度計算(各槽做好保溫)，那么每天需要用 電700度(夏季80立方熱水加熱到95°C，大約可用3-4天)，每天需要200-300元電費。加裝太陽能系統(tǒng)后，在晴天可以對蓄水槽內(nèi)的水加熱，33臺LPC47-1550型力諾真 空管(共1650支)聯(lián)接式太陽能集熱單元，費用約16萬元，冬季每天可產(chǎn)出50°C-9(TC熱 水10噸左右；另外，小件燃油烘干房，每天燃油量為300升，可利用排出的煙氣對蓄熱槽加 熱(只要磷化工件就需要開燃油烘干房)，可利用的熱量為23. 6844萬千卡，可使44立方水 升高5度。下午4點后也可切換到煙氣對各槽直接循環(huán)加熱。綜合成本比較
權(quán)利要求1.一種蓄熱水加熱系統(tǒng)，包括蓄熱水箱，其特征是，蓄熱水箱通過三組加熱循環(huán)管分別 與真空管太陽能熱水器、谷電鍋爐、烘干房廢氣余熱煙氣換熱器排放管相連，所述的各組加 熱循環(huán)管上設(shè)循環(huán)泵，循環(huán)泵連有控制其運行的控制器。
2.按照權(quán)利要求1所述的蓄熱水加熱系統(tǒng)，其特征是，所述的控制器連有溫度傳感器， 溫度傳感器設(shè)在各組循環(huán)管內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1所述的蓄熱水加熱系統(tǒng)，其特征是，所述的控制器包括真空管太陽 能熱水器控制模塊、谷電鍋爐控制模塊、烘干房廢氣余熱煙氣換熱器排放管控制模塊，三組 循環(huán)泵控制模塊及與循環(huán)泵控制模塊相連的溫度比較模塊。
4.按照權(quán)利要求1所述的蓄熱水加熱系統(tǒng)，其特征是，所述的加熱循環(huán)管伸入蓄熱水 箱的部分的管壁上設(shè)有多個圓孔。
5.按照權(quán)利要求1所述的蓄熱水加熱系統(tǒng)，其特征是，所述的蓄熱水箱連著工件處理 槽，工件處理槽包括脫脂槽、磷化槽、酸洗槽。
專利摘要本實用新型公開了一種蓄熱水加熱系統(tǒng)，包括蓄熱水箱，蓄熱水箱通過三組加熱循環(huán)管分別與真空管太陽能熱水器、谷電鍋爐、烘干房廢氣余熱煙氣換熱器排放管相連，所述的各組加熱循環(huán)管上設(shè)循環(huán)泵，循環(huán)泵連有控制其運行的控制器。在夜間用谷電鍋爐對蓄熱水箱水進行加熱；在白天若晴天用真空管太陽能熱水器或烘干房廢氣余熱對蓄熱水箱水加熱，若陰天用谷電鍋爐或烘干房廢氣余熱對蓄熱水箱水進行加熱，充分利用了廉價的能源，不同時段對蓄熱水進行加熱，可控性能高，設(shè)備簡單，也可利用電熱水鍋爐單獨調(diào)換到小循環(huán)直接用鍋爐對換熱器加熱，實現(xiàn)更經(jīng)濟、更快速的加熱工件。
文檔編號F24H9/20GK201926102SQ20102065666
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者刁國棟, 劉存嶺 申請人:中通客車控股股份有限公司