一種高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)，包括燃氣鍋爐、液化天然氣儲罐、第一汽化器、第一流量控制閥、絕熱低溫儲罐、第二汽化器、第二流量控制閥；該裝置中絕熱低溫儲罐中的液氧經(jīng)第二汽化器氣化后可以實現(xiàn)通入燃氣鍋爐內(nèi)部的天然氣充分燃燒，并且液氧的氣化流量和液態(tài)天然氣的流量可以分別通過第二流量控制閥和第一流量控制閥控制，進一步實現(xiàn)天然氣燃料的充分燃燒，提高能量的有效利用率，降低熱能浪費，提高供暖效果。本實用新型的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)還進一步解決了高海拔地區(qū)供暖管道的爆裂、用戶個性化需求等技術(shù)問題。
【專利說明】
一種高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高海拔地區(qū)高寒缺氧，現(xiàn)有的高海拔地區(qū)供暖技術(shù)方案主要有以下兩種方式。
[0003]—種是一個城市建設(shè)一個大的氣化站，通過燃氣管道將燃氣輸送至各用戶家中，然后每戶安裝燃氣壁掛爐，利用壁掛爐燃燒取暖。由于高海拔地區(qū)缺氧嚴重，數(shù)量眾多的壁掛爐燃燒不充分，導致燃氣浪費，供熱成本增加，用戶無力承受。
[0004]另一種是采用傳統(tǒng)的集中供暖方式，即在一個城市集中建設(shè)一個供熱鍋爐房，利用燃煤鍋爐或燃氣鍋爐產(chǎn)生熱水，再通過普通的熱水管道保溫、深挖填埋方式，將熱水送至用戶家中，用戶家中安裝水循環(huán)散熱器，以達到集中供暖的目的。這種高海拔地區(qū)集中供暖方式，沒有充分考慮到鍋爐燃燒不充分所帶來的能源浪費和環(huán)境污染。
[0005]另外，高海拔地區(qū)地廣人稀，城市建筑物相對分散，且凍土層厚，若采取大集中供暖方式，采取深挖鋪設(shè)管道的方式，戶均室外管道長度大，熱損耗高，是一種很不經(jīng)濟的供暖方式，不利于節(jié)能減排。
[0006]除以上缺陷之外，市鎮(zhèn)道路遭到嚴重破壞，原有地下管網(wǎng)基本需要重建。再加上一些高海拔地區(qū)縣城供電不正常，鍋爐隨時會停止運行，因此，即便是將管道埋在凍土層以下，也不能杜絕管道的爆裂，影響供暖效果。
[0007]有鑒于此，亟待另辟蹊徑針對高海拔地區(qū)的特點，在滿足供暖需求基礎(chǔ)上盡量減少能量浪費，是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型提供一種高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)，包括燃氣鍋爐，還包括以下部件:
[0009]液化天然氣儲罐，用于存儲液化天然氣；
[0010]第一汽化器，其汽化支路連通所述液化天然氣儲罐和燃氣鍋爐的燃燒送氣管道；
[0011]第一流量控制閥，設(shè)于所述第一汽化器的出氣管路，用于控制由所述液化天然氣儲罐的出口流出的氣化天然氣流量；
[0012]絕熱低溫儲罐，用于存儲液氧；
[0013]第二汽化器，其汽化支路連通所述絕熱低溫儲罐和鍋爐的燃燒送氣管道；
[0014]第二流量控制閥，設(shè)于所述第二汽化器的出氣管路，用于控制由所述絕熱低溫儲罐的出口流出的氣化氧氣流量。
[0015]可選的，所述第一流量控制閥、所述第二流量控制閥均為電控閥。
[0016]可選的，還包括:
[0017]真空絕熱管道，連接于所述燃氣鍋爐和采暖單元之間形成室外供暖管道；
[0018]所述真空絕熱管道包括相互嵌套的內(nèi)管和外管，所述內(nèi)管和所述外管之間為真空腔體，所述燃氣鍋爐中的熱源經(jīng)所述內(nèi)管流入采暖單元的室內(nèi)供暖管路。
[0019]可選的，所述內(nèi)管的外管壁進一步設(shè)置有絕熱層和輻射材料層，用于避免內(nèi)管中熱源的熱量向外傳遞。
[0020]可選的，還包括:
[0021]超導暖氣片，設(shè)置于采暖單元的室內(nèi)，所述燃氣鍋爐的熱源經(jīng)外部供暖管道進入所述超導暖氣片以給室內(nèi)供暖。
[0022]可選的，還包括:
[0023]電磁閥，用于設(shè)置在采暖單元的供熱管路上，以根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)所述供熱管路的導通狀態(tài)；
[0024]控制器，用于根據(jù)使用模式和非使用模式輸出工作溫度信號；
[0025]溫度傳感器，用于采集所述采暖單元的室內(nèi)溫度；
[0026]溫度控制器，其分別與所述控制器、溫度傳感器和電磁閥的控制端口連接，用于根據(jù)所述工作溫度信號和所述室內(nèi)溫度輸出控制信號至所述電磁閥;還包括:
[0027]與所述控制器連接的輸入元件，以輸入使用模式和非使用模式指令至所述控制器；
[0028]還包括與所述控制器連接的時間控制元件，以輸出觸發(fā)信號至所述控制器輸出所述工作溫度信號。
[0029]可選的，所述輸入元件具體為觸摸屏，并可顯示所述室內(nèi)溫度。
[0030]可選的，所述時間控制元件為時間繼電器。
[0031]這樣，本方案所提供的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)可以實現(xiàn)天然氣燃料的充分燃燒，提高能量的有效利用率，增加熱能供應。并且，本專利中高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)的使用成本比較低。除前期的安裝成本外，對于使用者而言，液氧成本可以通過節(jié)約燃料獲得相應補償。另外，全套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備操作方便，節(jié)能成本較低，具有較高的推廣價值和現(xiàn)實意義。
【附圖說明】
[0032]圖1為本實用新型一種具體實施例所述高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)的工作簡圖。
[0033]圖1中:
[0034]燃氣鍋爐1、液化天然氣儲罐11、第一汽化器12、第一流量控制閥13、絕熱低溫儲罐14、第二汽化器15、第二流量控制閥16、真空絕熱管道17、超導暖氣片20、電磁閥21、控制器22、溫度傳感器23、溫度控制器24、輸入元件25、時間控制元件26。
【具體實施方式】
[0035]針對【背景技術(shù)】中所描述的高海拔地區(qū)燃燒能量浪費問題，本專利進行了深入研究，研究發(fā)現(xiàn)造成高海拔地區(qū)供暖能源浪費的主要原因在于:高海拔地區(qū)地廣人稀，城市建筑物相對分散，樓層不高，沿襲傳統(tǒng)的集中供暖方式，各采暖單元的戶均室外管道長度遠遠大于內(nèi)地，管道成本必然增加。從保溫效果而言，由于高海拔地區(qū)氣溫比較低，室外管道越長，熱源在傳導過程中浪費越多，保溫效果越差，供暖成本必然大幅度增加。
[0036]在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，本專利進一步提出了解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案。在實施本技術(shù)方案之前，本專利認為在實施高海拔地區(qū)供暖工程時，應采取適當集中供暖方式，將城市劃分為幾個相對獨立的供暖區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)事項相對集中供暖。并且在劃分供暖區(qū)域時，應盡量避免對市鎮(zhèn)道路特別是主干道的破壞。
[0037]請參見圖1，圖1為本實用新型一種具體實施例所述高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)的工作簡圖。
[0038]本實用新型所提供的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)中包括燃氣鍋爐10，燃氣鍋爐10的燃燒效率比較高，符合環(huán)保要求并且鍋爐安全性較優(yōu)。高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)還進一步具有液化天然氣儲罐11、第一汽化器12、第一流量控制閥13。
[0039]其中，液化天然氣儲罐11主要是用于存儲液態(tài)天然氣，其可以選擇安裝于燃氣鍋爐10的附近;第一汽化器12的汽化支路連通所述液化天然氣儲罐11和燃氣鍋爐10的燃燒送氣管道，即液化天然氣儲罐11中的天然氣經(jīng)第一汽化器12氣化后流入燃氣鍋爐10，直接供燃氣鍋爐1燃燒使用。
[0040]并且，流入燃氣鍋爐10中的天然氣量可以通過第一流量控制閥13控制，第一流量控制閥13，設(shè)于第一汽化器12的出氣管路，用于控制由液化天然氣儲罐11的出口流出的氣化天然氣流量。
[0041 ]考慮到高海拔地區(qū)缺氧嚴重，為了提高燃氣鍋爐10的燃燒效率，本專利中的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)還進一步包括絕熱低溫儲罐14、第二汽化器15、第二流量控制閥16。
[0042]其中，絕熱低溫儲罐14，用于存儲液氧;絕熱低溫儲罐14可以選擇安裝在遠離燃氣鍋爐10的地方。第二汽化器15的汽化支路連通絕熱低溫儲罐14和鍋爐的燃燒送氣管道;第二流量控制閥16設(shè)于第二汽化器15的出氣管路，用于控制由絕熱低溫儲罐的出口流出的氣化氧氣流量。
[0043]上述第一流量控制閥13和第二流量控制閥16可以為電控閥，根據(jù)燃氣鍋爐10內(nèi)部的燃燒情況實時調(diào)節(jié)量流量控制閥的開度，以使達到最佳燃燒效率。
[0044]這樣，本方案所提供的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)可以實現(xiàn)天然氣燃料的充分燃燒，提高能量的有效利用率，降低熱能浪費，提高供暖效果。除前期的安裝成本外，對于使用者而言，液氧成本可以通過節(jié)約燃料獲得相應補償。另外，全套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備操作方便，節(jié)能成本較低，具有較高的推廣價值和現(xiàn)實意義。
[0045]進一步地，針對【背景技術(shù)】中描述的供暖管道爆裂的技術(shù)問題，本專利認為傳統(tǒng)管道深埋保溫方式并不適合高海拔地區(qū)。因為高海拔地區(qū)凍土層厚達2.8米，若采取深埋管道的方式，不僅開挖面比較寬，開挖土方量比較大，極大影響市民出行，市容市貌也將受到徹底破壞。更重要的是，高海拔地區(qū)供電不正常，鍋爐隨時可能停止運行，若保溫措施不到位，還是很容易爆管。
[0046]基于上述研究，本專利中的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)進一步采用絕熱真空管道，真空絕熱管道17連接于燃氣鍋爐10和采暖單元之間形成室外供暖管道;真空絕熱管道17包括相互嵌套的內(nèi)管和外管，內(nèi)管和外管之間為真空腔體。內(nèi)管可以選用不銹鋼管，內(nèi)管的外管壁可以進一步設(shè)置有絕熱層和輻射材料層，用于避免內(nèi)管中熱源熱量向外傳遞，內(nèi)管連通燃氣鍋爐10，燃氣鍋爐10中的熱源通過內(nèi)管流入采暖單元的暖氣片中。
[0047]絕熱層和輻射材料層可以由內(nèi)管外壁纏繞的絕熱材料和防輻射材料形成。外管的材料可以為不銹鋼或碳鋼，內(nèi)管和外管可以通過焊接工藝連接為一體，中間抽成真空防止熱傳導。即內(nèi)管和外觀之間的真空可以起到保溫的效果，一般保溫范圍在-196°C-60°C之間，內(nèi)管中流過熱源的最高溫度可達300°C，而供暖用真空管的保溫范圍只需控制在-50°C?80°C之間即可。采用絕熱真空管道作為供暖管道，盡管其產(chǎn)品造價較高，但相對于路面開挖回填而言，其現(xiàn)場施工簡單，綜合成本反而下降。更重要的是，能夠有效解決凍土層厚的問題，加快施工進度，確保項目質(zhì)量。
[0048]由于集中供熱系統(tǒng)按照供熱面積收費，當室內(nèi)過熱時，用戶多采用開窗散熱法調(diào)節(jié)室溫，造成熱損失。特別是不同使用性質(zhì)的建筑混在一起，按同一水平供熱，辦公樓、學校等夜間和假期照常供熱，賓館有人無人照常供熱，浪費能源。
[0049]基于此，本實用新型中的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)進一步包括電磁閥21、控制器22、溫度傳感器23和溫度控制器24構(gòu)成。其中，電磁閥21設(shè)置在采暖單元的供熱管路上，以根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)供熱管路的導通狀態(tài)，也就是說，該電磁閥21通過其控制端口接收到的指令切換其工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)控制熱源輸出的介質(zhì)至采暖設(shè)備的供給量。本方案中，電磁閥21的開啟或者關(guān)閉控制信號來自于溫度控制器24，溫度控制器24分別與控制器22、溫度傳感器23和電磁閥21的控制端口連接，具體地，控制器22可根據(jù)確定的使用模式和非使用模式時段輸出工作溫度信號，同時通過溫度傳感器23采集相應采暖單元的室內(nèi)溫度;該溫度控制器24可根據(jù)工作溫度信號和室內(nèi)溫度輸出控制信號至電磁閥21，調(diào)節(jié)相應供熱管路的導通狀態(tài)。
[0050]需要說明的是，使用模式和非使用模式可預先設(shè)定，顯然預先設(shè)定則僅適用于同一應用情境，例如，辦公室、臥室或者庫房。為了提高高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)的可適應性，可以增設(shè)一與控制器22相連的輸入元件25，以根據(jù)不同場合輸入使用模式和非使用模式指令至控制器22，例如，對于辦公室，其使用模式可以執(zhí)行較高工作溫度信號的開關(guān)標準:16°C開，22°(:關(guān)，其非使用模式可以執(zhí)行較低工作溫度信號的開關(guān)標準:5°C開，10°C關(guān)。如此設(shè)置，對于夜間的辦公室、白天家中無人的住宅等處于非使用狀態(tài)的建筑物，只要將溫度控制在零度以上，起到防凍作用，待使用前再將溫度調(diào)高，就可以在不影響暖氣使用效果的前提下，節(jié)約熱量耗費，減少煤炭燃燒，達到節(jié)能減排的作用。
[0051 ]上述實施例中，輸入元件25具體可以為觸摸屏，并可顯示所述室內(nèi)溫度，滿足不同用戶對室內(nèi)溫度的個性化需求。當然也可以采用這樣的設(shè)計，例如可通過RS232或RS485等傳輸控制通訊協(xié)議，實現(xiàn)對多個供熱對象的網(wǎng)絡化管理和遠程控制，實現(xiàn)相應指令的輸入。
[0052]為了進一步提高其工作可靠性，本方案還可以設(shè)置與控制器22連接的時間控制元件26，以輸出觸發(fā)信號至控制器22輸出工作溫度信號;工作過程中，通過開關(guān)信號即可實現(xiàn)相應時段的信號觸發(fā)，優(yōu)選時間控制元件26為時間繼電器，線路連接簡單可靠。
[0053]上述各實施例中，各采暖單元可以使用超導暖氣片20，設(shè)置于采暖單元的室內(nèi)，所述燃氣鍋爐10的熱源經(jīng)外部供暖管道進入所述超導暖氣片20以給室內(nèi)供暖。超導暖氣片20不同傳統(tǒng)意義上的暖氣片，片內(nèi)不用水，而是注入超導材料，片內(nèi)處于真空狀態(tài)下，具有啟動溫度低、傳導快、溫度高、耐腐蝕、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，在_40°C的低溫環(huán)境也不會結(jié)冰，解決了因供熱中斷而導致水管暖氣片凍裂的問題。
[0054]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)，其特征在于，包括燃氣鍋爐(10)，還包括以下部件: 液化天然氣儲罐(11)，用于存儲液化天然氣； 第一汽化器(12)，其汽化支路連通所述液化天然氣儲罐(11)和所述燃氣鍋爐(10)的燃燒送氣管道； 第一流量控制閥(13)，設(shè)于所述第一汽化器(12)的出氣管路，用于控制由所述液化天然氣儲罐(11)的出口流出的氣化天然氣流量； 絕熱低溫儲罐(14)，用于存儲液氧； 第二汽化器(15)，其汽化支路連通所述絕熱低溫儲罐(14)和所述燃氣鍋爐(10)的燃燒送氣管道； 第二流量控制閥(16)，設(shè)于所述第二汽化器(15)的出氣管路，用于控制由所述絕熱低溫儲罐(14)的出口流出的氣化氧氣流量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)，其特征在于，所述第一流量控制閥(13)、所述第二流量控制閥(16)均為電控閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 真空絕熱管道(17)，連接于所述燃氣鍋爐(10)和采暖單元之間形成室外供暖管道； 所述真空絕熱管道(17)包括相互嵌套的內(nèi)管和外管，所述內(nèi)管和所述外管之間為真空腔體，所述燃氣鍋爐(10)中的熱源經(jīng)所述內(nèi)管流入采暖單元的室內(nèi)供暖管路。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)管的外管壁進一步設(shè)置有絕熱層和輻射材料層，用于避免內(nèi)管中熱源的熱量向外傳遞。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 超導暖氣片(20)，設(shè)置于采暖單元的室內(nèi)，所述燃氣鍋爐(10)的熱源經(jīng)外部供暖管道進入所述超導暖氣片(20)以給室內(nèi)供暖。6.如權(quán)利要求1至5任一項所述的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 電磁閥(21)，用于設(shè)置在采暖單元的供熱管路上，以根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)供熱管路的導通狀態(tài)； 控制器，用于根據(jù)使用模式和非使用模式輸出工作溫度信號； 溫度傳感器(23)，用于采集采暖單元的室內(nèi)溫度；溫度控制器(24)，其分別與所述控制器、溫度傳感器(23)和電磁閥(21)的控制端口連接，用于根據(jù)所述工作溫度信號和所述室內(nèi)溫度輸出控制信號至所述電磁閥(21);還包括:與所述控制器連接的輸入元件(25)，以輸入使用模式和非使用模式指令至所述控制器； 還包括與所述控制器連接的時間控制元件(26)，以輸出觸發(fā)信號至所述控制器以輸出所述工作溫度信號。7.如權(quán)利要求6所述的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入元件(25)具體為觸摸屏，并可顯示所述室內(nèi)溫度。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高原城鎮(zhèn)供暖系統(tǒng)，其特征在于，所述時間控制元件(26)為時間繼電器。
【文檔編號】F24D19/10GK205505189SQ201620341357
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】周山清
【申請人】周山清