一种高原城镇供暖系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种高原城镇供暖系统，包括燃气锅炉、液化天然气储罐、第一汽化器、第一流量控制阀、绝热低温储罐、第二汽化器、第二流量控制阀；该装置中绝热低温储罐中的液氧经第二汽化器气化后可以实现通入燃气锅炉内部的天然气充分燃烧，并且液氧的气化流量和液态天然气的流量可以分别通过第二流量控制阀和第一流量控制阀控制，进一步实现天然气燃料的充分燃烧，提高能量的有效利用率，降低热能浪费，提高供暖效果。本实用新型的高原城镇供暖系统还进一步解决了高海拔地区供暖管道的爆裂、用户个性化需求等技术问题。
【专利说明】
一种高原城镇供暖系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及环保技术领域，具体涉及一种高原城镇供暖系统。
【背景技术】
[0002]高海拔地区高寒缺氧，现有的高海拔地区供暖技术方案主要有以下两种方式。
[0003]—种是一个城市建设一个大的气化站，通过燃气管道将燃气输送至各用户家中，然后每户安装燃气壁挂炉，利用壁挂炉燃烧取暖。由于高海拔地区缺氧严重，数量众多的壁挂炉燃烧不充分，导致燃气浪费，供热成本增加，用户无力承受。
[0004]另一种是采用传统的集中供暖方式，即在一个城市集中建设一个供热锅炉房，利用燃煤锅炉或燃气锅炉产生热水，再通过普通的热水管道保温、深挖填埋方式，将热水送至用户家中，用户家中安装水循环散热器，以达到集中供暖的目的。这种高海拔地区集中供暖方式，没有充分考虑到锅炉燃烧不充分所带来的能源浪费和环境污染。
[0005]另外，高海拔地区地广人稀，城市建筑物相对分散，且冻土层厚，若采取大集中供暖方式，采取深挖铺设管道的方式，户均室外管道长度大，热损耗高，是一种很不经济的供暖方式，不利于节能减排。
[0006]除以上缺陷之外，市镇道路遭到严重破坏，原有地下管网基本需要重建。再加上一些高海拔地区县城供电不正常，锅炉随时会停止运行，因此，即便是将管道埋在冻土层以下，也不能杜绝管道的爆裂，影响供暖效果。
[0007]有鉴于此，亟待另辟蹊径针对高海拔地区的特点，在满足供暖需求基础上尽量减少能量浪费，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型提供一种高原城镇供暖系统，包括燃气锅炉，还包括以下部件:
[0009]液化天然气储罐，用于存储液化天然气；
[0010]第一汽化器，其汽化支路连通所述液化天然气储罐和燃气锅炉的燃烧送气管道；
[0011]第一流量控制阀，设于所述第一汽化器的出气管路，用于控制由所述液化天然气储罐的出口流出的气化天然气流量；
[0012]绝热低温储罐，用于存储液氧；
[0013]第二汽化器，其汽化支路连通所述绝热低温储罐和锅炉的燃烧送气管道；
[0014]第二流量控制阀，设于所述第二汽化器的出气管路，用于控制由所述绝热低温储罐的出口流出的气化氧气流量。
[0015]可选的，所述第一流量控制阀、所述第二流量控制阀均为电控阀。
[0016]可选的，还包括:
[0017]真空绝热管道，连接于所述燃气锅炉和采暖单元之间形成室外供暖管道；
[0018]所述真空绝热管道包括相互嵌套的内管和外管，所述内管和所述外管之间为真空腔体，所述燃气锅炉中的热源经所述内管流入采暖单元的室内供暖管路。
[0019]可选的，所述内管的外管壁进一步设置有绝热层和辐射材料层，用于避免内管中热源的热量向外传递。
[0020]可选的，还包括:
[0021]超导暖气片，设置于采暖单元的室内，所述燃气锅炉的热源经外部供暖管道进入所述超导暖气片以给室内供暖。
[0022]可选的，还包括:
[0023]电磁阀，用于设置在采暖单元的供热管路上，以根据控制信号调节所述供热管路的导通状态；
[0024]控制器，用于根据使用模式和非使用模式输出工作温度信号；
[0025]温度传感器，用于采集所述采暖单元的室内温度；
[0026]温度控制器，其分别与所述控制器、温度传感器和电磁阀的控制端口连接，用于根据所述工作温度信号和所述室内温度输出控制信号至所述电磁阀;还包括:
[0027]与所述控制器连接的输入元件，以输入使用模式和非使用模式指令至所述控制器；
[0028]还包括与所述控制器连接的时间控制元件，以输出触发信号至所述控制器输出所述工作温度信号。
[0029]可选的，所述输入元件具体为触摸屏，并可显示所述室内温度。
[0030]可选的，所述时间控制元件为时间继电器。
[0031]这样，本方案所提供的高原城镇供暖系统可以实现天然气燃料的充分燃烧，提高能量的有效利用率，增加热能供应。并且，本专利中高原城镇供暖系统的使用成本比较低。除前期的安装成本外，对于使用者而言，液氧成本可以通过节约燃料获得相应补偿。另外，全套系统结构简单，设备操作方便，节能成本较低，具有较高的推广价值和现实意义。
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型一种具体实施例所述高原城镇供暖系统的工作简图。
[0033]图1中:
[0034]燃气锅炉1、液化天然气储罐11、第一汽化器12、第一流量控制阀13、绝热低温储罐14、第二汽化器15、第二流量控制阀16、真空绝热管道17、超导暖气片20、电磁阀21、控制器22、温度传感器23、温度控制器24、输入元件25、时间控制元件26。
【具体实施方式】
[0035]针对【背景技术】中所描述的高海拔地区燃烧能量浪费问题，本专利进行了深入研究，研究发现造成高海拔地区供暖能源浪费的主要原因在于:高海拔地区地广人稀，城市建筑物相对分散，楼层不高，沿袭传统的集中供暖方式，各采暖单元的户均室外管道长度远远大于内地，管道成本必然增加。从保温效果而言，由于高海拔地区气温比较低，室外管道越长，热源在传导过程中浪费越多，保温效果越差，供暖成本必然大幅度增加。
[0036]在上述发现的基础上，本专利进一步提出了解决上述技术问题的技术方案。在实施本技术方案之前，本专利认为在实施高海拔地区供暖工程时，应采取适当集中供暖方式，将城市划分为几个相对独立的供暖区域，每个区域内事项相对集中供暖。并且在划分供暖区域时，应尽量避免对市镇道路特别是主干道的破坏。
[0037]请参见图1，图1为本实用新型一种具体实施例所述高原城镇供暖系统的工作简图。
[0038]本实用新型所提供的高原城镇供暖系统中包括燃气锅炉10，燃气锅炉10的燃烧效率比较高，符合环保要求并且锅炉安全性较优。高原城镇供暖系统还进一步具有液化天然气储罐11、第一汽化器12、第一流量控制阀13。
[0039]其中，液化天然气储罐11主要是用于存储液态天然气，其可以选择安装于燃气锅炉10的附近;第一汽化器12的汽化支路连通所述液化天然气储罐11和燃气锅炉10的燃烧送气管道，即液化天然气储罐11中的天然气经第一汽化器12气化后流入燃气锅炉10，直接供燃气锅炉1燃烧使用。
[0040]并且，流入燃气锅炉10中的天然气量可以通过第一流量控制阀13控制，第一流量控制阀13，设于第一汽化器12的出气管路，用于控制由液化天然气储罐11的出口流出的气化天然气流量。
[0041 ]考虑到高海拔地区缺氧严重，为了提高燃气锅炉10的燃烧效率，本专利中的高原城镇供暖系统还进一步包括绝热低温储罐14、第二汽化器15、第二流量控制阀16。
[0042]其中，绝热低温储罐14，用于存储液氧;绝热低温储罐14可以选择安装在远离燃气锅炉10的地方。第二汽化器15的汽化支路连通绝热低温储罐14和锅炉的燃烧送气管道;第二流量控制阀16设于第二汽化器15的出气管路，用于控制由绝热低温储罐的出口流出的气化氧气流量。
[0043]上述第一流量控制阀13和第二流量控制阀16可以为电控阀，根据燃气锅炉10内部的燃烧情况实时调节量流量控制阀的开度，以使达到最佳燃烧效率。
[0044]这样，本方案所提供的高原城镇供暖系统可以实现天然气燃料的充分燃烧，提高能量的有效利用率，降低热能浪费，提高供暖效果。除前期的安装成本外，对于使用者而言，液氧成本可以通过节约燃料获得相应补偿。另外，全套系统结构简单，设备操作方便，节能成本较低，具有较高的推广价值和现实意义。
[0045]进一步地，针对【背景技术】中描述的供暖管道爆裂的技术问题，本专利认为传统管道深埋保温方式并不适合高海拔地区。因为高海拔地区冻土层厚达2.8米，若采取深埋管道的方式，不仅开挖面比较宽，开挖土方量比较大，极大影响市民出行，市容市貌也将受到彻底破坏。更重要的是，高海拔地区供电不正常，锅炉随时可能停止运行，若保温措施不到位，还是很容易爆管。
[0046]基于上述研究，本专利中的高原城镇供暖系统进一步采用绝热真空管道，真空绝热管道17连接于燃气锅炉10和采暖单元之间形成室外供暖管道;真空绝热管道17包括相互嵌套的内管和外管，内管和外管之间为真空腔体。内管可以选用不锈钢管，内管的外管壁可以进一步设置有绝热层和辐射材料层，用于避免内管中热源热量向外传递，内管连通燃气锅炉10，燃气锅炉10中的热源通过内管流入采暖单元的暖气片中。
[0047]绝热层和辐射材料层可以由内管外壁缠绕的绝热材料和防辐射材料形成。外管的材料可以为不锈钢或碳钢，内管和外管可以通过焊接工艺连接为一体，中间抽成真空防止热传导。即内管和外观之间的真空可以起到保温的效果，一般保温范围在-196°C-60°C之间，内管中流过热源的最高温度可达300°C，而供暖用真空管的保温范围只需控制在-50°C?80°C之间即可。采用绝热真空管道作为供暖管道，尽管其产品造价较高，但相对于路面开挖回填而言，其现场施工简单，综合成本反而下降。更重要的是，能够有效解决冻土层厚的问题，加快施工进度，确保项目质量。
[0048]由于集中供热系统按照供热面积收费，当室内过热时，用户多采用开窗散热法调节室温，造成热损失。特别是不同使用性质的建筑混在一起，按同一水平供热，办公楼、学校等夜间和假期照常供热，宾馆有人无人照常供热，浪费能源。
[0049]基于此，本实用新型中的高原城镇供暖系统进一步包括电磁阀21、控制器22、温度传感器23和温度控制器24构成。其中，电磁阀21设置在采暖单元的供热管路上，以根据控制信号调节供热管路的导通状态，也就是说，该电磁阀21通过其控制端口接收到的指令切换其工作状态，调节控制热源输出的介质至采暖设备的供给量。本方案中，电磁阀21的开启或者关闭控制信号来自于温度控制器24，温度控制器24分别与控制器22、温度传感器23和电磁阀21的控制端口连接，具体地，控制器22可根据确定的使用模式和非使用模式时段输出工作温度信号，同时通过温度传感器23采集相应采暖单元的室内温度;该温度控制器24可根据工作温度信号和室内温度输出控制信号至电磁阀21，调节相应供热管路的导通状态。
[0050]需要说明的是，使用模式和非使用模式可预先设定，显然预先设定则仅适用于同一应用情境，例如，办公室、卧室或者库房。为了提高高原城镇供暖系统的可适应性，可以增设一与控制器22相连的输入元件25，以根据不同场合输入使用模式和非使用模式指令至控制器22，例如，对于办公室，其使用模式可以执行较高工作温度信号的开关标准:16°C开，22°(:关，其非使用模式可以执行较低工作温度信号的开关标准:5°C开，10°C关。如此设置，对于夜间的办公室、白天家中无人的住宅等处于非使用状态的建筑物，只要将温度控制在零度以上，起到防冻作用，待使用前再将温度调高，就可以在不影响暖气使用效果的前提下，节约热量耗费，减少煤炭燃烧，达到节能减排的作用。
[0051 ]上述实施例中，输入元件25具体可以为触摸屏，并可显示所述室内温度，满足不同用户对室内温度的个性化需求。当然也可以采用这样的设计，例如可通过RS232或RS485等传输控制通讯协议，实现对多个供热对象的网络化管理和远程控制，实现相应指令的输入。
[0052]为了进一步提高其工作可靠性，本方案还可以设置与控制器22连接的时间控制元件26，以输出触发信号至控制器22输出工作温度信号;工作过程中，通过开关信号即可实现相应时段的信号触发，优选时间控制元件26为时间继电器，线路连接简单可靠。
[0053]上述各实施例中，各采暖单元可以使用超导暖气片20，设置于采暖单元的室内，所述燃气锅炉10的热源经外部供暖管道进入所述超导暖气片20以给室内供暖。超导暖气片20不同传统意义上的暖气片，片内不用水，而是注入超导材料，片内处于真空状态下，具有启动温度低、传导快、温度高、耐腐蚀、节能环保等优点，在_40°C的低温环境也不会结冰，解决了因供热中断而导致水管暖气片冻裂的问题。
[0054]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种高原城镇供暖系统，其特征在于，包括燃气锅炉(10)，还包括以下部件: 液化天然气储罐(11)，用于存储液化天然气； 第一汽化器(12)，其汽化支路连通所述液化天然气储罐(11)和所述燃气锅炉(10)的燃烧送气管道； 第一流量控制阀(13)，设于所述第一汽化器(12)的出气管路，用于控制由所述液化天然气储罐(11)的出口流出的气化天然气流量； 绝热低温储罐(14)，用于存储液氧； 第二汽化器(15)，其汽化支路连通所述绝热低温储罐(14)和所述燃气锅炉(10)的燃烧送气管道； 第二流量控制阀(16)，设于所述第二汽化器(15)的出气管路，用于控制由所述绝热低温储罐(14)的出口流出的气化氧气流量。2.根据权利要求1所述的高原城镇供暖系统，其特征在于，所述第一流量控制阀(13)、所述第二流量控制阀(16)均为电控阀。3.根据权利要求1所述的高原城镇供暖系统，其特征在于，还包括: 真空绝热管道(17)，连接于所述燃气锅炉(10)和采暖单元之间形成室外供暖管道； 所述真空绝热管道(17)包括相互嵌套的内管和外管，所述内管和所述外管之间为真空腔体，所述燃气锅炉(10)中的热源经所述内管流入采暖单元的室内供暖管路。4.根据权利要求3所述的高原城镇供暖系统，其特征在于，所述内管的外管壁进一步设置有绝热层和辐射材料层，用于避免内管中热源的热量向外传递。5.根据权利要求1所述的高原城镇供暖系统，其特征在于，还包括: 超导暖气片(20)，设置于采暖单元的室内，所述燃气锅炉(10)的热源经外部供暖管道进入所述超导暖气片(20)以给室内供暖。6.如权利要求1至5任一项所述的高原城镇供暖系统，其特征在于，还包括: 电磁阀(21)，用于设置在采暖单元的供热管路上，以根据控制信号调节供热管路的导通状态； 控制器，用于根据使用模式和非使用模式输出工作温度信号； 温度传感器(23)，用于采集采暖单元的室内温度；温度控制器(24)，其分别与所述控制器、温度传感器(23)和电磁阀(21)的控制端口连接，用于根据所述工作温度信号和所述室内温度输出控制信号至所述电磁阀(21);还包括:与所述控制器连接的输入元件(25)，以输入使用模式和非使用模式指令至所述控制器； 还包括与所述控制器连接的时间控制元件(26)，以输出触发信号至所述控制器以输出所述工作温度信号。7.如权利要求6所述的高原城镇供暖系统，其特征在于，所述输入元件(25)具体为触摸屏，并可显示所述室内温度。8.根据权利要求6所述的高原城镇供暖系统，其特征在于，所述时间控制元件(26)为时间继电器。
【文档编号】F24D19/10GK205505189SQ201620341357
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】周山清
【申请人】周山清