专利名称：起重机及其余热式制热系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及 一 种余热式制热系 统。此外，本实用新型还涉及一种包括上述余热式制热系统的起重机。
背景技术：
随着我国经济建设的快速发展，市场对大吨位起重机的需求曰益 增加，起重机的吨位也在不断增加。
一般情况下，大吨位起重机工作的环境比较恶劣，经常在高温、 高寒、高海拔等环境下工作。在这样的工作环境下，不仅对大型起重 机自身的性能要求较高，还对大型起重机操作人员的生理、心理等素 质提出了严格的要求。因此，如何改善大型起重机操作室的操作环境， 改进大型起重机的空调系统也是大型起重机设计人员需要考虑的重要 问题。
现有的大型起重机的驾驶室(又叫下室或下车)和操作室(又叫上 室和上车)通常是分开的。通常驾驶室设置的发动机又称为下车发动
机，操作室设置的发动机称为上车发动机。由于大型起重机工作的需
要，臂长较长，起升高度大，吊装起重的动力主要来自于上车发动机； 操作室通常位置较高，远离汽车驾驶室。又因为动力的原因， 一般情 况下，下车发动机的功率较小，无法拖动操作室中的空调系统。
基于上述原因，现在国内外大吨位起重机上采用的空调系统，制 冷方面通常采用起重机上车发动机驱动压缩才几制冷；制热方面， 一种 方法是采用独立式暖风系统，其优点是不受起重机工况的影响，且采 暖迅速，缺点为经济性差，另一种方法则是采用起重机上车发动机的 冷却水取暖，称为余热式暖风系统。
图1为现有技术中一种起重机制热系统的工作原理示意图。箭头 方向4义表循环水的流向。上车发动才几1的循环水由出水口 12流出，经 过第一连接管路5流入蒸发器3的入水口 32,使蒸发器3表面的温度 上升，从鼓风机(图中未标出)进来的空气经过蒸发器3表面被加热，然后被送入操纵室，使操纵室内温度升高，从而实现制热效果。循环
水从蒸发器出水口 31流出，经第二连接管路2从发动机1的入水口 11流进发动机1。
由于大型起重机体积庞大，上车发动机距离上车操纵室很远，安 装空调系统时需要很长的输送管路。因此在制热时，在上车发动机的 冷却水到达上述蒸发器时温度降低明显，从而达不到理想的制热效果。
此外，大型起重机经常在寒冷地区工作，在大型起重机进行正常 作业之前，要对大型起重机的上车发动机进行预热。通常情况下，需 要把上车发动机的循环水加热到 一定温度后才能进行操作，否则会带 来严重的安全隐患。低温地区特别是在高寒、高海拔地区，预热所需 时间较长，有时甚至无法进行预热，影响正常操作。
因此，按照现有的做法，起重机制热系统的制热效果不十分理想； 如何改善现有大型起重机制热系统的制热效果，是本领域技术人员目 前需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种余热式制热系统，该余热式制热系 统可以显著提高起重机的空调系统的制热效果和经济性，同时还能够 改善低温条件下上车发动机预热时间较长的问题。本实用新型的另一 目的是提供一种包括上述余热式制热系统的起重机。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种余热式制热系统，用 于工程机械，包括发动机和蒸发器，循环水由所述发动机的出水口经 第一连接管路流入所述蒸发器的入水口 ，所述循环水经过所述蒸发器 后，再由所述蒸发器的出水口经第二连接管路流入所述发动机的回水 口，其特征在于，所述发动机的出水口与所述蒸发器的入水口之间串 接有预热采暖装置。
优选地，所述预热采暖装置包括温度检测器、温度控制器和预热 器，所述温度检测器^r测所述蒸发器入水口的水温，并将水温信号传 输给所述温度控制器，所述温度控制器根据所述水温信号与预定策略 控制所述预热器的开启与闭合。优选地，当所述蒸发器入水口的水温时低于所述第一预定温度
时，所述温度控制器启动所述预热器；当所述蒸发器入水口的水温高
于所述第二预定温度时，所述温度控制器关闭所述预热器。
优选地，所述第一预定温度的范围为70度至80度；所述第二预
定温度的范围为90度至95度。
优选地，所述第一预定温度为75度；所述第二预定温度为92度。 优选地，所述预热器包括燃烧器和与所述燃烧器相配合的热能交换器。
优选地，所述预热器具体为电加热器，所述电加热器设置在所述 第一连接管路中，且靠近所述蒸发器的入水口一端。
优选地，所述第一连接管路与所述第二连接管路的外壁加装有保
温层o
优选地，所述发动机为上车发动机。 本实用新型还提供一种起重机，包括上述任一项所述的余热式制 热系统。
本实用新型所提供的余热式制热系统，其循环水由发动机的出水 口经第 一 连接管路流经所述预热式制热装置，经蒸发器的入水口进入 蒸发器，循环水经过蒸发器后由蒸发器的出水口经第二连接管路流进 发动机。在循环水流经预热式制热装置时，能够对循环水进行加热使 循环水温度上升，满足操作室制热的需要，改善制热系统的制热效果，
又有很好的经济性；当发动机在寒冷地区作业时由于发动机循环水的 温度较低，发动机预热需要较长时间，甚至有时无法预热；发动机的 循环水经过预热式制热装置加热后，可以有效改善低温条件下发动机 预热困难的问题。
在一种优选的实施方式中，所述预热式制热装置的检测器预定策 略的第一预定温度为75度，第二预定温度为92度，将温度控制在这 样的范围更有利于上车发动机的工作也不影响制热系统的制热效果。
在另一种优选的实施方式中，所述燃烧器具体为电加热器，可以 利用发动机自身产生的电能，电加热器结构更加简单，操作也更加方
图1为现有技术中一种起重机制热系统的工作原理示意图； 图2为一种具体实施方式
中余热式制热系统的工作原理示意图； 图3为一种具体实施方式
中预热式采暖装置组成部分及其工作原 理示意图4为一种具体实施方式
中电加热器的工作原理示意图； 图5为一种具体实施方式
中燃烧器结构及其工作原理示意图； 图6为一种具体实施方式
中外壁带有保温层的连接管路剖面示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种余热式制热系统，该余热式制热 系统可以显著提高制热系统的制热效果与经济性；同时还能够解决低 温条件下上车发动机的预热困难问题。本实用新型的另 一 核心是提供 一种包括上述余热式制热系统的起重机。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合 附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图2,图2为一种具体实施方式
中余热式制热系统的工作 原理示意图。
在一种具体实施方式
中，发动才几1的循环水经发动才几出水口 12 进入第一连接管路5、流经预热采暖装置4后，经蒸发器3的入水口 32进入蒸发器3，并通过蒸发器3的出水口 31进入第二连接管路2， 经过发动机l的回水口 ll进入发动才几l, 乂人而完成了一次循环。发动 机l 、第一连接管路5 、蒸发器3和第二连接管路2的工作原理与 连接方式均不发生变化，改进之处在于，在连接发动机的出水口 12 与蒸发器入水口 3 2之间的第 一 连接管路5上串接有预热釆暖装置4, 使其能够对第一连接管路5中的发动机1的循环水进行加热；以满足 操纵室制热的需要，改善制热效果。
一般情况下，/人发动才几1的出水口 12刚刚流出的循环水温度專交高，但根据起重机工作特点，发动机1通常为上车发动机，由于大型 起重机体积庞大，上车发动机通常距离上车操纵室较远，这导致了连
接发动机出水口 12与蒸发器入水口 32之间的第一连接管路5较长， 当发动机1的循环水经过较长距离的输送到达蒸发器入水口 32附近 时，循环水的温度通常下降很快，进入蒸发器3之后一般不能满足操 纵室制热的需要。因此，通常预热式制热系统4可以安装在靠近蒸发 器入水口 32—侧，并与第一连接管路5串接。这样可以保证经蒸发器 入水口 32进入蒸发器3的循环水的热量散失较少，可以保持较高的水温。
同时，起重机经常在低温区域作业，由于气温较低发动机预热困 难，预热所需时间较长，有的情况下甚至无法进行预热，影响起重机 的正常作业。安装预热采暖装置4后，不仅可以改善制热效果，同时 寻皮加热的发动才几1的循环水可以用来预热发动4几，缩短了预热的时间。
显然，预热采暖装置4可以是电加热器或燃烧器也可以是其他能 够实现加热效果的装置。
为了能够实现加热的自动控制，本实用新型还提供了另外一种可 以实现自动加热与温度控制的实施方式。
请参考图3,图3为一种具体实施方式
中预热式采暖装置组成部 分及其工作原理示意图。
要实现对第一连接管路5中的发动机1的循环水进行加热的自动 控制，预热采暖装置4通常由三部分组成温度检测器41、温度控制 器42和预热器43。
温度检测器41用来采集蒸发器入水口 32附近的发动机1的循环 水水温信号，并将采集到的水温信号传输给温度控制器42，温度控制 器42根据预定策略对温度检测器41传输来的信号进行判断，再根据 判断结果向预热器43发出指令，控制预热器43的开启与闭合。当控 制器42接收到的水温信号低于第一预定温度时，控制器42发出控制 指令开启预热器43;当控制器42接收到的水温信号高于第二预定温 度时，控制器42发出控制指令关闭预热器43。以上只是对预热采暖装置4自动加热与温度控制的工作原理的描
述，预热采暖装置4不一定要由上述温度检测器41、温度控制器42 和预热器43组成，只要能够实现制热效果，并能实现信号的采集、处 理与控制的装置都可以应用在上述预热采暖装置4中。
上述实施方式中，可以实现水温信号采集、温度控制和加热的自 动控制，可以避免人工操作的繁瑣又可以实现对温度的准确控制。
当然，如果仅有预热器43,而没有温度检测器41与温度控制器 43同样能够实现加热效果，只是不能够自动控制加热。
由于发动机实际工作的需要，不同工况下，发动机1的循环水的 水温应保持在适当的范围。因此，控制器42预定策略的第一预定温度 与第二预定温度值也可以根据起重机不同工况保持在适当的范围。
通常情况下，第一预定温度应保持在70度到80度之间；第二预 定温度应保持在90度到95度之间。当然上述第一预定温度与第二预 定温度的范围也可以随着发动才几起重才几工况的需要作相应的改变。优 选地，第一预定温度为75度，第二预定温度为92度，显然，上述第 一预定温度与第二预定温度的优选值也可以根据具体情况做出相应的 调整。
请参考图4，图4为一种具体实施方式
中电加热器的工作原理示 意图。
电加热器6设置在第一连接管路5中，箭头表示第一连接管路5 中循环水的流向，电加热器6通过导线61与电源连"t妄。
当需要制热时，可以接通电源开关，电加热器6开始对第一连接 管路5中的循环水进行加热，当水温上升到一定温度且满足制热需要 时，切断电源开关。电加热器6工作所需电能通常来自于上车发动机 运转产生的电能。
如果要想实现对电加热器6开启与闭合的自动控制，可以将温度 检测器41与温度控制器42与电加热器6配合使用。
当控制器42将接受到的检测器41传输来的循环水水温信号后， 控制器42会根据预定策略与水温信号向电加热器6发出控制指令，当接收到的水温信号低于第一预定温度时，温度控制器42向电加热器6 发出指令启动电加热器6对连接管路5中的循环水进行加热；当接收 到的水温信号高于第二预定温度时，温度控制器42向电加热器6发出 指令关闭电加热器6，停止对第一连接管路5中的循环水进行加热。
使用电加热器可以充分利用发动机自身产生的电能，也可以使预 热器的结构更加简单。
请参照图5,图5为一种具体实施方式
中燃烧器结构及其工作原 理示意图。
燃烧器7内部设置有燃烧室71,连接管路72连接热交换器73与 燃烧室71。箭头表示第一连接管路5中循环水的流向。与电加热器不 同的是燃烧器是利用燃料燃烧产生的热量对循环水进行加热的。燃烧 室是燃料燃烧释放能量的场所，在燃烧室燃烧的燃料通常为汽油、柴 油、煤油等燃料。
需要加热时，打开燃烧室中的燃料供应装置，并点燃燃烧室内的 燃料，燃烧释放的热量被连接管路72中的介质吸收，介质将热量带到 热交换器73,热交换器73再把热量传递给第一连接管路5中的循环 水，使循环水温度上升。满足制热需要时，关闭燃烧室中的燃料供应， 停止力口热。
要实现对燃烧室内燃料供应的自动控制，如上所述，可以把燃烧 器7与温度检测器41与温度控制器42结合使用。
当控制器42将接受到的检测器41传输来的循环水水温信号后， 控制器42会根据预定策略与水温信号向燃烧器7发出控制指令，当接 收到的水温信号低于第 一预定温度时，温度控制器42发出指令点燃燃 烧室71中的燃料，燃料燃烧产生的热量被连接管路72中的介质吸收， 再通过连接管路72中的介质将热量带到设于第一连接管路5中的热交 换器73中，热交换器73释放热量加热第一连接管路5中的循环水， 使循环水水温升高。当接收到的水温信号高于第二预定温度时，温度 控制器42向燃烧器7发出指令关闭燃烧室71的燃料供应，熄灭火焰， 停止力口热。燃烧器7中的燃料可以来自发动机1的油箱，燃烧器在技术上比 较成熟，也比较容易实现。
为了进一步增强预热采暖装置的制热效果，还可以在第一连接管
路5与第二连接管路2的外壁加装保温层。如图6为一种具体实施方 式中外壁带有保温层的连接管路剖面示意图。连接管路9的外壁设置 有保温层8。
由于第一连接管路5与第二连接管路2较长，第一连接管路5与 第二连接管路2的外壁加装保温层后能够更好的保持发动机出水口 12 流出的循环水的水温，同时也能使经预热采暖装置4加热后的循环水 热量最大限度的保留，流到蒸发器3中的循环水的水温尽可能高，制 热效果也更好。更能够节省电能或燃料，提高了整个预热采暖装置的 制热效果和经济性。
具体的，上述发动机为上车发动机。大型起重机在工作时，通常 通过上车发动机驱动操作臂进行工作，通常下车发动机功率较小无法 驱动制热系统工作，因此， 一般情况下由上车发动机带动制热系统工 作。
本实用新型所提供的起重机包括上述各个具体实施例之一所描 述的余热式制热系统；其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。
以上对本实用新型所提供的起重机及其余预热式采暖系统进行 了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式 进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法 及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进 和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1、一种余热式制热系统，用于工程机械，包括发动机和蒸发器，循环水由所述发动机的出水口经第一连接管路流入所述蒸发器的入水口，所述循环水经过所述蒸发器后，再由所述蒸发器的出水口经第二连接管路流入所述发动机的回水口，其特征在于，所述发动机的出水口与所述蒸发器的入水口之间串接有预热采暖装置。
2、 根据权利要求1所述的余热式制热系统，其特征在于，所述 预热采暖装置包括温度检测器、温度控制器和预热器，所述温度检测 器检测所述蒸发器入水口的水温，并将水温信号传输给所述温度控制 器，所述温度控制器根据所述水温信号与预定策略控制所述预热器的 开启与闭合。
3、 根据权利要求2所述的余热式制热系统，其特征在于，当所 述蒸发器入水口的水温低于所述第一预定温度时，所述温度控制器开 启所述预热器；当所述蒸发器入水口的水温高于所述第二预定温度时， 所述温度控制器关闭所述预热器。
4、 根据权利要求3所述的余热式制热系统，其特征在于，所述 第一预定温度的范围为70度至80度；所述第二预定温度的范围为90 度至95度。
5、 根据权利要求4所述的余热式制热系统，其特征在于，所述 第一预定温度为75度；所述第二预定温度为92度。
6、 根据权利要求2所述的余热式制热系统，其特征在于，所述 预热器包括燃烧器和与所述燃烧器相配合的热能交换器。
7、 根据权利要求2所述的余热式制热系统，其特征在于，所述 预热器具体为电加热器，所述电加热器设置在所述第一连接管路中， 且靠近所述蒸发器的入水口一端。
8、 根据权利要求1所述的余热式制热系统，其特征在于，所述 第一连接管路与所述第二连接管路的外壁加装有保温层。
9、 根据权利要求1所述的余热式制热系统，其特征在于，所述 发动机为上车发动机。
10、 一种起重机，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的余热式制热系统。
专利摘要本实用新型提供了一种余热式制热系统，用于工程机械，包括发动机和蒸发器，循环水由所述发动机的出水口经第一连接管路流入所述蒸发器的入水口，所述循环水经过所述蒸发器后，再由所述蒸发器的出水口经第二连接管路流入所述发动机的回水口，所述发动机的出水口与所述蒸发器的入水口之间串接有预热采暖装置。预热采暖装置可以根据发动机的工况对循环水进行加热，改善制热效果，具有很好的经济性；同时发动机在低温条件下工作时，发动机预热的时间较长，安装预热采暖装置后可以有效改善低温条件下发动机预热时间长的问题。
文档编号B66C13/52GK201381172SQ200920148110
公开日2010年1月13日 申请日期2009年4月8日 优先权日2009年4月8日
发明者史先信, 志 王, 斌 赵 申请人:徐州重型机械有限公司