一體式太陽能熱泵液化石油氣氣化器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于液化石油氣氣化技術領域，尤其涉及一體式太陽能熱泵液化石油氣氣化器，包括太陽能熱泵、設備倉、內筒、外筒、集熱蒸發器、防爆電加熱器和操作顯示面板，太陽能熱泵由外筒側表面的集熱蒸發器和設備倉內的氣液分離器、壓縮機、冷凝器、儲液器、膨脹閥依次通過制冷劑管路連接組成，液化石油氣進液管和回液管連接外筒和液化石油氣鋼瓶組或儲罐，外筒底部連接LPG排液管，內筒底部連接排水管；氣化器的氣相管連接外筒頂部和供氣管網。該實用新型充分利用太陽能和空氣能替代常規能源加熱氣化液化石油氣，節能環保，結構簡單緊湊，設計新穎，具有良好的經濟和社會效益。
【專利說明】
一體式太陽能熱泵液化石油氣氣化器
技術領域
[0001]本實用新型屬于液化石油氣氣化技術領域，尤其涉及一體式太陽能熱栗液化石油氣氣化器。
【背景技術】
[0002]液化石油氣是我國城市燃氣的主要氣源，大部分液化石油氣需要以液態形式經氣化器加熱強制氣化成氣態后，由供氣管網供給燃氣用戶。傳統的液化石油氣氣化器主要以電加熱熱水，熱水(50 °C左右)通過間壁式換熱方式，使液態液化石油氣氣化成氣態。這種氣化方式的電能消耗大約為127kWh/t液化石油氣，能耗大，不符合我國當前的節能要求。為了解決上述問題，在專利《基于直膨式太陽能熱栗的液化石油氣氣化系統及應用》(專利號ZL201110388936.2)闡述了一種基于直膨式太陽能熱栗的液化石油氣氣化系統，但該技術存在下述問題:1.系統結構復雜，設備多，占地面積大，不便于安裝和商業化;2.熱水在蓄熱水箱與氣化器之間流動所需的壓損，需要經過水栗加壓，增加了投資及高品質電能的消耗;3.管路多且長，熱損失大;4.壓縮機長久運行，排氣溫度過高進而降低熱栗了熱栗的熱力性能;5.當用戶用氣量較低而氣化器內的液化石油氣較多時，存在超壓的安全隱患;6.輔助熱源需要先加熱水后，再由熱水氣化液化石油氣，降低了熱效率。
【實用新型內容】
[0003]為了克服現有技術的缺陷，本實用新型提出了一種一體式太陽能熱栗液化石油氣氣化器，由太陽能熱栗、設備倉32、內筒20、外筒19、防爆電加熱器2和操作顯示面板10組成；
[0004]所述太陽能熱栗由布置在外筒19側表面的集熱蒸發器I和布置在設備倉32內部的氣液分離器21、壓縮機22、冷凝器23、儲液器24、膨脹閥25依次通過制冷劑管路連接組成，形成閉合的制冷劑循環通道；
[0005]所述外筒19頂部安裝設備倉32，外筒19內部中央頂部安裝內筒20，內筒20頂部與設備倉32底部相連，冷凝器23直接沉浸于內筒20，用于加熱內筒20中的水；
[0006]所述設備倉32側面設有操作顯示面板10，設備倉32頂部設有裝設電接點壓力表12的氣相管U、安全閥13和風扇14，氣相管11與外筒19頂部相連;設備倉32內部還設有注水管26和放散管27 ；注水管26頂端設有注水管端蓋15，注水管26底部與內筒20頂端連接;放散管27頂部與安全閥13相連，放散管27底部與外筒19頂部相連；
[0007]所述內筒20頂端安裝內筒溫度傳感器28和液位傳感器30，內筒20底端連接帶球閥的排水管17;
[0008]所述外筒19頂端安裝外筒溫度傳感器29，外筒19底端連接帶球閥的液化石油氣排液管16，外筒19底部設置防爆電加熱器2，外筒19底部分別連接進液管3和回液管5，進液管3和回液管5分別裝有第一防爆電磁閥4和第二防爆電磁閥9;進液管3和回液管5另一端連接液化石油氣鋼瓶組或液化石油氣;氣相管11的另一端與供氣管網相連。
[0009]所述內筒20和外筒19為鋼制的承壓式同心圓筒;所述內筒20內充裝水，所述外筒19內部底部為液相液化石油氣，頂部為氣相液化石油氣。
[0010]所述設備倉32與內筒20和外筒19之間由上層敷設保溫層的鋼制隔板31隔開;所述氣相管11、注水管26、放散管27、內筒溫度傳感器28、外筒溫度傳感器29、液位傳感器30和冷凝器23的銅管穿過隔板31與內筒20或外筒19連接時做密封處理;所述外筒19與集熱蒸發器I之間敷設保溫層18，保溫層18為聚氨酯發泡。
[0011]所述集熱蒸發器I作為外筒19的外殼，板材為工業純鋁，采用熱乳吹脹法加工而成制冷劑流動通道。
[0012]所述防爆電加熱器2內部充滿超導液體，中央設有電阻絲。
[0013]所述氣化器上的所有電器件均有防爆接線盒連接。
[0014]所述氣化器底部安裝帶剎車萬向輪。
[0015]所述進液管3和回液管5上均裝有Y型過濾器6和壓力表7;所述回液管5上還裝有止回閥8。
[0016]在用氣低谷且有太陽輻射時，太陽能熱栗運行制熱，加熱內筒20中的水進行蓄熱；
[0017]在用氣高峰時，第一防爆電磁閥4打開，液化石油氣鋼瓶組中的液態液化石油氣進入氣化器的外筒19，吸收來自內筒20的熱水熱量，強制氣化后通過氣相管11進入供氣管道，滿足用氣負荷；
[0018]在用氣高峰且太陽輻射不足時，內筒20的熱水熱量不足以滿足液態液化石油氣氣化熱量時，防爆電加熱器2開啟，補充不足的氣化熱量;氣化器的氣化量高于用氣量時，第一防爆電磁閥4關閉，第二防爆電磁閥9打開，外筒19底部的液態液化石油氣在外筒19內部的壓力下流回液化石油氣鋼瓶組；
[0019]在太陽能熱栗發生故障時，防爆電加熱器2開啟滿足氣化熱量。
[0020]所述風扇14為軸流式風扇，與壓縮機22運行聯動，及時排出電機加熱量，降低壓縮機排氣溫度，提高太陽能熱栗熱力性能。
[0021]本實用新型具有以下有益效果:
[0022]1.一體式設計，結構簡單，占地面積小，便于布置；
[0023]2.僅利用液化石油氣鋼瓶組內的壓力讓液態液化石油氣流入氣化器，而作為熱媒的水儲存在內筒，無需水栗加壓，節省投資和電能消耗；
[0024]3.風扇的運轉能夠及時帶走電機散發的熱量，降低壓縮機排氣溫度，提高太陽能熱栗的熱力性能，更利于充分利用太陽能；
[0025]4.回液管能夠有效讓氣化器外筒內的液態液化石油氣回流至液化石油氣鋼瓶組，提高了氣化器的安全性，并且減少了因超壓放散的氣態液化石油氣量，節省能源；
[0026]5.作為輔助熱源的防爆電加熱器直接置于外筒，能夠直接加熱氣化液化石油氣，省去了利用中間介質的換熱環節，提高了換熱效率；
[0027]6.集熱蒸發器充當氣化器外殼，降低了成本。
【附圖說明】
[0028]圖1為一體式太陽能熱栗液化石油氣氣化器外觀圖:
[0029]圖2為一體式太陽能熱栗液化石油氣氣化器的剖面圖:
[0030]圖中:1_集熱蒸發器;2-防爆電加熱器;3-進液管;4-第一防爆電磁閥；5-回液管；6-Y型過濾器;7-壓力表;8-止回閥；9-第二防爆電磁閥；10-操作顯示面板；11-氣相管；12-電接點壓力表；13-安全閥；14-風扇；15-注水管端蓋；16-帶球閥的液化石油氣排液管；17-帶球閥的排水管；18-保溫層；19-外筒；20-內筒；21-氣液分離器;22-壓縮機;23-冷凝器；24-儲液器;25-膨脹閥；26-注水管；27-放散管；28-內筒溫度傳感器;29-外筒溫度傳感器；30-液位傳感器;31-隔板;32-設備倉。
【具體實施方式】
[0031 ]下面結合附圖，對實施例作詳細說明。
[0032]實施例1
[0033]如圖1和圖2所示，一體式太陽能熱栗液化石油氣氣化器由太陽能熱栗、設備倉32、內筒20、外筒19、防爆電加熱器2和操作顯示面板10組成；
[0034]所述太陽能熱栗由布置在外筒19側表面的集熱蒸發器I和布置在設備倉32內部的氣液分離器21、壓縮機22、冷凝器23、儲液器24、膨脹閥25依次通過制冷劑管路連接組成，形成閉合的制冷劑循環通道；
[0035]所述外筒19頂部安裝設備倉32，外筒19內部中央頂部安裝內筒20，內筒20頂部與設備倉32底部相連，冷凝器23直接沉浸于內筒20，用于加熱內筒20中的水；
[0036]所述設備倉32側面設有操作顯示面板10，設備倉32頂部設有裝設電接點壓力表12的氣相管11、安全閥13和風扇14，氣相管11與外筒19頂部相連;設備倉32內部還設有注水管26和放散管27 ；注水管26頂端設有注水管端蓋15，注水管26底部與內筒20頂端連接;放散管27頂部與安全閥13相連，放散管27底部與外筒19頂部相連；
[0037]所述內筒20頂端安裝內筒溫度傳感器28和液位傳感器30，內筒20底端連接帶球閥的排水管17;
[0038]所述外筒19頂端安裝外筒溫度傳感器29，外筒19底端連接帶球閥的液化石油氣排液管16，外筒19底部設置防爆電加熱器2，外筒19底部分別連接進液管3和回液管5，進液管3和回液管5分別裝有第一防爆電磁閥4和第二防爆電磁閥9;進液管3和回液管5另一端連接液化石油氣鋼瓶組或液化石油氣;氣相管11的另一端與供氣管網相連。
[0039]所述內筒20和外筒19為鋼制的承壓式同心圓筒;所述內筒20內充裝水，所述外筒19內部底部為液相液化石油氣，頂部為氣相液化石油氣。
[0040]所述設備倉32與內筒20和外筒19之間由上層敷設保溫層的鋼制隔板31隔開;所述氣相管11、注水管26、放散管27、內筒溫度傳感器28、外筒溫度傳感器29、液位傳感器30和冷凝器23的銅管穿過隔板31與內筒20或外筒19連接時做密封處理;所述外筒19與集熱蒸發器I之間敷設保溫層18，保溫層18為聚氨酯發泡。
[0041]所述集熱蒸發器I作為外筒19的外殼，板材為工業純鋁，采用熱乳吹脹法加工而成制冷劑流動通道。
[0042]所述防爆電加熱器2內部充滿超導液體，中央設有電阻絲。
[0043]所述所有電器件均有防爆接線盒連接。
[0044]所述氣化器底部安裝帶剎車萬向輪。
[0045]所述進液管3和回液管5上均裝有Y型過濾器6和壓力表7;所述回液管5上還裝有止回閥8。
[0046]實施例2
[0047]以下結合附圖1和圖2，說明一體式太陽能熱栗液化石油氣氣化器的運行控制方法和工作原理。
[0048]運行控制方法:
[0049]壓縮機的啟/停，即太陽能熱栗的啟/停:由太陽輻射值和內筒溫度傳感器28的溫度值控制，在本實施例中控制閾值取:太陽輻射值Ic為30W/V，熱水水溫下限tc,L為45°C，上限tc,u為60°C。
[0050]當太陽輻射值I> Ic且熱水水溫t〈tc,L時，壓縮機22啟動，太陽能熱栗運行加熱內筒20中的水；
[0051]當太陽輻射值KIc或熱水水溫t2 tc,u時，壓縮機22關停，太陽能熱栗停止運行。
[0052]風扇的啟/停:與壓縮機22運行聯動。
[0053]防爆電磁閥的啟/閉:由電接點壓力表12的壓力值控制，在本實施例中控制閾值取:壓力下限Pc, L為0.5MPa，上限Pc, U為0.8MPa。
[0054]當電接點壓力表的壓力值P〈PC,L時，第一防爆電磁閥4打開；
[0055]當電接點壓力表的壓力值P2 Pc,u時，第一防爆電磁閥4關閉，第二防爆電磁閥9打開；
[0056]當電接點壓力表的壓力值P〈Pc,u時，第二防爆電磁閥9關閉。
[0057]防爆電加熱器的啟/停:由太陽輻射值、內筒溫度傳感器28的溫度值和電接點壓力表12的壓力值控制。
[0058]當熱水水溫舊[丨^，化,11]且電接點壓力表的壓力值?仍,11時，防爆電加熱器2開啟運行；
[0059]當熱水水溫t〈tc,L且電接點壓力表的壓力值P〈Pc,u時，防爆電加熱器2開啟運行；
[0060]當P^ Pc,u時，防爆電加熱器2停止運行。
[0061 ] 在本實施例中安全閥13的控制閾值取Pc, s為1.76MPa，當外筒19內的壓力超過Pc, s時，安全閥13打開，將超壓氣體自動排出后自動關閉。
[0062]工作原理:
[0063]當內筒20內熱水溫度低于tc,L且太陽輻射值不低于Ic，則啟動壓縮機，太陽能熱栗運行，加熱內筒20內的熱水，同時，風扇14運行；當內筒20內的水溫升高到tc,u，則關閉壓縮機，太陽能熱栗停止運行，同時，風扇14關停。
[0064]當用戶用氣且電接點壓力表12的數值低于PC,L時，第一防爆電磁閥4打開，液化石油氣鋼瓶組內的液態液化石油氣經進液管3上的Y型過濾器6過濾后進入氣化器外筒，被內筒20中的熱水加熱氣化后，當電接點壓力表12的數值達到Pc,L后，氣相管11與供氣管網連接的氣相閥打開，氣態液化石油氣經氣相管11送入供氣管網供給用戶。
[0065]在用氣低谷時，內筒20中熱水可釋放的熱量大于外筒19中液態液化石油氣氣化所需熱量，外筒19的壓力不斷升高，當電接點壓力表12的數值超過PC,u時，防爆電磁閥4關閉，第二防爆電磁閥9打開。若外筒19的壓力高于液化石油氣鋼瓶內的壓力，則外筒19底部的液態液化石油氣依靠自身壓力通過設置在回液管5上的Y型過濾器6、止回閥8和第二防爆電磁閥9節流降溫后流回到液化石油氣鋼瓶組;若外筒19的壓力低于液化石油氣鋼瓶內的壓力，外筒19底部的液態液化石油氣無法回流至液化石油氣鋼瓶組，在不進液的情況下外筒19的壓力有可能繼續升高，升高至Pc,S，則安全閥13打開將外筒19上部的氣態液化石油氣經放散管27自動排出泄壓后自動關閉。
[0066]用氣高峰或太陽輻射不足時，內筒20中熱水可釋放的熱量小于外筒19中液態液化石油氣氣化所需熱量，隨著外筒19上部的氣態液化石油氣不斷由氣相管11送入供氣管網，外筒19的壓力降低，當電接點壓力表12的數值低于Pc,u時，第二防爆電磁閥9關閉，防爆電加熱器2啟動。若外筒19的壓力繼續降低至低于PC,L，第一防爆電磁閥4開啟，液化石油氣鋼瓶組中的液態液化石油氣經進液管3進入外筒19進行氣化提升壓力，當電接點壓力表12的數值升至Pc, u時，防爆電加熱器2停止運行。
[0067]若液位傳感器30的數值低于設定的液位下限，則通過注水管26人工往內筒20補水直至設定的液位上限。
[0068]氣化過程中積聚在外筒19底部的液化石油氣殘液定期由帶球閥的液化石油氣排液管16排出。
[0069]本實用新型適用于液化石油氣強制氣化的場合，即可用于民用，也可用于工業。
[0070]此實施例僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一體式太陽能熱栗液化石油氣氣化器，其特征在于，由太陽能熱栗、設備倉(32)、內筒(20)、外筒(19)、防爆電加熱器(2)和操作顯示面板(10)組成； 所述太陽能熱栗由布置在外筒(19)側表面的集熱蒸發器(I)和布置在設備倉(32)內部的氣液分離器(21)、壓縮機(22)、冷凝器(23)、儲液器(24)、膨脹閥(25)依次通過制冷劑管路連接組成，形成閉合的制冷劑循環通道； 所述外筒(19)頂部安裝設備倉(32)，外筒(19)內部中央頂部安裝內筒(20)，內筒(20)頂部與設備倉(32)底部相連，冷凝器(23)直接沉浸于內筒(20)，用于加熱內筒(20)中的水； 所述設備倉(32)側面設有操作顯示面板(10)，設備倉(32)頂部設有裝設電接點壓力表(12)的氣相管(11)、安全閥(13)和風扇(14)，氣相管(11)與外筒(19)頂部相連;設備倉(32)內部還設有注水管(26)和放散管(27);注水管(26)頂端設有注水管端蓋(15)，注水管(26)底部與內筒(20)頂端連接;放散管(27)頂部與安全閥(I3)相連，放散管(27)底部與外筒(19)頂部相連； 所述內筒(20)頂端安裝內筒溫度傳感器(28)和液位傳感器(30)，內筒(20)底端連接帶球閥的排水管(17); 所述外筒(19)頂端安裝外筒溫度傳感器(29)，外筒(19)底端連接帶球閥的液化石油氣排液管(16)，外筒(19)底部設置防爆電加熱器(2)，外筒(19)底部分別連接進液管(3)和回液管(5)，進液管(3)和回液管(5)分別裝有第一防爆電磁閥(4)和第二防爆電磁閥(9);進液管(3)和回液管(5)另一端連接液化石油氣鋼瓶組或液化石油氣;氣相管(11)的另一端與供氣管網相連。2.根據權利要求1所述氣化器，其特征在于，所述內筒(20)和外筒(19)為鋼制的承壓式同心圓筒;所述內筒(20)內充裝水，所述外筒(19)內部底部為液相液化石油氣，頂部為氣相液化石油氣。3.根據權利要求1所述氣化器，其特征在于，所述設備倉(32)與內筒(20)和外筒(19)之間由上層敷設保溫層的鋼制隔板(31)隔開;所述氣相管(11)、注水管(26)、放散管(27)、內筒溫度傳感器(28)、外筒溫度傳感器(29)、液位傳感器(30)和冷凝器(23)的銅管穿過隔板(31)與內筒(20)或外筒(19)連接時做密封處理;所述外筒(19)與集熱蒸發器(I)之間敷設保溫層(18)，保溫層(18)為聚氨酯發泡。4.根據權利要求1所述氣化器，其特征在于，所述集熱蒸發器(I)作為外筒(19)的外殼，板材為工業純鋁，采用熱乳吹脹法加工而成制冷劑流動通道。5.根據權利要求1所述氣化器，其特征在于，所述防爆電加熱器(2)內部充滿超導液體，中央設有電阻絲。6.根據權利要求1所述氣化器，其特征在于，所述氣化器上的所有電器件均有防爆接線盒連接。7.根據權利要求1所述氣化器，其特征在于，所述氣化器底部安裝帶剎車萬向輪。8.根據權利要求1所述氣化器，其特征在于，所述進液管(3)和回液管(5)上均裝有Y型過濾器(6)和壓力表(7);所述回液管(5)上還裝有止回閥(8)。9.根據權利要求1所述氣化器，其特征在于，所述風扇(14)為軸流式風扇，與壓縮機(22)運行聯動。
【文檔編號】F17C7/04GK205447258SQ201521035498
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月14日
【發明人】時國華
【申請人】華北電力大學（保定）