热供水管道保温装置.pdf

本发明公开了一种热供水管道保温装置，一种由内外套管组成的水循环回路、容积式水泵、电加热器、测温传感器、控制器等组成的管道保温装置，一种适用于各类热水供水系统供水管道保温的装置。可以避免热供水系统因使用间隔时间造成管道水温降低带来的负面影响，以利于节约水资源和能源。

1、  一种热供水管道保温装置，其中包括水泵、热供水管道，水循环回路、测温传感器、控制器等，其特征是：循环管路采用内外套管式结构，即在热供水管内部穿入直径较细的水循环回路管道。

2、  如权力要求1所述的一种热供水管道保温装置，其特征在于：用于管道保温循环流动的水泵为容积式泵，流量与驱动电机转速成正比。

3、  如权力要求1所述的一种热供水管道保温装置，其特征在于：用于管道保温的加热器为电加热器。

热供水管道保温装置
所属技术领域
本发明涉及一种热水供水管道保温装置，一种由水循环回路、水泵和电加热器组成的热水供水管道保温装置。
背景技术
热供水设备是现代生活的基本设施之一，由于各种原因热水加热装置(如燃气热水器、太阳能热水器、热水锅炉等)与使用取水口(如盥洗室、卫浴间等)之间常常具有一定的距离，在这段距离间采用供水管道连接，由于管道所处的环境温度相对较低，在热传递效应下，管道内热水温度随用水间隔时间逐渐下降，当水温降到一定数值再次启用热水时，人们常常会将管道内的低温水排掉，一直放到热水温度适宜后使用，这给热水使用带来不便，同时在一定程度上造成了水资源和能源等的浪费。
为了降低热水输送管道散热造成的负面影响，人们采取了多种措施，如采用低导热系数的管道材料、对供水管道进行包扎等，类似方法可以有效地降低热供水管道与环境的热传递，在管道热水流速较低和短时间间隔使用的场合，这类保温方法一般能够满足要求。但是，较长时间间隔所造成的管道水温降低往往会超出使用要求，尤其在一些对水温要求较高或超长距离供水的场合，人们还配合采用循环热水供水管网系统(如附图2)来保持供水管道的水温，其中包括送水管道7、回水管道16、循环水泵17等，将温度下降的低温水通过水泵抽回重新加热。由于回流水水温不同于热水器进水(冷水)温度，再次加热容易导致管道水温异常波动。因此，采用这类循环保温系统时往往需要配备动态性能要求较高的测温和控制装置，或者配以较大容量的热水储备容器：此外，类似管网系统需要铺设回路管道(如图2中回路管道16)，使得热供水系统设计和安装比较复杂。因此，现有大部分(尤其是小型、家用燃气、太阳能等)热供水系统都不安装管道循环式保温装置，人们还是采用上述人工将管道冷水排空的方法来使用热供水装置。
发明内容
本发明提供一种热供水管道保温装置。该装置是由容积式水泵、内外套管式水循环管路、电加热器和控制器等组成。本发明提供的装置适用于各类热供水系统供水管道的保温。
本发明提供的热水供水管道保温装置的循环回路结构是：在一般热供水管道内穿入内径较小的塑料(如聚丙烯管等)细管，在容积式水泵(如柱塞泵、齿轮泵等)的作用下，通过塑料细管内外通路组成水循环回路，在水循环回路中穿有电加热装置，通过对回流水的温度检测反馈调节水泵流量和电热装置的功率，从而使热供水管道内部达到相对稳定的温度范围。
本发明提供的热供水管道保温装置具有以下特点：
1、循环管路设在供水管道内部，避免了铺设独立的回路管道，使得空间利用率较高，设计施工比较容易；
2、循环动力采用容积式水泵，具有较宽的流量调节范围。在水温很低的热供水系统启动阶段，采用较高的循环流量，使得管内水温快速达到控制范围；在热水使用间隙，由于供水管道在隔热保护层作用下内部水温变化很慢，采用较低的循环流量便能维持温度，便于最大限度的降低能耗和噪声。
3、保温采用电加热装置。虽然电能热值相对于燃气等其他能源的等效价格比较低，但是，电加热器效率高、总体功率小(电加热装置仅用于管道散热的补偿)，功率调节容易，调节范围较大。因此，采用电热管道保温具有综合优势。
附图说明
图1是本发明热供水管道保温装置结构原理图
图2是公知的热供水管道循环保温原理图
图3是本发明应用实例
图中：
1.热水器、                  2、热水器冷水进水口、  3.热水器热水出水口、
4.热供水管道保温装置主体、  5.循环水内套管、       6.管道保温装置进水口、
7.热供水管道、              8.热水使用终端设备、   9.保温电加热器、
10、容积式泵出水口、        11.容积式水泵、        12.容积式水泵驱动机组、
13.容积式水泵进水口(管)、   14.控制器、            15.测温传感器、
16.回流管道、               17.离心式水泵、        18.单向阀
具体实施方式
本发明提供的热水供水管道保温装置结构与工作原理如附图1所示，主要有容积式水泵11、水泵驱动机组12、电加热器9、测温传感器15、控制器14、以及安装在热供水管道内的循环水内套管5等部件组成。
其中：容积式泵11可采用柱塞泵、齿轮泵等各种形式，驱动机组12由电动机和减速机构组成，相关技术都为成熟技术，其原理可参阅“煤炭工业部《液压传动设计手册》上海科学技术出版社1981年4月版”等技术书籍；电加热器9由电致发热元件(电阻丝、远红外电热元件)等组成的管道式结构，通过高导热性的管壁进行热交换，从而实现对流经加热器管道水的加热。类似电加热装置为普遍使用的成熟技术，具体可参阅“《电工手册》上海科学技术出版社1978年4月版”等技术书籍。测温传感器15可采用热电阻(或热敏电阻、温度集成电路)等测温元件。控制器14可采用数字式温度调节器和驱动电路组成(可以由标准仪表组合而成，但费用较高；也可以采用嵌入式系统或单片机等组成)。内套管5采用塑料(如聚丙烯PP)管材，内径一般较细，可根据供水管道内径等参数选用，要求兼顾管道弯曲处的通经和不影响供水管道的流量要求。
工作时，控制器14通过测温传感器15测得的循环回流水温度，经运算(与设定值比较等)形成驱动信号，分别控制水泵驱动机组12中电动机的转速和电加热器9的加热功率；电动机通过减速装置带动容积式水泵11工作。容积式水泵11运行时，从进水口6吸入供水管道中的水，并将其从水泵出水口10泵出，泵出的水经管道流经电加热器9加热后沿循环内套管5一直送到热水使用终端设备8所在位置(见图3)，再经内管出口流出到热水供水管道7返回。在流动过程中，内管5管内水温高于管外，通过管壁进行部分热交换可使得管道温度相对均匀。当控制器14通过测温传感器15感受到管道水温达到设定范围时，控制水泵11和电加热器9工作在动态平衡的低运行状态，以维持热供水管道的水温，从而达到热供水管道保温的要求。