[发明专利]一种以压缩空气为能量来源的热水器或蒸汽发生器

说明书

一种以压缩空气为能量来源的热水器或蒸汽发生器，包括带有压缩空气入口的涡流管，涡流管热端出口输出的热气流分为两路，一路通过气体分布器连接主水箱，将热气流以气泡形式送入主水箱，与水充分接触换热产生高温气水混合物，主水箱上部开有高温气水混合物出口，所述高温气水混合物出口接气液分离器，所述气液分离器的出水口接换热器的冷介质入口，换热器的热介质入口接涡流管的热端出口另一路，在换热器的冷介质出口处得到热水或者蒸汽，由此形成热水器或蒸汽发生器。本发明相应的制备方法，本发明仅依靠压缩空气就可获得热水或者蒸汽，能够拓展压缩空气的使用范围，为压缩空气能量利用提供新的途径。

技术领域

本发明属于能源技术领域，涉及涡流管制热领域，特别涉及一种以压缩空气为能量来源的热水器或蒸汽发生器。

背景技术

压缩空气储能技术是一种新型大规模储能技术，具有环境友好、灵活性强等特点。然而，当前对于压缩空气的利用形式较为单一，压缩空气储能系统的释能过程，大都仍然以补燃后推动汽轮机发电的形式。随着压缩空气储能的日益普及，压缩空气作为一种新的能量载体，探索其多样化利用方式，能够拓展压缩空气的使用范围，为压缩空气能量利用提供新的途径。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种以压缩空气为能量来源的热水器或蒸汽发生器，通过合理的设备选取和连接，实现以压缩空气为能量来源产生热水/蒸汽的功能，产生的热水和蒸汽，一方面可以返回工业流程，降低成本；另外一方面可以用于区域供热。与推动汽轮机做功的形式相比，降低了投资成本，拓宽了适用范围。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种以压缩空气为能量来源的热水器或蒸汽发生器，包括带有压缩空气入口的涡流管，涡流管热端出口输出的热气流分为两路，一路通过气体分布器连接主水箱，将热气流以气泡形式送入主水箱，与水充分接触换热产生高温气水混合物，主水箱上部开有高温气水混合物出口，所述高温气水混合物出口接气液分离器，所述气液分离器的出水口接换热器的冷介质入口，换热器的热介质入口接涡流管的热端出口另一路，在换热器的冷介质出口处得到热水或者蒸汽，由此形成热水器或蒸汽发生器。

进一步地，所述涡流管的热端出口设置有调压阀，通过调节热端出口输出的热气流压力来调节其流速及温度。

进一步地，所述气体分布器设置于主水箱的底部，形成的气泡自下向上运动。

进一步地，所述气体分布器有多个，并联设置。

进一步地，所述高温气水混合物出口通过泵接气液分离器。

进一步地，所述气液分离器的出气口和换热器的热介质出口接位于预热水箱中的盘管，预热水箱的出水口接主水箱为其补水。所述盘管由金属制成，并通过翅片或波纹增大表面积。

进一步地，所述换热器为填充了蓄热材料的蓄热式换热器，所述气体分布器为多孔挡板或多孔介质。

本发明还提供了基于所述以压缩空气为能量来源的热水器或蒸汽发生器的热水或蒸汽制备方法，将压缩空气送入涡流管制备热气流，将所述热气流的一部分利用气体分布器以气泡形式送入主水箱，与水充分接触换热产生高温气水混合物，将所述高温气水混合物利用气液分离器进行气液分离，得到的水经换热器以所述热气流的另一部分加热得到热水或者蒸汽。

进一步地，所述气液分离得到的气体和换热器加热后的气体均送至预热水箱对水预热，预热的水作为主水箱的补水。

进一步地，所述涡流管的压缩空气入口压力大于0.7MPa，通过调压阀调节所述热气流的温度至100℃以上，通过调整所述热气流的流量和主水箱的水量，使所述高温气水混合物的温度范围为60℃～100℃，气液分离得到的水的温度小于100℃，通过调节进入换热器的热气流温度、流量及通入换热器的水流量来调节得到热水或者蒸汽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：