CN103322610B - 一种多能源供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多能源供热系统，所述恒温燃气快速加热装置的出水端接热水连接管，热水连接管与内循环热水管相接，内循环热水管接入储热装置中，在储热装置引出的总进水管后方通过总进水中间管接入恒温燃气快速加热装置，其特征在于：在总进水中间管上设与主控器电路连接的总进水流量传感器，热水连接管上设有调水比例阀、内循环水流量传感器及内循环冷水温度探测器，恒温燃气快速加热装置上设有用于检测燃气压力的燃气压力传感器，所述主控器与燃气压力传感器电路连接并对应控制电加热装置中的电加热管。本发明将快速式燃气加热和电加热有机地结合起来，在停气的时候，采用电加热继续提供热水，并且在夜间采用电加热保温，降低噪音。

Description

一种多能源供热系统

技术领域

本发明涉及一种多能源供热系统，尤其涉及一种将快速式供热和容积式供热有机结合，并且即可用燃气又可用电供热的多能源供热系统。

背景技术

容积式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的填料表面，从而进行热量交换的换热器，容积式换热器间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换，容积式换热器存在换了效率不高的问题，并且换热时间较长。现有的容积式换热器如专利号为201020182699.5，专利授权公告号为CN201772783，名称为《一种即热容积式换热器》的中国发明专利，其包括带进水口和出水口的储水罐、管壳加热器，所述管壳加热器包括一个U形壳体，一包括多个U形换热管的换热管束，多个在U形壳体中的连续螺旋折流板。其主要是坚决目前容积式换热器的换热效率不高的问题。但是，这种容积式换热器只是单能源供热，一旦停气，就不能够正常使用。要提供24小时充足的恒温热水，占目前市场主导地位的快速热水器是无法做到的，因此，需要将容积式供热和燃气快速式供热结合起来。目前，市场上存在的“中央热水系统”虽然能够有效的将容积式供热和燃气快速式供热结合起来，但是，该中央热水系统仍然只是单能源系统，只能单一的使用燃气，一旦停气，就不能使用。

如专利号为：200720021174.1，授权公告号为CN201032428Y，名称为《辅助电加热的容积式换热器》的中国发明专利，其公开了一种带有辅助电加热的热交换器，该热交换器包括换热器罐体、管箱、热交换管束、热媒进口、热媒出口、热水出口、冷水进口、安全阀接口和排污口，其结构为：在换热器罐体上装有电热元件安装法兰，法兰上装有电热元件，电热元件的电源线与电控柜相连，罐体顶部装有远传温度测口，远传温度测口通过导线与电控柜相连，该换热器能够在原有换热器上进行改造以解决因蒸汽供应不足而造成热水系统供应不正常的问题。但是，该换热器仍然存在气量无法调节，在夜晚时存在噪音，影响用户睡眠质量。

针对上述存在的问题，申请人于2007年6月27日申请了专利号为200720080101.X的中国发明专利《一种变量式燃气热水器》，其主要目的也是将容积式和快速式结合起来，但是仍然未达到理想的效果，温度波动较大，启动水压较高，夜晚存在噪音等问题。

除此之外，现有技术中还存在一种“中央热水系统”，如本申请人于2011年12月29日申请的中国专利号为201120562861.0，公告号为CN202371863，发明名称为《一种智能中央热水系统》，其公开了一种将快速式加热装置和容积式水箱游记结合的智能中央热水系统，即是指热水集中产生，大容量的热水可以同时、多点供给家庭生活用热水，特别适用于需要多处用水的家庭或者酒店等。现有的中央热水系统对冬季和夏季冷水温度以及气压的变化等适应性方面还存在以下一些不足之处：

1）、现有的中央热水系统的内部循环流量是固定的，不能变化；夏季冷水温度高，如果内部循环流量较小，即使用户水压高、流量大也无法达到机器的额定负荷，导致使用时的舒适性下降；如果内部循环流量较大，在冬季冷水温度低时，内部循环的温度可能达不到设定温度，同样也会降低使用的舒适性。

2）、现有的中央热水系统仅有燃气加热，一旦停气，就完全不能使用，而且在夜间保温时，燃气燃烧，风机的运行以及泵的运转将带来较大的噪音，影响用户的休息。

3）、现有的中央热水系统，在停气后，无法判断气什么时候来气，只能每相隔一段时间点一次火来判断，而且如果气压偏低，会影响风气配比，导致风气配比不正常，造成燃烧不正常，带来安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种将快速式供热和容积式供热有机结合，并且即可用燃气又可用电供热的家用多能源供热系统，解决目前中央热水系统存在使用舒适性差，靠单一燃气加热存在使用上的不便，且存在一定安全隐患的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现：一种多能源供热系统，包括主控器、储热装置、电加热装置、恒温燃气快速加热装置以及连接储热装置、电加热装置及燃气快速加热装置的管路系统，所述恒温燃气快速加热装置的出水端接热水连接管，热水连接管与内循环热水管相接，内循环热水管接入储热装置中，在储热装置引出的总进水管后方通过总进水中间管接入恒温燃气快速加热装置，其特征在于：在总进水中间管上设与主控器电路连接的总进水流量传感器，热水连接管上设有调水比例阀、内循环水流量传感器及内循环冷水温度探测器，恒温燃气快速加热装置上设有用于检测燃气压力的燃气压力传感器，所述主控器与燃气压力传感器电路连接并对应控制电加热装置中的电加热管。

作为优选，在储热装置内设有与主控器电路连接的储水筒温度探测器。

作为优选，所述储热装置包括储水筒端盖、外筒、内胆和保温层，从储水筒端盖上引出出水管；在储水筒的出水管上设有出水温度探测器，出水温度探测器与主控器电路连接。

作为优选，所述恒温燃气快速加热装置包括进气管、调节进气气量的比例阀和燃烧装置，燃气压力传感器设于比例阀上方，燃气压力传感器和燃烧装置通过气管连接，在燃烧装置上设有点火装置和感应装置，在燃烧装置的下方设有风机，在燃烧装置上方设有热交换器，热交换器的上方为排烟腔，热交换器的一端接热水连接管，在热水连接管上设有过热保护装置，在过热保护装置下方的内循环热水管上设有与主控器电路连接的内循环热水温度探测器，内循环热水管的端部与储热装置相接。

作为优选，在电加热管的外围套设一电加热护套。

作为优选，所述管路系统还包括四通管、总进水中间管、内循环冷水管、内循环热水管和储水筒进水管，所述四通管分别与总进水中间管、储水筒进水管和内循环泵相连，内循环泵出水端和内循环单向阀相连，再向上依次接入内循环冷水管、水比例阀  及内循环水流量传感器 ，再与热交换器的进水端相连，内循环热水管通过热水连接管将热交换器的出水端和内胆的热水进水口相连；储水筒进水管与内胆底部的进水端相连。

作为优选，还包括支撑整个装置的支架系统，所述支架系统包括支架，整个装置的外层主要由固定于支架上的上面壳、下面壳、上背板、下背板、底板、顶板及左右侧板构成。

作为优选，在支架的外侧设有调节平衡高度的调节螺钉，在支架的内侧设有脚轮。

作为优选，本供热系统还外接一增压泵插座。

与现有技术相比，本发明多能源供热系统存在以下有益效果：

1）、将快速式燃气加热和电加热有机地结合起来，在停气的时候，采用电加热继续提供热水，并且在夜间采用电加热保温，降低噪音；

2）、在燃气进气通路上装有燃气压力传感器以判断是否通气，并自动在气电之间进行转换，最大限度保证用户用水的舒适性；

3）、通过燃气压力传感器精确判断燃气压力的高低，从而及时调整所配比的风量，更好地解决气压变化带来的各种燃烧问题；

4）、在内循环装置上装有调水比例阀以精确地调整内循环水流量，更好地适应冬夏进水温度变化，在夏季内循环水流量可调节为稍大，让用户用水量尽可能大；冬季内循环水流量可调节为稍小，这样可以保持出水温度的稳定性；进而极大地提高用水的舒适性；

5）设置外接增压泵控制系统，在水流量较小时，增压泵以增大用水量。

附图说明

图1是本发明多能源供热系统的工作原理示意图。

图2为本发明多能源供热系统去掉面壳和侧板后的示意图；

图3为图2中的A向示意图；

图4为本发明的外部结构的立体示意图；

图5是本发明外部结构的背面示意图；

图6为本发明多能源供热系统的控制原理图。

图中：1-排烟腔， 2-开关电源，　3-主控器，  4-风机， 5-强电控制器， 6-比例阀    7-点火器，　8-电源，9-出水温度探测器， 10-出水管，  11-储水筒端盖，  12-外筒，   13-内胆，  14-保温层，  15-地脚调节螺钉， 16-电加热管，  17-电加热管护套，   18-内循环泵，   19-单向阀组件，  20-储水筒温度探测器，   21-支架，  22-内循环热水管，   23-内循环冷水管，   24-总进水管中间管，     25-总进水流量传感器，  26-总进水管，     27-进气管，   28-内循环热水温度探测器， 29-燃气压力感应器，   30-气管，   31-燃烧装置，   32-水比例阀，   33-内循环水流量传感器，   34-内循环冷水温度探测器，35-点火装置，   36-过热保护装置，  37-感应装置，  38-热水连接管，    39-热交换器，   40-上背板，    41-脚轮，  42-排水阀，   43-四通管，   44-储水筒进水管，  45-底板，  46-温度压力安全阀，   47-下背板，  48-外接增压泵插座，  49-上面壳，     50-下面壳，  51-左右侧板，  52-面控器，   53-顶板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明多能源供热系统包括主控器3、储热装置、电加热装置、恒温燃气快速加热装置以及连接储热装置、电加热装置及燃气快速加热装置的管路系统，将快速式燃气加热和电加热有机地结合起来，在停气的时候，采用电加热继续提供热水，并且在夜间采用电加热保温，降低噪音；其具体结构如下：

所述恒温燃气快速加热装置的出水端接热水连接管38，热水连接管38与内循环热水管22相接，内循环热水管22接入储热装置中，在储热装置引出的总进水管26后方通过总进水中间管24接入恒温燃气快速加热装置，在总进水中间管24上设与主控器3电路连接的总进水流量传感器25，热水连接管38上设有调水比例阀32、内循环水流量传感器33及内循环冷水温度探测器34，恒温燃气快速加热装置上设有用于检测燃气压力的燃气压力传感器29，所述主控器3与燃气压力传感器29电路连接并对应控制电加热装置中的电加热管16，主控器始终通过燃气压力感应器检测到燃气压力，如果燃气压力过低无法正常使用燃气，则启动电加热管进行电加热，但当检测到燃气压力恢复正常，马上切换回燃气加热。

在电加热管16的外围套设一电加热护套17。

所述储热装置包括储水筒端盖11、外筒12、内胆13和保温层14，从储水筒端盖11上引出出水管10；在储水筒的出水管10上设有出水温度探测器9，出水温度探测器9与主控器3电路连接。在储热装置内设有与主控器3电路连接的储水筒温度探测器20。

所述恒温燃气快速加热装置包括进气管27、调节进气气量的比例阀6和燃烧装置31，燃气压力传感器29设于比例阀6上方，燃气压力传感器29和燃烧装置31通过气管30连接，在燃烧装置31上设有点火装置35和感应装置37，在燃烧装置31的下方设有风机4，在燃烧装置31上方设有热交换器39，热交换器39的上方为排烟腔1，热交换器39的一端接热水连接管38，在热水连接管38上设有过热保护装置36，在过热保护装置36下方的内循环热水管22上设有与主控器3电路连接的内循环热水温度探测器28，内循环热水管22的端部与储热装置相接。

所述管路系统还包括四通管43、总进水中间管24、内循环冷水管23、内循环热水管22和储水筒进水管44，所述四通管43分别与总进水中间管24、储水筒进水管44和内循环泵18相连，内循环泵18出水端和内循环单向阀19相连，再向上依次接入内循环冷水管23、水比例阀 32 及内循环水流量传感器 33，再与热交换器39的进水端相连，内循环热水管22通过热水连接管 38将热交换器39的出水端和内胆13的热水进水口相连；储水筒进水管44与内胆13底部的进水端相连。

还包括支撑整个装置的支架系统，所述支架系统包括支架21，整个装置的外层主要由固定于支架21上的上面壳49、下面壳50、上背板40、下背板47、底板45、顶板53及左右侧板51构成。在支架21的外侧设有调节平衡高度的调节螺钉15，方便调节平衡高度；在支架21的内侧设有脚轮41，方便短距离搬运。温度压力安全阀46设置在上面壳49的背面。

本供热系统还外接一增压泵插座48，在用户家水流量较小时，可用于增压。

本发明的工作原理如下：

1）、保温状态

首先，保证水箱内注满水，通电、通气后，主控器3进入自检状态，储水筒温度探测器20所探测到的温度低于所设置温度的n度（具体度数根据实际情况而定）时，则立即启动内循环泵18，水通过内循环单向阀19和内循环冷水管23到达内循环水流量传感器33，此时的内循环水流量传感器33产生信号，风机4开始运转，点火装置35放电点火，比例阀6打开，点燃大火，如果感应装置37感应到火焰后，放电停止，此过程中，通过比例阀6对气量进行调整，从而使出水温度与设定温度一致。

产生的热水通过内循环热水管22和热水连接管38送到内胆13，然后通过储水筒进水管44、四通管43和内循环泵18再次被送入热交换器39内加热，直到储水筒温度探测器20感应到内胆13内的温度到达设定值时，内循环泵停止运转，阀门关闭，停止燃烧。

在此过程中，主控器3通过各个传感器进行监测，如异常，则会关断气源。

2）、用水状态

用水时，冷水依次通过总进水管26、总进水流量传感器25和总进水管中间管24，总进水流量传感器25产生信号，本机就会启动内循环泵18，冷水按保温状态时的路线被加热后进入内胆13，如果循环热水温度低于所设置温，并且燃气热负荷已处于最大位置，则水比例阀会调低内循环流量，保证出水温度。内胆13中的水则通过储水筒出水管10送到用水点。如果不停止用水，则加热装置不会停止加热。

在此过程中，主控器通过各个传感器进行监测，如异常，则会关断气源。

3）、无论是在保温加热还是用水加热时，主控器始终通过燃气压力感应器检测到燃气压力，如果燃气压力过低无法正常使用燃气，则启动电加热管进行电加热，但当检测到燃气压力恢复正常，马上切换回燃气加热。

4）、本机还设有外接增压泵控制系统，在用户家水流量较小时，可增加增压泵，将增压泵的电源插头插在外接增压泵插座上，本机可根据用户的用水情况可进行控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本多能源供热系统的控制原理如图6所示：

整机从控制原理上可以分为三个部分：输入部分，中央处理部分，输出部分。

1）输入部分：中央处理器左边表示输入部分。所谓输入部分也就是在机器中充当信号检测的各个部件，这些部件（如传感器）将检测到的信号（如电压信号、电阻信号、电脉冲信号等）经过控制器上的转换电路进行处理然后将适合中央处理器处理的电压信号输送给中央处理器进行计算以得到精确的控制数据。

2）输出部分：中中央处理单元的右边表示输出部分，所谓输出部分就是驱动控制部分，比如对风机的驱动控制，对比例阀的驱动控制，对泵的驱动控制等等。

Claims (9)

1.一种多能源供热系统，包括主控器(3)、储热装置、电加热装置、恒温燃气快速加热装置以及连接储热装置、电加热装置及燃气快速加热装置的管路系统，所述恒温燃气快速加热装置的出水端接热水连接管(38)，热水连接管(38)与内循环热水管(22)相接，内循环热水管(22)接入储热装置中，在储热装置引出的总进水管(26)后方通过总进水中间管(24)接入恒温燃气快速加热装置，在总进水中间管(24)上设与主控器(3)电路连接的总进水流量传感器(25)，其特征在于：内循环冷水管(23)上设有水比例阀(32)、内循环水流量传感器(33)及内循环冷水温度探测器(34)，恒温燃气快速加热装置上设有用于检测燃气压力的燃气压力传感器(29)，所述主控器(3)与燃气压力传感器(29)电路连接并对应控制电加热装置中的电加热管(16)。

2.如权利要求1所述的多能源供热系统，其特征在于：在储热装置内设有与主控器(3)电路连接的储水筒温度探测器(20)。

3.如权利要求2所述的多能源供热系统，其特征在于：所述储热装置包括储水筒端盖(11)、外筒(12)、内胆(13)和保温层(14)，从储水筒端盖(11)上引出出水管(10)；在储水筒的出水管(10)上设有出水温度探测器(9)，出水温度探测器(9)与主控器(3)电路连接。

4.如权利要求1所述的多能源供热系统，其特征在于：所述恒温燃气快速加热装置包括进气管(27)、调节进气气量的比例阀(6)和燃烧装置(31)，燃气压力传感器(29)设于比例阀(6)上方，燃气压力传感器(29)和燃烧装置(31)通过气管(30)连接，在燃烧装置(31)上设有点火装置(35)和感应装置(37)，在燃烧装置(31)的下方设有风机(4)，在燃烧装置(31)上方设有热交换器(39)，热交换器(39)的上方为排烟腔(1)，热交换器(39)的一端接热水连接管(38)，在热水连接管(38)上设有过热保护装置(36)，在过热保护装置(36)下方的内循环热水管(22)上设有与主控器(3)电路连接的内循环热水温度探测器(28)，内循环热水管(22)的端部与储热装置相接。

5.如权利要求1所述的多能源供热系统，其特征在于：在电加热管(16)的外围套设一电加热护套(17)。

6.如权利要求1所述的多能源供热系统，其特征在于：所述管路系统还包括四通管(43)、总进水中间管(24)、内循环冷水管(23)、内循环热水管(22)和储水筒进水管(44)，所述四通管(43)分别与总进水中间管(24)、储水筒进水管(44)和内循环泵(18)相连，内循环泵(18)出水端和内循环单向阀(19)相连，再向上依次接入内循环冷水管(23)、水比例阀(32)及内循环水流量传感器(33)，再与热交换器(39)的进水端相连，内循环热水管(22)通过热水连接管(38)将热交换器(39)的出水端和内胆(13)的热水进水口相连；储水筒进水管(44)与内胆(13)底部的进水端相连。

7.如权利要求1-6中任一权利要求所述的多能源供热系统，其特征在于：还包括支撑整个装置的支架系统，所述支架系统包括支架(21)，整个装置的外层主要由固定于支架(21)上的上面壳(49)、下面壳(50)、上背板(40)、下背板(47)、底板(45)、顶板(53)及左右侧板(51)构成。

8.如权利要求7所述的多能源供热系统，其特征在于：在支架(21)的外侧设有调节平衡高度的调节螺钉(15)，在支架(21)的内侧设有脚轮(41)。

9.如权利要求1所述的多能源供热系统，其特征在于：本供热系统还外接一增压泵插座(48)。