CN103322613B - 一种多能源壁挂炉式供热、供暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多能源壁挂炉式供热、供暖系统，包括主控器、储热装置、快速加热及采暖系统、内循环管道系统、预加热管路系统和支架系统；所述快速加热及采暖系统包括双管热交换器、采暖热水管；所述内循环管路系统包括内循环泵、总进水流量传感器，在内循环管道系统上设有调水比例阀、内循环水流量传感器和内循环冷水温度探测器，在快速加热及采暖系统中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储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和供暖，并且在夜间采用电加热保温，降低噪音。

Description

一种多能源壁挂炉式供热、供暖系统

技术领域

本发明涉及一种壁挂炉式供热、供暖系统，尤其涉及一种将两用壁挂炉和容积式有机结合，并且即可用燃气又可用电供热和供暖的多能源壁挂炉式供热、供暖系统。

背景技术

两用壁挂炉具备采暖和提供生活热水的两种功能，在中国的北方地区越来越成为一种家庭必需的用品,在提供生活热水时两用壁挂炉实际上就相当于一个快速燃气热水器,此前将容积式和燃气快速式结合起来的家用多能源无限量供热、供暖中心，只能用气，一旦停气，不仅不能采暖而且也不能使用生活热水，并且原有的供热、供暖系统对冬夏冷水温度的变化，气压的变化等适应性方面较差。

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。另外，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热效率不高的问题，并且换热时间较长。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，

另外，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。

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。

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。该中央热水系统虽然能够提供供热，但是在采暖上仍然存在不足，还存在以下一些缺陷：

1）.原有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，即使用户家水压高，流量大，也无法达到机器的额定负荷，使用的舒适性下降，但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）.原有的中央热水系统，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，泵的运转，在夜间保温运行时，带来的噪音较大，影响用户的休息。

3）.原有的中央热水系统，在停气后，无法判断气什么时候来，只能每相隔一段时间点一次火，看是否能点燃来判断气是否来了。而且如果气压偏低，风气配比会不正常，造成燃烧的不正常。

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壁挂炉式供热、供暖系统，解决现有技术存在的问题，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：一种多能源壁挂炉式供热、供暖系统，包括主控器、储热装置、快速加热及采暖系统、内循环管道系统、预加热管路系统和支架系统；所述储热装置包括出水管、储水筒端盖、外筒、内胆、保温层和电加热管；所述快速加热及采暖系统包括风机、排烟腔、燃烧装置、空气室腔、空气室盖板、进气管、进气控制总成、风压开关、双管热交换器、采暖热水管、膨胀水箱连接管、膨胀水箱、膨胀水箱固定板和膨胀水箱连接板；所述内循环管路系统包括内循环泵、单向阀组件、内循环热水管、内循环冷水管、总进水管中间管、总进水流量传感器、四通管、储水桶进水管、进水管和出水管；其特征在于：在内循环管道系统上设有调水比例阀、内循环水流量传感器和内循环冷水温度探测器，在快速加热及采暖系统中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储热装置中的电加热管。

作为优选，主控器通过燃气压力感应器检测燃气压力，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，当检测到燃气压力恢复正常，马上切换回燃气加热。

作为优选，所述双管热交换器的采暖出水口与外部散热器的进水口通过采暖热水管连接，双管热交换器的采暖进水口与采暖循环泵出水口通过泵后采暖回水管连接起来，采暖循环泵的进水口与泵前采暖回水管的出水口相连，泵前采暖回水管的进水口与外部的散热器的回水口相连。

作为优选，四通管分别和总进水管中间管、储水桶进水管及内循环泵相连，内循环泵出水端通过单向阀组件相连向上依次与内循环冷水管、调水比例阀、内循环水流量传感器及双管热交换器的进水端相连，内循环热水管将双管热交换器的出水端和内胆的热水进水口相连，储水桶进水管和内胆底部的进水端相连。

作为优选，所述支架系统包括支架、上背板、下背板、底板、调节平衡高度的地脚调节螺钉和便于移动的脚轮。

更进一步地，所述快速加热及采暖系统构成一个整体后固定于支架系统的上背板上；储热装置固定在支架上，且位于快速加热及采暖系统的下部；内循环泵用螺母固定在支架的底部。

更进一步地，膨胀水箱通过膨胀水箱固定板和膨胀水箱连接板固定在上背板上，膨胀水箱连接管将膨胀水箱和采暖热水管联通。

作为优选，出水管从储水筒端盖上引出，在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，在电加热管的外围套设一电加热护套。

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，本发明多能源壁挂炉式供热、供暖系统存在以下有益效果：

1）将采用双管热交换器的壁挂炉和电加热有机结合，在停气的时候，可以采用电加热，继续提供热水，并且可以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，可判断是否有气，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，可精确判断燃气压力的高低，从而及时调整所配比的风量，更好地适应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，可以精确地调整内循环的水流量，更好地适应冬夏进水温度变化的情况，在夏季内循环水流量可以大一些，让用户用水能用水量尽可能大一些，冬季内循环水流量可以小一些，这样可以保持出水温度的稳定性，极大地提高了用水的舒适性；

5）设有外接增压泵控制系统，在用户家水流量较小时，可打开增压泵，由本机统一控制。

附图说明

图1是本发明多能源壁挂炉式供热、供暖系统的工作原理示意图。

图2为本发明多能源壁挂炉式供热、供暖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为本发明多能源壁挂炉式供热、供暖系统的控制原理图。

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，本发明多能源壁挂炉式供热、供暖系统，包括主控器40、储热装置、快速加热及采暖系统、内循环管道系统、预加热管路系统和支架系统；其具体结构如下：

所述储热装置包括出水管13、储水筒端盖15、外筒16、内胆17、保温层18和电加热管20；所述快速加热及采暖系统包括风机1、排烟腔2、燃烧装置3、空气室腔4、空气室盖板5、进气管31、进气控制总成37、风压开关41、双管热交换器43、采暖热水管44、膨胀水箱连接管53、膨胀水箱54、膨胀水箱固定板56和膨胀水箱连接板57；所述内循环管路系统包括内循环泵22、单向阀组件23、内循环热水管25、内循环冷水管26、总进水管中间管27、总进水流量传感器28、四通管47、储水桶进水管48、进水管31和出水管13；其特征在于：在内循环管道系统上设有调水比例阀32、内循环水流量传感器33和内循环冷水温度探测器34，在快速加热及采暖系统中设有用于检测燃气压力的燃气压力传感器36，所述主控器40与燃气压力传感器36电路连接并对应控制储热装置中的电加热管20；主控器40通过燃气压力感应器36检测燃气压力，如果燃气压力过低无法正常使用燃气，则启动电加热管20进行电加热，当检测到燃气压力恢复正常，马上切换回燃气加热。

所述双管热交换器43的采暖出水口与外部散热器的进水口通过采暖热水管44连接，双管热交换器43的采暖进水口与采暖循环泵9出水口通过泵后采暖回水管8连接起来，采暖循环泵9的进水口与泵前采暖回水管11的出水口相连，泵前采暖回水管11的进水口与外部的散热器的回水口相连。

四通管47是整个进水管路的中心，四通管47分别和总进水管中间管27、储水桶进水管48及内循环泵22相连，内循环泵22出水端通过单向阀组件23相连向上依次与内循环冷水管25、调水比例阀32、内循环水流量传感器33及双管热交换器43的进水端相连，内循环热水管25将双管热交换器43的出水端和内胆17的热水进水口相连，储水桶进水管48和内胆17底部的进水端相连。

所述支架系统包括支架60、上背板58、下背板51、底板49、调节平衡高度的地脚调节螺钉19和便于移动的脚轮45，脚轮方便了短距离的搬运。所述快速加热及采暖系统构成一个整体后固定于支架系统的上背板58上；储热装置固定在支架60上，且位于快速加热及采暖系统的下部；内循环泵22用螺母固定在支架60的底部；膨胀水箱54通过膨胀水箱固定板56和膨胀水箱连接板57固定在上背板58上，膨胀水箱连接管53将膨胀水箱54和采暖热水管44联通。

出水管13从储水筒端盖15上引出，在出水管13上设有出水温度探测器14，出水温度探测器14与主控器40电路连接。

在电加热管16的外围套设一电加热护套17。

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，可增加增压泵，由本机统一控制。

本发明的工作原理为：

本发明总体上的原则是：生活用水优先。

1）、保温状态

首先，保证水箱内注满水，采暖系统注满水，通电、通气后，主控器进入自检状态，储水筒温度探测器所探测到的温度低于所设置温度的n度时，则立即启动内循环泵，水通过内循环单向阀和内循环冷水管到达内循环水流量传感器，此时内循环水流量传感器产生信号，风机开始运转，燃烧装置中的点火针放电点火，进气控制总成中的比例阀打开，点燃大火，如果燃烧装置感应针感应到火焰后，放电停止，此过程中，通过进气控制总成中的比例阀对气量进行调整，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送到内胆，然后通过储水筒进水管、四通管、内循环泵再次被送入双管热交换器加热，直到储水筒温度探测器感应到内胆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、总进水流量传感器和总进水管中间管，总进水流量传感器产生信号，本机就会启动内循环泵，冷水按保温状态时的路线被加热后进入内胆，如果循环热水温度低于所设置温度，并且燃气热负荷已处于最大位置，则调水比例阀会调低内循环流量，保证出水温度。内胆中的水则通过储水筒出水管送到用水点；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。

5）采暖的工作原理

整个采暖系统是个封闭系统，当机器处于采暖状态时，采暖循环泵开始工作，进气控制总成打开气阀，在控制器控制下，整个燃烧系统开始工作，此时内循环泵均处于停止状态。水被泵从散热片抽回依次进入泵前采暖回水管、采暖循环泵、泵后采暖回水管、双管热交换器后被加热，在经采暖热水管进入散热器再次循环。当采暖温度探测器探测到温度未达到设定温度时，则整个采暖系统会一直工作，当采暖温度探测器探测到温度达到设定温度时，则采暖会停止；而且一旦用户使用生活热水或储水筒内开始保温时，则采暖也会停止。

如图6所示，控制系统原理说明：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：上图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，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信号即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)

1.一种多能源壁挂炉式供热、供暖系统，包括主控器(40)、储热装置、快速加热及采暖系统、内循环管道系统、预加热管路系统和支架系统；所述储热装置包括出水管(13)、储水筒端盖(15)、外筒(16)、内胆(17)、保温层(18)和电加热管(20)；所述快速加热及采暖系统包括风机(1)、排烟腔(2)、燃烧装置(3)、空气室腔(4)、空气室盖板(5)、进气管(31)、进气控制总成(37)、风压开关(41)、双管热交换器(43)、采暖热水管(44)、膨胀水箱连接管(53)、膨胀水箱(54)、膨胀水箱固定板(56)和膨胀水箱连接板(57)；所述内循环管路系统包括内循环泵(22)、单向阀组件(23)、内循环热水管(25)、内循环冷水管(26)、总进水管中间管(27)、总进水流量传感器(28)、四通管(47)、储水桶进水管(48)、进水管(30)和出水管(13)；其特征在于：在内循环管道系统上设有调水比例阀(32)、内循环水流量传感器(33)和内循环冷水温度探测器(34)，在快速加热及采暖系统中设有用于检测燃气压力的燃气压力传感器(36)，所述主控器(40)与燃气压力传感器(36)电路连接并对应控制储热装置中的电加热管(20)；四通管(47)分别和总进水管中间管(27)、储水桶进水管(48)及内循环泵(22)相连，内循环泵(22)出水端通过单向阀组件(23)相连向上依次与内循环冷水管(25)、调水比例阀(32)、内循环水流量传感器(33)及双管热交换器(43)的进水端相连，内循环热水管(25)将双管热交换器(43)的出水端和内胆(17)的热水进水口相连，储水桶进水管(48)和内胆(17)底部的进水端相连。

2.如权利要求1所述的多能源壁挂炉式供热、供暖系统，其特征在于：主控器(40)通过燃气压力传感器(36)检测燃气压力，如果燃气压力过低无法正常使用燃气，则启动电加热管(20)进行电加热，当检测到燃气压力恢复正常，马上切换回燃气加热。

3.如权利要求1所述的多能源壁挂炉式供热、供暖系统，其特征在于：所述双管热交换器(43)的采暖出水口与外部散热器的进水口通过采暖热水管(44)连接，双管热交换器(43)的采暖进水口与采暖循环泵(9)出水口通过泵后采暖回水管(8)连接起来，采暖循环泵(9)的进水口与泵前采暖回水管(11)的出水口相连，泵前采暖回水管(11)的进水口与外部的散热器的回水口相连。

4.如权利要求1所述的多能源壁挂炉式供热、供暖系统，其特征在于：所述支架系统包括支架(60)、上背板(58)、下背板(51)、底板(49)、调节平衡高度的地脚调节螺钉(19)和便于移动的脚轮(45)。

5.如权利要求1所述的多能源壁挂炉式供热、供暖系统，其特征在于：所述快速加热及采暖系统构成一个整体后固定于支架系统的上背板(58)上；储热装置固定在支架(60)上，且位于快速加热及采暖系统的下部；内循环泵(22)用螺母固定在支架(60)的底部。

6.如权利要求5所述的多能源壁挂炉式供热、供暖系统，其特征在于：膨胀水箱(54)通过膨胀水箱固定板(56)和膨胀水箱连接板(57)固定在上背板(58)上，膨胀水箱连接管(53)将膨胀水箱(54)和采暖热水管(44)联通。

7.如权利要求1所述的多能源壁挂炉式供热、供暖系统，其特征在于：出水管(13)从储水筒端盖(15)上引出，在出水管(13)上设有出水温度探测器(14)，出水温度探测器(14)与主控器(40)电路连接。

8.如权利要求1所述的多能源壁挂炉式供热、供暖系统，其特征在于：在电加热管(20)的外围套设一电加热护套(21)。

9.如权利要求1所述的多能源壁挂炉式供热、供暖系统，其特征在于：本供热系统还外接一增压泵插座(52)。