CN104390345A - 一种双模高效节能多用途空气能燃气锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双模高效节能多用途空气能燃气锅炉，既可以制作热水供人们使用，又可以作为取暖循环之热源；小巧精美的设计适合家庭使用，高大牢固的设计适合企业使用，点火时无爆炸声，无明火燃烧，此双模高效节能多用途空气能燃气锅炉采用独特的密闭燃烧技术，减小了不必要的热能损失，尾气的余热通过两种途径回收，大大地减少了热能的损耗，提高了锅炉的制热效率，降低了使用锅炉对大气造成的污染，制热过程的智能化闭环控制技术，使得清洁的空气能被优先利用，燃气燃烧产生的热能作为必要时的补充，整套设备自动化程度高，操作安全、简单、可靠，同时利用了网络技术，实现远程控制，适应人们高节奏生活的要求。

Description

一种双模高效节能多用途空气能燃气锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉制造技术领域，特别是燃气热水器锅炉的制造领域。 

背景技术

我国是世界上生产和使用工业锅炉最多的国家,到目前，全国持有各级锅炉制造许可证的企业超过1000家；在用工业锅炉装机总量约55．33万台，年产蒸汽190．61万蒸吨,我国还是煤炭生产大国,受特殊燃料结构影响，我国工业锅炉用燃料主要是煤，每年要消耗全国原煤产量的约1／3,近十几年来，由于受国家环保政策影响及大型油气田的开发，我国能源结构发生了一些变化,工业锅炉产品结构也随之发生变化，燃油燃气锅炉所占比例由1991年不足6％提高到2001年的15％以上；电热锅炉开始出现，少量燃生物质燃料的锅炉也投入使用；燃煤锅炉按容量所占比例，由1991年的90％降至2001年的81％。但是，我国总的能源特征是“富煤、少油、有气”，煤炭因其储量大和价格相对稳定，预计在本世纪前50年内仍将在我国一次能源构成中占主导地位,因此，我国燃煤锅炉仍将以工业锅炉为主导产品。 

传统锅炉普遍存在热量来源单一,热效率不高，燃烧技术欠缺，热利用率不高，在过去50多年里，我国工业锅炉技术水平取得了长足进步,特别是最近发展起来的燃油燃气锅炉，但其技术水平还有待进一步改善，在国内很多锅炉生产厂家特别注重锅炉本体的技术，忽视了辅助设备的研究，从而导致目前市场上的锅炉普遍存在热效率不高的问题。空气能热水器，是把空气中的低温热量吸收进来，经过压缩机压缩后转化为高温热能以此来加热水温。空气能热水器具有高效节能的特点，制造相同的热水量，空气能热水器消耗费用的成本仅为电热水器的1/4、燃气热水器的1/3，比其它热水器利用能效高。 

发明内容

本发明专利是将空气能热水锅炉和燃气锅炉完美结合的一种双模式锅炉，在空气能热水锅炉的技术基础上加以改进，将空气能热泵系统的蒸发器（带过滤设施）安装于尾气排放管道，一方面吸收了尾气的剩余热量，吸附过滤了尾气中大量的微小颗粒，让尾气变成清洁的冷气排出，同时蒸发器在尾气排放管内的热环境中工作，更加有利于冷凝器的制热，使得锅炉的效率大大提高，设计上通过智能控制技术优先使用清洁能源（空气能），必要时用燃气能源作为补充，因此此种锅炉应用更加广泛。 

本发明不同于一般的燃气空气能热水器，包括燃气能源的充分利用，空气能源的合理利用，使得本发明非常有效地提高了能源的利用率，燃烧系统在工作时，利用尾气的温度更加有利于空气能量的搬移。 

本发明专利是采用一种独特的双层圆形结构，内胆是燃烧室，外胆是热水室，热水室外层采用高保温材料，外壳通过、做到新颖别致、美观大方，家用型的体积小、成本低、操作简单、安装使用方便；工业用型的体积大、结构牢固、操作安全、安装使用方便，充分预热过的燃气和空气分别送入密闭的燃烧器内进行充分混合，然后从圆形多孔燃烧嘴喷出，经点火器点火充分燃烧，密闭的燃烧环境减少了不必要的热损失，点火时无爆炸声、无明火，充分的燃烧还减小了大气污染。 

本发明对尾气的排放采用一种导热系数非常高的耐腐蚀材料，在热水室内迂回布置，让尾气的热能最后得到尽可能的收集，减少了热损耗，同时有蒸发器置于尾气排放管道内，能有效吸收尾气中的热量，尾气就变成了冷空气排出，并将排烟中的微小颗粒无吸附过滤干净，这样一来，既节约了能源，又减小了大气污染，同时对抑制全球变暖现象有着非常积极的作用，本发明专利无需对锅炉尾气进行处理，传统的燃煤锅炉因尾气中含有大量的SO2、SO3等有害气体，需要投入昂贵的脱硫设施来处理尾气，才能排入大气。 

本发明对水的制热高效快捷，水温控制采用设定温度与燃烧系统的一种智能闭环控制，操作安全简单，避免了普通电锅炉的漏电风险，传统燃煤锅炉的热效率不高，尾气排放质量差，压力控制较单一，易爆炸的危险，本专利发明除了采用传统的安全泄压阀外，还引进了智能温度控制器，对炉内温度进行有效的控制，根据实际水温、目标水温自动调节受控流量阀、改变燃气和压缩空气的配比，来达到控制温度的目的，流量阀还可记录燃气和压缩空气的消耗量（随时可以清零）；还采用了先进的水压控制器，避免了锅炉的干烧或进水量过剩溢出造成的热损失。 

本发明专利适用范围广泛，本发明专利的高效节能炉容量可大可小，整机体积满足各种需求，家用的小巧玲珑、美观别致，工业用锅炉可根据用户的锅炉房等实际情况，进行量身定做，本锅炉点火时无爆炸声，无明火，体积小，成本低，安装使用方便。 

本发明专利在大型的工业场所不仅可以就地实现人工/自动控制，整体采用一种全智能的闭环控制系统，还可以根据使用场所的不同，还可以使用集散型控制系统（DCS）实现远程控制，以便于温度、压力、流量、水位、燃气消耗量等数据的监控、采集和管理，同时还可以实现远程开机、停机、故障停机的在线诊断、各种阀门的开关状态等等。 

附图说明

图1是本发明一种高效节能多用途燃气锅炉的结构示意图，主要由燃气、空气供应管道、燃烧室、燃气缓冲室、燃烧气孔、点火器、水压控制器、尾气排放管道、安全泄压阀、热水室、锅炉保温材料、空气能制热循环系统等组成，锅炉上还设置有热循环水进出口及阀门、外供热水出补口及阀门等。 

100部分 燃烧室是高效炉的关键部分，它是由一种导热系数高、抗氧化、耐腐蚀的高科技材料制作而成的一圆形壳体，它集成了圆形多嘴燃烧嘴130、智能点火器140、和燃气缓冲室150等辅件，可控可调的燃气和压缩空气经预热后，进入150燃气缓冲室内充分混合，再进入燃烧室经点火燃烧，在密闭的环境中燃烧，热量的散发损失几乎是没有，这就是本发明的独到之处。 

160部分  智能水压控制器是用来检测热水室内的水压，只有当160水压控制器显示水满时，110智能燃气流量阀和120智能空气流量阀才允许被开启，开始供气时，两种气体按照一定的比例和流量分别进入150燃气缓冲室，在燃气缓冲室内充分混合均匀，当混合气体的浓度到达规定值时，混合均匀的两种气体就会进入燃烧室，此时智能点火器就会立即启动点火装置，让燃料在燃烧室内燃烧起来，控制110智能燃气流量阀和120智能空气流量阀的开度，就能有效控制热水室内的水温，这样可以有效地防止锅炉干烧而损坏。 

170部分 尾气排放装置也是本发明非常独特的一个方面，尾气排放管道采用一种导热系数高、耐腐蚀性强的材料制作而成，在热水室内迂回布置通往外排口，让尾气的热能尽可能地被热水室吸收，减少热能的损耗，从而达到节能减排的目的。 

180部分 安全泄压阀是根据炉体的耐压极限而设定安全有效值，能防止炉内压力过高而损坏炉体或爆炸，起到安全保护作用。 

190部分  热水室外壳采用高效保温材料制作而成，保证热水的能量不会向外界传播，不会损失能量，燃烧室就在热水室里面，燃烧室燃烧产生的热量，通过燃烧室外壁大部分被热水室里的热水吸收，为提高吸收效率，燃烧室外壁材料为优质热导体材料，并做成许多细小的排管，同时，尾气排放管道也做成迂回曲折的结构，热水室同时负责预热燃气和压缩空气，提高燃烧效率。 

200部分  是用一种高效保温材料制作而成的圆形体，最外面的设备保护外壳设计款式新颖、线条流畅、美观大方的多种造型，安装方式灵活，有落地式、壁挂式等等，款式多种多样，设计新颖别致，满足各种不同场合的需要。 

210部分  可控智能进水阀门，可以接受160智能水压控制器的命令，实现自动补水或直接手动补水。 

220部分  智能温度控制器不仅能显示锅炉内的水温，同时还可以通过设定值来自动控制110、120燃料阀门的开度或配合比，将水温有效控制在需求范围内，还能受控于压力控制器，自动控制110、120燃料阀门，防止安全泄压阀因堵塞或失灵造成的安全事故。 

240部分  可控智能外供热水阀门是对外提供热水的通道，它可以手动打开供水，同时受控于160智能水压控制器，一旦热水室内的水压低于水压下下限时，可控智能出水阀门会自动关闭，停止对外供水，还可以发出指令，控制可控智能进水阀门自动补水。 

230部分 用于取暖的热循环供水阀门（泵），它可以手动打开供供暖，同时受控于160智能水压控制器，一旦热水室内的水压低于水压下下限时，可控智能供暖阀门会自动关闭，停止对外供暖，还可以发出指令，控制可控智能热循环回水阀门自动循环。 

250部分  热循环回水阀受控于230热循环供水阀门以及160水压控制器的控制。 

300部分 空压机是热泵系统工作时的冷媒体的动力，实现空气中的热能快速地搬移至水里面。 

310部分 膨胀阀是水里的冷凝器和尾气中的蒸发器的连接部分，它的作用是将从冷凝器里出来的中压气态冷媒剂转化为液态冷媒体流回空压机，冷媒剂在置于尾气中的蒸发器内流动，在空压机的作用下，压力突然变低，会迅速带走尾气中的剩余热量，减少了热损失。 

Claims (6)

1.一种双模高效节能多用途空气能燃气锅炉，其特征在于，主体采用的双圆球结构，内圆球作为燃烧室，外圆球采用一种高效保温的环保材料，两圆球之间的夹层作为热水室。

2.根据权利要求1所述双模高效节能多用途空气能燃气锅炉，其特征在于，还包含燃烧系统采用独特的密闭燃烧系统，一方面提高了燃烧效率，点火时无爆炸声，无明火，另一方面大大减少了热损失。

3.根据权利要求1所述双模高效节能多用途空气能燃气锅炉，其特征在于，还包含采用智能双模控制形式，优先利用清洁干净的空气能，必要时用燃气能作为补充。

4.根据权利要求1所述双模高效节能多用途空气能燃气锅炉，其特征在于，还包含将尾气外排管道迂回布置在水室内部，尽可能地回收了尾气中的剩余热能，减小了热损失；同时在空气能热水锅炉的技术基础上加以改进，将空气能热泵系统的蒸发器（带过滤设施）安装于尾气排放管道，一方面吸收了尾气的剩余热量，吸附过滤了尾气中大量的微小颗粒，让尾气变成清洁的冷气排出，同时蒸发器在尾气排放管内的热环境中工作，更加有利于冷疑器的制热，使得锅炉的效率大大提高，设计上通过智能控制技术优先使用清洁能源（空气能），必要时用燃气能源作补充，这种锅炉应用更加广泛。

5.根据权利要求1所述双模高效节能多用途空气能燃气锅炉，其特征在于，还包含采用智能化闭环控制技术，操作安全、简单、可靠。

6.根据权利要求1所述双模高效节能多用途空气能燃气锅炉，其特征在于，还包含采用网络技术，实现远程权限控制，适应人们生活节奏的要求。