CN106091070B - 一种水循环壁炉供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水循环壁炉供热系统，包括水循环壁炉、输水管道和用热装置，水循环壁炉与用热装置之间设有储水罐，储水罐为夹套结构。本发明储水罐中内导筒与內罐可构成一个液压结构，可不依赖于公共管网的压力工作，即使断绝了公共管网的压力供应，储水罐仍可将储存的热水输往各用热装置，满足热水的应急使用需要，因此具有更强的独立性，而且使得壁炉的功能进一步拓展，不仅具备常规取暖功能，还能形成覆盖家庭的供热局域管网，充分利用壁炉工作时产生的热能及衍生的副产品，部分取代热水器这种专用家电的职能，减少能耗，更为环保。

Description

一种水循环壁炉供热系统

技术领域

本发明涉及一种家用供热装置，更具体地说，它涉及一种水循环壁炉供热系统。

背景技术

在寒冷的冬天，人们对热水、暖气的需求量很大，目前常见的家用供热装置主要有接入公共供热管网的采暖装置和独立安装的、具有不同能源利用形式的热水器、加热器，如电热水器、太阳能热水器及燃气热水器等。在我国，黄河以南多数地区没有公共供暖设施，但这些地区中的相当一部分冬天平均气温也很低，因此这些地区冬天只能依靠独立安装的供热装置加热取暖。在上述地域的广大农村地区，存在着冬天生壁炉、火炉取暖的传统，另外，随着人们生活水平的提高，很多居住条件得到改善的人们也开始追求时尚生活，在住房里设置了壁炉用于冬季取暖。烧壁炉需要投入能源产生大量热量，为提高能源利用率，减少热能浪费，很多壁炉生产厂家、装修设计施工单位都提出了一些壁炉综合利用系统的解决方案，即以壁炉为核心形成一个局域管网，利用壁炉来加热管网中的工作媒质，并输送到多个用热装置上，达到综合利用，如公开号为CN102777967A的发明于2012年11月14日公开了一种生物质水循环壁炉采暖系统，包括生物质水循环壁炉装置、保温储水罐及地暖盘管，所述生物质水循环壁炉装置通过管路连接供暖区域内的若干组暖气片，该生物质水循环壁炉装置分别与外部的保温储水罐及地板下方的地暖盘管管路连接，位于生物质水循环壁炉装置与暖气片、保温储水罐及地暖盘管不同的供暖设备所连接的管路上设置温控装置。本发明有益效果为：通过设置生物质水循环壁炉装置并以其为供暖基础，来实现不同场所室内完全供暖的需求，首先，此生物质水循环壁炉所采用的燃料为可再生资源、十分环保、原材料来源广泛、成本低廉；其次，相比传统以其它装置为基础的供暖系统提高了运行效率；此外，具有较强的可拓展性。但是该生物质水循环壁炉采暖系统与常见的家用热水器一样都存在着一个缺点，即如果住房没有条件将储水容器安置到高处，局域管网中的工作媒质将只能利用公共供水管网的工作压力来驱动局域管网的媒质流动，因此难以摆脱对公共管网的依赖，一旦公共管网突发停水的意外状况，局域管网也将失去工作动力，储水罐中储存的大量已加热的工作媒质也无法进行有效利用，导致热能白白损失浪费。

发明内容

现有的独立式家用供热装置的工作依赖公共供水管网的工作压力，一旦公共管网突发停水的意外状况，供热装置也无法工作，导致热能白白损失浪费，为克服这缺陷，本发明提供了一种独立性更强，脱离公共供水管网也能将储存的热水对外输出，从而提高利用率的水循环壁炉供热系统。

本发明的技术方案是：一种水循环壁炉供热系统，包括水循环壁炉、输水管道和用热装置，水循环壁炉与用热装置之间设有储水罐，储水罐为夹套结构，水循环壁炉、储水罐及用热装置三者之间通过输水管道连接。在对壁炉有刚性需求的家庭中安装水循环壁炉，具有除了取暖之外更多的功能，以水循环壁炉为核心可建立起一覆盖家庭的供热局域管网，充分采集壁炉生成的热能，在壁炉常规供暖之外充分利用壁炉衍生出的副产品——热水，替换通常需要另外安装热水器才能获得的热水，设置储水罐，可以提供更大的容纳空间将壁炉生产出来而又不会连续使用的热水汇集储存，以满足洗浴等断续、大量的生活用水需求，储水罐的夹套结构能够更好地进行保温，便于热水长时间储存。本水循环壁炉供热系统使得壁炉的功能进一步拓展，部分取代热水器这种专用家电的职能，减少能耗，更为环保。

作为优选，水循环壁炉与储水罐之间的输水管道，及储水罐与所述用热装置之间的输水管道上均设有水泵。水泵可作为以水循环壁炉为核心的供热局域管网的循环动力，推动壁炉衍生出的热水在供热局域管网中流动，设置水泵可摆脱对公共管网的压力供应的依赖，当遇到自来水停水等突发状况时，启动水泵，储水罐仍可将储存的热水输往各用热装置，满足热水的应急使用需要。

作为优选，储水罐包括外罐和內罐，外罐内设有内导筒，內罐可滑动地嵌套于内导筒中，内导筒与內罐间设有动密封结构，內罐底部设有注水阀，内导筒底部设有热水输出阀，外罐顶部设有升降驱动装置，升降驱动装置贯通外罐顶部，內罐与升降驱动装置传动连接。內罐可在内导筒内滑动，由于内导筒与內罐间设有动密封结构，内导筒与內罐可构成一个液压结构。当遇到自来水停水等突发状况时，升降驱动装置可将內罐提升，內罐可打开注水阀，将部分热水排入內罐底部与内导筒底部之间的空隙中，填满后內罐底部所有阀门关闭，內罐底部形成封闭面，然后升降驱动装置再次启动，驱动內罐下降，压缩内导筒底部与內罐底部间的腔体，产生足够液压，此时內罐与内导筒间的液压成为热水输出动力，这样，即使断绝了公共管网的压力供应，储水罐仍可将储存的热水输往各用热装置，满足热水的应急使用需要。

作为优选，所述升降驱动装置包括升降电机、升降螺杆、螺母座和传动机架，升降电机固定在传动机架上，升降螺杆竖直转动连接在传动机架上，升降螺杆与升降电机传动连接，螺母座螺纹连接在升降螺杆上，螺母座贯穿外罐顶部，螺母座底部与內罐固连。升降电机转动时可带动升降螺杆转动，升降螺杆与螺母座间的旋合又转换为螺母座沿升降螺杆轴向的升降运动，最终螺母座带动內罐实现在内导筒内的滑动，实现內罐在内导筒中升起、注水、下降加压的反复循环。

作为优选，水循环壁炉内设有温度检测器，内导筒的腔体底部设有压力检测器和液位检测器。设置温度检测器可以监测水循环壁炉的水温是否达到可供使用的水平，设置压力检测器和液位检测器可以及时掌握內罐向内导筒中注水的液位，及内导筒与內罐底部间的液压状态，以便为后续操作提供依据，确保本水循环壁炉供热系统可以高效运行。

作为优选，本水循环壁炉供热系统还包括单片机，所述温度检测器、压力检测器、液位检测器与单片机输入端电连接，热水输出阀、注水阀及升降电机与单片机输出端电连接。用单片机可根据温度检测器、压力检测器、液位检测器的检测信号及人的操作自动对热水输出阀、注水阀及升降电机进行相应的控制，使本水循环壁炉供热系统准确、高效、协调地自动工作。

作为优选，储水罐与所述用热装置之间的输水管道上设有分水器。在输水管道上设置分水器可以分出多个管道支路，支持多个用热装置的工作，用分水器可以避免直接在储水罐上设置过多的接口，利于提高储水罐的密闭性能，同时也更便于维护。

作为优选，所述用热装置包括洗浴龙头、暖气片和地暖管。洗浴龙头、暖气片和地暖管都是常见的用热装置，本水循环壁炉供热系统可将这些用热装置纳入以水循环壁炉为核心的局域管网中，满足人们大部分冬季生活用水及采暖需求，这样在使用壁炉时可减少对热水器的使用，减少能耗，节约能源。

作为优选，所述用热装置还包括卫浴毛巾架。卫浴毛巾架制成中空结构，本水循环壁炉供热系统提供的热水流经卫浴毛巾架，将卫浴毛巾架加热，加速毛巾干燥。

本发明的有益效果是：

独立性更强。本发明储水罐中内导筒与內罐可构成一个液压结构，可不依赖于公共管网的压力工作，即使断绝了公共管网的压力供应，储水罐仍可将储存的热水输往各用热装置，满足热水的应急使用需要，因此具有更强的独立性。

功能更多，环保性能更佳。本发明使得壁炉的功能进一步拓展，不仅具备常规取暖功能，还能形成覆盖家庭的供热局域管网，充分利用壁炉工作时产生的热能及衍生的副产品，部分取代热水器这种专用家电的职能，减少能耗，更为环保。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的另一种结构示意图。

图中，1-水循环壁炉，2-输水管道，3-储水罐，4-外罐，5-內罐，6-内导筒，7-升降电机，8-升降螺杆，9-螺母座，10-传动机架，11-洗浴龙头，12-暖气片，13-地暖管，14-分水器，15-热水输出阀，16-注水阀，17-卫浴毛巾架，18-软管，19-支撑台阶，20-水泵，21-排污口，22-补水管。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种水循环壁炉供热系统，包括水循环壁炉1、输水管道2和用热装置，水循环壁炉1与用热装置之间设有储水罐3，水循环壁炉1、储水罐3及用热装置三者之间通过输水管道2连接。储水罐3为夹套结构，包括外罐4和內罐5，內罐5底部设有排污管，排污管连通至外罐4底部的排污口21，內罐5上设有热水输出端。水循环壁炉1内部设有盘绕水管和用作温度检测器的热电偶，水循环壁炉1出水口设有温控出水阀，盘绕水管连通输水管道2。输水管道2包括送水管道和回水管道，送水管道包括送水输入管和送水输出管，送水输入管连接在水循环壁炉1与內罐5之间，送水输入管上设有进水阀，送水输入管和送水输出管上各设有一水泵20，送水输出管连接在內罐5的热水输出端，送水输出管上设有热水输出阀15；回水管道包括回水输入管和回水输出管，回水输入管连接在用热装置与外罐4之间，回水输出管连接在水循环壁炉1与外罐4之间，回水输出管通过三通接头与自来水公共管网连通，自来水公共管网还通过一补水管22通至內罐5中，补水管22上设有阀门。本水循环壁炉供热系统还包括单片机和控制面板，所述热电偶与单片机输入端电连接，进水阀、温控出水阀、热水输出阀15、水泵20与单片机输出端电连接。在控制面板上可以进行自动控制和手动控制的模式切换。储水罐3与所述用热装置之间的送水输出管和回水管道上均设有分水器14，分出多个管道支路用于一一对应地连接不同的用热装置。所述用热装置包括洗浴龙头11、暖气片12和地暖管13，还包括卫浴毛巾架17，卫浴毛巾架17为中空结构，本水循环壁炉供热系统提供的热水流经卫浴毛巾架，将卫浴毛巾架17加热，加速毛巾干燥。

使用本水循环壁炉供热系统取暖时，用木柴加热水循环壁炉1，热水循环壁炉1中的水在盘绕水管处被充分加热，在自动控制模式下，当温度达到设定值时，在单片机控制下送水输入管上的进水阀打开，水泵20启动，被加热的水缓慢流入內罐5储存。待热水储存到一定量时，可以进行输出，供给各用热装置，洗浴龙头11处的热水直接被消耗，流过暖气片12、地暖管13、卫浴毛巾架17处的水则沿回水输入管汇流到外罐4内，再经回水输出管回流到热水循环壁炉1中，形成循环。

实施例2：

如图2所示，输水管道2上不设水泵，外罐4内设有内导筒6，内导筒6筒壁的顶端、底端分别焊接在外罐4的顶端、底端上，内导筒6的腔体与外罐4腔体隔绝，内导筒6底部设有支撑台阶19，支撑台阶19的内径小于內罐5外径，内导筒6的腔体底部还设有压力检测器和液位检测器。內罐5可滑动地嵌套于内导筒6中，外罐4、內罐5、内导筒6三者同轴，内导筒6与內罐5间设有动密封结构，內罐5顶部设有调压阀，內罐5底部设有注水阀16，送水输出管接在内导筒6底部，注水阀16与热水输出阀15之间通过软管18连通。外罐4顶部设有升降驱动装置，升降驱动装置贯通外罐4顶部，內罐5与升降驱动装置传动连接。所述升降驱动装置包括升降电机7、升降螺杆8、螺母座9和传动机架10，升降电机7固定在传动机架10上，升降螺杆8竖直转动连接在传动机架10上，升降螺杆8与升降电机7传动连接，螺母座9螺纹连接在升降螺杆8上，螺母座9贯穿外罐4顶部，螺母座9底部与內罐5固连。所述压力检测器、液位检测器与单片机输入端电连接，热水输出阀15、注水阀16、热水输出阀15、调压阀及升降电机7与单片机输出端电连接。其余同实施例1。

正常情况下，升降驱动装置关闭，內罐5自然下降，落在支撑台阶19上，减轻升降驱动装置中各部件及运动机构的负荷。当遇到自来水停水等突发状况时，在单片机控制下，升降驱动装置启动，可将內罐5提升并保持，內罐5可打开注水阀16及调压阀，将部分热水排入內罐5底部与内导筒6底部之间的空隙中并重新平衡内压，填满后液位检测器发出信号，內罐5底部所有阀门关闭，內罐5底部形成封闭面，同时升降驱动装置再次启动，驱动內罐5下降，压缩内导筒6底部与內罐5底部间的腔体，产生液压，直至压力检测器达到设定值，此时热水输出阀15成为储水罐3的热水输出口，內罐5与内导筒6间的液压成为热水输出动力，这样，即使断绝了公共管网的压力供应，储水罐3仍可将储存的热水输往各用热装置，满足热水的应急使用需要。

Claims (7)

1.一种水循环壁炉供热系统，包括水循环壁炉（1）、输水管道（2）和用热装置，其特征是水循环壁炉（1）与用热装置之间设有储水罐（3），储水罐（3）为夹套结构，水循环壁炉（1）、储水罐（3）及用热装置三者之间通过输水管道（2）连接，水循环壁炉（1）与储水罐（3）之间的输水管道（2），及储水罐（3）与所述用热装置之间的输水管道（2）上均设有水泵（20），储水罐（3）包括外罐（4）和内 罐（5），外罐（4）内设有内导筒（6），内 罐（5）可滑动地嵌套于内导筒（6）中，内导筒（6）与内 罐（5）间设有动密封结构，内 罐（5）底部设有注水阀（16），内导筒（6）底部设有热水输出阀（15），外罐（4）顶部设有升降驱动装置，升降驱动装置贯通外罐（4）顶部，内 罐（5）与升降驱动装置传动连接。

2.根据权利要求1所述的水循环壁炉供热系统，其特征是所述升降驱动装置包括升降电机（7）、升降螺杆（8）、螺母座（9）和传动机架（10），升降电机（7）固定在传动机架（10）上，升降螺杆（8）竖直转动连接在传动机架（10）上，升降螺杆（8）与升降电机（7）传动连接，螺母座（9）螺纹连接在升降螺杆（8）上，螺母座（9）贯穿外罐（4）顶部，螺母座（9）底部与内 罐（5）固连。

3.根据权利要求1所述的水循环壁炉供热系统，其特征是水循环壁炉（1）内设有温度检测器，内导筒（6）的腔体底部设有压力检测器和液位检测器。

4.根据权利要求3所述的水循环壁炉供热系统，其特征是还包括单片机，所述温度检测器、压力检测器、液位检测器与单片机输入端电连接，热水输出阀（15）、注水阀（16）及升降电机（7）与单片机输出端电连接。

5.根据权利要求1所述的水循环壁炉供热系统，其特征是储水罐（3）与所述用热装置之间的输水管道（2）上设有分水器（14）。

6.根据权利要求1所述的水循环壁炉供热系统，其特征是所述用热装置包括洗浴龙头（11）、暖气片（12）和地暖管（13）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的水循环壁炉供热系统，其特征是所述用热装置还包括卫浴毛巾架（17）。