CN108072169A - 多能源热水机 - Google Patents

Abstract

多能源热水机，由燃烧器、热交换器、风机、燃气调节比例阀、冷水进水管、热水出水管、水流传感器、电磁换向阀、水泵、水箱、电热管、燃气输入管、智能控制器等构成，多能源热水机可与空气源热泵热水器相组合；使热水机生产的热水和空气源热泵所产生的热水同时注入水箱，水箱中装有电热管，还有热水进水口和采暖水回水口，水箱上部有热水出水管，进水和出水，形成一个通路，水箱上部有可压缩的空气；加热水时，可采用燃气和电；与空气源热泵组合时，还用空气源；有谷价电的地区，可关闭或关小燃气，使用谷价电。

Description

多能源热水机

技术领域

本发明涉及家用及商用中央供暖常压热水机（或称常压热水锅炉）。

背景技术

现有中国北方家用及商用冬天采暖，主要用燃煤供暖，目前政府，严禁使用燃煤，改用空气能或燃气并辅助电力，空气能在低温下效率非常低或者不能工作，而燃气就可以工作，特别是在我国有20多个省市实行谷峰电价，从夜间9时，至第二天早晨6时，电费每千瓦/时，只需0.2-0.3元；其使用费比任何能源都低，但现有燃气热水机，只能用燃气，不能使用电力，更不能使用低价电力，因为没有使用多种能源的功能。

发明内容

本发明的目的是设计一种多能源的热水机（或称常压热水锅炉也称模块式常压热水锅炉，下同）对水加热既使用燃气，也可使用电力，特别是能用低价电力，并可和空气源热泵组合使用；实现用三种能源采暖。

本发明的技术措施是，多能源热水机由燃烧器1、热交换器2、风机3、燃气调节比例阀4、冷凝换热器5、冷水进水管6、热水出水管（或口）7、水流传感器8、电磁换向阀9、水泵10、水箱11、电热管12、燃气输入管13、智能控制器14、生活热水管15、采暖水回水管（或口）16、测温及限温管17、外壳18、单向阀19、水20构成；其中，燃烧器1、热交换器2、风机3、燃气调节比例阀4构成燃气加热机构；水箱11及内装的电热管12为电加热机构。

所述水箱，是对现有热水机中的膨胀水箱进行改进，现有膨胀水箱只有一个口与水路相通，用于调节闭环回路中的压力，改进后，在水箱11中装有1根或以上电热管12，还有热水进水口和采暖水回水口，水箱的上部有热水出水管7，进水和出水，形成一个通路，水箱上部还有可压缩的空气37，用于调节闭环回路中的压力。

本发明图1和图2所示主要用于家庭取暖和供生活热水，也可与空气源热泵组合使用，其多能源热水机对水加热的热源由燃气加热和电加热二部分组成，所述燃气加热，由燃烧器1点火燃烧后，水流过热交换器2被加热至使用温度后，流入水箱11中，并经水箱，通过热水出水管7送入地暖或散热器采暖通道，散热后水温降低，经采暖回水管16，被水泵10，送回至热交换器再次加热，不断循环，此时构成封闭回路。

所述电加热是水箱11中的电热管12，通电之后，即对水箱中的水进行加热，电热管12在夜间用电低谷时，切断或减小燃气，自动使用低价电。

本产品由于可用多种能源，在中国有20多个省市采用谷峰电价，夜间9时至第二天早晨6时，电价只需0.09-0.3元；本专利产品在此时段内，由控制器14对调节燃气比例阀4进行调节，自动切断燃气或将燃气关至最小，并转换至使用低价电。

图3是模块式多能源热水机与空气源热泵热水器组合使用，燃气加热部分采用模块化结构，有多个燃烧器，多个热交换器，多个燃气比例阀，（图2也是类似结构）实现大面积集中供暖，图中，左侧为多能源热水机18下部设置水箱11，右侧为空气源热泵热水器18-1；左侧二个热交换器2所生产的热水和右侧空气能热泵所产生的热水，均注入水箱11中，并通过热水出水管7，进入散热器35或地暖36，散热后，降低温度的水，又被水泵10，送回再加热，不断循环；冬天当空气源热泵因气温很低效率差或根本不能工作时，会自动启动电热管12，通电加热，或者有谷电，可自动关闭或关小燃气，改用低谷廉价电力；因此本设计分别采用了空气能，燃气和电三种能源对水加热。

水箱11采用金属或非金属制作，内置1根或以上电热管12，电热管外有金属或非金属套管31，金属或非金属套管与水箱为密封牢固连接，套管外为水，套管内与空气32相通，套管31为两端对外敞开，或一端对外敞开另一端为盲管（盲孔套管，敞开一端与水箱密封连接）；所述电热管12为非金属管46内有电热丝41，两端有引出棒42（图2），或电热丝41在非金属盲管内弯曲成U形，两个引出棒在同一端引出，弯曲成U形时，必定有一根被绝缘体43隔离，防止短路（图3图4）；通电时，电热丝在非金属管内的空气中干烧；或者电热管12是在非金属管内，装内部抽真空的碳纤维或卤素电热管44（图5为二端出线，图6为同一端出线）；由于电热管12是装在金属或非金属套管内的空气中，维修更换时，不必放水。

本发明的有益效果是可使用多种能源，与空气源热泵组合使用费比较低，用燃气和电，确保空气源在任何低温环境下都可采暖，而且初装费用可降低40%，同时，夜间使用低价电，既为国家消耗了夜间多余的电力，又降低了使用费。

附图说明

图1是只有一个燃烧器一个热交换器的多能源热水机；

图2是有二个燃烧器，二个热交换器的热水机；

图3是模块式多能源热水器与空气源热泵热水器组合使用示意图；

图4至图8是水箱中所采用的电热管。

具体实施方式

图1中，外壳18内为多能源热水机，上部为燃烧气体产生热水部分，下部为水箱，燃气可采用天然气或液化气或人工煤气；壳体外为使用热水设施的示意图，附图中，混水阀33、生活用水点34、散热器35、地暖36、被压缩的空气37、排烟道38、泄压排水口40；图1中热交换器2采用双通道热交换器，使生活热水和采暖热水分开。

图1在水箱11中，热水出水管7离水箱上部有一定距离，这部分始终无水，是空气37，目的在于缓冲封闭系统中的压力。

图2是采用2个燃烧器二个热交换器的热水机，均装在水箱的上部，被加热的水，都注入水箱，通过水箱送给采暖管路，采暖面积可以增加；图2所示热交换器2，采用单通道。

图3是模块式多能源热水机与空气源热泵热水器组合使用示意图，这种组合，解决了实际使用中存在的问题，可以使用三种能源；若在北方空气源热泵热水器即使用超低温压缩机，在气温比较高有阳光的白天，可用空气能，当气温在负15℃以下时，效率极低或不能工作，水箱中的电热管12会自动接通，对水加热；由于空气源热泵，初装成本高，而用燃气比较低，若白天使用燃气加热到夜间则使用低价电力加热，初装费和使用费都很低。

图4至图8是水箱11中所使用的电热管，电热管是装在水箱密封连接的金属或非金属套管31内，可用二端出线的电热管（图4、图7）或单端出线的盲管电热管（图5、图6、图8）。

装配时，电热管两端有非金属支架，通电后是通过光辐射对金属或非金属套管31加热，再通过热辐射和热传导对水加热，也称为光波管加热，是最安全的加热方法；若采用现有金属管内有电热丝，用氧化镁粉将电热丝与金属管隔离的电热管加热，也在本专利保护之内。

Claims (3)

1.多能源热水机，其特征在于：对水加热，采用燃气加热和电加热二种热源，所述燃气加热，由燃烧器（1）、热交换器（2）、风机（3）、燃气调节比例阀（4）、燃气输入管（13）构成；所述电加热是由水箱（11）及装在其内的电热管（12）构成；水箱（11）中装有电热管（12），还有热水进水口，和采暖水回水口，水箱上部有热水出水管（7），进水和出水，形成一个通路，水箱中，水的上部有可压缩的空气。

2.多能源热水机，其特征在于：对水加热采用燃气加热和电加热，还有空气源热泵加热；燃气加热部分采用模块化结构，由多个燃烧器（1），多个热交换器（2），多个燃气比例阀（4）构成；同时与空气源热泵相组合；在热水机中有水箱，水箱（11）中装有电热管（12），还有热水进水口和热水出水口，并形成通路，水箱中，水的上部有可压缩的空气；燃气热交换器（2）所生产的热水和空气源热泵所产生的热水，均注入水箱（11）中，并通过热水出水管（7）进入散热器或地暖，当空气源热泵因气温低效率差或不能工作时，会自动启动电热管（12）加热。

3.根据权利要求1或2所述多能源热水机，其特征在于：水箱（11）采用金属或非金属制作，内置1根或以上电热管（12），电热管外有金属或非金属套管（31），金属或非金属套管与水箱为密封牢固连接，套管外为水，套管内与空气（32）相通，套管（31）为两端对外敞开，或一端对外敞开另一端为盲管（盲孔套管，敞开一端与水箱密封连接）；所述电热管（12）为非金属管（46）内有电热丝（41），两端有引出棒（42），或电热丝（41）在非金属盲管内弯曲成U形，两个引出棒在同一端引出，弯曲成U形时，必定有一根被绝缘体（43）隔离，防止短路，或者电热管（12）是在非金属管内，装内部抽真空的碳纤维或卤素电热管（44）。