CN109084343A - 多级冷凝式微型热水灶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多级冷凝式微型热水灶，包括灶体和燃烧室，灶体内上部安装有加热水箱，燃烧室内安装有加热火排，所述灶体内被两块环形的水平隔板从上至下依次分为一级余热交换区、二级余热交换区和三级余热交换区，一级余热交换区内间隔均匀的开有数个与燃烧室连通的高温尾气入口，三级余热交换区外接有强排风机，强排风机上连接有尾气排放管，所述三级余热交换区还连接有进水管，所述一级余热交换区一侧顶部连接有热水出管，热水出管的出水口位于加热水箱中。本发明将燃烧室产生的高温尾气回收进行高效热交换，并将热交换生产的热水送入加热水箱内，减少了加热所需的能耗，节约了使用的成本。
Description
技术领域
本发明属于燃气灶领域，具体涉及一种多级冷凝式微型热水灶。
背景技术
目前市场上普遍采用燃气锅炉生产热水，其占地面积大，投资大，不方便管理。锅炉生产热水时，其高温尾气带走了部分热量，导致锅炉的热效率降低，并且对于小集体、小团体的热水生产采用锅炉也不是很合适，增大了企业的投资成本和管理生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种多级冷凝式微型热水灶，相较于锅炉，能有效提高热效率，同时降低了投资、管理和生产的成本。
本发明所采用的技术方案是：一种多级冷凝式微型热水灶，包括灶体和燃烧室，灶体内上部安装有加热水箱，燃烧室内安装有加热火排，所述加热火排位于加热水箱的正下方，所述灶体内开有绕燃烧室外壁一周的空腔，所述空腔内从上至下设有两块环形的水平隔板，两块水平隔板将空腔分为三个密闭的腔室，三个密闭的腔室从上至小依次为一级余热交换区、二级余热交换区和三级余热交换区，一级余热交换区内安装有环形的高温尾气换热通道，二级余热交换区内安装有环形的中温尾气换热通道，三级余热交换区内安装有环形的低温尾气换热通道，所述高温尾气换热通道紧贴燃烧室外壁设置，并在高温尾气换热通道上间隔均匀的开有数个与燃烧室连通的高温尾气入口，高温尾气换热通道的末端与中温尾气换热通道的首端通过管道连通，中温尾气换热通道的末端与低温尾气换热通道的首端通过管道连通，低温尾气换热通道的末端伸出三级余热交换区并连接有强排风机，强排风机上连接有尾气排放管，所述高温尾气换热通道与中温尾气换热通道的连接处和中温尾气换热通道与低温尾气换热通道的连接处的水平隔板上均开有溢水缺口，所述三级余热交换区还连接有进水管，进水管上安装有进水电磁阀，所述一级余热交换区一侧顶部连接有热水出管，热水出管的出水口位于加热水箱中，加热水箱上开有热水出口，热水出口处安装有出水电磁阀和温度探针。
作为优选，所述加热水箱包括中温水箱和高温水箱，中温水箱和高温水箱完全相同且并排设置，所述热水出管设有两个出水口，热水出管的两个出水口分别位于中温水箱和高温水箱内。
作为优选，所述高温尾气换热通道与中温尾气换热通道的旋向相反，中温尾气换热通道与低温尾气换热通道的旋向相反。
作为优选，所述高温尾气换热通道、中温尾气换热通道和低温尾气换热通道的横截面呈矩形。
作为优选，所述高温尾气换热通道、中温尾气换热通道和低温尾气换热通道的横截面积依次减小，且它们的壁厚也依次减小。
作为优选，所述高温尾气换热通道采用不锈钢制成，中温尾气换热通道和低温尾气换热通道采用铜或铝制成。
作为优选，所述高温尾气换热通道、中温尾气换热通道和低温尾气换热通道均绕燃烧室中心设置。
作为优选，所述水平隔板采用防水隔热板制成。
本发明的有益效果在于：
(1)通过设置一级余热交换区、二级余热交换区和三级余热交换区，从而将燃烧室燃烧后的高温尾气回收并与流进的自来水形成对流，并进行高效热交换生产热水，从而提高了热效率；
(2)将通过热交换产生的热水送入加热水箱中，再次经火排加热到指定温度时，能大大节约火排的燃烧时间，从而降低使用成本；
(3)一级余热交换区二级余热交换区和三级余热交换区采用水平隔板隔开，且水平隔板和竖直隔板采用防水隔热板制成，有效避免了一级余热交换区、二级余热交换区和三级余热交换区之间的水进行热交换，形成每区的尾气与对应区间的水的温差达到最大，从而有效提高了每个余热交换区的热交换效率，同时也降低了尾气的排放温度，增加了使用的安全性；
(4)尾气的排放采用强排风机，能够使燃料充分燃烧，并且不易形成热量堆积，避免给操作人员带来安全隐患；
(5)高温尾气换热通道、中温尾气换热通道和低温尾气换热通道的横截面积依次减小，能提高废气的热交换量，从而提高热效率；
(6)高温尾气换热通道、中温尾气换热通道和低温尾气换热通道的壁厚依次减小，既能保证高温尾气换热通道的使用寿命，又能提高废气的热交换量，从而提高热效率；
(7)高温尾气换热通道、中温尾气换热通道和低温尾气换热通道采用不同的材质制成，既保证了高温尾气换热通道的使用寿命，又保证了中温尾气换热通道和低温尾气换热通道的导热率；
(8)高温尾气换热通道、中温尾气换热通道和低温尾气换热通道的横截面为矩形，使得它们的热传导面积大，能有效提高热交换效率，同时占用的空间小；
(9)高温尾气入口间隔均匀设置，能保证尾气均匀排出燃烧室，从而保证燃烧室不偏火，使得燃烧室内火力分布均匀，高温尾气多点进入，避免了单一进口造成的热量集中堆积。
附图说明
图1为本发明的剖面图；
图2为本发明一级余热区的俯视图。
图中：1、灶体；2、燃烧室；3、加热水箱；4、加热火排；5、水平隔板；6、一级余热交换区；7、二级余热交换区；8、三级余热交换区；9、高温尾气换热通道；10、中温尾气换热通道；11、低温尾气换热通道；12、高温尾气入口；13、强排风机；14、尾气排放管；15、进水管；16、进水电磁阀；17、热水出管；18、出水电磁阀；19、温度探针；20、热水出口；31、中温水箱；32、高温水箱。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供的多级冷凝式微型热水灶，包括灶体1和燃烧室2，灶体1内上部安装有加热水箱3，所述加热水箱3包括中温水箱31和高温水箱32，中温水箱31和高温水箱32完全相同且并排设置，所述燃烧室2内安装有加热火排4，所述加热火排4位于中温水箱31和高温水箱32的正下方，中温水箱31和高温水箱32受加热火排4燃烧热量不同，所述灶体1内开有绕燃烧室2外壁一周的空腔，所述空腔内从上至下设有两块环形的水平隔板5，两块水平隔板5将空腔分为三个密闭的腔室，三个密闭的腔室从上至小依次为一级余热交换区6、二级余热交换区7和三级余热交换区8，一级余热交换区6内安装有环形的高温尾气换热通道9，二级余热交换区7内安装有环形的中温尾气换热通道10，三级余热交换区8内安装有环形的低温尾气换热通道11，所述高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11均绕燃烧室2中心设置，高温尾气换热通道9紧贴燃烧室2外壁，并按顺时针旋向设置，中温尾气换热通道10位于高温尾气换热通道9下方，并按逆时针旋向设置，低温尾气换热通道11位于中温尾气换热通道10下方，并按顺时针旋向设置，所述高温尾气换热通道9的首端开有高温尾气入口12并与燃烧室2内连通，且绕燃烧室2外壁在高温尾气换热通道9上间隔均匀的还开有数个与燃烧室2连通的高温尾气入口12，高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10、低温尾气换热通道11通过管道依次连通，低温尾气换热通道11的末端伸出三级余热交换区8并连接有强排风机13，强排风机13上连接有尾气排放管14，所述高温尾气换热通道9与中温尾气换热通道10的连接处和中温尾气换热通道10与低温尾气换热通道11的连接处的水平隔板5上均开有溢水缺口，溢水缺口用于安装连接高温尾气换热通道9与中温尾气换热通道10的管道和用于安装连接中温尾气换热通道10与低温尾气换热通道11的管道，同时用于使三级余热交换区8的水流向二级余热交换区7，用于使二级余热交换区7的水流向一级余热交换区6，所述水平隔板5采用防水隔热板制成，能有效隔绝一级余热交换区6、二级余热交换区7、三级余热交换区8内的水相互之间进行热交换，所述三级余热交换区8还连接有进水管15，进水管15上安装有进水电磁阀16，所述一级余热交换区6一侧顶部连接有热水出管17，所述热水出管17设有两个出水口，热水出管17的两个出水口分别位于中温水箱31和高温水箱32内，高温水箱32和中温水箱31的热水出口20处均安装有出水电磁阀18和温度探针19。
所述多级冷凝式微型热水灶还包括控制器，所述控制器分别与温度探针19、进水电磁阀16和出水电磁阀18连接，控制器根据温度探针19采集的温度变化智能控制进水电磁阀16和出水电磁阀18的开闭。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，仅是对高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11作出了改变，所述高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11的横截面呈矩形；所述高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11的横截面积依次减小，且它们的壁厚也依次减小；所述高温尾气换热通道9采用不锈钢制成，中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11采用铜或铝制成。
工作原理：热水灶开始工作时启动加热火排4，加热火排4对高温水箱32和中温水箱31进行加热，加热火排4对高温水箱32和中温水箱31的加热量不同，高温水箱32受热量远远大于中温水箱31；在启动加热火排4的同时启动强排风机13，强排风机13工作后，使得高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11中形成负压，从而将燃烧室2中产生的高温尾气通过高温尾气入口12吸入高温尾气换热通道9内，高温尾气沿高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11依次流动，最后经尾气排放管14排出；
高温尾气进入高温尾气换热通道9后流向中温尾气换热通道10，在流动过程中与一级余热交换区6内的水进行热交换，从而降低高温尾气的温度，提高水的温度，使得高温尾气变为中温尾气；
中温尾气从中温尾气换热通道10流向低温尾气换热通道11，与二级余热交换区7内的水进行热交换，再次降低中温尾气的温度，使得中温尾气变为低温尾气；
低温尾气进入低温尾气换热通道11内与三级余热交换区8内的水进行热交换，再次降低尾气温度后通过尾气排放管14排出，在此过程中，产生的尾气和冷凝水流至低温尾气换热通道11的末端经强排风机13排至尾气排放管14处排出；
燃烧室2产生的高温尾气的热量主要被一级余热交换区6吸收，由于水平隔板5采用防水隔热板制成，有效避免了一级余热交换区6、二级余热交换区7和三级余热交换区8中的水之间的热交换，因此在一级余热交换区6、二级余热交换区7和三级余热交换区8中，一级余热交换区6中尾气与水的温度差大于二级余热交换区7中尾气与水的温度差，二级余热交换区7中尾气与水的温度差大于三级余热交换区8中尾气与水的温度差，一级余热交换区6中的水吸收的热量大于二级余热交换区7，二级余热交换区7中的水吸收的热量大于三级余热交换区8，从而使得一级余热交换区6中的水温高于二级余热交换区7，二级余热交换区7中的水温高于三级余热交换区8，有效提高了热交换效率；
通过温度探针19检测高温水箱32或中温水箱31中的水温达到设定温度时，控制器控制热水出口20的出水电磁阀18和进水管15的进水电磁阀16打开，在进水水压的作用下，三级余热交换区8内的低温水进入二级余热交换区7内，二级余热交换区7内的中温水进入一级余热交换区6内，一级余热交换区6内的高温水通过热水出管17排入高温水箱32或中温水箱31中，同时加热火排4加热高温水箱32或中温水箱31，高温水箱32或中温水箱31内的水通过热水出口20排出，加热过程中由于高温水箱32或中温水箱31内的水具有一定的温度，因此能大大减低加热所需的能耗，从而降低使用的成本；当高温水箱32或中温水箱31中的水温低于设定温度时，控制器控制热水出口20的出水电磁阀18和进水管15的进水电磁阀16关闭，当高温水箱32或中温水箱31中水温再次达到设定值时，重复上述操作，如此反复；此过程中通过调节进水电磁阀16调节进水流速，一旦进水电磁阀16和出水电磁阀18打开，高温水箱32或中温水箱31内的水温始终保持在设定温度左右，而不短暂关闭进水电磁阀16和出水电磁阀18；
在高温尾气流动过程中，水的流动方向与尾气的流动方向是相反的，形成了高温水与高温尾气之间的热交换，中温水与中温尾气之间的热交换，低温水与低温尾气之间的热交换，从而达到将尾气温度降到最低的目的，使得尾气中的热量利用率达到最大；
高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11的横截面呈矩形，其能有效增大热传导的面积，提高热交换效率；高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11的横截面面积依次减小，根据热力学得出，管体横截面越大，废气的流速就越慢，在高温尾气换热通道9内的热交换量就更多，同时根据气态平衡，尾气温度变低后其体积也变小，从而中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11的横截面面积减小，更利于进行热交换，从而进一步提高热交换效率；
高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11的壁厚依次减小，管壁越薄，单位时间内热交换量就越大，余热回收率就越高，排出的尾气温度就越低，但同时一级余热交换区6内要考虑高温尾气换热通道9的耐高温性和耐火性，因此高温尾气换热通道9、中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11的壁厚度依次减小，有利于提高设备的使用寿命；
高温尾气换热通道9需要耐高温性和耐火性，因此选用不锈钢制成，提高耐高温性，同时具有良好的导热率，中温尾气换热通道10和低温尾气换热通道11承受的温度较低，因此采用铝或铜制成，从而提高其导热率，保证整个设备的热交换效率。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种多级冷凝式微型热水灶，包括灶体(1)和燃烧室(2)，灶体(1)内上部安装有加热水箱(3)，燃烧室(2)内安装有加热火排(4)，所述加热火排(4)位于加热水箱(3)的正下方，其特征在于：所述灶体(1)内开有绕燃烧室(2)外壁一周的空腔，所述空腔内从上至下设有两块环形的水平隔板(5)，两块水平隔板(5)将空腔分为三个密闭的腔室，三个密闭的腔室从上至小依次为一级余热交换区(6)、二级余热交换区(7)和三级余热交换区(8)，一级余热交换区(6)内安装有环形的高温尾气换热通道(9)，二级余热交换区(7)内安装有环形的中温尾气换热通道(10)，三级余热交换区(8)内安装有环形的低温尾气换热通道(11)，所述高温尾气换热通道(9)紧贴燃烧室(2)外壁设置，并在高温尾气换热通道(9)上间隔均匀的开有数个与燃烧室(2)连通的高温尾气入口(12)，高温尾气换热通道(9)的末端与中温尾气换热通道(10)的首端通过管道连通，中温尾气换热通道(10)的末端与低温尾气换热通道(11)的首端通过管道连通，低温尾气换热通道(11)的末端伸出三级余热交换区(8)并连接有强排风机(13)，强排风机(13)上连接有尾气排放管(14)，所述高温尾气换热通道(9)与中温尾气换热通道(10)的连接处和中温尾气换热通道(10)与低温尾气换热通道(11)的连接处的水平隔板(5)上均开有溢水缺口，所述三级余热交换区(8)还连接有进水管(15)，进水管(15)上安装有进水电磁阀(16)，所述一级余热交换区(6)一侧顶部连接有热水出管(17)，热水出管(17)的出水口位于加热水箱(3)中，加热水箱(3)上开有热水出口(20)，热水出口(20)处安装有出水电磁阀(18)和温度探针(19)。
2.根据权利要求1所述的多级冷凝式微型热水灶，其特征在于：所述加热水箱(3)包括中温水箱(31)和高温水箱(32)，中温水箱(31)和高温水箱(32)完全相同且并排设置，所述热水出管(17)设有两个出水口，热水出管(17)的两个出水口分别位于中温水箱(31)和高温水箱(32)内。
3.根据权利要求1所述的多级冷凝式微型热水灶，其特征在于：所述高温尾气换热通道(9)与中温尾气换热通道(10)的旋向相反，中温尾气换热通道(10)与低温尾气换热通道(11)的旋向相反。
4.根据权利要求1或3所述的多级冷凝式微型热水灶，其特征在于：所述高温尾气换热通道(9)、中温尾气换热通道(10)和低温尾气换热通道(11)的横截面呈矩形。
5.根据权利要求4所述的多级冷凝式微型热水灶，其特征在于：所述高温尾气换热通道(9)、中温尾气换热通道(10)和低温尾气换热通道(11)的横截面积依次减小，且它们的壁厚也依次减小。
6.根据权利要求4所述的多级冷凝式微型热水灶，其特征在于：所述高温尾气换热通道(9)采用不锈钢制成，中温尾气换热通道(10)和低温尾气换热通道(11)采用铜或铝制成。
7.根据权利要求4所述的多级冷凝式微型热水灶，其特征在于：所述高温尾气换热通道(9)、中温尾气换热通道(10)和低温尾气换热通道(11)均绕燃烧室(2)中心设置。
8.根据权利要求1所述的多级冷凝式微型热水灶，其特征在于：所述水平隔板(5)采用防水隔热板制成。
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| CN201811312874.5A Pending CN109084343A (zh) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | 多级冷凝式微型热水灶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109084343A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114305070A (zh) * | 2020-10-09 | 2022-04-12 | 衡阳创新亿品环保科技发展有限公司 | 一种多功能电磁双头煲汤炉 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100052792A (ko) * | 2008-11-11 | 2010-05-20 | 주식회사3차버너 | 가스버너용 조리대의 배기가스를 이용한 온수가열장치 |
| KR20140026973A (ko) * | 2012-08-24 | 2014-03-06 | 박창덕 | 상부에 연소실이 구비되어 거꾸로 타고 바로 타는 수관식 보일러 |
| US20170059205A1 (en) * | 2014-03-17 | 2017-03-02 | Kyungdong Navien Co., Ltd. | Latent-heat exchanger for hot-water heating and condensing gas boiler including same |
| CN107763681A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-06 | 南充烽英堂厨房电器设备科技有限公司 | 一种家用余热转化猛火集成灶 |
| CN208998135U (zh) * | 2018-11-06 | 2019-06-18 | 南充烽英堂厨房电器设备科技有限公司 | 多级冷凝式微型热水灶 |
-
2018
- 2018-11-06 CN CN201811312874.5A patent/CN109084343A/zh active Pending
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