CN111271757A - 带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉 - Google Patents

带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉 Download PDF

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Abstract

带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，包括燃气加热仓、储能水箱和蓄电池；燃气加热仓内部设有燃气燃烧器以及换热器，用于对冷水进行加热；储能水箱与燃气加热仓之间通过水管连接用于储存加热后的水；蓄电池与储能水箱之间通过导线连接，用于储存由储能水箱的热能转化成的电能；蓄电池用于给带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉供电。本发明采用较小功率的燃气加热仓进行加热，加热后的水能够直出，也可以存入储能水箱内，供家用热水以及采暖设备使用，而储能水箱内的水的热能在温差发电片的作用下能够转化成电能存入蓄电池内，通过控制系统以及能量管理系统，使能量得到最高效的回收和储存，也使燃气采暖热水炉无需插电，安装更加灵活。

Description

带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉
技术领域
本发明涉及燃气采暖热水炉领域，更具体的说涉及一种带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉。
背景技术
燃气采暖热水炉具有强大的家庭中央供暖功能，能满足多居室的采暖需求，燃气采暖热水炉的保暖功能受当地气候条件以及建筑物保温状况这两个因素影响。现有的燃气采暖热水炉大多为冷水加热直出式，不带水箱以减小体积并且减少热能损耗，并且为了满足所有采暖设备同时使用的需求，加热机构必须做成高功率型，而高功率的加热机构在仅少量采暖设备使用时相比较于较低功率的加热机构能耗更高，此外，采暖热水炉的工作需要少量电能，需要安装在带插座的地方，使得装修的时候就要考虑安装位置及早布线。如果为了节能使用低功率型加热机构，则需要使用水箱来储水，以满足大用水量时使用。而水箱储水的缺点是水温会慢慢散热，造成热能损失，能量保存效果不理想。
发明内容
针对现有技术的不足之处本发明提供带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，本发明的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉采用较小功率的燃气加热仓进行加热，加热后的水能够直出，也可以存入储能水箱内，供家用热水以及采暖设备使用，而储能水箱内的水的热能在温差发电片的作用下能够转化成电能存入蓄电池内，通过控制系统以及能量管理系统，蓄电池内的一部分电能供充电等日常家用，另一部分电能用于给整个燃气采暖热水炉供电，使能量得到最高效的回收和储存，也使燃气采暖热水炉无需插电，安装更加灵活。
本发明的具体技术方案如下，带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，包括燃气加热仓、储能水箱和蓄电池；所述燃气加热仓内部设有燃气燃烧器以及换热器，用于对冷水进行加热；所述储能水箱与所述燃气加热仓之间通过水管连接用于储存加热后的水；所述蓄电池与所述储能水箱之间通过导线连接，用于储存由所述储能水箱的热能转化成的电能；所述蓄电池用于给所述带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉供电。
由此，现有的燃气采暖热水炉大多为冷水加热直出式，不带水箱以减小体积并且减少热能损耗，并且为了满足所有采暖设备同时使用的需求，加热机构必须做成高功率型，而高功率的加热机构在仅少量采暖设备使用时相比较于较低功率的加热机构能耗更高，此外，采暖热水炉的工作需要少量电能，需要安装在带插座的地方；而所述带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉采用较小功率的所述燃气加热仓进行加热，加热后的水能够直出，也可以存入所述储能水箱内，供家用热水以及采暖设备使用，一部分转化成电能存入所述蓄电池内，通过控制系统以及能量管理系统，所述蓄电池内的一部分电能供充电等日常家用，另一部分电能用于给整个热能回收装置供电，使能量得到最高效的回收和储存。
作为本发明的优选，所述储能水箱由外向内被分隔成冷水腔、热水发电腔和热水储存腔，所述冷水腔和所述热水发电腔之间分隔层内安装有半导体温差发电片，所述半导体温差发电片通过导线与所述蓄电池连接。
由此，所述冷水腔和所述热水发电腔之间形成温差，所述半导体温差发电片在两侧存在温差的情况下，利用西伯克效应将热能直接转换为电能存入所述蓄电池。
作为本发明的优选，所述冷水腔、所述热水发电腔和所述热水储存腔底部之间存在水流通道，所述半导体温差发电片安装于所述热水发电腔侧面以及底部。
由此，所述半导体温差发电片在所述热水发电腔侧面及底部均能发电，提高热能回收效率。
作为本发明的优选，所述冷水腔侧壁设有冷却水进水口和冷却水出水口，所述燃气加热仓设有加热进水口和加热出水口，所述冷却水进水口通过水管连接自来水管，所述冷却水出水口通过水管连接所述加热水进水口。
由此，所述冷水腔内始终存有温度较低的自来水，并且通过水管输送至所述燃气加热仓进行加热。
作为本发明的优选，所述热水发电腔和所述热水储存腔顶部由保温层覆盖。
由此，所述热水发电腔和所述热水储存腔内储存热水，使用所述保温层能够减少能量损失提高热能回收效率，所述保温层使用泡沫等保温材料。
作为本发明的优选，所述热水发电腔顶部所述保温层设有热水进水口，所述热水进水口通过水管连接所述加热出水口，且水管穿过所述热水进水口后插入所述热水发电腔底部。
由此，所述半导体温差发电片两面温差较大，发电效果较好；所述燃气加热仓加热后的水首先进入所述热水发电腔，可以保证所述热水发电腔和所述冷水腔之间的温差足够高，以保证所述半导体温差发电片的发电效果。
作为本发明的优选，所述热水储存腔侧壁开设有连通至所述热水发电腔的通流孔，所述半导体温差发电片最高高度不超过所述通流孔高度。
由此，所述热水发电腔内水位升高达到所述通流孔高度时，所述热水发电腔内的热水便会通过所述通流孔流入所述热水储存腔，使热水在所述热水储存腔内得到保温，能够用于清洗锅碗瓢盆等作用；而所述通流孔高度比所述半导体温差发电片高度要高，能够保证所述热水发电腔内的水完全覆盖所述半导体温差发电片后再进入所述热水储存腔内，以保证水的热能先最高效地转化成电能得到储存，减小水的自然散热造成的能量损失。
作为本发明的优选，所述热水储存腔顶部所述保温层设有循环加热出水口以及热水供水出水口，所述循环加热出水口通过水管以及三通阀连接所述加热进水口，所述热水供水出水口通过水管连至清洗水槽或其它使用热水的装置；两个进水口的水管分别插入所述热水储存腔底部。
由此，所述热水发电腔和所述热水储存腔内的水满后，控制系统切断所述冷却水出水口出水，改由所述循环加热出水口出水，使得所述热水储存腔内的水流经所述燃气加热仓加热后再流回所述热水发电腔，实现水循环，保持所述热水发电腔和所述热水储存腔内较高的水温。
作为本发明的优选，所述热水储存腔内安装有液位开关，所述液位开关为上下液位双感应式。
由此，所述液位开关用于检测所述热水储存腔内的水位；所述冷却水出水口持续出水使所述热水储存腔内水位达到高位时，所述液位开关上液位感应，通过控制系统切断所述冷却水出水口出水，改由所述循环加热出水口出水，防止水溢出且保持水温；所述热水供水出水口向外输送水时会减少所述热水储存腔内储水量，所述热水储存腔内水位达到低位时，所述液位开关下液位感应，通过控制系统切断所述热水供水出水口向外继续供水。
作为本发明的优选，所述冷却水出水口、所述循环加热出水口和所述热水供水出水口连接的水管分别安装有水泵和单向阀，所述单向阀串连于所述水泵出水口，阻断水管内的水反向流回所述冷却水出水口、所述循环加热出水口和所述热水供水出水口。
由此，所述储能水箱安装于较低位置，所述水泵用于将所述储能水箱内的水输送至较高位置；所述水泵均为低功率泵，在进出水口保持有水状态能够延长使用寿命，故使用所述单向阀既可以防止回流还能保证所述水泵的使用寿命；此外所述水泵用电均由所述蓄电池供应，实现自给自足，并且通过控制系统以及能量管理系统能够控制所述水泵的转速，以满足能量的高效回收和储存。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉采用较小功率的燃气加热仓对冷水进行加热，加热后的水能够直出，也可以存入储能水箱内，供家用热水以及采暖设备使用，在节约能源的同时满足不同采暖需求量的使用；
2.本发明通过利用半导体温差发电技术，将储能水箱内的水的热能转化成电能存入蓄电池内，通过控制系统以及能量管理系统，使能量得到高效的回收和储存，蓄电池内的电能可以供充电等日常家用；
3.本发明的蓄电池在控制系统以及能量管理系统的作用下保证一部分电能用于给整个燃气采暖热水炉供电，使燃气采暖热水炉无需插电，安装更加灵活。
附图说明
图1为本发明带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉的示意图；
图中，1-燃气加热仓、11-加热水进水口、12-加热出水口、2-储能水箱、21-冷水腔、211-冷却水进水口、212-冷却水出水口、22-热水发电腔、221-热水进水口、23-热水储存腔、231-通流孔、232-循环加热出水口、233-热水供水出水口、234-液位开关、24-半导体温差发电片、25-保温层、26-水泵、27-单向阀、3-蓄电池。
具体实施方式
下面将结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1，带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，包括燃气加热仓1、储能水箱2和蓄电池3；燃气加热仓1内部设有燃气燃烧器以及换热器，用于对冷水进行加热；储能水箱2与燃气加热仓1之间通过水管连接用于储存加热后的水；蓄电池3与储能水箱2之间通过导线连接，用于储存由储能水箱2的热能转化成的电能；蓄电池3用于给带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉供电。
由此，现有的燃气采暖热水炉大多为冷水加热直出式，不带水箱以减小体积并且减少热能损耗，并且为了满足所有采暖设备同时使用的需求，加热机构必须做成高功率型，而高功率的加热机构在仅少量采暖设备使用时相比较于较低功率的加热机构能耗更高，此外，采暖热水炉的工作需要少量电能，需要安装在带插座的地方；而带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉采用较小功率的燃气加热仓1进行加热，加热后的水能够直出，也可以存入储能水箱2内，供家用热水以及采暖设备使用，一部分转化成电能存入蓄电池3内，通过控制系统以及能量管理系统，蓄电池3内的一部分电能供充电等日常家用，另一部分电能用于给整个热能回收装置供电，使能量得到最高效的回收和储存。
如图1，储能水箱2由外向内被分隔成冷水腔21、热水发电腔22和热水储存腔23，冷水腔21和热水发电腔22之间分隔层内安装有半导体温差发电片24，半导体温差发电片24通过导线与蓄电池3连接。
由此，冷水腔21和热水发电腔22之间形成温差，半导体温差发电片24在两侧存在温差的情况下生电，从而将热能转化成电能存入蓄电池3。(温差发电是利用西伯克效应将热能直接转换为电能的一种发电形式，半导体温差发电模块只要有温差存在即可发电，工作时无噪音、无污染，使用寿命长，免维护。)
如图1，冷水腔21、热水发电腔22和热水储存腔23底部之间存在水流通道，半导体温差发电片24安装于热水发电腔22侧面以及底部。
由此，半导体温差发电片24在热水发电腔22侧面及底部均能发电，提高热能回收效率。
如图1，冷水腔21侧壁设有冷却水进水口211和冷却水出水口212，燃气加热仓1设有加热进水口11和加热出水口12，冷却水进水口211通过水管连接自来水管，冷却水出水口212通过水管连接加热水进水口11。
由此，冷水腔21内始终存有温度较低的自来水，并且通过水管输送至燃气加热仓1进行加热。
如图1，热水发电腔22和热水储存腔23顶部由保温层25覆盖。
由此，热水发电腔22和热水储存腔23内储存热水，使用保温层25能够减少能量损失提高热能回收效率，保温层25使用泡沫等保温材料。
如图1，热水发电腔22顶部保温层25设有热水进水口221，热水进水口221通过水管连接加热出水口12，且水管穿过热水进水口221后插入热水发电腔22底部。
由此，半导体温差发电片24两面温差较大，发电效果较好(温差减小，电压、电流也会随之减小)；燃气加热仓1加热后的水首先进入热水发电腔22，可以保证热水发电腔22和冷水腔21之间的温差足够高，以提高半导体温差发电片24的发电效果。
如图1，热水储存腔23侧壁开设有连通至热水发电腔22的通流孔231，半导体温差发电片24最高高度不超过通流孔231高度。
由此，热水发电腔22内水位升高达到通流孔231高度时，热水发电腔22内的热水便会通过通流孔231流入热水储存腔23，使热水在热水储存腔23内得到保温，能够用于清洗锅碗瓢盆等作用；而通流孔231高度比半导体温差发电片24高度要高，能够保证热水发电腔22内的水完全覆盖半导体温差发电片24后再进入热水储存腔23内，以保证水的热能可以先高效地转化成电能得到储存，减小水的自然散热造成的能量损失。
如图1，热水储存腔23顶部保温层25设有循环加热出水口232以及热水供水出水口233，循环加热出水口232通过水管以及三通阀连接加热进水口11，热水供水出水口233通过水管连至清洗水槽或其它使用热水的装置；两个进水口的水管分别插入热水储存腔23底部。
由此，热水发电腔22和热水储存腔23内的水满后，控制系统切断冷却水出水口212出水，改由循环加热出水口232出水，使得热水储存腔23内的水流经燃气加热仓1加热后再流回热水发电腔22，实现水循环，保持热水发电腔22和热水储存腔23内较高的水温。
如图1，热水储存腔23内安装有液位开关234，液位开关234为上下液位双感应式。
由此，液位开关234用于检测热水储存腔23内的水位；冷却水出水口212持续出水使热水储存腔23内水位达到高位时，液位开关234上液位感应，通过控制系统切断冷却水出水口212出水，改由循环加热出水口232出水，防止水溢出且保持水温；热水供水出水口233向外输送水时会减少热水储存腔23内储水量，热水储存腔23内水位达到低位时，液位开关234下液位感应，通过控制系统切断热水供水出水口233向外继续供水。
如图1，冷却水出水口212、循环加热出水口232和热水供水出水口233连接的水管分别安装有水泵26和单向阀27，单向阀27串连于水泵26出水口，阻断水管内的水反向流回冷却水出水口212、循环加热出水口232和热水供水出水口233。
由此，若储能水箱2安装于较低位置，水泵26用于将储能水箱2内的水输送至更高位置；水泵26均为低功率泵，在进出水口保持有水状态能够延长使用寿命，故使用单向阀27既可以防止回流还能保证水泵26的使用寿命；此外水泵26用电均由蓄电池3供应，实现自给自足，并且通过控制系统以及能量管理系统能够控制水泵26的转速，以满足能量的高效回收和储存。
上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，其特征在于：包括燃气加热仓(1)、储能水箱(2)和蓄电池(3)；所述燃气加热仓(1)内部设有燃气燃烧器以及换热器，用于对冷水进行加热；所述储能水箱(2)与所述燃气加热仓(1)之间通过水管连接用于储存加热后的水；所述蓄电池(3)与所述储能水箱(2)之间通过导线连接，用于储存由所述储能水箱(2)的热能转化成的电能；所述蓄电池(3)用于给所述带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉供电。
2.根据权利要求1所述的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述储能水箱(2)由外向内被分隔成冷水腔(21)、热水发电腔(22)和热水储存腔(23)，所述冷水腔(21)和所述热水发电腔(22)之间分隔层内安装有半导体温差发电片(24)，所述半导体温差发电片(24)通过导线与所述蓄电池(3)连接。
3.根据权利要求2所述的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述冷水腔(21)、所述热水发电腔(22)和所述热水储存腔(23)底部之间存在水流通道，所述半导体温差发电片(24)安装于所述热水发电腔(22)侧面以及底部。
4.根据权利要求2所述的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述冷水腔(21)侧壁设有冷却水进水口(211)和冷却水出水口(212)，所述燃气加热仓(1)设有加热进水口(11)和加热出水口(12)，所述冷却水进水口(211)通过水管连接自来水管，所述冷却水出水口(212)通过水管连接所述加热水进水口(11)。
5.根据权利要求4所述的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述热水发电腔(22)和所述热水储存腔(23)顶部由保温层(25)覆盖。
6.根据权利要求5所述的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述热水发电腔(22)顶部所述保温层(25)设有热水进水口(221)，所述热水进水口(221)通过水管连接所述加热出水口(12)，且水管穿过所述热水进水口(221)后插入所述热水发电腔(22)底部。
7.根据权利要求2所述的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述热水储存腔(23)侧壁开设有连通至所述热水发电腔(22)的通流孔(231)，所述半导体温差发电片(24)最高高度不超过所述通流孔(231)高度。
8.根据权利要求5所述的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述热水储存腔(23)顶部所述保温层(25)设有循环加热出水口(232)以及热水供水出水口(233)，所述循环加热出水口(232)通过水管以及三通阀连接所述加热进水口(11)，所述热水供水出水口(233)通过水管连至清洗水槽或其它使用热水的装置；两个进水口的水管分别插入所述热水储存腔(23)底部。
9.根据权利要求8所述的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述热水储存腔(23)内安装有液位开关(234)，所述液位开关(234)为上下液位双感应式。
10.根据权利要求9所述的带热能回收储水仓的燃气采暖热水炉，其特征在于：所述冷却水出水口(212)、所述循环加热出水口(232)和所述热水供水出水口(233)连接的水管分别安装有水泵(26)和单向阀(27)，所述单向阀(27)串连于所述水泵(26)出水口，阻断水管内的水反向流回所述冷却水出水口(212)、所述循环加热出水口(232)和所述热水供水出水口(233)。
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