CN111879005B - 一种集成灶和热水器双温热源供热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成灶和热水器双温热源供热系统，包括集成灶、热交换器、热水器及储液水箱；所述集成灶与储液水箱之间通过第一管路相连，所述集成灶与热交换器顶部之间通过第二管路相连，所述热交换器底部与储液水箱之间通过第三管路相连；所述储液水箱与热交换器侧部之间通过第四管路相连，所述热交换器与热水器之间通过第五管路相连。本发明的有益效果是：该系统有效的结合了集成灶和热水器两个供水系统，通过在集成灶上下面板之间设置换热管路和填充相变材料，充分利用使用过程中产生的热量，相变材料不仅为室内空间提供热量，还能进一步补充热水器所需热水，减少热水器运行费用和降低能耗，有效地提高双温热源系统的热效率。
Description
技术领域
本发明涉及家用厨房供水供热系统能量高效利用领域，具体涉及一种集成灶和热水器双温热源供热系统。
背景技术
集成灶是一种集吸油烟机、燃气灶、消毒柜、储藏柜等多种功能于一体的厨房电器，行业里亦称作环保灶或集成环保灶。具有节省空间、抽油烟效果好，节能低耗环保等优点。其结构组成主要是铜、铝、不锈钢等材料和各类元器件组成。其中最主要的结构为大功率燃烧器和风机系统。一般的集成灶吸油率达到95%，油烟吸净率越高，质量越好，有些品牌集成灶油烟吸净率达到了99.95%的极限指标。根据中怡康数据统计，截止2018年中国集成灶的销量达到174.8万台，同比增长38.0%；2018年中国集成灶销售额129.2亿元，同比增长43.9%。热水器作为家用产品的必要产品，具有环保、节能、高效的优势，随着西气东输工程的推进和天然气管网铺设的完善，燃热市场份额在近年来提升明显。因制热方式不同，热水器分为燃气热水器、电储水式热水器、太阳能式热水器和热泵热水器，其中燃气热水器和电热水器为市场主力产品。据数据统计，2017 年燃热零售额规模达 344 亿元，电储水热水器零售额规模达 302 亿元，燃热零售额首次超过电热成为市场占比最大的热水器品类。
随着时代的不断发展，节能绿色环保理念的提出，在家用厨具行业推出更环保更节能更智能的产品已经逐渐得到消费者的高度认可。在集成灶和热水器产品技术层面，进一步提高产品热利用效率，减少能量损耗是亟待解决的问题之一。众所周知，集成灶使用过程中，烹饪食物的同时会产生约30%的能量散失，而热水器从冷水加热到可供家用的热水（约60℃），则需要消耗一定的电能或者燃气等。这样一来，一方面是产品能量损耗没有得到减少，另一方面所需要的电能和热能供应并未减少，大大降低了能源利用效率和产品的经济性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了结构设计合理的一种集成灶和热水器双温热源供热系统。
本发明的技术方案如下：
一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，包括集成灶、热交换器、热水器及储水箱；所述集成灶与储水箱之间通过第一管路相连，所述集成灶与热交换器顶部之间通过第二管路相连，所述热交换器底部与储水箱之间通过第三管路相连，从而构成集成灶热水循环系统；所述储水箱与热交换器侧部之间通过第四管路相连，所述热交换器与热水器之间通过第五管路相连，从而构成热水器供水系统。
所述的一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，所述集成灶包括集成灶上面板、集成灶下面板及设置在集成灶上面板与集成灶下面板之间的相变填充层，所述相变填充层内设有流体管路，所述流体管路两端分别设置流体出口、流体入口。
所述的一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，所述热交换器包括壳体及设置在壳体内部的换热盘管，所述壳体顶部设有换热器流体入口，底部设有换热器流体出口，所述换热盘管顶部设有供热水器流体出口，侧面设有供热水器流体入口。
所述的一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，所述热交换器内设有四通换向阀，所述四通换向阀设置在换热器流体入口与供热水器流体出口上。
所述的一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，所述第一管路上依次设置第一电磁阀、科式电磁流量计及液体泵。
所述的一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，所述第三管路上依次设有第三电磁阀及地暖热交换器。
所述的一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，所述第四管路上设有第四电磁阀。
所述的一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，所述第五管路上设有第二电磁阀。
所述的一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，所述热交换器一侧设有中央控制器。
本发明的有益效果是：
1）该系统，有效的结合了集成灶和热水器两个供水系统，通过在集成灶上下面板之间设置换热管路和填充相变材料，充分利用使用过程中产生的热量，相变材料不仅为室内空间提供热量，还能进一步补充热水器所需热水，减少热水器运行费用和降低能耗，有效地提高双温热源系统的热效率；
2）该系统，根据不同时节需求调节供水系统方案运行满足用户需求，对于未来厨房厨具节能环保、集成一体化系统设计具有一定的指导意义和实用价值。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的热交换器结构示意图；
图3为本发明的集成灶面板结构示意图；
图4为本发明的集成灶面板换热原理图；
图中：1-第一电磁阀；2-科式电磁流量计；3-液体泵；4-集成灶；5-中央控制器；6-热交换器；7-第二电磁阀；8-热水器；10-第三电磁阀；11-第四电磁阀；12-地暖热交换器；13-储水箱；401-集成灶上面板；402-相变填充层；403-集成灶下面板；404-流体出口；405-流体入口；406-流体管路，601-换热器流体入口；602-换热器流体出口；603-供热水器流体入口；604-供热水器流体出口，605-壳体，606-换热盘管，607-四通换向阀。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1-4所示，一种集成灶和热水器双温热源供热系统，主要包括集成灶热水循环部分和热水器热水循环部分；
集成灶热水循环部分的流体从储水箱13出来，经过第一电磁阀1、科式电磁流量计2、液体泵3后，从集成灶4的流体入口405进入流体管路406（换热管），与相变填充层402（相变填充材料PCM）进行热交换，再经过流体出口404流出进入热交换器6，再经过第三电磁阀10到达地暖热交换器12提供室内热量，再经过地暖热交换器12流出到达储水箱13完成循环；
集成灶4内部的相变填充层402为石蜡，熔点为27.4℃，密度为770kg/m3，相变潜热为244KJ/kg，在集成灶上面板401和集成灶下面板403之间均匀填充；流体管路406在集成灶上面板401和集成灶下面板403之间为“几”字型排列；所述集成灶4换热原理如图4所示，满足能量守恒定律，其传热能量平衡方程为： ；
其中，为热源热量，为传热能量损失，为换热管路间传递热量，为相变材料潜热储能；
热交换器6包括壳体605、换热盘管606、换热器流体入口601、换热器流体出口602、供热水器流体入口603、供热水器流体出口604及四通换向阀607；换热器流体入口601与集成灶4的流体出口404连接，换热器流体出口602与第三电磁阀10通过管路连接；热交换器6的供热水器流体入口603与第四电磁阀11之间通过管路连接，供热水器流体出604与第二电磁阀7通过管路连接并进一步连接至热水器8；
热水器热水循环部分在不使用集成灶4时，为了减少集成灶热水循环部分中液体泵3的电能损耗，会切断液体泵3的电源供应，直接从储水箱13流出经过第四电磁阀11进入热交换器6，再经过第二电磁阀7到达热水器8，经过电加热后的热水供应浴室的日常使用；
地暖热交换器12在不需要供暖季节会通过中央控制器5来关闭第三电磁阀10，在集成灶4使用过程中会加热流体经过热交换器6向热水器8供热水，当水流量满足要求时，中央控制器5会调节热交换器6内部四通换向阀607流向，使得多余热水从第四电磁阀11支路返回储水箱13；
地暖热交换器12在需要供暖季节会通过中央控制器5来开启第三电磁阀10，在集成灶4使用过程中会加热流体经过热交换器6时，内部四通换向阀会调整流向，向地暖热交换器12供热水，而在此过程中，向热水器8供应冷水的同时在热交换器6中会进行热交换，预热一部分进入热水器8的流体；
地暖热交换器12提供室内供暖不足的情况下，会通过电加热方式提供热量，满足日常供暖需求。
中央控制器5分别与第一电磁阀1、第二电磁阀7、第三电磁阀10、第四电磁阀11、四通换向阀607电信号连接，中央控制器5根据温度和所需流量大小实时调节第一电磁阀1、第二电磁阀7、第三电磁阀10、第四电磁阀11和四通换向阀607的开闭；
本发明将集成灶和热水器管路分布方案进行整合，形成简约高效的供水供热系统。在集成灶面板处设置换热管路和填充石蜡相变材料（PCM），充分提高集成灶在使用过程中热量的回收利用效率。一方面将加热的热水提供地暖使用，另一方面通过换热器预热进入热水器的水，降低热水器加热水所需要的热负荷，进一步节约电能。综上所述，将集成灶和热水器组成的双温热源供水供热系统对厨房空间能量综合利用和管路集约化设计有进一步地指导和借鉴意义。
本发明将集成灶和热水器两种产品作为热源，经过合理的系统方案布置，形成一种集成灶和热水器双温热源供热系统，能够有效地提高能量利用效率，降低热水器所需的电能消耗，综合系统能效来看，对未来厨房厨具产品系统优化设计和提升市场竞争力具有一定的指导和借鉴意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，包括集成灶（4）、热交换器（6）、热水器（8）及储水箱（13）；所述集成灶（4）与储水箱（13）之间通过第一管路相连，所述集成灶（4）与热交换器（6）顶部之间通过第二管路相连，所述热交换器（6）底部与储水箱（13）之间通过第三管路相连，从而构成集成灶热水循环系统；所述储水箱（13）与热交换器（6）侧部之间通过第四管路相连，所述热交换器（6）与热水器（8）之间通过第五管路相连，从而构成热水器供水系统；
所述热交换器（6）包括壳体（605）及设置在壳体（605）内部的换热盘管（606），所述壳体（605）顶部设有换热器流体入口（601），底部设有换热器流体出口（602），所述换热盘管（606）顶部设有供热水器流体出口（604），侧面设有供热水器流体入口（603）；
所述热交换器（6）内设有四通换向阀（607），所述四通换向阀（607）设置在换热器流体入口（601）与供热水器流体出口（604）上；
所述第三管路上依次设有第三电磁阀（10）及地暖热交换器（12）；
所述第一管路上依次设置第一电磁阀（1）、科式电磁流量计（2）及液体泵（3）；
所述第四管路上设有第四电磁阀（11）；所述第五管路上设有第二电磁阀（7）；
所述热交换器（6）一侧设有中央控制器（5）；
热水器热水循环部分在不使用集成灶时，为了减少集成灶热水循环部分中液体泵的电能损耗，会切断液体泵的电源供应，直接从储水箱流出经过第四电磁阀进入热交换器，再经过第二电磁阀到达热水器，经过电加热后的热水供应浴室的日常使用；
地暖热交换器在不需要供暖季节会通过中央控制器来关闭第三电磁阀，在集成灶使用过程中会加热流体经过热交换器向热水器供热水，当水流量满足要求时，中央控制器会调节热交换器内部四通换向阀流向，使得多余热水从第四电磁阀支路返回储水箱；
地暖热交换器在需要供暖季节会通过中央控制器来开启第三电磁阀，在集成灶使用过程中会加热流体经过热交换器时，内部四通换向阀会调整流向，向地暖热交换器供热水，而在此过程中，向热水器供应冷水的同时在热交换器中会进行热交换，预热一部分进入热水器的流体；
地暖热交换器提供室内供暖不足的情况下，会通过电加热方式提供热量，满足日常供暖需求。
2.根据权利要求1所述的一种集成灶和热水器双温热源供热系统，其特征在于，所述集成灶（4）包括集成灶上面板（401）、集成灶下面板（403）及设置在集成灶上面板（401）与集成灶下面板（403）之间的相变填充层（402），所述相变填充层（402）内设有流体管路（406），所述流体管路（406）两端分别设置流体出口（404）、流体入口（405）。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |