CN112240599A - 零冷水燃气采暖设备及采暖供热水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零冷水燃气采暖设备及采暖供热水系统。零冷水燃气采暖设备包括：外壳、燃气炉、供热水组件、热交换器，外壳上配置有采暖出水接头、采暖回水接头、进水接头、零冷水接头和热水接头;燃气炉配置有总出水口和总进水口；供热水组件包括水箱和第一水泵；热交换器配置有能相互热交换的第一换热流道和第二换热流道；总出水口选择性地与采暖出水接头或第一换热流道的进口连接，采暖回水接头和第一换热流道的出口分别与总进水口连接，进水接头和热水接头分别连接水箱，零冷水接头与第一水泵的进口连接，第二换热流道的进口和出口分别与水箱连接。通过水箱来加热外部水管中的存水，节省了燃气用量并提高了用户用水体验性。

Description

零冷水燃气采暖设备及采暖供热水系统

技术领域

本发明属于采暖炉技术领域，尤其涉及一种零冷水燃气采暖设备及采暖供热水系统。

背景技术

目前，零冷水燃气采暖设备采用燃气作为能源来加热水实现供暖，而随着技术的进步，零冷水燃气采暖设备还可以同时具有为用户供给生活热水的功能。例如：中国专利申请号201811537311.6公开了一种零冷水燃气壁挂炉系统，该系统一方面能够实现房间内的采暖要求，另一方面还可以实现零冷水供热水。但是，在实际使用过程中，为了实现零冷水，则需要将出水管中的冷水通过水泵由回水管输送至燃气炉中进行加热在重新输送至出水管中。但是，由于出水管中存储的水量较小，在通过燃气炉燃烧加热时，受燃气炉最小加热功率的影响，燃烧加热所产生的热量远大于存储水量的要求，而燃气炉燃烧器的启停又是通过检测加热的温度是否达到设定值来控制。在实际使用过程中，为保持水管中水的温度，需要对管中的水进行加热，当水温到达预设温度的时候，机器不工作，当水温比预设水温低的时候，需要重新点火加热，水泵重启运转，造成机器反复启动，将影响燃气炉寿命，而且频繁的启动将会造成燃气的浪费；因为零冷水水量较小，使用燃烧加热时，温度容易超温，用户在使用过程中存在零冷水的温度与欲使用的温度差异较大（忽冷忽热），造成不舒适的用水体验。如何设计一种节省燃气用量并提高用户用水体验性的技术是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种零冷水燃气采暖设备及采暖供热水系统，零冷水加热过程中，通过水箱来加热或缓冲外部水管中的存水，以减少燃气炉的启停次数并减小出水温度波动，节省了燃气用量并提高了用户用水体验性。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

本发明提供一种零冷水燃气采暖设备，包括：

外壳,所述外壳上配置有采暖出水接头、采暖回水接头、进水接头、零冷水接头和热水接头;

燃气炉，所述燃气炉配置有总出水口和总进水口；

供热水组件，所述供热水组件包括水箱和第一水泵，所述第一水泵与所述水箱连接；

热交换器，所述热交换器配置有能相互热交换的第一换热流道和第二换热流道；

所述总出水口选择性地与所述采暖出水接头或所述第一换热流道的进口连接，所述采暖回水接头和所述第一换热流道的出口分别与所述总进水口连接，所述进水接头和所述热水接头分别连接所述水箱，所述零冷水接头与所述第一水泵的进口连接，所述第二换热流道的进口和出口分别与所述水箱连接。

进一步的，所述水箱具有第一水口、第二水口和第三水口；所述第一水口与所述热水接头连接，所述第二水口与所述第二换热流道的出口连接，所述第一水泵的出口、所述进水接头以及所述第二换热流道的进口分别连接所述第三水口。

进一步的，所述总出水口连接有第一换向阀，所述第一换向阀的一出口与所述采暖出水接头连接，所述第一换向阀的另一出口与所述第一换热流道的进口连接；所述第三水口连接有第二换向阀，所述第二换向阀的一端口与所述第一水泵的出口连接，所述第二换向阀的另一端口分别与所述第二换热流道的进口和所述进水接头连接。

进一步的，所述第二换向阀包括电控三通阀和三通管，所述电控三通阀具有第一连接口、第二连接口和第三连接口，所述第一连接口选择性地与所述第二连接口或所述第三连接口连通，所述三通管连接所述第二连接口；其中，所述第一连接口与所述第二水口连接，所述第二换热流道的进口和所述进水接头分别连接所述三通管的对应管口，所述第一水泵的出口连接所述第三连接口。

进一步的，所述第二换热流道上还串联有第二水泵。

进一步的，所述水箱包括：

保温罐，所述保温罐内部形成储水腔体；

出热水管，所述出热水管插到所述保温罐内部，所述出热水管位于所述保温罐外部的管口形成所述第一水口；

循环水管，所述循环水管插到所述保温罐内部，所述循环水管位于所述保温罐外部的管口形成所述第二水口；

进出水管，所述进出水管插到所述保温罐内部，所述进出水管位于所述保温罐外部的管口形成所述第三水口。

进一步的，所述循环水管的上端为封闭结构，所述循环水管的上端部的管壁上开设有若干出水孔。

进一步的，所述出热水管的上端为敞开式结构并形成进热水口，所述进热水口的高度高于所述出水孔的高度。

进一步的，所述外壳的侧壁上设置有多个悬挂插孔，所述燃气炉上设置有第一插舌和固定支架，所述水箱设置有悬挂架，所述悬挂架上形成第二插舌，所述第一插舌和所述第二插舌分别插在对应的所述悬挂插孔中，所述固定支架和所述悬挂架通过螺钉固定在所述外壳上。

本发明还提供一种采暖供热水系统，包括热水输出终端和散热终端，还包括上述零冷水燃气采暖设备；所述零冷水燃气采暖设备的热水接头和零冷水接头分别与所述热水输出终端连接，所述零冷水燃气采暖设备的采暖出水接头和采暖回水接头分别与所述散热终端连接。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过增加水箱，水箱中的存储的热水并用于向外界输送生活用热水，而零冷水加热时，则外部水管中的水经过零冷水接头进入水箱中，使得外部水管的水与水箱中存储的热水进行混合，从而可以起到减少燃气炉开关次数的作用，以节省燃气用量并提高使用寿命；利用水箱中的水来实现零冷水加热过程，避免直接加热输出零冷水而出现高水温烫伤用户的情况发生，提高了用户体验性。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 本发明零冷水燃气采暖设备实施例的结构原理示意图；

图2 本发明零冷水燃气采暖设备实施例的结构示意图；

图3本发明零冷水燃气采暖设备实施例的去掉外壳的结构示意图；

图4本发明零冷水燃气采暖设备实施例中水箱的结构示意图；

图5 本发明零冷水燃气采暖设备实施例中进出水管组的结构示意图；

图6本发明零冷水燃气采暖设备实施例中第二换向阀的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图6所示，本实施例零冷水燃气采暖设备，包括：外壳2、燃气炉1、供热水组件3和热交换器4。

外壳2上配置有采暖出水接头21、采暖回水接头22、进水接头23、零冷水接头24和热水接头25。具体的，进水接头23可以与外界供水源（例如：自来水管）连接，以引入新的冷水；采暖出水接头21和采暖回水接头22则与外部的散热终端连接，以实现供暖水的循环流动；热水接头25用于向外输送生活热水。

燃气炉1配置有总出水口11和总进水口12，燃气炉1用于燃烧燃气来加热总进水口12输入的水并从总出水口11输出热水。燃气炉1通常还配置有燃烧器13、换热器14等部件，总进水口12输入的进入到换热器14中，燃烧器13能够通过燃烧燃气来对换热器14中的水进行加热，换热器14加热后的水经过总出水口11输出。在此，对燃气炉1的具体结构形式不做限制的赘述。采暖出水接头21用于将总出水口11输出的热水输送至用户室内配置的散热终端（例如：地暖管或暖气片）中，而散热终端输出的水则经过采暖回水接头22流回到换热器14中。其中，为了加快采暖水的循环速度，在采暖出水接头21、采暖回水接头22和散热终端构成的采暖水回路中设置采暖泵20，通过采暖泵20来加速采暖水回路中的水循环流动。其中，采暖泵20可以集成在零冷水燃气采暖设备中，也可以独立于零冷水燃气采暖设备。

供热水组件3配置有水箱31和第一水泵32。具体的，水箱31中的热水通过热水接头25向外输出生活热水，热水接头25输出的热水经过用户家中配置的供水管输送至热水输出终端（例如：洗浴花洒或热水龙头等）。而供水管连接的用于实现零冷水功能的回水管则与零冷水接头24连接，有关供水管和回水管的具体连接方式，参考常规技术中具有零冷水功能的燃气热水设备，在此不做限制和赘述。

热交换器4配置有能相互热交换的第一换热流道41和第二换热流道42。

总出水口11选择性地与采暖出水接头21或第一换热流道41的进口连接，采暖回水接头22和第一换热流道41的出口分别与总进水口12连接；进水接头23和热水接头25分别与水箱31连接，零冷水接头24通过第一水泵32与水箱31连接。具体的，燃气炉1中燃烧器13对换热器14中的水加热后通过总出水口11输出。总出水口11输出的热水可以直接输送至采暖出水接头21以用于采暖使用，总出水口11输出的热水也可以输送至热交换器4中。而对于水箱31中的水可以循环流入到热交换器4进行加热，以保证水箱31中存储足够的热水。外部水源补充的冷水则从进水接头23进入到水箱31中，以使得水箱31中的热水输出，水箱31中的热水则可以通过热水接头25向外输出以供给生活热水。零冷水接头24能够通过第一水泵32将供水管和回水管中的冷水输入到水箱31中，以通过水箱31中的热水与冷水混合来实现零冷水的功能。

另外，由于外壳1中配置有燃气炉1和水箱31，为了方便组装以及后期用户家中安装，则外壳2的侧壁上设置有多个悬挂插孔201，燃气炉1上设置有第一插舌101和固定支架102，水箱31设置有悬挂架311，悬挂架311上形成第二插舌312，第一插舌101和第二插舌312分别插在对应的悬挂插孔201中，固定支架102和悬挂架311通过螺钉固定在外壳2上。具体的，在工厂组装阶段，则将燃气炉1和水箱31通过对应的插舌悬挂在外壳1的背板上，以方便现场快速定位组装；然后，在通过螺钉将燃气炉1和水箱31牢固的固定在外壳1上，以完成整体设备的组装。而在后期用户家中安装使用时，则仅需要将外壳1整体安装在用户家中，以实现一次性整体安装。

进一步的，水箱31具有第一水口（未标记）、第二水口（未标记）和第三水口（未标记），第一水口与热水接头25连接，第二换热流道42的出口与第二水口连接，第一水泵31的出口、进水接头23和第二换热流道42的进口则根据需要选择性地与第三水口连接。具体的，在正常供给生活热水的过程中，水箱31中的热水通过第一水口输出并流到热水接头25处以实现对外供给热水，而水箱31向外供给生活热水时，则通过进水接头23与第三水口连通以向水箱31中引入外部水源来实现；而在零冷水模式下，第一水泵32的出口与第三水口连通，第一水泵31启动后，通过零冷水接头24将回水管的水抽到水箱31中并与水箱31中的热水混合来实现零冷水功能。另外，在水箱31中的水温较低需要加热时，则第二换热流道的进口与第三水口连通，同时启动燃气炉1，水箱31中的水循环流入到热交换器4中实现加热。

优选的，为了对水箱31中的水进行快速的加热，则第二换热流道42上还串联有第二水泵421，在第二水泵421的作用下，能够使得水箱31中的水快速的循环流道第二换热流道42中进行加热，以提高加热效率。其中，第二水泵421的安装位置可以设置在第二换热流道42的出口与第二水口之间，或者，第二水泵421设置在第二换热流道42的进口与第三水口之间。

又进一步的，总出水口11连接有第一换向阀5，第一换向阀5的一出口与采暖出水接头21连接，第一换向阀5的另一出口与第一换热流道41的进口连接；第三水口连接有第二换向阀6，第二换向阀6的一端口与第一水泵32的出口连接，第二换向阀6的另一端口分别与第二换热流道42的进口和进水接头23连接。具体的，在实际使用过程中，针对总出水口11输出的高温水则通过第一换向阀5来控制走向。对于采暖需要用水时，则第一换向阀5切换使得总出水口11与采暖出水接头21连通，以实现总出水口11输出的高温水通过采暖出水接头21直接输送至散热终端，经散热终端散热后再经由总进水口12回到燃气炉1中。而对于需要加热生活热水时，则第一换向阀5切换使得总出水口11与第一换热流道41连通，以通过热交换器4来加热水箱31中的水，以向外输送的生活热水。

可选的，为了增大生活热水的出水量，当水箱31中存储的热水量不足的情况下依然能够满足用户对生活热水的需求，则第二换向阀6包括电控三通阀61和三通管62，电控三通阀61具有第一连接口、第二连接口和第三连接口，第一连接口选择性地与第二连接口或第三连接口连通，三通管62连接第二连接口；其中，第一连接口与第二水口连接，第二换热流道42的进口和进水接头23分别连接三通管62的对应管口，第一水泵31的出口连接第三连接口。具体的，通过采用三通管62来连接第二换热流道42和进水接头23，使得第二换热流道42和进水接头23也相互连通。在实际使用时，当需要大量的生活热水而水箱31内的热水无法满足要求的情况下，燃气炉1启动，第一换向阀5切换使得总出水口11与第一换热流道41连通，进水接头23引入的冷水直接进入到第二换热流道42中被加热后进入到水箱31中并从第一水口输出生活热水。

在实际使用时，零冷水燃气采暖设备包括：水箱供水模式和即热供水模式。水箱供水模式下，如果水箱31中的温度传感器检测出水箱31内的水温高于设定温度，则第二换向阀6切换进水接头23与水箱31的第三水口连通，用户用热水时，进水接头23输出的冷水直接进入到水箱31中，并将水箱31中的热水挤压出，热水从热水接头25输出。而在用水过程中，当水箱31中的温度传感器检测出水箱31低于设定温度后，则启动即热供水模式。即热供水模式下，第二换向阀6切断进水接头23与水箱31之间的流路，启动燃气炉1，进水接头23输出的水进入到第二换热流道42中加热后再进入水箱31并从热水接头25输出，以实现即热式供水。其中，为了避免即热供水模式下热水从零冷水接头24输出，则可以在第一水泵32的出口配置有单向阀321，这样，便可以确保水路的顺序连通走水，提高系统可靠性。而当用户不用热水时，则需要将水箱31中的存水加热，此时，为了确保水箱31中的水能够循环流入到热交换器4中，而避免外部水源经由进水接头23进入，则可以在进水接头23上配置有控制阀231。当需要加热水箱31中的水时，则第二换向阀6连通第二换热流道42与水箱31之间的流路，并通过控制阀231关闭进水接头23，然后启动燃气炉1和第二水泵421。水箱31中的水输送至第二换热流道42被加热后回到水箱31中，直至水箱31中的水达到设定温度后，停止燃烧加热，整机进入待机状态，同时对水箱31进行保温。待下次水箱31的水温低于设定温度-△T时，再次启动。

其中，有关燃气炉1加热水供给采暖组件2输出热水的具体过程参考常规技术的燃气采暖炉，在此不做限制和赘述。而燃气炉1在加热用户生活用水的过程中，具体过程如下：零冷水模式下，当供水管中的水温低于设定温度时，启动零冷水加热功能，此时，第二换向阀6切换使得零冷水接头24与水箱21连通。零冷水加热时，在第一水泵32的作用下，供水管中的水经过零冷水接头24进入到水箱31中进行循环流动，直至供水管中的水温达到设定温度。

基于上述技术方案，可选的，为了最大限度的利用水箱31中的热水，水箱31包括：保温罐331、出热水管332、循环水管333和进出水管334，保温罐331内部形成储水腔体；出热水管332插到保温罐331内部并用于输出储水腔体内上部区域的水，出热水管332位于保温罐331外部的管口形成第一水口；循环水管333插到保温罐331内部并用于向储水腔体内上部区域供水，循环水管333位于保温罐331外部的管口形成第二水口；进出水管334插到保温罐331内部，进出水管334用于向储水腔体内下部区域供水，进出水管334还用于输出储水腔体内下部区域的水，进出水管334位于保温罐331外部的管口形成第三水口。具体的，保温罐331中插入有出热水管332、循环水管333和进出水管334，出热水管332用于将水箱31中的热水输出供应用户用热水，而循环水管333则用于循环水流动使用，进出水管334一方面用于向水箱31供水，还用于将水箱31中的水输出加热以满足快速加热水箱31中的储水要求。这样，使得水箱31能够有效的满足用户使用热水的需求，以最大限度的利用水箱31内的热水来加热零冷水或向外供给热水。

其中，保温罐331的底部设置有安装口；水箱31还包括密封盖335，密封盖335密封连接在安装口上，出热水管332、循环水管333和进出水管334密封贯穿密封盖335。具体的，出热水管332、循环水管333和进出水管334安装在密封盖335上，然后，从保温罐331的底部通过密封盖335完成组装。而出热水管332、循环水管333和进出水管334竖立布置。为了减小出热水管332输出的水温波动幅度，则循环水管333的上端为封闭结构，循环水管333的上端部的管壁上开设有若干出水孔3331，出水孔3331分布在循环水管333的管壁上，从出水孔3331输出的热水能够分散到保温罐331中与保温罐331中的水有效的混合，以缓冲保温罐331内的水温波动。同时，出热水管332的上端为敞开式结构并形成进热水口3321，进热水口3321的高度不低于出水孔3331的高度，进热水口3321能够确保保温罐331中的水混合均匀后再输出。而为了增大热水输出率，进出水管334的上端为封闭结构，进出水管334的上端部的管壁上开设有若干通水孔3341，在向保温罐331注入冷水时，通水孔3341能够将冷水分散到保温罐331的底部，以减少对保温罐331上部热水的冲击，提高热水输出率。

另外，为了检测保温罐331内的水温，以便可以控制保温罐331的温度，根据需要，可以在密封盖335上设置有第一温度传感器，和/或，保温罐331的上部设置有第二温度传感器。具体的，第一温度传感器能够检测保温罐331底部的进水温度，而第二温度传感器可以检测保温罐331顶部的出水温度。

另外，针对第一换向阀5的表现实体则可以采用两位三通阀等电控阀来实现，在此不做限制。并且，为了方便控制水路的通断，可以根据需要在采暖出水接头21、采暖回水接头22、进水接头23、零冷水接头24上配置有控制阀来控制水路的通断。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种零冷水燃气采暖设备，其特征在于，包括：

外壳,所述外壳上配置有采暖出水接头、采暖回水接头、进水接头、零冷水接头和热水接头;

燃气炉，所述燃气炉配置有总出水口和总进水口；

供热水组件，所述供热水组件包括水箱和第一水泵，所述第一水泵与所述水箱连接；

热交换器，所述热交换器配置有能相互热交换的第一换热流道和第二换热流道；

所述总出水口选择性地与所述采暖出水接头或所述第一换热流道的进口连接，所述采暖回水接头和所述第一换热流道的出口分别与所述总进水口连接，所述进水接头和所述热水接头分别连接所述水箱，所述零冷水接头与所述第一水泵的进口连接，所述第二换热流道的进口和出口分别与所述水箱连接。

2.根据权利要求1所述的零冷水燃气采暖设备，其特征在于，所述水箱具有第一水口、第二水口和第三水口；所述第一水口与所述热水接头连接，所述第二水口与所述第二换热流道的出口连接，所述第一水泵的出口、所述进水接头以及所述第二换热流道的进口分别连接所述第三水口。

3.根据权利要求2所述的零冷水燃气采暖设备，其特征在于，所述总出水口连接有第一换向阀，所述第一换向阀的一出口与所述采暖出水接头连接，所述第一换向阀的另一出口与所述第一换热流道的进口连接；所述第三水口连接有第二换向阀，所述第二换向阀的一端口与所述第一水泵的出口连接，所述第二换向阀的另一端口分别与所述第二换热流道的进口和所述进水接头连接。

4.根据权利要求3所述的零冷水燃气采暖设备，其特征在于，所述第二换向阀包括电控三通阀和三通管，所述电控三通阀具有第一连接口、第二连接口和第三连接口，所述第一连接口选择性地与所述第二连接口或所述第三连接口连通，所述三通管连接所述第二连接口；其中，所述第一连接口与所述第二水口连接，所述第二换热流道的进口和所述进水接头分别连接所述三通管的对应管口，所述第一水泵的出口连接所述第三连接口。

5.根据权利要求2所述的零冷水燃气采暖设备，其特征在于，所述第二换热流道上还串联有第二水泵。

6.根据权利要求2所述的零冷水燃气采暖设备，其特征在于，所述水箱包括：

保温罐，所述保温罐内部形成储水腔体；

出热水管，所述出热水管插到所述保温罐内部，所述出热水管位于所述保温罐外部的管口形成所述第一水口；

循环水管，所述循环水管插到所述保温罐内部，所述循环水管位于所述保温罐外部的管口形成所述第二水口；

进出水管，所述进出水管插到所述保温罐内部，所述进出水管位于所述保温罐外部的管口形成所述第三水口。

7.根据权利要求6所述的零冷水燃气采暖设备，其特征在于，所述循环水管的上端为封闭结构，所述循环水管的上端部的管壁上开设有若干出水孔。

8.根据权利要求7所述的零冷水燃气采暖设备，其特征在于，所述出热水管的上端为敞开式结构并形成进热水口，所述进热水口的高度高于所述出水孔的高度。

9.根据权利要求1所述的零冷水燃气采暖设备，其特征在于，所述外壳的侧壁上设置有多个悬挂插孔，所述燃气炉上设置有第一插舌和固定支架，所述水箱设置有悬挂架，所述悬挂架上形成第二插舌，所述第一插舌和所述第二插舌分别插在对应的所述悬挂插孔中，所述固定支架和所述悬挂架通过螺钉固定在所述外壳上。

10.一种采暖供热水系统，包括热水输出终端和散热终端，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一所述的零冷水燃气采暖设备；所述零冷水燃气采暖设备的热水接头和零冷水接头分别与所述热水输出终端连接，所述零冷水燃气采暖设备的采暖出水接头和采暖回水接头分别与所述散热终端连接。

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