CN114877519A - 一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器；涉及热水器技术领域，具体包括框架内安装的储水箱，其中储水箱分为热水储水箱和加热水箱，加热水箱的内部设置有上、下结构安装的两个换热器，每个换热器的一端各安装有一个与其配套使用的抽风强排风机和蜂窝热回收烟管。本发明自带水箱储水，配合其内由变频增压泵、回水电磁阀以及温度检测探头，能够实现建筑热水供给管路内的水温；两个独立设计的燃气加热系统，配合与其搭配使用的烟气热回收系统以及各燃气加热系统配套的独立控制机构，以此实现冷水的快速加热，以及热水恒温时燃烧系统的交替工作，减少连续工作时长，对燃烧器总成具有一定的保护效果，能够在一定程度上延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及热水器技术领域，具体涉及一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器。
背景技术
目前大部分商用燃气热水器为外置式储水供水，通过中间水泵的抽吸增压再结合燃烧器，及管道形成一个循环加热的过程，这种热水器在使用时能够根据自身需求来选择不同储量容积的储水罐作为热水储备箱，但这种热水器，在使用时，热水供水管完全是依靠重力水压进入到建筑的热水供给管路中，其建筑热水供给管路在储水罐上仅有一个接口，热水在其供给管路中属于只进不出的状况，如果供水管路中长时间无人开启放水，其管路中的热水无法流动，随着时间的推移也将渐渐冷却，待到用水时，往往需要长时间放水才能重新从水龙头中放出热水，对目前提倡节约用水的现代社会而言无疑是一种巨大的水资源浪费。
另外，目前已知的燃气热水器，大部分采用的都是单一燃烧总成加热，冷水加热速度较慢，而且在维持水温过程中需要进行连续性时间工作，这使得燃烧器总成的使用频率过高，影响其使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，该设计方案具备循环加热和多段燃烧的优点。
本发明的两级换热智能多段燃烧直供型热水器，包括框架以及框架内安装的储水箱，其中储水箱分为上、下两部分，上部为热水储水箱，下部为加热水箱，为了实现储水箱内部水体的加热，上部的热水储水箱和下部的加热水箱采用上、下相通的结构设计，以方便从下述的冷水接水口进入并经过蜂窝热回收烟管进行初步预热的新补水从加热水箱底部从下到上流动，带动加热水箱内的水体能够流动起来，所述加热水箱的内部设置有两个换热器，每个所述换热器的一端各安装有一个与其配套使用的抽风强排风机和蜂窝热回收烟管，以使得每个换热器结合下述的燃烧器总成，构成一个完整的加热及热回收系统，使得后期热水保温时，能够配合燃气智能控制器及总控机盒内部设置的PLC控制单元，实现两个独立的加热系统进行交替式工作，避免出现同一燃烧器总成长时间连续性工作，能够极大地增加该加热器的使用寿命，并且两个独立设计的燃烧加热系统，以及配套的热回收再利用系统，能够在冷水加热时有效缩短新进补水的加热时间，提高加热效率，使得燃气利用率得到有效提高，达到节能环保的目的。
两个所述蜂窝热回收烟管远离抽风强排风机的一端均设有供烟气排出的排烟口，两个排烟口通过一根排烟管连通，用以将两个蜂窝热回收烟管中的废气集中排出。
所述框架的外表面还分别设置有热水回水口、冷水进水口、热水出水口、燃气入口和电源入口，所述蜂窝热回收烟管的两端分别设有热回收进水口和热回收出水口，所述冷水进水口和热水回水口上分别安装有进水电磁阀和回水电磁阀，所述进水电磁阀通过三通接头配合热回收进水管分别与两个蜂窝热回收烟管上的热回收进水口连通，所述回水电磁阀通过回水管从热水储水箱顶部与其内部连通，两个所述蜂窝热回收烟管上的热回收出水口通过热回收水箱连接管与加热水箱底部连通，在框架底部安装有变频增压泵，所述变频增压泵的增压泵进水口和增压泵出水口均通过水箱热水出水管与热水出水口与热水储水箱的底部连通，以此借助外界的热水供应管路，能够形成一个闭合的热水供给循环系统。
作为本发明的进一步改进，为保证每个换热器组成的加热及热回收系统能够独立工作，在框架内安装有与换热器配套使用的燃气比例阀、燃气智能控制器和燃烧器总成；所述热水储水箱的顶部内侧设有水位传感器，所述燃烧器总成和燃气比例阀各有两个，两个所述燃烧器总成各自对应安装在两个换热器的燃烧室入口上，两个所述燃气比例阀通过三通接头配合燃气管与燃气入口连通，且两个燃气比例阀还分别通过燃气管各自与一个燃烧器总成连通对其供气，两个能够独立工作的加热系统，使用者能够根据实际实用需求，来选择加热系统的工作状况，比如一个加热系统工作或者两个加热系统同时工作等等，在一定程度上能够达到节能的效果，为了方便储水箱内的水垢清理，确保储水箱内部水体清澈，在加热水箱的一侧设置有一个带密封门的除垢窗口，以用来工作人员进行除垢操作。
作为本发明的进一步改进，为了方便两个燃烧器总成的启闭，燃气智能控制器配套每个燃烧器总成各设一个，两个所述燃气智能控制器各自与一个燃烧器总成及燃气比例阀信号连接，用以控制每个燃烧器总成的使用状态，两个所述燃气智能控制器均安装在总控机盒内，所述总控机盒固定在框架一侧，且总控机盒内部设置有用于控制回水电磁阀、进水电磁阀、变频增压泵启闭的PLC控制单元。
为了能够实施检测外置热水供水管路内的水温，配合变频增压泵的设计以确保热水管道内时刻有着足够水温的热水，在回水电磁阀内部安装有温度检测探头，所述温度检测探头和水位传感器均与总控机盒内部设置的PLC控制单元电连接，当温度检测探头检测到管路内水温过低时，回水电磁阀和变频增压泵同步开启，通过变频增压泵的增压输出，将热水储水箱内部的热水输送至外设热水供给管路内，将原本热水供给管路内低温水重新回流至水储水箱内进行加热。
作为本发明的进一步改进，所述抽风强排风机的进风口与换热器出风口固定对接，且抽风强排风机的出烟口固定插接在于其对应的蜂窝热回收烟管的进烟口上，所述抽风强排风机的出烟口与加热水箱的竖面呈90度夹角，所述蜂窝热回收烟管的烟管体与加热水箱的竖面之间呈90度夹角。
为了使得新补冷水能够有效对蜂窝热回收烟管的高温烟气实施降温，降低烟气排放温度，在此过程中同步实现热回收效果，对新补冷水进行预加热，在蜂窝热回收烟管的内部设有独立且用于烟气流通的烟道，在烟道外部呈螺旋状缠绕上用于冷水流过的过水通道，冷水在流经过水通道时，能够有效对烟道实施降温，实现热交换，减少冷水加热整体所需的时间，提高燃气利用率，达到节能效果，所述热回收出水口与热回收进水口分别连通在过水通道的两端，所述热水回水口和热水出水口之间连接有外设的水路管道系统。
作为本发明的进一步改进，为了方便设备的协调控制，将抽风强排风机、进水电磁阀、变频增压泵、回水电磁阀、燃气比例阀、燃气智能控制器和燃烧器总成的启闭电路均与总控机盒内部的PLC控制单元电连接，而且总控机盒内部还设有供电电路，供电电路分别与PLC控制单元以及电源入口电连接，以方便设备电源供给的统一管理控制。
作为本发明的进一步改进，所述框架的外侧固定连接有骨架，且骨架的内侧设置有调节用的铰接板，增加了框架外侧的结构强度，而两个铰接板能相互配合并改变角度与墙角或者墙面契合，增加了该装置安装地点的选择性，在骨架背面的顶部和底部一体成型有矩形凹槽，矩形凹槽以骨架的中心为原点呈上下对称分布，矩形凹槽内壁的顶部和底部均开设有滑槽，所述铰接板有两个，且铰接板顶部和底部的左右两侧均固定连接有滑块，所述铰接板通过滑块滑动连接在两个相对立的滑槽之间，其他状态时，铰接板能通过滑块正常收纳至矩形凹槽内，减少铰接板的占用空间，便于装置整体进行存放或运输。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明自带水箱储水，配合其内由变频增压泵、回水电磁阀以及其内设置的温度检测探头，借助的回水管和水箱热水出水管，再搭配建筑热水供给回水管路系统，能够实现建筑热水供给管路的供水循环，从而保证供水管内的水温；在用水时，无需长时间放水，减少水资源的不必要浪费，而且两个独立设计的燃气加热系统，配合与其搭配使用的烟气热回收系统以及各燃气加热系统配套的独立控制机构，以及总控机盒的协调控制，能够实现各燃烧系统的独立或协调同步工作，以此实现冷水的快速加热，以及热水恒温时燃烧系统的交替工作，减少连续工作时长，对燃烧器总成具有一定的保护效果，能够在一定程度上延长其使用寿命。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明正面剖视结构示意图；
图2为本发明左侧剖视结构示意图；
图3为本发明右侧剖视结构示意图；
图4为本发明正面部分剖视结构示意图；
图5为本发明俯视剖面结构示意图；
图6为本发明背面剖视结构示意图。
图中：1、热水储水箱；2、总控机盒；3、热水回水口；4、抽风强排风机；5、蜂窝热回收烟管；6、热回收进水管；7、进水电磁阀；8、冷水进水口；9、热水出水口；10、燃气入口；11、电源入口；12、增压泵进水口；13、增压泵出水口；14、变频增压泵；15、排烟口；16、热回收水箱连接管；17、换热器；18、回水管；19、回水电磁阀；20、水箱热水出水管；21、除垢窗口；22、燃气比例阀；23、燃气智能控制器；24、燃烧器总成；25、加热水箱；26、热回收出水口；27、热回收进水口；28、水位传感器；29、骨架；30、铰接板；31、滑槽；32、滑块。
具体实施方式
以下将以图示揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实物上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实物上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实物上的细节是非必要的。此外，为简化图示起见，一些习知惯用的结构与组件在图示中将以简单的示意的方式绘示之。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1-6，本发明的一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，包括框架以及框架内安装的储水箱，其中储水箱分为上、下两部分，上部为热水储水箱1，下部为加热水箱25，为了实现储水箱内部水体的加热，上部的热水储水箱1和下部的加热水箱25采用上、下相通的结构设计，以方便从下述的冷水接水口进入并经过蜂窝热回收烟管5进行初步预热的新补水，从加热水箱25底部从下到上流动，带动加热水箱25内的水体能够流动起来，加热水箱25的内部设置有两个换热器17，每个换热器17的一端各安装有一个与其配套使用的抽风强排风机4和蜂窝热回收烟管5，以使得每个换热器17结合下述的燃烧器总成24，构成一个完整的加热及热回收系统，使得后期热水保温时，能够配合燃气智能控制器23及总控机盒2内部设置的PLC控制单元，实现两个独立的加热系统进行交替式工作，避免出现同一燃烧器总成24长时间连续性工作，能够极大地增加该加热器的使用寿命，并且两个独立设计的燃烧加热系统，以及配套的热回收再利用系统，能够在冷水加热时有效缩短新进补水的加热时间，提高加热效率，使得燃气利用率得到有效提高，达到节能环保的目的。
请参阅图3，两个蜂窝热回收烟管5远离抽风强排风机4的一端均设有供烟气排出的排烟口15，两个排烟口15通过一根排烟管连通，用以将两个蜂窝热回收烟管5中的废气集中排出，框架的外表面还分别设置有热水回水口3、冷水进水口8、热水出水口9、燃气入口10和电源入口11，蜂窝热回收烟管5的两端分别设有热回收进水口27和热回收出水口26，冷水进水口8和热水回水口3上分别安装有进水电磁阀7和回水电磁阀19，进水电磁阀7通过三通接头配合热回收进水管6分别与两个蜂窝热回收烟管5上的热回收进水口27连通，回水电磁阀19通过回水管18从热水储水箱1顶部与其内部连通，两个蜂窝热回收烟管5上的热回收出水口26通过热回收水箱连接管16与加热水箱25底部连通，在框架底部安装有变频增压泵14，变频增压泵14的增压泵进水口12和增压泵出水口13均通过水箱热水出水管20与热水出水口9与热水储水箱1的底部连通，以此借助外界的热水供应管路，能够形成一个闭合的热水供给循环系统。
请参阅图2，为保证每个换热器17组成的加热及热回收系统能够独立工作，在框架内安装有与换热器17配套使用的燃气比例阀22、燃气智能控制器23和燃烧器总成24；热水储水箱1的顶部内侧设有水位传感器28，燃烧器总成24和燃气比例阀22各有两个，两个燃烧器总成24各自对应安装在两个换热器17的燃烧室入口上，两个燃气比例阀22通过三通接头配合燃气管与燃气入口10连通，且两个燃气比例阀22还分别通过燃气管各自与一个燃烧器总成24连通对其供气，两个能够独立工作的加热系统，使用者能够根据实际实用需求，来选择加热系统的工作状况，比如一个加热系统工作或者两个加热系统同时工作等等，在一定程度上能够达到节能的效果，为了方便储水箱内的水垢清理，确保储水箱内部水体清澈，在加热水箱25的一侧设置有一个带密封门的除垢窗口21，以用来工作人员进行除垢操作。
请参阅图2，为了方便两个燃烧器总成24的启闭，燃气智能控制器23配套每个燃烧器总成24各设一个，两个燃气智能控制器23各自与一个燃烧器总成24及燃气比例阀22信号连接，用以控制每个燃烧器总成24的使用状态，两个燃气智能控制器23均安装在总控机盒2内，总控机盒2固定在框架一侧，且总控机盒2内部设置有用于控制回水电磁阀19、进水电磁阀7、变频增压泵14启闭的PLC控制单元。
请参阅图5，为了能够实施检测外置热水供水管路内的水温，配合变频增压泵14的设计以确保热水管道内时刻有着足够水温的热水，在回水电磁阀19内部安装有温度检测探头，温度检测探头和水位传感器28均与总控机盒2内部设置的PLC控制单元电连接，当温度检测探头检测到管路内水温过低时，回水电磁阀19和变频增压泵14同步开启，通过变频增压泵14的增压输出，将热水储水箱1内部的热水输送至外设热水供给管路内，将原本热水供给管路内低温水重新回流至水储水箱内进行加热。
请参阅图3，抽风强排风机4的进风口与换热器17出风口固定对接，且抽风强排风机4的出烟口固定插接在于其对应的蜂窝热回收烟管5的进烟口上，抽风强排风机4的出烟口与加热水箱25的竖面呈90度夹角，蜂窝热回收烟管5的烟管体与加热水箱25的竖面之间呈90度夹角，为了使得新补冷水能够有效对蜂窝热回收烟管5的高温烟气实施降温，降低烟气排放温度，在此过程中同步实现热回收效果，对新补冷水进行预加热，在蜂窝热回收烟管5的内部设有独立且用于烟气流通的烟道，在烟道外部呈螺旋状缠绕上用于冷水流过的过水通道，冷水在流经过水通道时，能够有效对烟道实施降温，实现热交换，减少冷水加热整体所需的时间，提高燃气利用率，达到节能效果，热回收出水口26与热回收进水口27分别连通在过水通道的两端，热水回水口3和热水出水口9之间连接有外设的水路管道系统，为了方便设备的协调控制，将抽风强排风机4、进水电磁阀7、变频增压泵14、回水电磁阀19、燃气比例阀22、燃气智能控制器23和燃烧器总成24的启闭电路均与总控机盒2内部的PLC控制单元电连接，而且总控机盒2内部还设有供电电路，供电电路分别与PLC控制单元以及电源入口11电连接，以方便设备电源供给的统一管理控制。
请参阅图6，框架的外侧固定连接有骨架29，且骨架29的内侧设置有调节用的铰接板30，增加了框架外侧的结构强度，而两个铰接板30能相互配合并改变角度与墙角或者墙面契合，增加了该装置安装地点的选择性，骨架29背面的顶部和底部一体成型有矩形凹槽，矩形凹槽以骨架29的中心为原点呈上下对称分布，矩形凹槽内壁的顶部和底部均开设有滑槽31，铰接板30有两个，且铰接板30顶部和底部的左右两侧均固定连接有滑块32，铰接板30通过滑块32滑动连接在两个相对立的滑槽31之间，其他状态时，铰接板30能通过滑块32正常收纳至矩形凹槽内，减少铰接板30的占用空间，便于装置整体进行存放或运输。
通过蜂窝热回收烟管5和内部的过水通道，配合换热器17、抽风强排风机4以及热回收进水管6，能对工作时的换热器17所产生的高温烟气进行二次热回收，同时重新添加至储水箱内的冷水，直接顺着热回收进水管6和过水通道在蜂窝热回收烟管5内和高温烟气进行降温的同时实现热交换起到预热效果，从而增加燃气燃烧的利用率，起到节能环保的效果，水位传感器28能对储水水箱内的水位起到缺水保护作用，辅助进水电磁阀7实现自动补水的效果，而温度检测探头能通过检测外置供水管路内的水温，借助总控机盒的控制回水电磁阀19的开启，以及变频增压泵14，能够对外置供水管路内的水进行回流加热，并将热水储水箱1内的热水重新输入到外置供水管路内以确保外置供水管路内能够一直保持热水状态，同时控制机盒2内的控制单元能依据水温信号同步协调燃气比例阀22的开启度，达到调节燃烧器功率的目的。
以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理在内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，包括框架以及框架内安装的储水箱，其中储水箱分为上、下两部分，上部为热水储水箱(1)，下部为加热水箱(25)，其特征在于：所述加热水箱(25)的内部设置有上、下结构安装的两个换热器(17)，每个所述换热器(17)的一端各安装有一个与其配套使用的抽风强排风机(4)和蜂窝热回收烟管(5)，两个所述蜂窝热回收烟管(5)远离抽风强排风机(4)的一端均设有供烟气排出的排烟口(15)两个排烟口(15)通过一根排烟管连通；
所述框架的外表面还分别设置有热水回水口(3)、冷水进水口(8)、热水出水口(9)、燃气入口(10)和电源入口(11)；
所述蜂窝热回收烟管(5)的两端分别设有热回收进水口(27)和热回收出水口(26)，所述冷水进水口(8)和热水回水口(3)上分别安装有进水电磁阀(7)和回水电磁阀(19)，所述进水电磁阀(7)通过三通接头配合热回收进水管(6)分别与两个蜂窝热回收烟管(5)上的热回收进水口(27)连通，所述回水电磁阀(19)通过回水管(18)从热水储水箱(1)顶部与其内部连通；
两个所述蜂窝热回收烟管(5)上的热回收出水口(26)通过热回收水箱连接管(16)与加热水箱(25)底部连通；
所述框架底部安装有变频增压泵(14)，所述变频增压泵(14)的增压泵进水口(12)和增压泵出水口(13)均通过水箱热水出水管(20)与热水出水口(9)与热水储水箱(1)的底部连通。
2.根据权利要求1所述的一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，其特征在于：所述框架内安装有与换热器(17)配套使用的燃气比例阀(22)、燃气智能控制器(23)和燃烧器总成(24)；所述热水储水箱(1)的顶部内侧设有水位传感器(28)，所述燃烧器总成(24)和燃气比例阀(22)各有两个，两个所述燃烧器总成(24)各自对应安装在两个换热器(17)的燃烧室入口上，两个所述燃气比例阀(22)通过三通接头配合燃气管与燃气入口(10)连通，且两个燃气比例阀(22)还分别通过燃气管各自与一个燃烧器总成(24)连通对其供气，所述加热水箱(25)的一侧设有带密封门的除垢窗口(21)。
3.根据权利要求2所述的一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，其特征在于：所述燃气智能控制器(23)有两个，两个所述燃气智能控制器(23)各自与一个燃烧器总成(24)及燃气比例阀(22)信号连接，两个所述燃气智能控制器(23)均安装在总控机盒(2)内，所述总控机盒(2)固定在框架一侧，且总控机盒(2)内部设置有用于控制回水电磁阀(19)、进水电磁阀(7)、变频增压泵(14)启闭的PLC控制单元。
4.根据权利要求1所述的一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，其特征在于：所述回水电磁阀(19)内部安装有温度检测探头，所述温度检测探头和水位传感器(28)均与总控机盒(2)内部设置的PLC控制单元电连接。
5.根据权利要求1所述的一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，其特征在于：所述抽风强排风机(4)的进风口与换热器(17)出风口固定对接，且抽风强排风机(4)的出烟口固定插接在于其对应的蜂窝热回收烟管(5)的进烟口上；
所述抽风强排风机(4)的出烟口与加热水箱(25)的竖面呈90度夹角，所述蜂窝热回收烟管(5)的烟管体与加热水箱(25)的竖面之间呈90度夹角。
6.根据权利要求1所述的一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，其特征在于：所述蜂窝热回收烟管(5)的内部设有独立且用于烟气流通的烟道，以及呈螺旋状缠绕在烟道外部用于冷水流过的过水通道，所述热回收出水口(26)与热回收进水口(27)分别连通在过水通道的两端。
7.根据权利要求1所述的一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，其特征在于：所述热水回水口(3)和热水出水口(9)之间连接有外设的水路管道系统，上部的热水储水箱(1)和下部的加热水箱(25)上、下相通。
8.根据权利要求1所述的一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，其特征在于：所述抽风强排风机(4)、进水电磁阀(7)、变频增压泵(14)、回水电磁阀(19)、燃气比例阀(22)、燃气智能控制器(23)和燃烧器总成(24)均与总控机盒(2)内部的PLC控制单元电连接，所述总控机盒(2)内部还设有供电电路，供电电路分别与PLC控制单元以及电源入口(11)电连接。
9.根据权利要求1所述的一种两级换热智能多段燃烧直供型热水器，其特征在于：所述框架的外侧固定连接有骨架(29)，且骨架(29)的内侧设置有调节用的铰接板(30)，所述骨架(29)背面的顶部和底部一体成型有矩形凹槽，矩形凹槽以骨架(29)的中心为原点呈上下对称分布，矩形凹槽内壁的顶部和底部均开设有滑槽(31)，所述铰接板(30)有两个，且铰接板(30)顶部和底部的左右两侧均固定连接有滑块(32)，所述铰接板(30)通过滑块(32)滑动连接在两个相对立的滑槽(31)之间。
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