CN206944239U - 燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，包括膨胀水箱、厨灶、炕灶、用于房间采暖的散热器、用于炕洞采暖的拱形水夹套和淋浴装置；本实用新型还公开了上述系统的使用方法，包括夏季使用方法和冬季使用方法；夏季使用方法是将生物质燃料放入淋浴炉膛中燃烧，热水沿厨灶水夹套顶部、淋浴出水口、淋浴进水管、淋浴回水管、厨灶水夹套底部的方向循环流动；打开花洒喷头进行淋浴；冬季使用方法中厨灶水夹套和/或拱形水夹套工作，使散热器加热所在房间的空气，炕洞被拱形水夹套加热；本实用新型便于安装和使用，冬季使用过程中无须切换阀门即可灵活使用厨灶和炕灶，热量利用率较高且燃料燃烧更充分，能够保障冬季采暖需求和夏季淋浴需求。

Description

燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统

技术领域

本实用新型涉及农村采暖及热水生产技术领域，尤其涉及一种燃烧生物质燃料的采暖及热水系统及其使用方法。

背景技术

第六次全国人口普查结果显示，我国一半以上的人口居住在农村。我国农村普遍缺少集中供暖设施，同时农村在收割庄稼之后又会产生大量的生物质燃料（如秸杆），许多农户在做饭时燃烧生物质燃料。农户使用的厨灶对生物质燃料的热能利用率普遍较低，燃料燃烧不充分导致产生较多的烟尘污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，既可以在冬季满足炕洞和其他房间的采暖需要，又能够在夏季满足加热洗浴用水的需要，且无须在厨灶与炕灶之间设置隔离两者的阀门，即可使厨灶与炕灶中处于燃烧工作状态的灶与散热器之间形成热水循环，并且不会加热未燃烧的灶。

为实现上述目的，本实用新型的燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统包括膨胀水箱、厨灶、炕灶、用于房间采暖的散热器、用于炕洞采暖的拱形水夹套和淋浴装置；膨胀水箱位于系统中最高处；

厨灶包括作为炉壁的厨灶水夹套，厨灶水夹套位于建筑外墙外部并与建筑外墙相邻；厨灶水夹套中部设有用于支撑生物质燃料燃烧的第一炉排，第一炉排上方的厨灶水夹套向下连通有分隔水夹套，分隔水夹套将厨灶水夹套的内部空间分隔为烧饭炉膛和淋浴炉膛，烧饭炉膛的顶部具有用于架设炊具的开口，第一炉排下方的地面上设有第一落灰槽；厨灶水夹套顶部间隔设有第一出水口和淋浴出水口，第一出水口与散热器进水管相连接；邻近第一出水口的散热器进水管向上连接有排气水管，排气水管与膨胀水箱的顶部相连接；厨灶水夹套底部间隔设有第一回水口和淋浴回水口；

炕灶包括作为炉壁的所述拱形水夹套，拱形水夹套安装于炕洞内并围成炕灶炉膛，拱形水夹套的外端位于建筑外墙外部；拱形水夹套下方的地面上设有第二落灰槽，第二落灰槽上方的拱形水夹套内设有用于支撑生物质燃料燃烧的第二炉排；拱形水夹套底部设有第二回水口，第二回水口与第一回水口之间通过厨炕连通管相连接，厨炕连通管通过水箱下连接管与膨胀水箱的底部相连通；拱形水夹套顶部设有第二出水口，第二出水口与散热器进水管相连接，散热器进水管与散热器相连接，散热器连接有散热器回水管，散热器回水管与厨炕连通管相连接；邻近散热器的散热器进水管上设有散热循环泵，

淋浴装置包括热水储水箱，热水储水箱底部连接有淋浴进水管和淋浴回水管，淋浴进水管与厨灶水夹套顶部的淋浴出水口相连接，淋浴进水管上设有淋浴循环泵；淋浴回水管的顶部连接有花洒连接管，花洒连接管连接有花洒喷头，淋浴回水管的底端与厨灶水夹套底部的淋浴回水口相连接。

拱形水夹套的左右侧壁底部之间通过连接管相连通。

所述散热器进水管上设有散热进水阀门，散热器回水管上设有散热回水阀门，所述厨炕连通管向下连接有采暖排水管，采暖排水管上设有采暖排水阀门，所述淋浴回水管连接有淋浴排水管，淋浴排水管上设有淋浴排水阀门，淋浴进水管上设有淋浴进水阀门，淋浴回水管上设有淋浴回水阀门；膨胀水箱顶部连接有上水管，上水管用于连接外置的供水装置并为膨胀水箱供水。

农户建筑中每个房间设有至少一个所述散热器，各散热器之间并联连接。

本实用新型具有如下的优点：

本实用新型具有节能环保的技术优势，最大限度的利用农村取之不尽的秸秆等生物质燃料，夏季洗澡冲凉，不用昂贵的电能，炕灶和散热器等不参与运行，直接利用淋浴炉膛方便地烧热水进行淋浴。冬季运行时，可以根据热负荷的大小以及是否需要烧饭，灵活决定厨灶和炕灶的使用。

本实用新型的热力系统，结构简单便于安装和使用，将炕灶和厨灶余热回收的热水，通过管道并联后，经循环泵串联至室内散热器，这种特殊的串并联热力系统，即保证炕灶和厨灶能够单独使用，又通过循环泵旋转造成进出口压力差，将热水自灶内抽出至室内散热器，在流经回水管路循环起来，且使用时保证供热水不会加热未投入使用的灶。

对于暖通领域的普通技术人员来讲，在设计时会本能地在系统中设置多个阀门，以便能够隔离炕灶和厨灶，从而保证炕灶和厨灶都能够单独投入使用，且使用时不会加热未投入使用的灶。发明人偶然发现即使不使用阀门隔离厨灶和炕灶，两者在单独使用时也基本不会向对方传递热量。后经仔细研究，发明人认为不设置阀门隔离厨灶和炕灶、厨灶和炕灶还能够单独运行基本不会向对方传递热量的原因可能有：①没有投入使用的灶处系统中的水温较低，温度较低的水密度较大，散热循环泵产生的负压自然先将密度较低的热水抽吸过去。②水夹套受热时，其内自然形成冷水向下热水向上的水流，水流的方向与散热循环泵对水的抽吸方向相同，因而热水相对冷水具有较低的流阻，使受热的水夹套对未受热的水夹套产生短路作用（并联的两个水夹套，流阻低的水夹套对流阻高的水夹套产生短路作用）。由于本实用新型中不再设置用于隔离厨灶和炕灶以防能量浪费的阀门，因此简化了结构、降低了成本并且更易于安装使用。

当然，在淋浴热水系统运行时，热水经循环泵进入淋浴储水箱，循环泵工作时压力差的抽吸作用，保证了热水沿管路进入淋浴水箱，系统这样设置，也为免除管路中安装多个阀门隔离来隔离厨灶和炕灶水套内的热水管路提供了基础。

本实用新型中，炕灶和厨灶炉膛中部均针对燃烧生物质燃料，设计安装了炉排，这一方面考虑生物质燃料燃烧效率较低，炉排的安装，使炉膛通风更加充分，保证生物质燃烧时能够得到充分的氧气供应，大大提高生物质燃料燃烧效率，另一方面炉灰落入落灰槽中，能够防止炉灰在炉排下方堆积后影响炉膛通风，保证生物质燃烧时能够得到充分的氧气供应，生物质燃料燃烧得更加充分，产生的PM颗粒物等烟气污染更少。

本实用新型在烧饭的同时利用余热通过散热器加热房间空气，提高了热量利用率。本实用新型还可以单独烧炕并且利用烧炕的余热加热散热器，可以利用厨灶和炕灶同时加热散热器，提高了供暖的可靠性。在夏季，可以利用本实用新型方便地供应淋浴用热水。

本实用新型的淋浴系统夏季运行时，考虑农民夏季一般不采用炉灶大锅烧饭，且淋浴也与烧饭不在同一时间点进行，因此在厨灶内设立分隔水夹套，使用淋浴灶膛燃烧生物质燃料，保证了不加热大锅炉灶，热量全部加热淋浴灶膛四壁水套，使淋浴热水能迅速加热。

总之，本实用新型结构简单，便于安装和使用，使用方法较为简便，冬季使用过程中无须切换阀门即可灵活使用厨灶和炕灶，热量利用率较高且燃料燃烧更充分，烟气污染更少，能够保障冬季采暖需求和夏季淋浴需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统包括膨胀水箱5、厨灶、炕灶、用于房间采暖的散热器7、用于炕洞采暖的拱形水夹套9和淋浴装置；膨胀水箱5位于系统中最高处；

厨灶包括作为炉壁的厨灶水夹套1，厨灶水夹套1位于建筑外墙外部并与建筑外墙相邻；厨灶水夹套1中部设有用于支撑并架空生物质燃料燃烧的第一炉排16，第一炉排16上方的厨灶水夹套1向下连通有分隔水夹套71，分隔水夹套71将厨灶水夹套1的内部空间分隔为烧饭炉膛21和淋浴炉膛20，烧饭炉膛21的顶部具有用于架设炊具2（如大锅）的开口，第一炉排16下方的地面上设有第一落灰槽15；厨灶水夹套1顶部间隔设有第一出水口3和淋浴出水口22，第一出水口3与散热器进水管72相连接；邻近第一出水口3的散热器进水管72向上连接有排气水管29，排气水管29与膨胀水箱5的顶部相连接；厨灶水夹套1底部间隔设有第一回水口14和淋浴回水口73；

炕灶包括作为炉壁的所述拱形水夹套9，拱形水夹套9安装于炕洞内并围成燃烧生物质燃料的炕灶炉膛74，拱形水夹套9的轴向方向的外端位于建筑外墙外部（添加燃料、观察燃烧情况均在建筑外墙外部完成）；拱形水夹套9下方的地面上设有第二落灰槽12，第二落灰槽12上方的拱形水夹套9内于中部位置同样设有用于支撑生物质燃料燃烧的第二炉排11；拱形水夹套9底部设有第二回水口13，第二回水口13与第一回水口14之间通过厨炕连通管75相连接，厨炕连通管75通过水箱下连接管76与膨胀水箱5的底部相连通；拱形水夹套9顶部设有第二出水口8，第二出水口8与散热器进水管72相连接，散热器进水管72与散热器7相连接，散热器7连接有散热器回水管77，散热器回水管77与厨炕连通管75相连接；邻近散热器7的散热器进水管72上设有散热循环泵6。拱形水夹套9和厨灶水夹套1之间形成并联连接的结构，两者并联后再与散热器7串联连接。

淋浴装置包括热水储水箱18，热水储水箱18底部连接有淋浴进水管78和淋浴回水管79，淋浴进水管78与厨灶水夹套1顶部的淋浴出水口22相连接，淋浴进水管78上设有淋浴循环泵19；淋浴回水管79的顶部连接有花洒连接管80，花洒连接管80连接有花洒喷头17，淋浴回水管79的底端与厨灶水夹套1底部的淋浴回水口73相连接。

所述第一炉排16下方的地面上设有第一落灰槽15，所述第二炉排11下方的地面上设有第二落灰槽12，生物质燃料燃烧时产生的炉灰能够落在第一落灰槽15或第二落灰槽12内，保证在一次使用过程中不会在炉排下方堆积过多的炉灰，确保炉膛内部通风良好，为生物质燃料充分燃烧创造良好条件。

拱形水夹套9的左右侧壁底部之间通过连接管10相连通，便于拱形水夹套9的左右侧壁底部同时进水。

所述散热器进水管72上设有散热进水阀门28，散热器回水管77上设有散热回水阀门27，所述厨炕连通管75向下连接有采暖排水管81，采暖排水管81上设有采暖排水阀门26，所述淋浴回水管79连接有淋浴排水管82，淋浴排水管82上设有淋浴排水阀门25，淋浴进水管78上设有淋浴进水阀门23，淋浴回水管79上设有淋浴回水阀门24；膨胀水箱5顶部连接有上水管4，上水管4用于连接外置的供水装置并为膨胀水箱5供水。

各处阀门均采用球阀，成本低易安装。

农户建筑中，在每个具有采暖需求的房间中设有至少一个所述散热器7，各散热器7之间并联连接。

附图仅为结构示意图，未按实际比例进行绘制。本实用新型中，各炉膛均连接用于排烟的烟囱。

本实用新型还公开了上述燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统的使用方法，包括夏季使用方法和冬季使用方法；

夏季使用方法按以下步骤进行：

首先使淋浴排水阀门25、采暖排水阀门26、散热进水阀门28和散热回水阀门27处于关闭状态，使淋浴回水阀门24和淋浴进水阀门23处于打开状态，通过膨胀水箱5向系统中注满水；

然后将生物质燃料放入淋浴炉膛20中进行燃烧，燃烧产生的热量加热分隔水夹套71和厨灶水夹套1内的水；打开淋浴循环泵19，使分隔水夹套71和厨灶水夹套1内的热水注入热水储水箱18，热水沿厨灶水夹套1顶部——淋浴出水口22——淋浴进水管78——淋浴回水管79——淋浴回水口73——厨灶水夹套1底部的方向进行循环流动；

最后使用者感觉水温合适时打开花洒喷头17进行淋浴，淋浴过程中位于系统最高处的膨胀水箱5依靠重力作用向系统中进行自动补水；淋浴结束后关闭花洒喷头17，淋浴炉膛20处的燃料在燃烧完全后自然熄灭；

多次使用后，第一落灰槽15内的炉灰积满时将第一落灰槽15内的炉灰手动清出；

冬季使用方法按以下步骤进行：

首先使淋浴排水阀门25、采暖排水阀门26、淋浴回水阀门24和淋浴进水阀门23处于关闭状态，使散热进水阀门28和散热回水阀门27处于打开状态，通过膨胀水箱5向系统中注满水；

然后在烧饭时，将生物质燃料放入烧饭炉膛21中进行燃烧，烧饭时生物质燃烧产生的热量大部分向上加热炊具2（如大锅），作为炉壁的厨灶水夹套1燃烧时传递给炉壁的热量，将厨灶水夹套1内的水加热；打开散热循环泵6，使厨灶水夹套1内的热水沿厨灶水夹套1顶部——第一出水口3——散热器进水管72——散热器7——散热器回水管77——厨炕连通管75——第一回水口14——厨灶水夹套1底部的方向进行循环流动，使散热器7加热散热器7所在房间的空气；

当烧饭时厨灶水夹套1所吸收的热量不足以使散热器7将房间内的气温加热至人体感觉舒适的温度范围时，或者不需要烧饭时，保持散热循环泵6处于开启状态，向炕灶炉膛74处的第二炉排11上添加生物质燃料，使生物质燃料在第二炉排11上燃烧并加热拱形水夹套9；拱形水夹套9内的热水沿拱形水夹套9顶部——第二出水口8——散热器进水管72——散热器7——散热器回水管77——厨炕连通管75——第二回水口13——拱形水夹套9底部的方向进行循环流动，在加热炕洞的同时使散热器7加热散热器7所在房间的空气；

多次使用后，第一落灰槽15内和第二落灰槽12的炉灰积满时将炉灰手动清出。

夏季结束之后，打开淋浴排水阀门25，排空系统中的水；冬季结束之后，打开采暖排水阀门26，排空系统中的水。

使用中，如果系统中的水出现沸腾现象，则排气水管29向膨胀水箱5排气并伴有响声，此时应立即停止烧火。散热器7需要维修时，先关闭散热进水阀门28和散热回水阀门27，然后就可以对散热器7进行维修。

Claims (4)

1.燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，其特征在于：包括膨胀水箱、厨灶、炕灶、用于房间采暖的散热器、用于炕洞采暖的拱形水夹套和淋浴装置；膨胀水箱位于系统中最高处；

厨灶包括作为炉壁的厨灶水夹套，厨灶水夹套位于建筑外墙外部并与建筑外墙相邻；厨灶水夹套中部设有用于支撑生物质燃料燃烧的第一炉排，第一炉排上方的厨灶水夹套向下连通有分隔水夹套，分隔水夹套将厨灶水夹套的内部空间分隔为烧饭炉膛和淋浴炉膛，烧饭炉膛的顶部具有用于架设炊具的开口，第一炉排下方的地面上设有第一落灰槽；厨灶水夹套顶部间隔设有第一出水口和淋浴出水口，第一出水口与散热器进水管相连接；邻近第一出水口的散热器进水管向上连接有排气水管，排气水管与膨胀水箱的顶部相连接；厨灶水夹套底部间隔设有第一回水口和淋浴回水口；

炕灶包括作为炉壁的所述拱形水夹套，拱形水夹套安装于炕洞内并围成炕灶炉膛，拱形水夹套的外端位于建筑外墙外部；拱形水夹套下方的地面上设有第二落灰槽，第二落灰槽上方的拱形水夹套内设有用于支撑生物质燃料燃烧的第二炉排；拱形水夹套底部设有第二回水口，第二回水口与第一回水口之间通过厨炕连通管相连接，厨炕连通管通过水箱下连接管与膨胀水箱的底部相连通；拱形水夹套顶部设有第二出水口，第二出水口与散热器进水管相连接，散热器进水管与散热器相连接，散热器连接有散热器回水管，散热器回水管与厨炕连通管相连接；邻近散热器的散热器进水管上设有散热循环泵，

淋浴装置包括热水储水箱，热水储水箱底部连接有淋浴进水管和淋浴回水管，淋浴进水管与厨灶水夹套顶部的淋浴出水口相连接，淋浴进水管上设有淋浴循环泵；淋浴回水管的顶部连接有花洒连接管，花洒连接管连接有花洒喷头，淋浴回水管的底端与厨灶水夹套底部的淋浴回水口相连接。

2.根据权利要求1所述的燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，其特征在于：拱形水夹套的左右侧壁底部之间通过连接管相连通。

3.根据权利要求1所述的燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，其特征在于：所述散热器进水管上设有散热进水阀门，散热器回水管上设有散热回水阀门，所述厨炕连通管向下连接有采暖排水管，采暖排水管上设有采暖排水阀门，所述淋浴回水管连接有淋浴排水管，淋浴排水管上设有淋浴排水阀门，淋浴进水管上设有淋浴进水阀门，淋浴回水管上设有淋浴回水阀门；膨胀水箱顶部连接有上水管，上水管用于连接外置的供水装置并为膨胀水箱供水。

4.根据权利要求3所述的燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，其特征在于：农户建筑中每个房间设有至少一个所述散热器，各散热器之间并联连接。