CN212006252U - 燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气热水器，包括：燃烧系统，燃烧系统与燃气进口连通；工作水路，工作水路上设有循环泵和热交换装置，工作水路通过热交换装置实现与燃烧系统的热交换；相变水路，相变水路上设有相变储能仓，相变储能仓用于释放和存储燃烧系统的余热；控制阀，控制阀在释能状态时连通进水口、相变储能仓和出水口且断开进水口、工作水路和出水口；控制阀在工作状态时连通进水口、工作水路和出水口且断开进水口、相变储能仓和出水口；控制阀在储能状态时相变水路与工作水路彼此连通以构成闭合的循环水路，循环水路与进水口和出水口中的至少一个断开。根据本实用新型的燃气热水器，能源利用率高、使用寿命长、舒适性和安全性高。

Description

燃气热水器

技术领域

本实用新型涉及燃气热水器技术领域，具体而言，涉及一种燃气热水器。

背景技术

燃气热水器采用的燃烧方式主要为有焰燃烧，即，燃气和空气在燃烧装置中不预先进行混合，而是分别将它们送进燃烧室中，并在其中边混合边燃烧，这种燃烧产生的火焰较长，并有鲜明的轮廓。有焰燃烧属于扩散燃烧，由于其活化能较高、燃烧速度慢、燃烧不完全，导致热效率下降。此外，有焰燃烧火焰的气体辐射量较小，以对流换热为主要传热方式，能源利用率较低。在有焰燃烧方式下，由于燃烧的不同部位与空气接触的差异，导致燃烧的完全程度和温度也不同，例如，高温区由于温度高而导致空气中的氧气和氮气反应生成NOx污染物；低温区由于燃烧不完全而产生CO、碳氢化合物和焦油等有害物质。

总而言之，有焰燃烧方式不仅能源利用率不高，而且燃烧过程所排放的污染物较多，是造成雾霾天气频发的主要原因之一。为此，出现了催化燃烧方式，避免了火焰燃烧的缺点，降低了污染物的排放，具有起燃温度低、能耗低和燃烧稳定等优势，被认为是理想的燃烧方式。

催化燃烧是燃料在催化剂表面进行的完全氧化反应。在催化燃烧反应过程中，反应物在催化剂表面形成低能量的表面自由基，生成振动激发态产物，并以红外辐射方式释放出能量；在反应完全进行的同时，通过催化剂的选择性来有效地抑制生成有毒有害物质的副反应发生，基本上不产生或很少产生NOx、CO和HC等污染物。催化燃烧应用于燃气热水器时，主要是将燃烧反应控制在火孔内催化剂表面进行(由表面自由基引发),燃烧时可达到完全无火焰燃烧状态。

相关技术中的无焰燃烧燃气热水器属于中温催化燃烧,燃烧温度为600℃-1000℃,催化燃烧器的温度等于其燃烧温度。当燃气热水器关闭、停止燃气供给时，催化燃烧器的温度依然较高，不仅浪费能源，而且影响催化器以及热水器其他零部件的寿命，还使得热水器的停水温升高，影响用户的使用舒适性和安全性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种燃气热水器，所述燃气热水器具有能源利用率高、使用寿命长、舒适性和安全性高等优点。

根据本实用新型第一方面实施例的燃气热水器，所述燃气热水器具有燃气进口、进水口和出水口且包括：燃烧系统，所述燃烧系统与所述燃气进口连通；工作水路，所述工作水路上设有循环泵和热交换装置，所述工作水路通过所述热交换装置实现与所述燃烧系统的热交换；相变水路，所述相变水路上设有相变储能仓，所述相变储能仓用于释放和存储所述燃烧系统的余热；控制阀，所述控制阀设在所述工作水路和所述相变水路之间且在释能状态、工作状态和储能状态之间可切换，其中，所述控制阀在所述释能状态时连通所述进水口、所述相变储能仓和所述出水口且断开所述进水口、所述工作水路和所述出水口；所述控制阀在所述工作状态时连通所述进水口、所述工作水路和所述出水口且断开所述进水口、所述相变储能仓和所述出水口；所述控制阀在所述储能状态时所述相变水路与所述工作水路彼此连通以构成闭合的循环水路，所述循环水路与所述进水口和所述出水口中的至少一个断开。

根据本实用新型实施例的燃气热水器，利用相变储能仓来储存和释放燃烧系统的余热，不仅可以充分利用余热加热水，以快速地达到用户所需的温度，保证能源的合理利用、节省能源，而且可以延长燃烧系统的寿命，还解决了停水温升高的问题。

另外，根据本实用新型实施例的燃气热水器还具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，所述相变储能仓包括：外壳，所述外壳内设有相变件；相变流道，所述相变流道迂回曲折地设在所述外壳内。

在本实用新型的一些具体实施例中，所述相变储能仓还包括：翅片，所述翅片设在外壳内且与所述相变流道相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述外壳的内壁设有保温层。

根据本实用新型的一些实施例，所述燃气热水器还包括：控制装置，所述控制阀与所述控制装置通讯；用于获取所述进水口的温度的第一检测件、用于获取所述相变储能仓的温度的第二检测件和用于获取所述热交换装置的温度的第三检测件，所述第一检测件、所述第二检测件和所述第三检测件分别与所述控制装置通讯。

在本实用新型的一些具体实施例中，所述燃气热水器还包括：用于检测所述出水口的流量的第四检测件，所述第四检测件与所述控制装置通讯。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制阀具有第一连通口、第二连通口和第三连通口，所述第一连通口与所述进水口相连，所述第二连通口与所述工作水路相连，所述第三连通口与所述相变储能仓相连，所述控制阀在所述释能状态时连通所述第一连通口和所述第三连通口且断开所述第二连通口，所述控制阀在所述工作状态时连通所述第一连通口和所述第二连通口且断开所述第三连通口，所述控制阀在所述储能状态时连通所述第二连通口和所述第三连通口且断开所述第一连通口。

在本实用新型的一些实施例中，所述第二连通口与所述循环泵相连。

根据本实用新型的一些实施例，所述燃烧系统包括：燃烧室，所述燃烧室内设有预混器、预热燃烧器、催化燃烧器，所述工作水路穿设于所述燃烧室，所述热交换装置设在所述燃烧室内且位于所述催化燃烧器上方；风机，所述风机分别与所述燃气进口和所述预混器连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述燃气热水器还包括：机壳，所述机壳上设有所述燃气进口、所述进水口和所述出水口，所述燃烧系统、所述工作水路、所述相变水路分别安装在所述机壳上。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的燃气热水器的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的燃气热水器在释能状态下的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的燃气热水器在工作状态下的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的燃气热水器在储能状态下的示意图；

图5是根据本实用新型实施例的燃气热水器的流程图；

图6是根据本实用新型实施例的燃气热水器的工作流程图。

附图标记：

燃气热水器10、燃气进口11、进水口12、出水口13、工作水路100、循环泵110、热交换装置120、相变水路200、相变储能仓210、外壳211、相变件212、相变流道213、翅片214、保温层215、控制阀300、第一连通口301、第二连通口302、第三连通口303、控制装置400、第一检测件510、第二检测件520、第三检测件530、第四检测件540、燃烧室610、预混器611、预热燃烧器612、催化燃烧器613、风机620、燃气比例阀630、机壳700。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述根据本实用新型第一方面实施例的燃气热水器10，该燃气热水器10具有燃气进口11、进水口12和出水口13。

如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的燃气热水器10，包括：燃烧系统、工作水路100、相变水路200和控制阀300。

具体而言，燃烧系统与燃气进口11连通。工作水路100上设有循环泵110和热交换装置120，工作水路100通过热交换装置120实现与燃烧系统的热交换。相变水路200上设有相变储能仓210，相变储能仓210用于释放和存储燃烧系统的余热。控制阀300设在工作水路100和相变水路200之间且在释能状态、工作状态和储能状态之间可切换。

其中，如图2所示，控制阀300在释能状态时连通进水口12、相变储能仓210和出水口13且断开进水口12、工作水路100和出水口13，这样，相变储能仓210所储存的热量加热由进水口12进来的水，实现对余热的充分利用；如图3所示，控制阀300在工作状态时连通进水口12、工作水路100和出水口13且断开进水口12、相变储能仓210和出水口13，这样，由进水口12进来的水经过热交换装置120的加热后从出水口13流出；如图4所示，控制阀300在储能状态时相变水路200与工作水路100彼此连通以构成闭合的循环水路，循环水路与进水口12和出水口13中的至少一个断开，这样，循环水路中的水在流过热交换装置120时被加热，相变储能仓210储存流过其的水的热量，实现对燃烧系统的余热的储存。

下面参照图5描述根据本实用新型实施例的燃气热水器10关水或熄火后的流程图。

如图5所示，燃气热水器10关水或熄火后，控制阀300切换至储能状态，判断热交换装置120的温度是否小于等于预设温度：如果热交换装置120的温度大于预设温度，则开启循环泵110，直到热交换装置120的温度小于等于预设温度时，关闭循环泵110，燃气热水器10停机；如果热交换装置120的温度小于等于预设温度，则关闭循环泵110，燃气热水器10停机。

下面参照图6描述根据本实用新型实施例的燃气热水器10启动后的工作流程图。

如图6所示，燃气热水器10启动后，判断相变储能仓210储存的热量是否满足加热要求：如果满足，则控制阀300切换至释能状态，直到相变储能仓210储存的热量耗尽时，控制阀300切换至工作状态，燃气热水器10正常运行；否则，控制阀300切换至工作状态，燃气热水器10正常运行。

根据本实用新型实施例的燃气热水器10，利用相变储能仓210来储存和释放燃烧系统的余热，不仅可以充分利用余热加热水，以快速地达到用户所需的温度，保证能源的合理利用、节省能源，而且可以延长燃烧系统的寿命，还解决了停水温升高的问题。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，相变储能仓210包括：外壳211和相变流道213。外壳211内设有相变件212，例如，相变材料填充在外壳211内。相变流道213迂回曲折地设在外壳211内，以延长水的流动路径，例如，相变流道213可以由水管限定出。如此，通过相变流道213将能量传递至相变材料储存，或者相变材料储存的热量加热通过相变流道213的冷水。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1所示，相变储能仓210还包括：翅片214，翅片214设在外壳211内，且翅片214与相变流道213相连，从而可以增加相变流道213与相变件212之间的换热效果。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，外壳211的内壁设有保温层215，以减小热量的流失。

可以理解，可以根据以下公式计算热量：Q＝cm△t。其中，Q表示物体具有的热量，c表示物体的比热容，m表示物体的质量，△t表示物体的温度。根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，燃气热水器10还包括：控制装置400、第一检测件510、第二检测件520、第三检测件530和第四检测件540。控制阀300与控制装置400通讯。第一检测件510用于获取进水口12的温度，第二检测件520用于获取相变储能仓210的温度，第三检测件530用于获取热交换装置120的温度，第四检测件540用于检测出水口13的流量，第一检测件510、第二检测件520、第三检测件530和第四检测件540分别与控制装置400通讯。

例如，第一检测件510、第二检测件520、第三检测件530分别为温度传感器，第四检测件540为流量传感器，第一检测件510安装在进水口12处，第二检测件520安装于相变储能仓210，第三检测件530安装于热交换装置120，第四检测件540安装在出水口13处。如此，控制装置400根据进水温度、水流量和用户设定温度来计算所需热负荷，并根据相变储能仓210的温度计算其储存的热量，同时根据热交换装置120的温度判断是否开启循环泵110。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，控制阀300可以为电动三通阀，控制阀300具有第一连通口301、第二连通口302和第三连通口303，第一连通口301与进水口12相连，第二连通口302与工作水路100相连，第三连通口303与相变储能仓210相连。如图2所示，控制阀300在释能状态时连通第一连通口301和第三连通口303且断开第二连通口302；如图3所示，控制阀300在工作状态时连通第一连通口301和第二连通口302且断开第三连通口303；如图4所示，控制阀300在储能状态时连通第二连通口302和第三连通口303且断开第一连通口301。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，第二连通口302与循环泵110相连，从而通过控制第二连通口302的通断便可控制水是否进入工作水路100或循环水路。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，燃烧系统包括：燃烧室610和风机620，燃烧室610内设有预混器611、预热燃烧器612、催化燃烧器613，工作水路100穿设于燃烧室610，热交换装置120设在燃烧室610内，且热交换装置120位于催化燃烧器613上方。风机620分别与燃气进口11和预混器611连通，例如，风机620与燃气进口11之间可以设有燃气比例阀630。由此，燃气比例阀630控制燃气供给，风机620提供空气，两者通过预混器611后进入预热燃烧器612，在预热燃烧器612上进行点火燃烧，加热催化燃烧器613，当催化燃烧器613的温度达到600℃以上时，加大空气的量以达到一定的脱火线速度，从而在催化燃烧器613上实现无焰催化燃烧。热交换装置120吸收催化燃烧器613产生的热量，达到加热水的目的。

可以理解，燃气热水器10的正常运行包括：判断点火控制是否正常：如果是，则判断预热控制是否正常：如果是则判断催化燃烧控制是否正常：如果是，则直到停止或熄火时，关闭燃气热水器10；否则，继续判断催化燃烧控制是否正常；否则，关闭燃气热水器10。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，燃气热水器10还包括：机壳700，机壳700上设有燃气进口11、进水口12和出水口13，燃烧系统、工作水路100、相变水路200分别安装在机壳700上。

根据本实用新型实施例的燃气热水器10的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”、“示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器具有燃气进口、进水口和出水口且包括：

燃烧系统，所述燃烧系统与所述燃气进口连通；

工作水路，所述工作水路上设有循环泵和热交换装置，所述工作水路通过所述热交换装置实现与所述燃烧系统的热交换；

相变水路，所述相变水路上设有相变储能仓，所述相变储能仓用于释放和存储所述燃烧系统的余热；

控制阀，所述控制阀设在所述工作水路和所述相变水路之间且在释能状态、工作状态和储能状态之间可切换，其中，

所述控制阀在所述释能状态时连通所述进水口、所述相变储能仓和所述出水口且断开所述进水口、所述工作水路和所述出水口；

所述控制阀在所述工作状态时连通所述进水口、所述工作水路和所述出水口且断开所述进水口、所述相变储能仓和所述出水口；

所述控制阀在所述储能状态时所述相变水路与所述工作水路彼此连通以构成闭合的循环水路，所述循环水路与所述进水口和所述出水口中的至少一个断开。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述相变储能仓包括：

外壳，所述外壳内设有相变件；

相变流道，所述相变流道迂回曲折地设在所述外壳内。

3.根据权利要求2所述的燃气热水器，其特征在于，所述相变储能仓还包括：

翅片，所述翅片设在外壳内且与所述相变流道相连。

4.根据权利要求2所述的燃气热水器，其特征在于，所述外壳的内壁设有保温层。

5.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，还包括：

控制装置，所述控制阀与所述控制装置通讯；

用于获取所述进水口的温度的第一检测件、用于获取所述相变储能仓的温度的第二检测件和用于获取所述热交换装置的温度的第三检测件，所述第一检测件、所述第二检测件和所述第三检测件分别与所述控制装置通讯。

6.根据权利要求5所述的燃气热水器，其特征在于，还包括：

用于检测所述出水口的流量的第四检测件，所述第四检测件与所述控制装置通讯。

7.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述控制阀具有第一连通口、第二连通口和第三连通口，所述第一连通口与所述进水口相连，所述第二连通口与所述工作水路相连，所述第三连通口与所述相变储能仓相连，所述控制阀在所述释能状态时连通所述第一连通口和所述第三连通口且断开所述第二连通口，所述控制阀在所述工作状态时连通所述第一连通口和所述第二连通口且断开所述第三连通口，所述控制阀在所述储能状态时连通所述第二连通口和所述第三连通口且断开所述第一连通口。

8.根据权利要求7所述的燃气热水器，其特征在于，所述第二连通口与所述循环泵相连。

9.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃烧系统包括：

燃烧室，所述燃烧室内设有预混器、预热燃烧器、催化燃烧器，所述工作水路穿设于所述燃烧室，所述热交换装置设在所述燃烧室内且位于所述催化燃烧器上方；

风机，所述风机分别与所述燃气进口和所述预混器连通。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的燃气热水器，其特征在于，还包括：

机壳，所述机壳上设有所述燃气进口、所述进水口和所述出水口，所述燃烧系统、所述工作水路、所述相变水路分别安装在所述机壳上。

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