一种高负荷调节比燃气采暖热水炉

摘要

本发明公开了一种高负荷调节比燃气采暖热水炉，其中包括热水炉本体、燃烧系统、排烟系统、生活用水系统和供暖系统；燃烧系统设置于热水炉本体内部，燃烧系统包括主燃烧室和副燃烧室，主燃烧室的内部设有主燃烧器，主燃烧器内设有分段隔阀，主燃烧器的上方设有主热交换器，主热交换器的一侧设有主热交换器进口，主热交换器的另一侧设有主热交换器出口；副燃烧室的内部设有副燃烧器，副燃烧器的上方设有副热交换器，副热交换器的一侧设有副热交换器进水口，副热交换器的另一侧设有副热交换器出口。有益效果是：当热负荷不够时，再打开副燃烧器，主燃烧室和副燃烧室同时工作，实现更大的负荷调节比。

说明书

技术领域

本发明涉及燃气采暖热水炉技术领域，特别是一种高负荷调节比燃气采暖热水炉。

背景技术

燃气采暖热水炉在欧洲已经有很多年的历史，燃气采暖热水炉技术非常成熟，在国内燃气采暖热水炉也走过了十几个年头，并取得了蓬勃的发展，许多家庭都开始选择燃气采暖热水炉作为热源，特别是家庭采暖领域；燃气采暖热水炉有着不可小视的作用，像大家常常接触到的地暖和暖气片，他们的热源设备就是燃气采暖热水炉。

目前，大部分燃气采暖热水炉，因为是一个燃烧系统和换热系统，小负荷时的热交换器的单位面积的换热量降低(热交换器的换热能力过剩)，那么热交换器会出现局部冷凝，造成热交换器酸性冷凝水腐蚀；所以负荷调比不高(比不上燃气快速热水器)，就算是负荷调节比高，也只能设置在生活热水状态，而不能设置在采暖状态，否则会造成热交换器酸性冷凝水腐蚀。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种稳定输出负荷调节比高，并且拥有两套独立燃烧室的高负荷调节比燃气采暖热水炉。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高负荷调节比燃气采暖热水炉，其中包括热水炉本体、燃烧系统、排烟系统、生活用水系统和供暖系统；

所述燃烧系统设置于所述热水炉本体内部，所述热水炉本体的顶部开设有进风口，所述排烟系统设置于所述燃烧系统的上方，所述生活用水系统和所述供暖系统设置于所述燃烧系统的下方；

所述燃烧系统包括主燃烧室和副燃烧室，所述主燃烧室的内部设有主燃烧器，所述主燃烧器内设有分段隔板，所述主燃烧器的火孔表面的上方设有主燃烧器的点火针和主燃烧器的火焰反馈针，所述主燃烧器的上方设有主热交换器，所述主热交换器的一侧设有主热交换器进口，所述主热交换器的另一侧设有主热交换器出口；

所述副燃烧室的内部设有副燃烧器，所述副燃烧器的火孔表面的上方设有副燃烧器的点火针和副燃烧器的火焰反馈针，所述副燃烧器的上方设有副热交换器，所述副热交换器的一侧设有副热交换器进水口，所述副热交换器的另一侧设有副热交换器出口。

优选地，上述的高负荷调节比燃气采暖热水炉，所述生活用水系统包括燃气组件；

所述燃气组件包括燃气进口、燃气连接管、燃气比例阀、第一燃气分段开关阀、第二燃气分段开关阀、燃气进气管和燃气支管；

所述燃气连接管的首端与所述燃气进口连接，所述燃气连接管的末端与所述副燃烧器连接；

所述燃气连接管在靠近其首端处设有所述燃气比例阀，所述燃气连接管在靠近其末端处设有所述第二燃气分段开关阀；

所述燃气进气管的一端与所述燃气连接管连接，所述燃气进气管的另一端与所述主燃烧器连接；所述燃气支管的首端与所述燃气进气管连接，所述燃气支管的末端与所述主燃烧器连接；

所述燃气支管在靠近其末端处设有所述第一燃气分段开关阀。

优选地，上述的高负荷调节比燃气采暖热水炉，所述供暖系统包括换热器、第一三通阀、供暖连接管、供暖出水口、电加热器和供暖热水汇集管；

所述供暖连接管的首端与所述供暖出水口连接，所述供暖连接管的末端与所述第一三通阀连通，所述供暖连接管在靠近其首端处设有所述电加热器；

所述第一三通阀分别设有进水端、第一出水端和第二出水端，所述第一三通阀的第二出水端与所述换热器连接，所述第一三通阀的第一出水端与所述供暖连接管的末端连接，所述供暖连接管的首端与所述供暖出水口连接，所述第一三通阀的进水端与所述供暖热水汇集管的一端连接，所述供暖热水汇集管的另一端与所述副热交换器出水口和所述主热交换器出水口连接；所述生活用水系统与换热器连接。

优选地，上述的高负荷调节比燃气采暖热水炉，所述供暖系统还包括供暖回水件、第一支路管、第二三通阀、循环水泵和膨胀水箱，所述膨胀水箱与所述供暖回水件连接；

所述第二三通阀分别设有进水端、第二三通阀的主热交换器的接口、第二三通阀的副热交换器的接口，所述第二三通阀的进水端与所述循环水泵的出水口连接，所述第二三通阀的主热交换器的接口与所述主热交换器进口连接，所述第二三通阀的副热交换器的接口与所述副热交换器进水口连接；

所述第一支路管的一端与所述换热器连接，所述第一支路管的另一端与所述供暖回水件连接，所述供暖回水件在靠近其末端处设有所述循环水泵。

优选地，上述的高负荷调节比燃气采暖热水炉，所述供暖回水件包括供暖回水口、回水连接管、泄压阀和进口温度传感器；

所述回水连接管的首端与所述供暖回水口连接，所述回水连接管的末端与所述循环水泵的进水口连接，所述回水连接管在靠近其末端处设有所述进口温度传感器；所述回水连接管在靠近其首端处设有所述泄压阀。

优选地，上述的高负荷调节比燃气采暖热水炉，所述生活用水系统还包括生活热水组件和自来水组件；

所述生活热水组件包括生活热水出水口和生活热水连接管，所述生活热水连接管的一端与所述生活热水出水口连接，所述生活热水连接管的另一端与所述换热器连接；

所述自来水组件包括自来水进水口和自来水连接管，所述自来水连接管的首端与所述自来水进水口连接，所述自来水连接管的末端与所述换热器连接。

优选地，上述的高负荷调节比燃气采暖热水炉，所述排烟系统包括风机、主集烟罩和副集烟罩；

所述主集烟罩设于所述主燃烧室和主热交换器的顶部，所述主集烟罩设置有主集排烟出口，所述主集排烟出口与所述风机的进口端连接；

所述副集烟罩设置于所述副燃烧室的顶部，所述副集烟罩设置有副集排烟出口，所述副集排烟出口与所述风机的进口端连接，且所述副集排烟出口端设有风量调节阀，位于所述风机的出口端设有采暖炉排烟口。

优选地，上述的高负荷调节比燃气采暖热水炉，所述换热器的形状呈板式状，所述换热器分别设有供暖水进口、供暖水出口、自来水进口和生活热水出口；

所述第一三通阀的第二出水端与所述供暖水进口连接；

所述供暖水出口与所述第一支路管，所述供暖水出口通过所述第一支路管与所述回水连接管连接；

所述自来水进口与所述自来水连接管连接；

所述生活热水出口与所述生活热水连接管连接。

优选地，上述的高负荷调节比燃气采暖热水炉，位于所述主热交换器出口与所述副热交换器出口之间的汇集处设有出水温度传感器。

优选地，上述的高负荷调节比燃气采暖热水炉，所述供暖回水件还包括旁通阀，所述旁通阀的出口端与所述回水连接管连通，所述旁通阀的进口端与所述供暖连接管连通。

本发明的有益效果：

(1)由于设置有主燃烧室和副燃烧室，使得两套独立燃烧室的火焰不会相互影响，通过电控连接的方式将两套燃烧室进行关联控制，使得两套燃烧室可以同时进行运作。

(2)主燃烧室的燃烧器设置分段隔板和第一燃气分段开关阀，从而使得燃烧器可以分段燃烧，副燃烧器设置有第一燃气分段开关阀，为全火排燃烧(无分段隔板)，工作时：主燃烧器的常开段先点火燃烧，当热负荷不够时，将主燃烧器的第一燃气分段开关阀打开实现全火排燃烧；当热负荷不够时，再关闭主燃烧器的第一燃气分段开关阀，打开副燃烧器的第二燃气分段开关阀(副燃烧器14燃烧)；当热负荷不够时，再打开主燃烧器的第一燃气分段开关阀，主燃烧器36和副燃烧器14同时燃烧，则主燃烧器35和副燃烧器15同时工作，实现更大的负荷调节比。

附图说明

图1为本发明其中的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明其中的一个实施例的结构示意图。

其中：包括热水炉本体1a、供暖出水口1、生活热水出水口2、自来水进水口3、燃气进口4、供暖回水口5、旁通阀6、泄压阀7、进口温度传感器8、循环水泵9、膨胀水箱10、燃气比例阀11、第二三通阀12、第二燃气分段开关阀13、副燃烧器14、副燃烧室15、供暖连接管16、副热交换器出口17、副热交换器18、副热交换器进水口19、回水连接管20、副集烟罩21、风量调节阀22、副集排烟出口23、驱动器24、采暖炉排烟口25、生活热水连接管26、出水温度传感器27、主集烟罩28、主集排烟出口29、主热交换器进口30、主热交换器31、主热交换器出口32、第一支路管33、自来水连接管34、主燃烧室35、主燃烧器36、分段隔板37、第一燃气分段开关阀38、燃气连接管39、第一三通阀40、压力开关41、换热器42、燃气进气管43、燃气支管44、进风口45、电加热器46、供暖水进口421、供暖水出口422、自来水进口423、生活热水出口424、供暖热水汇集管425。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，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，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，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发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1～2所示，一种高负荷调节比燃气采暖热水炉，其中包括热水炉本体1a、燃烧系统、排烟系统、生活用水系统和供暖系统；

燃烧系统设置于热水炉本体1a内部，热水炉本体1a的顶部开设有进风口45，排烟系统设置于燃烧系统的上方，生活用水系统和供暖系统设置于燃烧系统的下方；

燃烧系统包括主燃烧室35和副燃烧室15，主燃烧室35的内部设有主燃烧器36，主燃烧器36内设有分段隔板37，主燃烧器36的火孔表面的上方设有主燃烧器36的点火针和主燃烧器36的火焰反馈针，由电控来控制主燃烧器36的点火针进行点火和控制主燃烧器36的火焰反馈针是否有检测到有火焰；主燃烧器36的上方设有主热交换器31，主热交换器31的一侧设有主热交换器进口30，主热交换器31的另一侧设有主热交换器出口32；

副燃烧室15的内部设有副燃烧器14，副燃烧器14的火孔表面的上方设有副燃烧器14的点火针和副燃烧器14的火焰反馈针，由电控来控制副燃烧器14的点火针进行点火和控制副燃烧器14的火焰反馈针是否有检测到有火焰；副燃烧器14的上方设有副热交换器18，副热交换器18的一侧设有副热交换器进水口19，副热交换器18的另一侧设有副热交换器出口17；由于设置有主燃烧室35和副燃烧室15，使得两套独立燃烧室的火焰不会相互影响，通过电控连接的方式将两套燃烧室进行关联控制，使得两套燃烧室可以同时进行运作；主燃烧室35的燃烧器设置分段隔板37，从而使得燃烧器可以分段燃烧，副燃烧室15为全火排燃烧(无分段隔板)，工作时：主燃烧器36的常开段先点火燃烧，当热负荷不够时，将主燃烧器36的第一燃气分段开关阀打开实现全火排燃烧；当热负荷不够时，再关闭主燃烧器的第一燃气分段开关阀，打开副燃烧器的第二燃气分段开关阀(副燃烧器14燃烧)；当热负荷不够时，再打开主燃烧器的第一燃气分段开关阀，主燃烧器36和副燃烧器14同时燃烧，则主燃烧器35和副燃烧器15同时工作，实现更大的负荷调节比。需要说明的是，主燃烧器36为分段燃烧器。

一些实施例中的高负荷调节比燃气采暖热水炉，其中生活用水系统包括燃气组件；

燃气组件包括燃气进口4、燃气连接管39、燃气比例阀11、第一燃气分段开关阀38、第二燃气分段开关阀13、燃气进气管43和燃气支管44；

燃气连接管39的首端与燃气进口4连接，燃气连接管39的末端与副燃烧器14连接；

燃气连接管39在靠近其首端处设有燃气比例阀11，燃气连接管39在靠近其末端处设有第二燃气分段开关阀38；

燃气进气管43的一端与燃气连接管39连接，燃气进气管43的另一端与主燃烧器36连接；燃气支管44的首端与燃气进气管43连接，燃气支管44的末端与主燃烧器36连接；燃气支管44在靠近其末端处设有第一燃气分段开关阀13；其中生活用水系统还包括生活热水组件和自来水组件；生活热水组件包括生活热水出水口2和生活热水连接管26，生活热水连接管26的一端与生活热水出水口2连接，生活热水连接管26的另一端与换热器42连接；自来水组件包括自来水进水口3和自来水连接管34，自来水连接管34的首端与自来水进水口3连接，自来水连接管34的末端与换热器42连接；这样的设计使得无论高负荷调节比燃气采暖热水炉是在供暖状态或生活热水状态，都可以在高负荷调节比下进行稳定工作，实现了供暖状态下的小负荷节能运行，由于设有第一燃气分段开关阀38和第二燃气分段开关阀13，使得高负荷调节比燃气采暖热水炉可以实现4种燃烧分段；需要说明的时，燃气比例阀的内部设置有至少1道以上的开关阀(起到关闭和打开燃气通路的作用)和设置有1道燃气流量调节阀。

值得说明的是，供暖系统包括换热器42、第一三通阀40、供暖连接管16、供暖出水口1、电加热器46和供暖热水汇集管425；供暖连接管16的首端与供暖出水口1连接，供暖连接管16的末端与第一三通阀40连通，供暖连接管16在靠近其首端处设有电加热器46；第一三通阀40分别设有进水端、第一出水端和第二出水端，第一三通阀40的第二出水端与换热器42连接，第一三通阀40的第一出水端与供暖连接管16的末端连接，供暖连接管16的首端与供暖出水口1连接，第一三通阀40的进水端与供暖热水汇集管425的一端连接，供暖热水汇集管425的另一端与副燃烧器18出水口连接；生活用水系统与换热器42连接；由于靠近供暖连接管16首端处设有电加热器46，并且与换热器42连接，电加热器46的电功率可以在0-2.5kW之间进行调节，弥补了热水炉本体1a在使用燃气进行燃烧时0-2.5kW之间不能工作或由于工作不稳定而强制停机的缺陷。热水炉本体1a内部集成电加热器46后，能让燃气采暖热水炉在0kW-最大热负荷之间进行无级调节，实现0-100％负荷调节，让供暖、生活热水使用更舒适、更节能。

本实施例中的高负荷调节比燃气采暖热水炉，其中供暖系统还包括供暖回水件、第一支路管33、第二三通阀12、循环水泵9和膨胀水箱10，膨胀水箱10与供暖回水件连接；

第二三通阀12分别设有进水端、第二三通阀的主热交换器的接口、第二三通阀的副热交换器的接口，第二三通阀12的进水端与循环水泵9的出水口连接，第二三通阀12的主热交换器31的接口与主热交换器进口30连接，第二三通阀12的副热交换器18的接口与副热交换器进水口19连接；

第一支路管33的一端与换热器42连接，第一支路管33的另一端与供暖回水件连接，供暖回水件在靠近其末端处设有循环水泵9。

本实施例中的高负荷调节比燃气采暖热水炉，其中供暖回水件包括供暖回水口5、回水连接管20、泄压阀7和进口温度传感器8；

回水连接管20的首端与供暖回水口5连接，回水连接管20的末端与循环水泵9的进水口连接，回水连接管20在靠近其末端处设有进口温度传感器8；回水连接管20在靠近其首端处设有泄压阀7；由于设有第二三通阀12，当循环水泵9将回水通过第二三通阀12进行流量分配后，分别通过主热交换器进口30和副热交换器进水口19流入，根据主燃烧室35和副燃烧室15的燃烧负荷调节第二三通阀12进行的流量分配，达到主燃烧系统热交换器、副燃烧系统热交换器热交换平衡。

根据主燃烧室35和副燃烧室15的燃烧负荷调节第二三通阀12的流量进行分配，并且可以有效避免主热交换器31和副热交换器18出现换热器42的换热能力过大而出现局部冷凝，造成主热交换器31和副热交换器18酸性冷凝水腐蚀。

本实施例中的高负荷调节比燃气采暖热水炉，其中排烟系统包括风机24、主集烟罩28和副集烟罩21；主集烟罩28位于主燃烧室35和主热交换器31的顶部，主集烟罩28设置有主集排烟出口29，主集排烟出口与风机24的进口连接；副集烟罩21设置于副燃烧室15的顶部，副集烟罩21设置有副集排烟出口23，副集排烟出口与风机24的进口连接，且副集排烟出口端设有风量调节阀22，位于风机24的出口设有采暖炉排烟口25；由于主集排烟出口与风机24的进口连接，副集排烟出口与风机24的进口连接，通过调节副集排烟出口端设有风量调节阀22，可以根据副燃烧室15的燃烧负荷调节风量调节阀22，控制副集排烟进口的开合程度，控制排烟量，让燃气燃烧在最佳空燃比，减少因为空气量过大造成的排烟热量损失和燃烧工况异常(如离焰、点不着火)。需要说明的是，风机24可以具体是直流变频风机，由于直流变频风机的排风更好。

本实施例中的高负荷调节比燃气采暖热水炉，其中换热器42的形状呈板式状，换热器42分别设有供暖水进口421、供暖水出口422、自来水进口423和生活热水出口424；第一三通阀40的第二出水端与供暖水进口421连接；供暖水出口422与第一支路管33，供暖水出口422通过第一支路管33与回水连接管20连接；自来水进口423与自来水连接管34连接；生活热水出口424与生活热水连接管26连接；这样的设置多个接口，使得各个路径流水更加稳定通畅，并且便于安装连接。需要说明的是，自来水和供暖水在换热器内进行交叉换热，相互隔离互不混合。

本实施例中的高负荷调节比燃气采暖热水炉，其中位于主热交换器出口32与副热交换器出口17之间的汇集处设有出水温度传感器27；由于设有出水温度传感器27，这样的设计使得检测温度时更加准确。

本实施例中的高负荷调节比燃气采暖热水炉，其中供暖回水件还包括旁通阀6，旁通阀6的出口端与回水连接管20连通，旁通阀的进口端与供暖连接管16连通；当出现阻塞时或系统水阻力变大时，水能从旁通阀6流通，避免副热交换器18和主热交换器31内的水瞬间高温，起到保护作用。

需要说明的是，位于供暖连接管16的首端设有压力开关41，位于回水连接管20的首端设有泄压阀7，这样的设计可以更好的对供暖连接管16和回水连接管20进行管控。

上述高负荷调节比燃气采暖热水炉在实际应用中的工作原理，通过电控来控制主燃烧器36的点火针进行点火和控制主燃烧器36的火焰反馈针是否有检测到有火焰，发出指令，延时后电路板控制燃气比例阀11按点火功率下的电流值打开燃气比例阀11，同时电路板控制主燃烧器36的第二燃气分段开关阀13和副燃烧器14的第一燃气分段开关阀38处于关闭状态时，燃气只能流通到主燃烧器36；将主燃烧室35和副燃烧室15通过电控连接的方式进行并联控制，使得主热交换器出口32与副热交换器出口17汇集后，通过供暖热水汇集管425将水导出；供暖热水汇集管425将水导出的同时，通过第二三通阀12和循环水泵将水进行流量分配后，流入主热交换器进口30和副热交换器进水口19，达到主燃烧系统热交换器、副燃烧系统热交换器热交换平衡，实现更大的负荷调节比；当主燃烧器36工作时，风量调节阀22打开，当主燃烧器36不工作时或工作负荷变小时，风量调节阀22关闭或关小，起到调节风量的作用，让燃气采暖热水炉稳定可靠工作；并且风量调节阀22关闭或关小，可以避免副燃烧系统不工作，而空气还流经副燃烧系统，特别是在寒冷的冬天，冷空气流经副燃烧系统热交换器时会造成副燃烧系统热交换器内的系统水结冰，会损坏副燃烧系统热交换器，就算设置有防冻功能的也会造成耗能(不节能)。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。