燃气壁挂炉的制作方法

本实用新型涉及生活用水供热设备领域，特别是涉及一种燃气壁挂炉。

背景技术：

随着科学技术的发展，人们的生活水平越来越高，各种用电器走进寻常百姓家，特别是生活用水的加热设备例如燃气壁挂炉被得到广泛的使用。传统的燃气壁挂炉在使用时，当接收到生活热水需求时，系统首先自检并判断是否达到生活热水开机条件，满足加热条件后，三通阀切换到生活热水状态，水泵、风机运行，燃气阀开启，系统点火燃烧加热生活用水，从而为用户提供采暖或者洗浴用的加热后的生活用水，方便快捷。

然而，目前的燃气壁挂炉在接收到生活热水需求到向用户提供加热后的生活用水的过程需要进行加热准备，该加热准备过程一般需要10s左右的时间。系统点火成功后，生活用水从低温自来水变成高温热水，该加热升温过程一般又需要20s左右的时间。由此，在加热准备过程和升温过程中，用户等待热水供应的时间较长，并且由于刚提供的生活用水的水温没有达到使用要求，用户往往会放掉一部分冷水，浪费水资源。

技术实现要素：

基于此，有必要针对如何缩短目标出水温度的时间、如何节约水资源等的技术问题，提供一种燃气壁挂炉。

一种燃气壁挂炉，包括：第一换热器、采暖回水管、主换热器、采暖出水管、第二换热器、放热管道以及预热管道，所述第一换热器具有预热入口、预热出口、放热入口以及放热出口，所述预热入口用于接入外部的自来水；所述主换热器具有热水出口和冷水入口，所述冷水入口通过所述采暖回水管与所述放热出口连通，用于对由所述冷水入口进入的冷水进行加热；所述第二换热器具有换热入口、换热出口、加热入口以及加热出口，所述换热入口通过所述采暖出水管与所述热水出口连通，所述换热出口通过所述放热管道与所述放热入口连通，所述加热入口通过所述预热管道与所述预热出口连通，所述加热出口用于对外排出加热水；所述第一换热器用于吸收由所述放热入口进入的放热水，并将被吸热后的放热水从所述放热出口排出，同时加热由所述预热入口进入的自来水，并将加热后的自来水从所述预热出口排出；所述第二换热器用于吸收由所述换热入口进入的热水的热量，并将被吸热后的热水从所述换热出口排出，同时加热由所述加热入口进入的加热水，并将加热后的加热水从所述加热出口排出。

在其中一个实施例中，还包括阀门和换热管道，所述阀门设置在所述采暖出水管的远离所述主换热器的一端上；所述换热管道一端与所述阀门连接，另一端与所述换热入口连通。

在其中一个实施例中，所述阀门为三通阀，所述三通阀的第一端与所述采暖出水管连通，第二端与所述换热管道连通，第三端用于连接供暖管道。

在其中一个实施例中，还包括控制器和快速热水温度传感器，所述快速热水温度传感器设置于所述第一换热器中，所述控制器分别与所述快速热水温度传感器和所述阀门连接，用于根据所述快速热水温度传感器的检测温度控制所述阀门的启停。

在其中一个实施例中，还包括与所述加热出口连通的生活热水出水管以及设置在所述生活热水出水管上的生活热水温度传感器，所述生活热水温度传感器与所述控制器连接。

在其中一个实施例中，所述第一换热器为套管换热器，所述套管换热器包括套管和换热管，所述换热管设置在所述套管中，所述套管具有所述预热入口和所述预热出口，所述换热管具有所述放热入口和所述放热出口。

在其中一个实施例中，所述第二换热器为板式换热器。

在其中一个实施例中，还包括加热室以及设置在所述加热室的燃烧器以及风机，所述燃烧器用于通过燃气阀连接外部的燃气并对所述主换热器提供热量，所述风机用于向所述加热室送风和抽风。

在其中一个实施例中，还包括水泵和膨胀水箱，所述水泵和所述膨胀水箱设置在所述采暖回水管上。

在其中一个实施例中，还包括水泵和膨胀水箱，所述水泵和所述膨胀水箱设置在所述放热管道上。

上述燃气壁挂炉，通过主换热器对来自采暖回水管上的冷水进行加热，一方面，加热后的水进入第二换热器后进行一次放热，一次放热后的水进入第一换热器再进行二次放热，经过二次放热后的水流回主换热器进行加热，如此循环；另一方面，外部的自来水进入第一换热器后进行一次加热，一次加热后的水进入第二换热器后进行二次加热，二次加热后的水从加热出口排出，一次加热后的自来水具有一定的温度，与用户的目标出水温度的温差较小，经过二次加热后达到目标出水温度的时间将缩短，从而快速地为用户提供生活用的热水，节约水资源。

附图说明

图1为一个实施例中燃气壁挂炉的功能结构示意图；

图2为另一个实施例中燃气壁挂炉的功能结构示意图；

图3为另一个实施例中燃气壁挂炉的功能结构示意图；

图4为一个实施例中第一换热器的结构示意图；

图5为一个实施例中燃气壁挂炉的结构示意图；

图6为一个实施例中套管换热器顺流换热的结构示意图；

图7为一个实施例中套管换热器逆流换热的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1，其为一个实施例中燃气壁挂炉10的功能结构示意图，一种燃气壁挂炉10包括第一换热器110、采暖回水管101、主换热器120、采暖出水管102、第二换热器130、放热管道103以及预热管道104。

第一换热器110具有预热入口111、预热出口112、放热入口113以及放热出口114。预热入口111用于接入外部的自来水。

主换热器120具有热水出口121和冷水入口122。冷水入口122通过采暖回水管101与放热出口114连通，用于对由冷水入口122进入的冷水进行加热。

第二换热器130具有换热入口131、换热出口132、加热入口133以及加热出口134。换热入口131通过采暖出水管102与热水出口121连通。换热出口132通过放热管道103与放热入口113连通。加热入口133通过预热管道104与预热出口112连通。加热出口134用于对外排出加热水。

第一换热器110用于吸收由放热入口113进入的放热水的热量，并将被吸热后的放热水从放热出口114排出，同时加热由预热入口111进入的自来水，并将加热后的自来水从预热出口112排出。

第二换热器130用于吸收由换热入口131进入的热水的热量，并将被吸热后的热水从换热出口132排出，同时加热由加热入口133进入的加热水，并将加热后的加热水从加热出口134排出。

上述燃气壁挂炉10，通过主换热器120对来自采暖回水管101上的冷水进行加热，一方面，加热后的水进入第二换热器130后进行一次放热，一次放热后的水进入第一换热器110再进行二次放热，经过二次放热后的水流回主换热器120进行加热，如此循环；另一方面，外部的自来水进入第一换热器110后进行一次加热，一次加热后的水进入第二换热器130后进行二次加热，二次加热后的水从加热出口134排出，一次加热后的自来水具有一定的温度，与用户的目标出水温度的温差较小，经过二次加热后达到目标出水温度的时间将缩短，从而快速地为用户提供生活用的热水，节约水资源。

请参阅图2，其为另一个实施例中燃气壁挂炉的示意图，本实施例中，燃气壁挂炉还包括阀门210和换热管道201。阀门210设置在采暖出水管102的远离主换热器120的一端上。换热管道201一端与阀门210连接，另一端与换热入口131连通。阀门210用于控制主换热器120与第二换热器130的通断。如此，用户可以通过阀门210调整并控制主换热器120与第二换热器130的工作，当阀门210开启时，阀门210切换到生活热水状态，主换热器120与第二换热器130的连通；阀门210关闭时，阀门210关闭生活热水状态，主换热器120与第二换热器130断开连通。

进一步的，阀门210为三通阀，三通阀的第一端与采暖出水管102连通，第二端与换热管道201连通，第三端用于连接供暖管道202。在其他实施例中，阀门210可以为三通球阀、电动三通阀以及四通阀等。需要说明的是，供暖管道202包括设置在用户房屋内的用于供暖的管道。该供暖管道202的热量也来自于本实施例的燃气壁挂炉。

如图3所示，一实施例中，燃气壁挂炉还包括控制器301和快速热水温度传感器302。快速热水温度传感器302设置于第一换热器110中，控制器301分别与快速热水温度传感器302和阀门210连接。控制器301用于根据快速热水温度传感器302的检测温度控制阀门210的启停。

在一个控制过程中，用户向控制器301输入预设温度和预设差值；快速热水温度传感器302检测第一换热器中的水的温度，得到检测温度并将该检测温度传送到控制器301中；控制器301判断该检测温度是否小于预设温度并计算检测温度与预设温度的差值，当检测温度小于预设温度且该差值达到预设差值时，例如T_快速热水≦(T_设定-△T₁)，其中T_快速热水为检测温度，T_设定为预设温度，△T₁为第一预设差值，控制器301发送开启指令至阀门以开启阀门；当检测温度大于预设温度时，例如T_快速热水≧(T_设定-△T₂)时，其中，△T₂<△T₁，△T₂为第二预设差值，控制器301发送关闭指令至阀门关停阀门，以使燃气壁挂炉停机。如此，可以使得燃气壁挂炉在待机状态下时，第一换热器110和第二换热器130实时加热管道中的水，当用户有生活热水需求时，管道中的水具有一定的温度并流出，使得在壁挂炉加热准备过程中就能够提供一定温度的热水。

进一步的，为避免浪费电能，预设温度设置在30-35℃即可。可以理解，待机状态下进行预热时，用户没有生活热水方面的需求，为减少能量的浪费，无需将预热水的温度加热到设定温度。一般情况下，可将预热水加热到30-35℃，出热水的时间可以缩短到5s左右，使用户无需等待，减少冷水的排放。

请再次参阅图3，进一步的，燃气壁挂炉还包括与加热出口134连通的生活热水出水管303以及设置在生活热水出水管303上的生活热水温度传感器304。生活热水温度传感器304还与控制器301连接。如此，通过生活热水温度传感器304检测生活热水出水管303上的水温得到出水温度，并将该出水温度传输到控制器301，用户可以通过控制器301得知该出水温度。

如图4所示，进一步的，第一换热器110为套管换热器。套管换热器包括套管410和换热管420，换热管420设置在套管410中，套管410具有预热入口111和预热出口112，换热管420具有放热入口113和放热出口114。需要说明的是，套管换热器用于吸收由放热入口113进入的放热水，并将被吸热后的放热水从放热出口114排出，同时加热由预热入口111进入的自来水，并将加热后的自来水从预热出口112排出。

进一步的，第二换热器130为板式换热器500。板式换热器500具有换热入口131、换热出口132、加热入口133以及加热出口134。板式换热器500用于吸收由换热入口131进入的热水的热量，并将被吸热后的热水从换热出口132排出，同时加热由加热入口133进入的加热水，并将加热后的加热水从加热出口134排出。例如，板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。板式换热器的各板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。

为便于提供主要的热能，一实施例中，燃气壁挂炉还包括加热室以及设置在加热室的燃烧器以及风机，燃烧器用于通过燃气阀连接外部的燃气并对主换热器120提供热量，风机用于向加热室送风和抽风。燃气阀开启后，外部的燃气经过燃气阀进入燃烧器，燃烧器点燃燃气进行燃烧，燃烧释放的热量被由主换热器吸收，从而加热主换热器中的冷水。本实施例中，燃气阀开启后，风机也一同开启，抽掉加热室内因燃烧器点燃燃气后生成的废气例如一氧化碳，提高安全性能，保障用户的生命安全。本实施例中，加热室采用防爆、隔热的材料制成，以进一步地提高燃气壁挂炉系统的安全性能。

为提高管道内水流通时的稳定性，进一步的，燃气壁挂炉还包括水泵和膨胀水箱，水泵和膨胀水箱设置在采暖回水管101上。例如，水泵和膨胀水箱分别与采暖回水管101连通。在另一实施例中，水泵和膨胀水箱设置在放热管道103上。例如，水泵和膨胀水箱分别与所述放热管道连通103。可以理解，一方面，水泵可以为管道增压，以提高管道内水的流速膨胀水箱可以收容和补偿管道中水的胀缩量。如此，通过水泵和膨胀水箱可以提高管道内水流的稳定性并提高换热效果。

请参阅图5，其为一个实施例中燃气壁挂炉的结构示意图，该燃气壁挂炉主要由燃气阀507、燃烧器506、主换热器120、风机503、三通阀210、板式换热器130、套管换热器110、水泵501、膨胀水箱502、温度传感器、进出水管路等组成。温度传感器包括生活热水温度传感器304和快速热水温度传感器302。进出水管包括采暖水路和生活热水水路。其中，采暖回水管101、膨胀水箱502、水泵501、主换热器120、三通阀210、采暖出水管102组成采暖水路。自来水进水管504、套管换热器110、板式换热器130、生活热水出水管303组成生活热水水路。生活热水出水管303上设置有生活热水温度传感器304。当有生活热水需求时，三通阀210切换到生活热水状态，此时，水泵501、采暖回水管101、主换热器120、采暖出水管102、三通阀210、板式换热器130、套管换热器110组成内循环水路。

请再次参阅图4，套管换热器110由套管410、换热管420和若干管接头等组成，若干管接头分别与预热入口111、预热出口112、放热入口113和放热出口114连接。如图5所示，换热管的进口即放热入口113连接板式换热器130的换热出口132，换热管的出口即放热出口114连接采暖回水管101。可以理解，换热管内侧通道为内循环水路的一部分。套管的进口即预热入口111连接自来水进水管504，套管的出口即预热出口112连接板式换热器130。可以理解，换热管外侧和套管内侧构成的通道为生活热水水路的一部分。本实施例中，套管的外侧设置有快速热水温度传感器302。

一实施例中，该壁挂炉设置有快速热水功能，用户未开启快速热水功能时，壁挂炉接收到生活热水需求，三通阀210切换到生活热水状态，水泵501、风机503运行，燃气阀507开启，系统点火燃烧即燃烧器506点火燃烧，主换热器120中的水被加热成高温热水，流经采暖出水管102和三通阀210后进入板式换热器130放热，再通过套管换热器110进行二次放热，然后经水泵501和采暖回水管101流回主换热器120吸热，如此循环。

低温自来水则通过自来水进水管504流进套管换热器110进行预热，然后进入板式换热器130进行二次吸热变成高温热水，再经生活热水出水管303流出。自来水经过预热后水温有一定程度的升高，同生活热水目标出水温度的温差减小，此时进入板式换热器130吸热，达到目标出水温度的时间会缩短，从而快速的提供生活热水。

一实施例中，用户开启快速热水功能时，在待机状态下，如果快速热水温度传感器302检测到水温小于设定温度且温差达到一定值时，即T_快速热水≦(T_设定-△T₁)，三通阀210切换到生活热水状态，系统开机点火燃烧，内循环水路中的水开始循环，板式换热器130和套管换热器110内循环水路的水温升高，由于此时生活热水水路中的水是不流动的，在导热作用下，板式换热器130和套管换热器110生活热水水路的水温也随之升高。当T_快速热水≧(T_设定-△T₂)时，△T₂<△T₁，系统停机。

当有生活热水需求时，板式换热器130和套管换热器110生活热水水路中的预热水最先流出，这样在壁挂炉加热准备过程中就能够提供一定温度的热水。同时，在加热升温过程中，低温自来水先流进套管换热器110进行预热，然后进入板式换热器130进行二次吸热变成高温热水，再经生活热水出水管303流出，能够更快的提供生活热水。待机状态下进行预热时，用户没有生活热水需求，为减少能量的浪费，无需将预热水的温度加热到设定温度。一般情况下，可将预热水加热到30-35℃，出热水的时间可以缩短到5秒左右，使用户无需等待，减少冷水的排放。

如图6和图7所示，由于套管换热器110需设置在板式换热器130和主换热器120之间的内循环水路的回水段，以利用高温回水对自来水进行预热，所以套管换热器110也可以设在水泵501和主换热器120之间，换热管进口连接水泵501，出口连接主换热器120。套管进口连接自来水进水管504，出口连接板式换热器130。套管换热器110的自来水同内循环水可以是顺流换热，也可以采用逆流换热来提高换热效果。

具体的，如图6所示，顺流换热是指自来水从自来水进水管504进入后由套管410的预热入口111进入，吸热后从预热出口112流入板式换热器500。如图7所示，逆流换热是指自来水从自来水进水管504进入后由套管410的预热出口112流入，吸热后从预热入口111流入板式换热器500。可以理解，顺流换热和逆流换热的自来水的吸热过程相异，因此换热效果也不相同。

本实用新型的有益效果：

1)开启快速热水功能时，待机状态下可以对板式换热器和套管换热器中的水进行预热，接收到生活热水需求时，在加热准备过程中就能够提供一定温度的热水，用户无需等待，且减少了冷水的排放。

2)在对自来水进行加热升温时，利用套管式换热器对自来水进行预热，能够提高板式换热器的进水温度，缩短温升时间。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。