一种燃气壁挂炉及具有其的热水供应系统的制作方法

本实用新型涉及壁挂炉技术领域，具体涉及一种燃气壁挂炉及具有其的热水供应系统。

背景技术：

常规燃气壁挂炉以燃气为主要能源，通常具有提供采暖热水和生活热水的双重功能。通常地，根据季节变换，燃气壁挂炉可以切换工作模式。例如，在夏季模式时，燃气壁挂炉采暖功能关闭，其仅用于为用户提供生活热水；在冬季模式时，燃气壁挂炉的采暖功能和提供生活热水的功能均开启，以供采暖及生活用水之需。

但是，在冬季模式下，目前常用的燃气壁挂炉均设置为生活热水优先，即，当用户需要生活用水时，燃气壁挂炉优先用于为生活热水提供热量，而停止加热供暖用水。当用户开启生活用水功能时间过长或频次过多时，燃气壁挂炉无法兼顾采暖及生活用水所需，容易导致室内采暖热量不足，室温下降，给用户带来不舒适的使用体验。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种燃气壁挂炉及具有其的热水供应系统。目的在于，使燃气壁挂炉能够同时提供用于采暖及日常使用的热水，避免由于日常使用的热水用量过大导致采暖空间换热量不足、温度降低的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种燃气壁挂炉，包括：

换热器，所述换热器包括用于与燃气燃烧产生的烟气进行热量交换的第一通路和第二通路，所述第一通路和所述第二通路均能够使流体通过、且互不连通；

第一进水管和第一出水管，所述第一进水管和所述第一出水管分别与所述第一通路的两端相连通，形成第一供热单元；

第二进水管和第二出水管，所述第二进水管和所述第二出水管分别与所述第二通路的两端相连通，形成第二供热单元；

所述第一供热单元和所述第二供热单元能够分别独立地、或同时地输出热源。

优选地，所述第一供热单元提供用于取暖的第一水流，待加热的所述第一水流通过所述第一进水管流入所述第一通路、并与所述烟气进行换热，之后由所述第一出水管流出；

所述第二供热单元提供用于使用的第二水流，待加热的所述第二水流通过所述第二进水管流入所述第二通路、并与所述烟气进行换热，之后由所述第二出水管流出。

优选地，还包括内管，所述内管包括第一端和第二端，所述第一端与所述第一进水管相连通，所述第二端与所述第一出水管相连通；所述内管与所述第一供热单元形成水流循环回路；

所述第二进水管上的一部分管段被设置为能够容纳所述内管从中穿过的外管，所述外管的内壁与所述内管的外壁之间夹设形成空腔，待加热的所述第二水流在进入所述第二通路之前、能够通过所述空腔并与所述内管进行换热。

优选地，所述第二端与所述第一出水管通过三通阀门相连接，所述三通阀门能够使所述第一出水管内的所述第一水流沿所述第一出水管流出、或流入所述内管。

优选地，所述第一进水管处设置有变速水泵，所述变速水泵能够改变所述第一供热单元内的水流流速。

优选地，所述第二进水管处设置有用于监测水流量的流量传感器，所述第一出水管处设置有用于监测水温的第一温度传感器，所述第二出水管处设置有用于监测水温的第二温度传感器。

优选地，所述第一通路和所述第二通路沿所述烟气的流动方向依次设置，使所述烟气能够先与所述第一通路进行换热，再与所述第二通路进行换热。

优选地，所述第二通路包括多条并联设置的换热管，且多条所述换热管排列设置于垂直烟气流动方向的平面上，流经所述第二通路内的流体能够由多条所述换热管进行分流。

优选地，所述第一通路为蛇形管式结构；所述换热器由铜质材料制成。

优选地，所述第一通路和所述第二通路成叉排布置，以提高所述换热器与所述烟气之间的换热效率。

一种热水供应系统，包括所述的燃气壁挂炉。

本实用新型的有益效果为：

1、所述燃气壁挂炉包括具有第一通路和第二通路的换热器，所述第一通路和所述第二通路能够分别与燃烧产生的烟气进行热量交换且互不连通，使得第一供热单元和第二供热单元能够分别独立地、或同时地输出热源，因此不会出现当所述第一供热单元工作时，所述第二供热单元停止工作；或当所述第二供热单元工作时，所述第一供热单元停止工作的问题，从而保证燃气壁挂炉能够达到同时为两种不同的目的提供热源的效果。

2、所述燃气壁挂炉还包括内管和套设于所述内管外部的外管，所述内管将所述第一供热单元连通形成水流循环回路，使得，当所述第二供热单元工作、且所述第一供热单元不工作时，所述第一供热单元内的第一水流在所述水流循环回路中循环流动，在所述内管处，所述第一水流能够与所述外管内的所述第二水流进行热量交换，不仅能够降低所述第一水流的温度，避免第一供热单元被持续加热而出现干烧过热的问题，还能够对所述外管内的第二水流进行预热，从而提高所述第二水流的出水温度，增强燃气壁挂炉加热生活用水的能力，并可提高燃气利用效率。

3、所述热水供应系统能够单独提供使用热水，或在提供采暖用热水的同时提供使用热水，有效避免在使用热水消耗量过大时，采暖空间出现换热量不足，温度下降的问题。

附图说明

图1是本实用新型所述燃气壁挂炉的结构示意图；

图2是本实用新型所述换热器的主视图；

图3是本实用新型所述换热器的右视图；

图4是本实用新型所述换热器的仰视图。

图中：1、换热器；2、第一进水管；3、第一出水管；4、第二进水管；5、第二出水管；6、内管；7、外管；8、三通阀门；9、变速水泵；10、流量传感器；11、第一通路；12、第二通路；13、第一温度传感器；14、第二温度传感器；15、换热管；16、风机；17、燃气比例阀；18、膨胀水箱。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图以及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

如图1所示，本具体实施方式涉及一种燃气壁挂炉，包括：

换热器1，所述换热器1包括用于与燃气燃烧产生的烟气进行热量交换的第一通路11和第二通路12，所述第一通路11和所述第二通路12均能够使流体通过、且互不连通；

第一进水管2和第一出水管3，所述第一进水管2和所述第一出水管3分别与所述第一通路11的两端相连通，形成第一供热单元；

第二进水管4和第二出水管5，所述第二进水管4和所述第二出水管5分别与所述第二通路12的两端相连通，形成第二供热单元；

所述第一供热单元和所述第二供热单元能够分别独立地、或同时地输出热源。图1中空心箭头的指示方向为所述烟气的流动方向。

所述换热器1设置为双通路的形式，使所述第一通路11和所述第二通路12能够分别直接与燃烧产生的烟气进行热量交换，同时加热所述第一通路11和所述第二通路12内的流体，使得第一供热单元和第二供热单元能够分别独立地、或同时地输出热源。因此，不会出现当所述第一供热单元工作时，所述第二供热单元停止工作；或当所述第二供热单元工作时，所述第一供热单元停止工作的问题，从而保证燃气壁挂炉能够达到同时为两种不同的目的提供充足热源的效果。

作为一种较佳的实施方式，所述第一供热单元提供用于取暖的第一水流，待加热的所述第一水流通过所述第一进水管2流入所述第一通路11、并与所述烟气进行换热，之后由所述第一出水管3流出；所述第二供热单元提供用于使用的第二水流，待加热的所述第二水流通过所述第二进水管4流入所述第二通路12、并与所述烟气进行换热，之后由所述第二出水管5流出。通常地，用户在使用燃气壁挂炉时的主要目的在于需要使用热水和/或进行采暖，将所述第一供热单元应用于采暖目的，所述第二供热单元应用于制取使用热水的目的，使得所述燃气壁挂炉能够满足用户对于采暖和生活热水的同时需要。

作为一种较佳的实施方式，所述燃气壁挂炉还包括内管6，所述内管6包括第一端和第二端，所述第一端与所述第一进水管2相连通，所述第二端与所述第一出水管3相连通；所述内管6与所述第一供热单元形成水流循环回路；

所述第二进水管4上的一部分管段被设置为能够容纳所述内管6从中穿过的外管7，所述外管7的内壁与所述内管6的外壁之间夹设形成空腔，待加热的所述第二水流在进入所述第二通路12之前、能够通过所述空腔并与所述内管6进行换热。所述内管6和所述外管7形成相互套设的套管结构，所述外管7的内壁与所述内管6的外壁相对设置，因此形成所述空腔，使所述第二水流能够从所述空腔中通过。

在所述第二供热单元工作、且所述第一供热单元不工作的情况下，所述套管结构用于防止所述第一供热单元内出现局部干烧过热的问题，同时还可以对进入所述第二通路12之前的、待加热的所述第二水流进行预热。具体地，在所述水流循环回路内循环流动的所述第一水流经过所述第一通路11的换热升温过程后，流入所述内管6，与在所述空腔内流动的温度较低的所述第二水流之间发生换热，使所述第一水流温度降低，所述第二水流温度升高。降温后的所述第一水流沿所述第一进水管2重新流入所述第一通路11，进入下一次循环，如此避免所述第一供热单元的局部部位被持续加热而导致水流沸腾、停机的问题。升温后的所述第二水流沿所述第二进水管4进入所述第二通路12，与所述烟气进行换热后由所述第二出水管5流出，以供用户使用，经过预热后的所述第二水流的出水温度更高，有利于提高燃气壁挂炉加热所述使用热水的能力，提高了燃气利用效率。

作为一种较佳的实施方式，所述第二端与所述第一出水管3通过三通阀门8相连接，所述三通阀门8能够改变所述第一出水管3内水流的流向，使所述第一出水管3内的所述第一水流沿所述第一出水管3流出、或流入所述内管6。所述第一水流在流经所述第一出水管3时的不同流向分别对应于所述燃气壁挂炉的不同工作状态，所述三通阀门8与燃气壁挂炉的具体工作状态的对应关系见后文优选实施例说明。

作为一种较佳的实施方式，所述第一进水管2处设置有变速水泵9，所述变速水泵9能够改变所述第一供热单元内的水流流速。当需要开启采暖功能时，所述变速水泵9以中、高速运行，使所述第一供热单元内所述第一水流的流量和流速均增大，从而提供大量具有较高温度的所述第一水流以满足采暖要求。当仅需要开启制使用热水功能、无需采暖时，所述变速水泵9以低速运行，使所述第一供热单元内所述第一水流以较小的流量和较小的流速流动，从而使所述第一水流能够满足防干烧的要求，对于变速水泵9转速选择原因的更具体的描述，见本具体实施方式中关于所述热水供应系统的控制方法的说明。所述变速水泵9通过改变转速来改变所述第一供热单元内的水流流速，在本实用新型中，所述变速水泵9以低速运行，指的是所述变速水泵9的转速为900-1200rpm，所述变速水泵9以中、高速运行时，指的是所述变速水泵9的转速为1600-2400rpm。

作为一种较佳的实施方式，所述第二进水管4处设置有用于监测水流量的流量传感器10，所述第一出水管3处设置有用于监测水温的第一温度传感器13，所述第二出水管5处设置有用于监测水温的第二温度传感器14。所述流量传感器10用于检测所述第二供热单元的进水流量信号，所述第二温度传感器14用于检测所述第二供热单元的出水温度信号，结合水流量信号和出水温度信号，可以对所述燃气热水器的燃气用量进行控制，从而得到使出水达到用户所需温度。同理，所述第一温度传感器13用于传导由所述第一供热单元出水的水温信号，从而保证所述第一供热单元的出水温度能够被调节至设定值。上述传感器的具体工作过程见后文优选实施例说明。

作为一种较佳的实施方式，所述第一通路11和所述第二通路12沿所述烟气的流动方向依次设置，使所述烟气能够先与所述第一通路11进行换热，再与所述第二通路12进行换热。所述第一供热单元用于提供采暖用水，通常地，采暖用水需要携带能够与整个待采暖空间进行换热的热量，因此所需的水量较大。在本较佳的实施方式中，所述第一通路11先与所述烟气进行换热，此时烟气的温度较高，与所述第一通路11之间的换热效率更高，有利于提高所述第一供热单元的出水温度，提高燃气壁挂炉的采暖供热能力。日常使用所需热水水量较小、所需水温更低，因此加热其所需的热量更少，使所述第二通路12后与所述烟气进行换热，即可满足生活用热水的需要。

如图2-4所示，优选地，所述第二通路12包括多条并联设置的换热管15，且多条所述换热管15排列设置于垂直烟气流动方向的平面上，流经所述第二通路12内的流体能够由多条所述换热管15进行分流。待加热的第二水流在进入所述第二通路12时，分流进入多条所述换热管15，多条所述换热管15内的流体能够同时与烟气进行热量交换，不仅增大了上述第二通路12的换热管长和换热面积，有效提高所述第二通路12的换热效率，同时还使得所述第二水流在所述第二通路12内的单向流程及流动时间缩短，从而加快所述第二通路12出热水的速度，以满足用户对于使用热水快速升温出水的要求。进一步优选地，多条所述换热管15平行设置。

优选地，所述第一通路11为蛇形管式结构，有利于增大所述第一通路11的换热面积，使得用于采暖的所述第一水流能够与烟气进行充分换热，提高燃气能量利用效率，并提高采暖用所述第一水流的出水温度，以改善采暖效果。优选地，所述换热器1由铜质材料制成，所述换热器1的所述第一通路11和所述第二通路12的管路外侧优选设置有散热翅片，以进一步加强水流与烟气之间的换热效果。所述散热翅片也由铜质材料制成。铜制材料热导率较高，有利于提高换热器1的换热效率，且使用成本较低。

优选地，所述第一通路11和所述第二通路12沿烟气流动方向成叉排布置，以提高所述换热器1与所述烟气之间的换热效率。更具体地，所述第一通路11和所述第二通路12沿所述烟气的流动方向成叉排布置，需要说明的是，当所述第一通路11设置为蛇形管状结构，所述第一通路11的各个相邻管段之间夹有间隔空间，多条所述换热管15分别与所述间隔空间对应设置，即为所述的叉排布置方式(见图2-4)。该种叉排布置方式使得所述第一通路11和所述第二通路12能够对所述烟气的流动产生更大的扰动，降低所述烟气的流动速度，并使所述烟气能够分别与所述第一通路11和所述第二通路12进行更充分的换热，从而提高所述换热器1的换热效率，达到强化换热的目的。

本具体实施方式还涉及一种热水供应系统，包括所述的燃气壁挂炉。所述热水供应系统还包括用于进行采暖换热的换热装置，所述换热装置分别与所述第一出水管3和所述第一进水管2相连通，在所述第一供热单元内受热升温后的所述第一水流能够流入所述换热装置并与待采暖空间进行换热，之后由所述第一进水管2流回所述第一供热单元，实现采暖循环换热。所述换热装置包括但不限于散热片、地暖和风机盘管等。所述热水供应系统能够单独提供使用热水，或在提供采暖用热水的同时提供使用热水，有效避免在使用热水消耗量过大时，采暖空间出现换热量不足，温度下降的问题。

所述的热水供应系统的控制方法为，当包括所述三通阀门8、所述第一水流、所述第二水流时；

当只需制取使用热水时，打开所述第二进水管4，使得所述第二水流流入所述第二进水管4、并经由所述第二通路12进行换热升温；同时打开所述第二出水管5，使升温后的所述第二水流能够由所述第二出水管5流出；

当既需要制取使用热水、又需要制取采暖热水时，打开所述第一进水管2和所述第二进水管4，所述第一水流由所述第一进水管2流入所述第一通路11并与所述烟气换热、且所述第二水流由所述第二进水管4流入所述第二通路12并与所述烟气换热；并且，调节所述三通阀门8、使所述第一水流能够沿所述第一出水管3流出；同时打开所述第二出水管5，使升温后的所述第二水流能够由所述第二出水管5流出。

所述热水供应系统主要包括如上所述的两种工作状态，即，当只需要制取使用热水、无需进行采暖供应时，不需要使燃气持续燃烧，可以仅在需要使用热水时，使燃气进行燃烧，从而产生高温烟气，用于加热所述第二水流。此时，优选地，调整所述三通阀门8、使所述第一水流流入所述内管6，同时调节所述变速水泵9低速运行，以防止所述第一通路11内静止的水流受到持续加热而过热沸腾。使所述变速水泵9低速运行，使得所述内管6和所述第一供热单元内进行循环流动的水量较少，其吸收的热量较少，该循环水流在与所述外管7内的空腔中的所述第二水流进行热量交换时，温度能够快速降低，从而达到防止过热的目的，同时可以保证所述第二通路12内的所述第二水流能够吸收足够的热量。优选地，当既需要制取使用热水、又需要制取采暖热水时，在打开所述第一进水管2的同时，调节所述变速水泵9以中、高速运行，以满足采暖所需大量热水的要求。

优选地，所述只需制取使用热水的情况对应于所述热水供应系统的夏季工作模式，所述既需要制取使用热水、又需要制取采暖热水的情况对应于所述热水供应系统的冬季工作模式。但本实用新型并不将需制取使用热水的情况局限于夏季，也不将既需要制取使用热水、又需要制取采暖热水的情况局限于冬季。

下面介绍一下本实用新型的工作原理及优选实施例：

本实用新型解决的技术问题在于：

在冬季模式，燃气壁挂炉的生活热水功能和采暖功能不能同时启动，使用生活热水时，采暖停止。如果用户使用生活热水的时间较长或频次较多，壁挂炉将长时间处于生活热水状态，无法向房间提供足够的热负荷，房间温度会降低，影响采暖效果，频次太多的话也会使房间温度出现波动，降低热舒适性

本实用新型的有益效果在于：

采用双排双通道换热器1、变速水泵9、套管结构，使所述壁挂炉可以同时提供生活热水和采暖热水，即使在冬季模式使用生活热水时，采暖系统也在运行，从而持续向房间提供热量，减小房间温度波动，提高采暖的热舒适性。此外，在仅需要使用生活热水，无需采暖时，可以对自来水进行预热。

本实用新型的一个优选实施例为：

该燃气壁挂炉主要由燃气比例阀17、燃烧器、换热器1、风机16、变速水泵9、膨胀水箱18、流量传感器10、第一温度传感器13、第二温度传感器14、三通阀、第一进水管2、第一出水管3、第二进水管4、第二出水管5等组成。其中，第一进水管2、膨胀水箱18、变速水泵9、换热器1、三通阀、第一出水管3组成采暖系统。第二进水管4、流量传感器10、外管7、换热器1、第二出水管5组成生活热水系统，第一出水管3、变速水泵9、换热器1、第一进水管2、三通阀、内管6组成内循环水系统。

上述换热器1为双排铜管铜翅片换热器1，沿烟气流动方向呈叉排布置，可以增加对所述烟气的扰动，强化换热，换热器1下排为采暖水路，上排为生活热水水路，生活热水水流路为平行流路，可以对自来水(待加热的第二水流)进行分流，缩短流程长度，快速出热水。

在夏季模式，采暖功能不可用，生活热水功能可用。当有生活热水需求时，流量传感器10检测到水流信号且第二温度传感器14检测到水温低于生活热水设定温度时，风机16运行，燃气比例阀17开启，系统点火燃烧，燃气比例阀17根据生活热水设定温度进行比例调节。自来水则从所述第二进水管4流入，依次经流量传感器10、外管7后进入换热器1的第二通路12，吸收烟气中的热量变成高温热水，再经第二出水管5流出，为用户提供生活热水。为避免换热器1的采暖水路中的水出现过热，变速水泵9开启并以低速运行，三通阀处于生活热水状态，即所述第一出水管3同所述内管6连通，此时换热器1的采暖水路中的高温热水依次流经第一出水管3、三通阀、内管6、第一进水管2，再经变速水泵9流回换热器1。在内管6中，采暖水路的高温热水的热量会被自来水吸收，预热后的自来水再经所述第二通路12处的高温烟气加热，可以获得更高的出水温度，从而提高制热水的效果。

在冬季模式，采暖和生活热水功能均可用，采暖功能默认开启，当第一温度传感器13检测到水温低于采暖热水设定温度时，变速水泵9、风机16运行，燃气比例阀17开启，系统点火燃烧，燃气比例阀17根据采暖设定温度进行比例调节。此时水泵高速运行，三通阀处于采暖状态，即采暖出水管上下连通。换热器1的采暖水路的高温热水经第一出水管3、三通阀后流入房间的散热器中向房间散热，散热后的低温采暖水经第一进水管2、变速水泵9后流入换热器1，吸收烟气中的热量变成高温热水，再流向房间散热，如此循环。在采暖运行过程中如果有生活热水需求，系统继续燃烧，三通阀仍处于采暖状态，但燃气比例阀17根据生活热水设定温度进行比例调节。自来水从所述第二进水管4流入，经流量传感器10、外管7后进入换热器1的第二通路12，吸收烟气中的热量变成高温热水，再经第二出水管5流出，同时，采暖水仍在循环运行。由于既要提供生活热水，又要提供采暖热水，系统按最大火力燃烧也可能无法满足需求，即当燃气比例阀17开到最大时，若生活热水出水温度仍未达到设定温度，变速水泵9开始降速，减少采暖水吸收的热量，直到生活热水满足需求。当生活热水需求结束时，燃气比例阀17再根据采暖设定温度进行比例调节，系统恢复到正常采暖状态。

这种方法可以同时提供生活热水和采暖热水，即使在冬季模式使用生活热水时，采暖系统也在运行，从而持续向房间提供热量，减小房间温度波动，提高采暖的热舒适性。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由组合、叠加。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施方式，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。