燃气设备排气余热处理方法及装置与流程

本发明涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种燃气设备排气余热处理方法及装置。

背景技术：

燃气采暖热水炉又称为“燃气壁挂炉”，顾名思义就是依靠天然气的燃烧来提供热水和供暖热量的燃气器具。目前，燃气采暖热水炉已成为继燃气灶具、燃气热水器之后的第三大燃具产品。

目前，壁挂炉为一家一户独立设置，壁挂炉使用各户独立的排烟方式，但壁挂炉与燃气热水器不同，虽然同样是各户独立排烟，但在采暖季，壁挂炉的运行时间要远远大于燃气热水器的运行时间，而且其排烟污染更贴近用户，是一种更加集中的低空污染，这逐渐成为人们普遍关注的问题，另外烟气中带有余热，直接排放到大气中也造成了能源的浪费。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种燃气设备排气余热处理方法及装置，以解决现有技术中将壁挂炉产生的烟气直接排放到大气中所造成的能源浪费问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种燃气设备排气余热处理方法，包括：

判断是否需要供暖；

在需要供暖时，检测燃气设备的排气通道中的温度，当排气通道中的温度大于第一预设温度时，将排气通道中的排气抽出并进行余热回收。

进一步地，该方法还包括：

在不需要供暖时，检测燃气设备的排气通道中的温度，当排气通道中的温度大于第二预设温度时，将排气通道中的排气抽出。

进一步地，该方法还包括：

在需要供暖时，当排气通道中的温度小于或等于第一预设温度时，停止将排气通道中的排气抽出并进行余热回收的动作。

进一步地，在需要供暖时，在将排气通道中的排气抽出并进行余热回收的过程中还包括：

每隔第一预设时间，对排气通道的排气温度进行检测，当排气通道的排气温度大于第三预设温度时，继续将排气通道中的排气抽出并进行余热回收；当排气通道的排气温度小于或等于第三预设温度时，停止将排气通道中排气抽出并进行余热回收的动作。

进一步地，在需要供暖时，将排气通道中的排气抽出并进行余热回收的具体操作包括：

利用排风机将排气通道中的排气抽出，并通过集中换热器使被抽出的排气与集中换热器内的换热介质进行换热，以将排气中的余热进行回收。

进一步地，换热介质为水，换热后的水用于供给多个用户的多个房间进行集中供热。

进一步地，第一预设温度的取值范围为35℃～50℃。

进一步地，第三预设温度不比第一预设温度大，且第三预设温度的取值范围为35℃～50℃。

进一步地，该方法还包括：

在不需要供暖时，当排气通道中的温度小于或等于第二预设温度时，则间隔第二预设时间后再检测排气通道中的温度，直到检测到排气通道中的温度大于第二预设温度时再启动将排气通道中的排气抽出的动作。

进一步地，在不需要供暖时，在将排气通道中的排气抽出的过程中还包括：

每隔第三预设时间，对排气通道中的温度进行检测，当排气通道中的温度大于第四预设温度时，则继续将排气通道中的排气抽出；当排气通道中的温度小于或等于第四预设温度时，则停止将排气通道中的排气抽出的动作。

进一步地，在不需要供暖时，将排气通道中的排气抽出的具体操作包括：

利用排风机将排气通道中的排气抽出。

进一步地，第一预设温度和第二预设温度相等。

进一步地，第二预设温度的取值范围为35℃～50℃。

进一步地，第四预设温度的取值范围为30℃～32℃。

为实现上述目的，本发明还提供了一种燃气设备排气余热处理装置，包括排风机、集中换热器、温度传感器和控制器，排风机和集中换热器均设置在燃气设备的排气通道的末端，控制器与排风机、集中换热器和温度传感器信号连接，控制器能够判断是否需要供暖，在判断结果为需要供暖时，控制器能够控制温度传感器检测燃气设备的排气通道中的温度，并在排气通道中的温度大于第一预设温度时，控制集中换热器和排风机打开，以通过排风机将排气通道中的排气抽出，并通过集中换热器对排气进行余热回收。

进一步地，在判断结果为不需要供暖时，控制器能够控制温度传感器检测燃气设备的排气通道中的温度，并在排气通道中的温度大于第二预设温度时，控制排风机打开，以通过排风机将排气通道中的排气及时抽出。

进一步地，排风机设置在集中换热器的下游。

进一步地，排风机和集中换热器均设置在集中供暖式楼宇的楼顶，以对楼宇内各用户的燃气设备所产生的排气进行集中处理。

进一步地，控制器与供暖开关通过有线或者无线信号连接，以通过检测供暖开关的开关状态来判断是否需要供暖。

进一步地，燃气设备包括燃气壁挂炉、燃气热水器、燃气灶或者燃气烘烤器。

基于上述技术方案，在本发明所提供的燃气设备排气余热处理方法实施例中，在需要供暖时，当检测到燃气设备排气通道中的温度大于第一预设温度时，将排气通道中的排气抽出并进行余热回收，实现了对排气余热的重复利用，避免将燃气设备的排气直接排入大气中造成能源的浪费；而且，该方法中设置有是否需要供暖的判断步骤，在判断为需要供暖时才对排气余热进行回收，以将回收的余热用于供暖，并且这种设置也可以节省在不需要回收及供暖时为回收而耗费的能源。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为设有本发明燃气设备排气余热处理装置一个实施例的房间内部示意图。

图2为本发明燃气设备排气余热处理装置一个实施例的部分结构示意图。

图3为本发明燃气设备排气余热处理方法一个实施例的流程图。

图中：

1、燃气设备；2、排气通道；3、散热片；4、集中换热器；5、排风机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“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保护范围的限制。

参考图1～图3所示，在本发明所提供的燃气设备排气余热处理方法的一个示意性实施例中，该方法包括：

判断是否需要供暖；

在需要供暖时，检测燃气设备1的排气通道2中的温度，当排气通道2中的温度大于第一预设温度时，将排气通道2中的排气抽出并进行余热回收。

在上述实施例中，在需要供暖时，当检测到燃气设备排气通道中的温度大于第一预设温度时，将排气通道中的排气抽出并进行余热回收，实现了对排气余热的重复利用，避免将燃气设备的排气直接排入大气中造成能源的浪费；而且，该方法中设置有是否需要供暖的判断步骤，在判断为需要供暖时才对排气余热进行回收，以将回收的余热用于供暖，并且这种设置也可以节省在不需要回收及供暖时为回收而耗费的能源。

其中，第一预设温度是一个预设的温度值，其具体取值可以根据实际需要灵活设置。可选地。第一预设温度的取值范围为35℃～50℃，比如35℃、40℃、45℃、50℃，在该范围内取值，可以有效控制排气的余热回收利用率。

进一步地，本发明所提供的燃气设备排气余热处理方法还包括：

在需要供暖时，当排气通道2中的温度小于或等于第一预设温度时，停止将排气通道2中的排气抽出并进行余热回收的动作。

当排气通道2中的温度小于或等于第一预设温度时，排气中可回收的余热有限，此时停止对排气的抽出和余热回收动作可以节省为回收而耗费的能源。

可选地，在需要供暖时，在将排气通道2中的排气抽出并进行余热回收的过程中还包括：

每隔第一预设时间，对排气通道2的排气温度进行检测，当排气通道2的排气温度大于第三预设温度时，继续将排气通道2中的排气抽出并进行余热回收；当排气通道2的排气温度小于或等于第三预设温度时，停止将排气通道2中排气抽出并进行余热回收的动作。

通过设置每隔一段时间对排气温度的检测步骤，可以及时地根据排气温度的变化调整处理策略，在经抽出和余热回收后，排气温度一旦不大于第三预设温度时，可能能够回收的余热会变得很有限，因此为了更好地节省能源，可以停止抽出和余热回收的动作，而在排气温度升高至大于第三预设温度时再重启抽出和余热回收的动作。

其中，第一预设时间的具体数值可以根据需要而灵活设置，比如，第一预设时间可以为0.5小时或1小时等。

第三预设温度也是一个预设的温度，可选地，第三预设温度不比第一预设温度大，即第三预设温度的大小可以与第一预设温度相等，第三预设温度的大小也可以比第一预设温度小，且第三预设温度的取值范围为35℃～50℃，比如35℃、40℃、45℃、50℃。

可选地，在需要供暖时，将排气通道2中的排气抽出并进行余热回收的具体操作包括：

利用排风机5将排气通道2中的排气抽出，并通过集中换热器4使被抽出的排气与集中换热器4内的换热介质进行换热，以将排气中的余热进行回收。

通过采用排风机5，可以对排气进行更加有效地抽吸作用，能够加快排气的流动，提高抽吸效率和余热回收效率。通过采用集中换热器4，可以将各用户家中燃气设备所产生的排气中的余热进行集中回收，实现余热的回收和利用；而且，由于排气中含有氮氧化物和水蒸气，在进行热交换的过程中，水蒸气会冷凝，冷凝水会带走部分和部分有害气体(主要是氮氧化物nox)，冷凝水在重力的作用下直接流到下水道中，进而流向污水处理厂，因此集中换热过程中还可以有效减少氮氧化物nox的排放。

可选地，换热介质为水，换热后的水用于供给多个用户的多个房间进行集中供热，这样便将回收后的热量进行了重复利用，避免了能养浪费。

进一步地，本发明所提供的燃气设备排气余热处理方法还包括：

在不需要供暖时，检测燃气设备1的排气通道2中的温度，当排气通道2中的温度大于第二预设温度时，将排气通道2中的排气抽出。

这样设置可以及时地将排气抽出，防止排气在排气通道2中停留太长时间，造成整个楼宇的持续高温。

可选地，在不需要供暖时，当排气通道2中的温度小于或等于第二预设温度时，则间隔第二预设时间后再检测排气通道2中的温度，直到检测到排气通道2中的温度大于第二预设温度时再启动将排气通道2中的排气抽出的动作。

其中，第二预设温度为预设的温度值，具体数值可以根据实际需要而定。第一预设温度和第二预设温度可以相等，也可以不相等。将第一预设温度和第二预设温度设置为相等，可以简化控制思路，使控制流程更加简单和方便。可选地，第二预设温度的取值范围为35℃～50℃，比如35℃、40℃、45℃、50℃。

第二预设时间的具体数值可以根据需要而灵活设置，比如，第二预设时间可以为0.5小时或1小时等。

在不需要供暖时，如果排气通道2中的温度小于或等于第二预设温度，说明排气的温度已不会影响整个楼宇的温度，因此不需要再对排气通道2进行抽出的动作，以节省能源。

可选地，在不需要供暖时，在将排气通道2中的排气抽出的过程中还包括：

每隔第三预设时间，对排气通道2中的温度进行检测，当排气通道2中的温度大于第四预设温度时，则继续将排气通道2中的排气抽出；当排气通道2中的温度小于或等于第四预设温度时，则停止将排气通道2中的排气抽出的动作。

通过设置每隔一段时间对排气通道2中的温度进行检测的步骤，可以根据排气通道2中的温度变化及时调整处理策略，以使整体处理方法更加合理，有效节约能源。

具体地，在不需要供暖时，将排气通道2中的排气抽出的具体操作包括：利用排风机5将排气通道2中的排气抽出。

通过采用排风机5可以及时地、快速地将排气抽出，提高气流流动速度，使楼宇尽快降温。

第四预设温度为预设的温度值，可选地，其取值范围为30℃～32℃，比如30℃、31℃、32℃。

基于上述各个实施例中所提供的燃气设备排气余热处理方法，本发明还提供了一种燃气设备排气余热处理装置。

在一个实施例中，燃气设备排气余热处理装置包括排风机5、集中换热器4、温度传感器和控制器，排风机5和集中换热器4均设置在燃气设备1的排气通道2的末端，控制器与排风机5、集中换热器4和温度传感器信号连接，控制器能够判断是否需要供暖，在判断结果为需要供暖时，控制器能够控制温度传感器检测燃气设备1的排气通道2中的温度，并在排气通道2中的温度大于第一预设温度时，控制集中换热器4和排风机5打开，以通过排风机5将排气通道2中的排气抽出，并通过集中换热器4对排气进行余热回收。

进一步地，在判断结果为不需要供暖时，控制器能够控制温度传感器检测燃气设备1的排气通道2中的温度，并在排气通道2中的温度大于第二预设温度时，控制排风机5打开，以通过排风机5将排气通道2中的排气及时抽出。

可选地，排风机5设置在集中换热器4的下游。这样设置有利于保护排风机5，在排气温度较高时，将排风机5设置在集中换热器4的下游，可以使排气首先经集中换热器4换热后再冲击排风机5，降低排风机5的环境温度，提高排风机的工作可靠性，还可以避免排气中氮氧化物冷凝后对排风机5造成腐蚀。

可选地，排风机5和集中换热器4均设置在集中供暖式楼宇的楼顶，以对楼宇内各用户的燃气设备1所产生的排气进行集中处理。相比于现有技术中将排风机5或集中换热器4设置在排气通道2中的技术方案来说，将排风机5和集中换热器4设置在楼顶，楼顶空间更大，更便于安装和更换，而且避免由于在狭窄的排气通道2中设置排风机5或集中换热器4而引起排气的不顺畅或影响排风机5和集中换热器4的使用寿命。

可选地，控制器与供暖开关通过有线或者无线信号连接，以通过检测供暖开关的开关状态来判断是否需要供暖。具体地，控制器可以通过通讯线与供暖开关实现信号连接，也可以通过无线连接的方式实现信号连接。用户需要供暖时，可将供暖开关打开；用户不需要供暖时，可以将供暖开关关闭，因此供暖开关的开关状态反映了用户的供暖需求，通过检测供暖开关的开关状态即可判断用户是否需要供暖，进而采用上述的燃气设备排气余热处理方法进行相应的处理。

在上述各个实施例中，燃气设备1可以包括燃气壁挂炉、燃气热水器、燃气灶或者燃气烘烤器。

上述各个实施例中燃气设备排气余热处理方法所具有的积极技术效果同样适用于燃气设备排气余热处理装置，这里不再赘述。

下面结合附图1～3对本发明燃气设备排气余热处理方法及装置的一个实施例的工作过程进行说明：

如图1所示，对于国内现有的楼宇设计结构，通常地每层楼内的房间里可能包括客厅、厨房、浴室、阳台和一个或者一个以上的卧室，以燃气设备1为燃气壁挂炉为例，壁挂炉一般安装在厨房内，通过设置在墙体内的排气通道2对燃气壁挂炉所产生的废烟气进行抽出和余热回收。

如图2所示，在整座楼宇的顶楼上设有集中换热器4和排风机5，各层楼的各个房间内的排气通道2相互连通，集中换热器4和排风机5设置在总排气通道的末端，通过排风机5可以快速将排气抽出，通过集中换热器4可以实现排气中余热的回收和利用。各个房间内可以设置散热片3，冷水经集中换热器4后与排气进行换热，得到的热水可以供应给各个房间的散热片3，以实现集中供热的目的。

如图3所示，在本发明所提供的燃气设备排气余热处理方法的一个实施例中，具体操作步骤如下：

首先，启动位于顶层的燃气设备排气余热处理装置中的温度传感器和控制器；启动后通过控制器可以检测各户是否开启供暖水模式，获取用于是否需要供暖。

a、在检测到用户开启了供暖开关，即表明用户需要供暖(此时可能为冬季或者其他需要供暖的时节)时，可以通过温度传感器检测排气通道中的温度t1。

(a1)若t1＞35℃，则开启集中换热器4和排风机5，通过排气中的余热对集中换热器4中的换热介质(如水)进行加热，加热后得到的热水可以用于集中供热；

(a2)若t1≤35℃，则关闭排风机5和集中换热器4，此时排气通道2中的排气处于正常流通状态，关闭排风机5可以增长排气在排气通道2内停留的时间，使排气通道2处于保温状态，利用排气余热给整个楼体进行保温。

其中，在步骤(a1)中，开启集中换热器4和排风机5后，还可以不断地检测排气通道2出口的排气温度t3(也可以检测集中换热器4的进风温度，这样能够更加准确地反应参与换热的气体温度)，比如可以间隔半小时检测一次：

(a3)当排气通道2出口的排气温度t3＜35℃时，此时排气为低位热源，已不足以为集中换热器4提供余热，此时可以关闭集中换热器4和排风机5，使排气通道2保持保温的状态；

(a4)当排气通道2出口的排气温度t3≥35℃时，可以继续通过集中换热器4和排风机5进行抽风和余热回收。

b、在检测到用户关闭了供暖开关，即表明用户不需要供暖(此时可能为夏季或者其他不需要供暖的时节)时，可以通过温度传感器检测排气通道中的温度t2。

(b1)若t2＞35℃，则可以只开启位于顶层的排风机5，通过排风机5可以将排气通道2中各用户壁挂炉产生的废烟气及时排出，同时带走排气通道2内的热量，使楼宇墙体的温度降低；

(b2)若t2≤35℃，则不做任何动作，而且可以隔一段时间再次检测排气通道2中的温度t2，直到检测到t2＞35℃时，则可进入步骤(b1)。

其中，在步骤(b1)中，开启排风机5后，可以不断地检测排气烟道中的温度t4，比如可以间隔半小时检测一次：

(b3)若t4<32℃，此时排气的温度不会给楼体造成太大的高温，因此可以关闭排风机5，以节省能源；

(b4)若t4≥32℃，则可以继续开启排风机5，继续步骤(b1)，以通过排风机5及时将排气排出，降低楼体温度。

需要说明的是，在排气余热回收过程中，由于排气中含有氮氧化物和水蒸气，在进行热交换时，水蒸气会冷凝，冷凝水会带走部分和部分有害气体(主要是氮氧化物nox)，冷凝水在重力的作用下直接流到下水道中，进而流向污水处理厂，因此回收过程还可以有效地减少氮氧化物nox的排放，实现减少大气污染的效果。

通过对本发明燃气设备排气余热处理方法及装置的多个实施例的说明，可以看到本发明燃气设备排气余热处理方法及装置实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、在需要供暖时，可以实现燃气设备排气的余热回收，回收后的热量可用于集中供热，减少能源浪费；

2、通过增加是否需要供暖的检测步骤，可以更有针对性地进行余热回收，有利于节约能源；

3、回收余热的同时还可以净化烟气，减少nox等有害气体的排放。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。