燃气采暖装置、采暖供热水系统及其控制方法与流程

[0001]
本发明属于采暖炉技术领域，尤其涉及一种燃气采暖装置、采暖供热水系统及其控制方法。


背景技术：

[0002]
目前，燃气采暖装置采用燃气作为能源来加热水实现供暖，而随着技术的进步，燃气采暖装置还可以同时具有为用户供给生活热水的功能。例如：中国专利申请号201811537311.6公开了一种零冷水燃气壁挂炉系统，该系统一方面能够实现房间内的采暖要求，另一方面还可以实现加热生活热水。但是，在实际使用过程中，当有生活热水需求时，则采暖水无法通过燃气炉进行加热，存在用户频繁使用生活热水的情况下，导致室内温度降低而影响用户体验性。如何设计一种能够满足用户使用生活热水的同时最大限度的利用燃气炉加热采暖水来保证室内温度以提高用户体验性的技术是本发明所要解决的技术问题。


技术实现要素：

[0003]
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种燃气采暖装置、采暖供热水系统及其控制方法，通过水箱来存储加热的热水，满足用户使用生活热水的同时，采暖水还可以通过燃气炉加热，以提高了用户体验性。
[0004]
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：本发明提供一种燃气采暖装置，包括：外壳,所述外壳上配置有采暖出水接头、采暖回水接头、进水接头和热水接头;燃气炉，所述燃气炉配置有总出水口和总进水口；供热水组件，所述供热水组件包括水箱和水泵，所述水泵与所述水箱连接；热交换器，所述热交换器配置有能相互热交换的第一换热流道和第二换热流道；所述总出水口选择性地与所述采暖出水接头或所述第一换热流道的进口连接，所述采暖回水接头和所述第一换热流道的出口分别与所述总进水口连接，所述进水接头和所述热水接头分别连接所述水箱，所述第二换热流道连接在所述水泵和所述水箱之间。
[0005]
进一步的，所述水箱具有第一水口、第二水口和第三水口；所述第一水口与所述热水接头连接，所述第二水口与所述第二换热流道的出口连接，所述第三水口分别与所述进水接头和所述第二换热流道的进口连接；所述水泵连接在所述第二换热流道的出口或进口处。
[0006]
进一步的，所述总出水口连接有换向阀，所述换向阀的一出口与所述采暖出水接头连接，所述换向阀的另一出口与所述第一换热流道的进口连接。
[0007]
进一步的，所述外壳的侧壁上设置有多个悬挂插孔，所述燃气炉上设置有第一插舌和固定支架，所述水箱设置有悬挂架，所述悬挂架上形成第二插舌，所述第一插舌和所述第二插舌分别插在对应的所述悬挂插孔中，所述固定支架和所述悬挂架通过螺钉固定在所
述外壳上。
[0008]
进一步的，所述水箱包括：保温罐，所述保温罐内部形成储水腔体；出热水管，所述出热水管插到所述保温罐内部，所述出热水管位于所述保温罐外部的管口形成所述第一水口；循环水管，所述循环水管插到所述保温罐内部，所述循环水管位于所述保温罐外部的管口形成所述第二水口；进出水管，所述进出水管插到所述保温罐内部，所述进出水管位于所述保温罐外部的管口形成所述第三水口。
[0009]
进一步的，所述保温罐的底部设置有安装口；所述水箱还包括密封盖，所述密封盖密封连接在所述安装口上，所述出热水管、所述循环水管和所述进出水管密封贯穿所述密封盖。
[0010]
进一步的，所述水箱上连接有第一膨胀箱，所述采暖回水接头和所述总进水口之间的管路上还连接有第二膨胀箱。
[0011]
本发明还提供一种采暖供热水系统，包括热水输出终端和散热终端，还包括上述燃气采暖装置；所述燃气采暖装置的热水接头与所述热水输出终端连接，所述燃气采暖装置的采暖出水接头和采暖回水接头分别与所述散热终端连接。
[0012]
本发明还提供一种上述采暖供热水系统的控制方法，所述控制方法包括:执行生活热水加热模式;所述生活热水加热模式下,在水箱内存储水的水温不低于设定出水温度的情况下, 燃气炉处于关闭状态，外部水源进入到水箱中以使得水箱内的热水直接输出至热水输出终端;在水箱内存储水的水温低于设定出水温度的情况下,启动燃气炉, 外部水源经燃气炉加热后进入到水箱中再从水箱输出热水至热水输出终端。
[0013]
进一步的，所述控制方法包括:采暖水加热模式；所述采暖水加热模式下，当采暖回水接头的回水温度低于设定采暖温度时，在无需通过燃气炉加热生活热水的情况下，启动燃气炉对采暖回水接头引入的回水进行加热。
[0014]
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过增加水箱，水箱中水可以通过燃气炉预先加热，以使得水箱存储一定量的热水，用户有生活热水需求时，由水箱中存储的热水输出供应，此时，燃气炉可以根据需要来加热采暖水以保证室内的温度，一方面在满足用户生活热水使用的同时可以及时有效的加热采暖水，另一方面水箱内的水集中被燃气炉加热至所需温度，避免频繁使用生活热水而导致燃气炉频繁开关，有利于减少燃气炉开关次数的作用，以节省燃气用量并提高使用寿命，提高了用户体验性。
[0015]
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
[0016]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]
图1 本发明燃气采暖装置实施例的结构原理示意图；图2 本发明燃气采暖装置实施例的结构示意图；图3本发明燃气采暖装置实施例的去掉外壳的结构示意图；图4本发明燃气采暖装置实施例中水箱的结构示意图；图5 本发明燃气采暖装置实施例中进出水管组的结构示意图；图6 本发明采暖供热水系统的结构原理图；图7本发明执行生活热水加热模式的流程图；图8本发明采暖供热水系统洗浴模式下的控制流程图。
具体实施方式
[0018]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
[0019]
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，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。
[0020]
如图1-图5所示，本实施例燃气采暖装置，包括：外壳2、燃气炉1、供热水组件3和热交换器4。
[0021]
外壳2上配置有采暖出水接头21、采暖回水接头22、进水接头23和热水接头24。具体的，进水接头23可以与外界供水源（例如：自来水管）连接，以引入新的冷水；采暖出水接头21和采暖回水接头22则与外部的散热终端连接，以实现采暖水的循环流动；热水接头24用于向外输送生活热水。
[0022]
燃气炉1配置有总出水口11和总进水口12，燃气炉1用于燃烧燃气来加热总进水口12输入的水并从总出水口11输出热水。燃气炉1通常还配置有燃烧器13、换热器14等部件，总进水口12输入的水进入到换热器14中，燃烧器13能够通过燃烧燃气来对换热器14中的水进行加热，换热器14加热后的水经过总出水口11输出。在此，对燃气炉1的具体结构形式不做限制的赘述。采暖出水接头21用于将总出水口11输出的热水输送至用户室内配置的散热终端（例如：地暖管或暖气片）中，而散热终端输出的水则经过采暖回水接头22流回到换热器14中。其中，为了加快采暖水的循环速度，在采暖出水接头21、采暖回水接头22和散热终端构成的采暖水回路中设置采暖泵20，通过采暖泵20来加速采暖水回路中的水循环流动。其中，采暖泵20可以集成在燃气采暖装置中，也可以独立于燃气采暖装置。
[0023]
供热水组件3配置有水箱31和水泵32。具体的，水箱31中的热水通过热水接头24向外输出生活热水，热水接头24输出的热水经过用户家中配置的供水管输送至热水输出终端（例如：洗浴花洒或热水龙头等）。而水泵32则用于驱动水箱31中的水循环流动以通过燃气炉1进行加热。
[0024]
热交换器4配置有能相互热交换的第一换热流道41和第二换热流道42。
[0025]
总出水口11选择性地与采暖出水接头21或第一换热流道41的进口连接，采暖回水接头22和第一换热流道41的出口分别与总进水口12连接；进水接头23和热水接头24分别与
水箱31连接，第二换热流道42连接在水箱31和水泵32之间。
[0026]
具体而言，燃气炉1中燃烧器13对换热器14中的水加热后通过总出水口11输出。总出水口11输出的热水可以直接输送至采暖出水接头21以用于采暖使用，总出水口11输出的热水也可以输送至热交换器4中。而对于水箱31中的水在水泵32的作用下可以循环流入到热交换器4进行加热，以保证水箱31中存储足够的热水。外部水源补充的冷水则从进水接头23进入到水箱31中，以使得水箱31中的热水直接输出，水箱31中的热水则可以通过热水接头24向外输出以供给生活热水。其中，水箱31上连接有第一膨胀箱61，所述采暖回水接头22和总进水口11之间的管路上还连接有第二膨胀箱62，第一膨胀箱61能够满足水箱31中的水在加热过程中，因水体热胀冷缩产生的体积变化；同样的，第二膨胀箱62则可以满足供暖管路中因供暖水体热胀冷缩产生的体积变化。
[0027]
另外，由于外壳1中配置有燃气炉1和水箱31，为了方便组装以及后期用户家中安装，则外壳2的侧壁上设置有多个悬挂插孔201，燃气炉1上设置有第一插舌101和固定支架102，水箱31设置有悬挂架3101，悬挂架3101上形成第二插舌3102，第一插舌101和第二插舌3102分别插在对应的悬挂插孔201中，固定支架102和悬挂架3101通过螺钉固定在外壳2上。具体的，在工厂组装阶段，则将燃气炉1和水箱31通过对应的插舌悬挂在外壳1的背板上，以方便现场快速定位组装；然后，在通过螺钉将燃气炉1和水箱31牢固的固定在外壳1上，以完成整体设备的组装。而在后期用户家中安装使用时，则仅需要将外壳1整体安装在用户家中，以实现一次性整体安装。
[0028]
进一步的，水箱31具有第一水口（未标记）、第二水口（未标记）和第三水口（未标记），第一水口与热水接头24连接，第二水口与第二换热流道42的出口连接，第三水口分别与进水接头23和第二换热流道42的进口连接；而水泵32则可以根据需要连接在第二换热流道42的出口或进口处。具体的，在正常供给生活热水的过程中，水箱31中的热水通过第一水口输出并流到热水接头24处以实现对外供给热水，而水箱31向外供给生活热水时，则通过进水接头23将外部水源供给的水输入到水箱31中，以实现将水箱31中存储的热水压出。另外，在水箱31中的水温较低需要加热时，通过水泵32直接将水箱31中的水抽入到第二换热流道42中，同时启动燃气炉1，水箱31中的水循环流入到热交换器4中实现加热。
[0029]
又进一步的，总出水口11连接有换向阀5，换向阀5的一出口与采暖出水接头21连接，换向阀5的另一出口与第一换热流道41的进口连接。具体的，在实际使用过程中，针对总出水口11输出的高温水则通过换向阀5来控制走向。对于采暖需要用水时，则换向阀5切换使得总出水口11与采暖出水接头21连通，以实现总出水口11输出的高温水通过采暖出水接头21直接输送至散热终端，经散热终端散热后再经由总进水口12回到燃气炉1中。而对于需要加热生活热水时，则换向阀5切换使得总出水口11与第一换热流道41连通，以通过热交换器4来加热水箱31中的水，以向外输送的生活热水。
[0030]
在实际使用时，燃气采暖装置包括：水箱供水模式和即热供水模式。水箱供水模式下，如果水箱31中的温度传感器检测出水箱31内的水温高于设定温度，则水泵32停止运行，用户用热水时，进水接头23输出的冷水直接进入到水箱31中，并将水箱31中的热水挤压出，热水从热水接头24输出。而在用水过程中，当水箱31中的温度传感器检测出水箱31低于设定温度后，则启动即热供水模式。即热供水模式下，同时启动燃气炉1和水泵32，在水泵32的作用下，进水接头23输出的水进入到第二换热流道42中被加热后再进入水箱31并从热水接
头24输出，以实现即热式供水；同时，在进水接头23的进水压力下，可以避免水箱31中的水从第三水口输出。而当用户不用热水时，则需要将水箱31中的存水加热，此时，为了确保水箱31中的水能够循环流入到热交换器4中，而避免外部水源经由进水接头23进入，则可以在进水接头23上配置有控制阀231。当需要加热水箱31中的水时，通过控制阀231关闭进水接头23，然后启动燃气炉1和水泵32。水箱31中的水输送至第二换热流道42被加热后回到水箱31中，直至水箱31中的水达到设定温度后，停止燃烧加热，整机进入待机状态，同时对水箱31进行保温。
[0031]
而针对换向阀5的表现实体则可以采用两位三通阀等电控阀来实现，在此不做限制。并且，为了方便控制水路的通断，可以根据需要在采暖出水接头21、采暖回水接头22、进水接头23上配置有控制阀来控制水路的通断。
[0032]
基于上述技术方案，可选的，为了最大限度的利用水箱31中的热水，水箱31包括：保温罐311、出热水管312、循环水管313和进出水管314，保温罐311内部形成储水腔体；出热水管312插到保温罐311内部并用于输出储水腔体内上部区域的水，出热水管312位于保温罐311外部的管口形成第一水口；循环水管313插到保温罐311内部并用于向储水腔体内上部区域供水，循环水管313位于保温罐311外部的管口形成第二水口；进出水管314插到保温罐311内部，进出水管314用于向储水腔体内下部区域供水，进出水管314还用于输出储水腔体内下部区域的水，进出水管314位于保温罐311外部的管口形成第三水口。具体的，保温罐311中插入有出热水管312、循环水管313和进出水管314，出热水管312用于将水箱31中的热水输出供应用户用热水，而循环水管313则用于循环水流动使用，进出水管314一方面用于向水箱31供水，还用于将水箱31中的水输出加热以满足快速加热水箱31中的储水要求。这样，使得水箱31能够有效的满足用户使用热水的需求，以最大限度的利用水箱31内的热水来向外供给热水。
[0033]
其中，保温罐311的底部设置有安装口；水箱31还包括密封盖315，密封盖315密封连接在安装口上，出热水管312、循环水管313和进出水管314密封贯穿密封盖315。具体的，出热水管312、循环水管313和进出水管314安装在密封盖315上，然后，从保温罐311的底部通过密封盖315完成组装。而出热水管312、循环水管313和进出水管314竖立布置。为了减小出热水管312输出的水温波动幅度，则循环水管313的上端为封闭结构，循环水管313的上端部的管壁上开设有若干出水孔3131，出水孔3131分布在循环水管313的管壁上，从出水孔3131输出的热水能够分散到保温罐311中与保温罐311中的水有效的混合，以缓冲保温罐311内的水温波动。同时，出热水管312的上端为敞开式结构并形成进热水口3121，进热水口3121的高度不低于出水孔3131的高度，进热水口3121能够确保保温罐311中的水混合均匀后再输出。而为了增大热水输出率，进出水管314的上端为封闭结构，进出水管314的上端部的管壁上开设有若干通水孔3141，在向保温罐311注入冷水时，通水孔3141能够将冷水分散到保温罐311的底部，以减少对保温罐311上部热水的冲击，提高热水输出率。
[0034]
另外，为了检测保温罐311内的水温，以便可以控制保温罐311的温度，根据需要，可以在密封盖315上设置有第一温度传感器，和/或，保温罐311的上部设置有第二温度传感器。具体的，第一温度传感器能够检测保温罐311底部的进水温度，而第二温度传感器可以检测保温罐311顶部的出水温度。
[0035]
基于上述燃气采暖装置，本发明还提供一种采暖供热水系统，如图6所示，采暖供
热水系统包括燃气采暖装置100、热水输出终端300和散热终端200，其中，燃气采暖装置100的采暖出水接头21和采暖回水接头22则连接散热终端200，而燃气采暖装置100的热水接头24则连接热水输出终端300，燃气采暖装置100的进水接头23可以与用户家中的自来水管连接。
[0036]
而在实际使用过程中，燃气采暖装置100至少具有如下加热模式：生活热水加热模式和采暖水加热模式，以下针对不同的加热模式进行具体说明。
[0037]
燃气采暖装置100执行生活热水加热模式的情况下。
[0038]
如图7所示，步骤s101、在水箱内存储水的水温不低于设定出水温度的情况下, 燃气炉处于关闭状态，外部水源进入到水箱中以使得水箱内的热水直接输出至热水输出终端。具体的，水箱内的温度传感器检测到其内部存储的热水温度不低于设定出水温度时，水箱内存储的热水能够满足用户所需的生活热水温度要求，当用户需要使用生活热水时，则外部水源（如自来水）通过进水接头23直接进入到水箱的底部，以使得水箱内顶部的热水从热水接头24输出至热水输出终端300。
[0039]
步骤s102、在水箱内存储水的水温低于设定出水温度的情况下,启动燃气炉, 外部水源经燃气炉加热后进入到水箱中再从水箱输出热水至热水输出终端。具体的，在水箱中的热水使用一段时间后，水箱内注入了较多的冷水使得水箱的整体水温下降。当水箱内存储水的水温低于设定出水温度的情况下,则启动燃气炉并相对应的配合启动水泵，使得外部水源经过燃气炉进行加热再输送至水箱的顶部，水箱内顶部的热水再从热水接头24输出至热水输出终端300。
[0040]
优选地，在实际使用过程中，在无生活热水输出需求的情况下，若水箱内存储水的水温低于设定出水温度的差值大于设定温差值
△
t1，则启动燃气炉，水箱中的水循环流入到燃气炉中加热直至水箱内存储水的水温高于设定出水温度差值大于设定温差值
△
t2。具体的，在用户不使用生活热水的情况下，水箱中的热水会因散热而导致温度下降，在水箱内水温低于设定出水温度且温差大于
△
t1，则启动燃气炉，相对应的配合启动水泵，在水泵的作用下，水箱中的水循环输出被燃气炉加热后再流回至水箱。这样，便可以对水箱内的水进行循环加热，而在水箱内的水温上升并高于设定出水温度
△
t2时，则关停燃气炉和水泵。
[0041]
燃气采暖装置100执行采暖水加热模式的情况下。
[0042]
所述采暖水加热模式下，当采暖回水接头22的回水温度低于设定采暖温度时，在无需通过燃气炉加热生活热水的情况下，启动燃气炉对采暖回水接头22引入的回水进行加热。具体的，采暖水流入到散热终端200中对用户家中进行加热，而当采暖水的回水温度低设定采暖温度时，则需要启动燃气炉对采暖水进行加热。散热终端200中的采暖水从采暖回水接头22进入到燃气炉中加热后，热的采暖水再通过采暖出水接头21输出到散热终端200中。
[0043]
其中，用户在实际使用过程中，当生活热水和采暖水均需要通过燃气炉加热时，则优先通过燃气炉来加热生活热水。则在执行采暖水加热模式的过程中，燃气炉加热采暖水一方面要满足采暖回水接头22的回水温度低于设定采暖温度，另一方面还需要满足无需通过燃气炉来加热生活热水，两个条件同时满足的情况下，燃气炉启动来加热采暖水。
[0044]
优选地，用户在实际使用过程中，尤其在洗浴时，则燃气采暖装置100将根据需要交替执行生活热水加热模式和采暖水加热模式。为了在洗浴时，提高用户洗浴体验性，则所
述热水输出终端300至少包括设置在浴室中的淋浴器，所述散热终端200至少包括设置在浴室中的第一散热器201以及设置在浴室外的第二散热器202；如图8所示，针对采暖供热水系统的具体控制方法包括：步骤s201、启动淋浴器后，增大流入到第一散热器201中的采暖水流量，并减小流入到第二散热器202中的采暖水流量。
[0045]
具体的,用户在浴室洗浴时,存在初始洗浴阶段,浴室内的温度较低,容易造成用户体感较冷;而在洗浴结束时,浴室内的温度又较高,浴室与外部间室的温差较大,用户走出浴室后的体感依然较冷。而采用上述控制方式，在用户洗浴时，初始阶段下，增大浴室中第一散热器201的采暖水流量，这样，便可以有效的提高浴室内的温度。
[0046]
用户在洗浴初期，通过第一散热器201能够快速高效的提升浴室内的整体温度，从而减轻用户初始洗浴阶段体感温度较低的不良体验，以有效的提高用户洗浴初始阶段的体验性。
[0047]
随着洗浴时间的延长，浴室内的温度在洗浴热水的作用下也会进一步的提高，步骤s202、当淋浴器累积出水时长超过第一设定时长t1时，减小流入到第一散热器201中的采暖水流量至第一额定流量，并增大流入到第二散热器202中的采暖水流量至第二额定流量。具体的，用户洗浴一段时间后，浴室的温度逐步提升，用户的体感温度也随之提升，此时，便无需对第一散热器201配置大流量的采暖水。这样，便可以使得第一散热器201和第二散热器202正常供给采暖水。而对应第一散热器201和第二散热器202的额定流量则为用户根据家中设定温度最终确定的不同散热器的对应流量。例如：在正常供暖的情况下，用户家中的设定温度为25度，以第一散热器201为例，通过调整第一散热器201的采暖水流量，直至浴室内的温度达到25度，则此时，第一散热器201的采暖水流量为第一额定流量；同样的，第二散热器202的第二额定流量获取过程与上述第一额定流量获取过程相同，在此不做赘述。
[0048]
而在洗浴末期，为了减小用户走出浴室感受到较大的温差，所述控制方法还包括：步骤s203、淋浴器累积出水时长超过第二设定时长t2时，再次减小循环流入到第一散热器201中的采暖水流量，并再次增大循环流入到第二散热器202中的采暖水流量；其中，t1<t2。具体的，用户洗浴时间持续达到t2的时长时，则需要预先将浴室外的房间温度提升。此时，便进一步的降低第一散热器201中的采暖水流量，而将更多的采暖水供给输送到第二散热器202中。而由于用户还是处于洗浴的状态，通过淋浴器依然在浴室中输出热水，便可以保证浴室内的温度不会过快的下降，维持在较高温度调节。同时，第二散热器202获得更大流量的采暖水，使得浴室外部的房间温度快速提升。这样，用户洗浴完走出浴室后，浴室内外的温差较小，能够有效的减小用户的不适感。
[0049]
其中，有关上述散热器的采暖水流量控制的方式有多种，例如：散热器上配置有用于调节流量的流量调节阀，通过流量调节阀来对应的调节散热器的流量。以第一散热器201为例，当需要增大第一散热器201采暖水流量时，则增大第一散热器201上的流量调节阀的开度，以增大采暖水的流量；反之，则减小第一散热器201上的流量调节阀的开度，以减小采暖水的流量。
[0050]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。