一种燃热设备及其工作方法与流程

本发明涉及取暖设备技术领域，尤其涉及一种燃热设备及其工作方法。

背景技术：

燃热设备是以天然气、人工煤气或液化气作为燃料，燃料经燃烧器输出，在燃烧室内燃烧后，由热交换器将热量吸收，采暖系统中的循环水在途经热交换器时，经过往复加热、从而不断将热量输出给建筑物，为建筑物提供热源。一般的两用燃气燃热设备除了具有供暖功能，兼具热水功能，随着国家煤改气政策的推广，燃气采暖热水炉已经作为一个寻常品走进千家万户。

但是，目前的燃气采暖热水炉都需要通过外接电源对其进行供电，外接电源供电对于电网的稳定性要求要求高，一旦出现停电时，机组将停止进行运转，在寒冷的冬天将对人们的采暖产生极大影响，并且容易冻伤燃热设备内部组件和供暖水路等结构。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种燃热设备，以解决现有的燃热设备依赖于外接电源，无法在停电时保证机组的正常运转。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案如下：一种燃热设备，包括燃热设备本体和发电系统；所述燃热设备本体具有燃烧室和烟气余热回收装置；所述发电系统收集所述燃烧室内和/或所述烟气余热回收装置内的热能，将接收到的热能转化为电能，并将电能输送给所述燃热设备本体的用电设备。

根据本发明提供的燃热设备，在现有燃热设备的基础上增加了发电系统，解决了燃热设备对外接电源的依赖，避免停电时机组停止运转导致燃热设备内部组件和供暖水路等结构的损坏。

另外，根据本发明上述实施例的一种燃热设备，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个示例，所述发电系统为气动发电系统。

根据本发明的一个示例，所述气动发电系统包括介质循环管路、气动发电机、第一循环泵以及冷凝装置；所述介质循环管路内填充有可受热气化的液体介质；所述气动发电机、所述第一循环泵和所述冷凝装置安装在所述介质循环管路上；其中，所述气动发电机与所述发电系统相连接，所述气动发电机和所述第一循环泵之间的介质循环管路设有热量收集段，所述热量收集段置于所述燃烧室或所述烟气余热回收装置内。

采用上述技术方案，采用气动发电系统发电，热能利用率和电能转化率高。

根据本发明的一个示例，所述发电系统还包括与所述介质循环管路相连通的减压罐，所述减压罐设置在所述气动发电机和所述第一循环泵之间，且所述热量收集段设置在所述减压罐和所述第一循环泵之间。

采用上述技术方案，减压罐能够防止介质循环管路损坏，使气动发电系统更稳定的运行。

根据本发明的一个示例，所述热量收集段和所述第一循环泵之间的介质循环管路设有单向阀。

采用上述技术方案，能够防止介质回流。

根据本发明的一个示例，所述气动发电系统还包括与所述介质循环管路相连通的储液罐，所述储液罐设置在所述第一循环泵和所述冷凝装置之间，所述储液罐内存储有所述液体介质。

采用上述技术方案，能够保证液体介质的量能够满足驱动气动发电机的要求，避免驱动力不足。

根据本发明的一个示例，所述发电系统还包括蓄电池，所述蓄电池存储所述发电系统的电能，并将存储的电能输送给所述壁挂炉本体的用电设备。

采用上述技术方案，通过蓄电池对转化的电能进行储存，可以实现多种供电模式。

根据本发明的一个示例，所述燃热设备本体包括燃烧器、第二换热器、风机和采暖循环管路；所述燃烧器和所述第二换热器安装在所述燃烧室内，所述风机分别连通所述燃烧室和所述烟气余热回收装置，并将所述燃烧室内的烟气导入所述烟气余热回收装置；所述采暖循环管路具有加热段和换热段，所述加热段置于所述燃烧室内，所述换热段与所述第二换热器导热连接。

采用上述技术方案，通过风机将烟气导入到烟气余热回收装置内进行热交换，提高烟气进入烟气余热回收装置内的输送能力。

根据本发明的一个示例，所述采暖循环管路设有采暖回水口和采暖出水口；所述采暖循环管路连接有第二循环泵；所述第二循环水泵位于所述采暖回水口和所述采暖出水口之间，并驱动循环管路内的水体在采暖回水口和采暖出水口之间循环。

采用上述技术方案，使得燃热设备具有采暖输送和采暖循环功能。

根据本发明的一个示例，还包括膨胀水箱；所述采暖循环管路与所述膨胀水箱管路连接，且两者的连接处位于所述采暖回水口和所述第二循环泵之间。

采用上述技术方案，膨胀水箱能够收容和补偿采暖循环管路中水的胀缩量，使得采暖循环管路运行平稳。

根据本发明的一个示例，还包括第一管路、第二管路和第三换热器；所述第一管路一端与所述采暖循环管路相连通，且两者连通处位于所述采暖进水口和第二循环泵之间，另一端与所述第三换热器相连通；所述第二管路一端与所述采暖循环管路相连通，且两者连通处位于所述第二循环泵和所述采暖出水口之间，另一端与所述第三换热器相连通。

采用上述技术方案，第三换热器将采暖循环管路流入到第一管路内的冷水和第二管路内的热水进行热交换，并通过出水管路输出满足用户需求的热水。

根据本发明的一个示例，还包括出水管路，所述出水管路一端与所述第三换热器相连通，另一端设有热水出口。

采用上述技术方案，出水管路能够为用户提供满足使用要求的热水，进一步提升燃热设备的功能性。

根据本发明的一个示例，还包括补水管路，所述补水管路一端进水，另一端与所述第三换热器相连接。

采用上述技术方案，通过补水管路的进水更加便于第三换热器将自来水和第二管路输送来的热水进行热交换，便于将水温调节至用户所需。

根据本发明的一个示例，还包括控制装置，所述控制装置与发电系统电路连接；在燃热设备的用电设备与外接电源接通情况下，所述控制装置关闭所述发电系统与燃热设备的用电设备的电路连接；在外接电源断开状态下，所述控制装置打开所述发电系统与燃热设备的用电设备的电路连接。

采用上述技术方案，可以通过控制装置实现供电方式的切换，节约电能，并且防止停电时机组停止运转。

根据本发明的一个示例，所述燃热设备为壁挂炉。

本发明的第二目的在于提供一种燃热设备的工作方法，包括以下步骤：

a、收集燃热设备内部的烟气热能并将烟气热能转化为电能；

b、将转化的电能为所述燃热设备的用电设备供电。

根据本发明提供的燃热设备的工作方法，利用烟气热能进行发电，解决了燃热设备对外接电源的依赖，避免停电时机组停止运转导致燃热设备内部组件和供暖水路等结构的损坏。

根据本发明的一个示例，所述步骤a包括：收集燃热设备内部的烟气热能，并将热能传递给可受热气化的液体介质；液体介质气化做功以推动气动发电机进行发电工作。

采用上述技术方案，采用气动发电系统发电，热能利用率和电能转化率高。

根据本发明的一个示例，所述步骤b包括：存储由烟气热能转化的电能；在电能存储至预设电量时，断开外接电源对所述用电设备供电，由烟气热能转化的电能对用电设备的供电；或者，在外接电源与供电设备断开时，通过存储的电能对所述用电设备供电。

采用上述技术方案，能够使得供电方式最优化，节约电能。

以上附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例的燃热设备的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1.第一截止阀；2.第二截止阀；3.气动发电机；4.减压罐；5.第一换热器；6.第三截止阀；7.检火针；8.点火针；9.膨胀水箱；10.单向阀；11.蓄电池；12.第一循环泵；13.冷凝装置；14.储液罐；15.水流传感器；16.采暖回水口；17.进水口；18.冷凝水排水口；19.燃气进口；20.热水出口；21.采暖出水口；22.第三换热器；23.燃气比例阀；24.三通阀；25.第二循环泵；26.燃烧器；27.第二换热器；28.风机；29.风压开关；30.第一管路；31.第二管路。

实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

结合附图1所示(图中间头为水流方向)，本实施例提供了一种燃热设备，其具体可以是壁挂炉，燃热设备包括本体、发电系统和蓄电池11；燃热设备本体内形成燃烧室，燃热设备具有多个用电设备，用电设备连接有外接电源，燃热设备本体内安装有烟气余热回收装置，燃烧室内设有燃烧器26，用于对采暖循环管路加热，烟气余热回收装置包括第一换热器5，能够将废气烟气的热量回收并将烟气内的部分水体冷凝，并通过冷凝水排水口18排出，关于第一换热器5和下述的第二换热器27、第三换热器22的具体结构本实施例不做过多描述，本领域技术人员可以根据设计需求自行选择适宜的换热器种类和型号，而关于燃热设备的其他结构组件会在本实施例的下文中给与详细的描述。

本实施例相比较于现有技术的改进为：新增了发电系统和蓄电池11，发电系统收集燃烧室内和/或烟气余热回收装置内的热能，并将接收到的热能转化为电能；蓄电池11分别与发电系统和燃热设备本体的用电设备电路连接；蓄电池11存储发电系统的电能，并将存储的电能输送给燃热设备本体的用电设备，所述的用电设备也会在下述的描述中一一提及。而优选的，本实施例的发电系统是收集烟气余热回收装置内的热能，这样避免了降低燃烧室内的温度，而且能够将废烟气的热量良好的回收利用。

结合上述说明可知，本实施例的燃热设备增加了发电系统和蓄电池11，解决了燃热设备对外接电源的依赖，避免停电时机组停止运转导致燃热设备内部组件和供暖水路等结构的损坏。

另外，本实施例的燃热设备还包括控制装置，控制装置与蓄电池11电路连接；在燃热设备的用电设备与外接电源接通情况下，控制装置关闭蓄电池11与燃热设备的用电设备的电路连接；在外接电源断开状态下，控制装置打开蓄电池11与燃热设备的用电设备的电路连接。

具体的，为保证发电系统使用寿命，在外接电源正常的情况下，优先使用外接电源，当外接电源接通时蓄电池11与燃热设备的用电设备之间的供电线路处于断开状态，并对蓄电池11进行充电；当蓄电池11电路上的检测装置检测到充电完成时，燃热设备的控制装置自动切蓄电池11断充电电路；当检测到蓄电池11的电源低于20％时，控制装置接通充电电路，使得发电系统对蓄电池11进行供电；当遇到停电时,控制装置使得蓄电池11的供电电路与燃热设备的用电设备接通，通过蓄电池11对燃热设备用电设备供电，直至外界电源恢复正常或蓄电池11内电量耗尽。

具体的，本实施例的发电系统有多种，发电系统包括介质循环管路、气动发电机3、第一循环泵12以及冷凝装置13；介质循环管路内填充有可受热气化的液体介质；气动发电机3、第一循环泵12和冷凝装置13依次安装在介质循环管路上，并分别与介质循环管路相连通；其中，气动发电机3与蓄电池11电路连接，第一循环泵12用于驱动介质循环管路内的液体介质沿预设方向循环，气动发电机3和第一循环泵12之间的介质循环管路设有热量收集段，热量收集段置于燃烧室或烟气余热回收装置内。

另外，为了防止介质循环管路损坏，使其更好的运行，本实施例的发电系统还包括与液体介质循环管路相连通的减压罐4，减压罐4设置在气动发电机3和第一循环泵12之间，且热量收集段设置在减压罐4和第一循环泵12之间。而为了防止介质回流，本实施例热量收集段和第一循环泵12之间的介质循环管路设有单向阀10。

而且，为了保证液体介质的量能够满足驱动气动发电机3的要求，发电系统还包括与介质循环管路相连通的储液罐14，储液罐14设置在第一循环泵12和冷凝装置13之间，储液罐14内存储有液体介质。

而本实施例的冷凝装置13可以由冷凝管组成，冷凝管的两端分别连接介质循环管路，当然也也可外接冷凝设备对该区域的介质循环管路进行冷却，保证了管路内的介质在气化与液化之间良好的转换循环。

另外，本实施例还在减压罐4和气动发电机3之间的介质循环管路上安装有第一截止阀1，在气动发电机3和冷凝装置13之间的介质循环管路上安装有第二截止阀2，在减压罐4和热量收集段之间的介质循环管路上安装有第三截止阀6，以控制管路的开闭。

下面就本实施例的发电系统的工作过程进行描述：

当需要对蓄电池11充电时，控制装置发出指令，第一循环泵12开始运转，储液罐14内的液体经第一循环泵12和单向阀10进入第一换热器5内进行气化，气化后的蒸汽流经减压罐4减压后靠蒸汽产生的动压推动气动发电机3进行发电，产生的电量通过导线储存到蓄电池11中，同时蓄电池11将电供给控制装置主板，控制装置根据相应的负载需求，输出相应的交流和直流并切断外接电源。余热蒸汽通过冷凝器后冷凝为液体进入储液罐14，再次通过水泵和单向阀10进入烟气换热器内继续使用。

当然，本实施例的发电系统的具体结构形式不限于此，其他能够将热能转化为电能的发电装置也在本实施例的发电系统的可选范围之内。而且关于比燃热设备的整机的控制装置(也可以称之为控制系统)是本领域技术人员所熟知的现有技术，因此本实施例不对其具体电路结构和工作原理进行描述。

基于上述结构，下面对本实施例的燃热设备的具体结构进行描述。在结合附图1所示，本实施例的燃热设备本体除了上述的燃烧器26和第二换热器27外，还包括风机28和采暖循环管路；燃烧器26和第二换热器27安装在燃烧室内，燃烧器26具有检火针7、点火针8等装置，并且连接有燃气管路，燃气管路设有燃气比例阀23，燃气管路具有燃气进口19和连通燃烧器26的燃气出口；风机28具有风压开关29，风机28分别连通燃烧室和烟气余热回收装置，并将燃烧室内的烟气导入烟气余热回收装置；采暖循环管路具有加热段和换热段，加热段置于燃烧室内，换热段与第二换热器27导热连接。上述的风机28、燃烧器26、检火针7、点火针8等装置均可作为本实施例燃热设备的用电设备。

具体的，本实施例的采暖循环管路设有采暖回水口16和采暖出水口21；采暖循环管路连接有第二循环泵25；第二循环水泵位于采暖回水口16和采暖出水口21之间，并驱动循环管路内的水体在采暖回水口16和采暖出水口21之间循环。通过燃烧室内的加热和第二换热器27的换热，使得由采暖回水口16进入到采暖循环管路内的水体通过一系列的热交换，部分热交换的热水作为热水通过下述的出水管路的热水出口20流出，其余部分水体通过采暖出水口21再次通过其他管路(未示出)回到采暖回水口16，完成一次水循环。

具体的，本实施例的燃热设备还包括出水管路、第一管路30、第二管路31和第三换热器22，出水管路一端与第三换热器22相连通，另一端设有热水出口20，热水出口20作为生活用水的水出口；第一管路30一端与采暖循环管路相连通，且两者连通处位于采暖进水口17和第二循环泵25之间，另一端与第三换热器22相连通；第二管路31一端与采暖循环管路相连通，且两者连通处位于第二循环泵25和采暖出水口21之间，另一端与第三换热器22相连通。并且在第一管路30和采暖循环管路的连接处设有三通阀24。

本实施例的第三换热器22用于将采暖循环管路流入到第一管路30内的冷水和第二管路31内的热水进行热交换，使热水和冷水进行热交换，并通过出水管路输出满足用户需求的热水。优选得，本实施例还包括补水管路，补水管路一端进水，另一端与第三换热器22相连接，补水管路一端连接自来水管路，通过补水管路的进水更加便于第三换热器22将自来水和第二管路31输送来的热水进行热交换，便于将水温调节至用户所需，并且补水管路上设有水流传感器15，对水流进行检测和控制。

另外，本实施例的燃热设备还包括膨胀水箱9；采暖循环管路与膨胀水箱9管路连接，且两者的连接处位于采暖回水口16和第二循环泵25之间，膨胀水箱9用于收容和补偿采暖循环管路中水的胀缩量。

实施例二

本实施例提供了一种上述实施例的燃热设备的工作方法，包括以下步骤：

a、收集燃热设备内部的烟气热能并将烟气热能转化为电能；

b、将转化的电能为所述燃热设备的用电设备供电。

具体的，所述步骤a包括：

收集燃热设备内部的烟气热能，并将热能传递给可受热气化的液体介质；

液体介质气化做功以推动气动发电机进行发电工作。

具体的，所述步骤b包括：

存储由烟气热能转化的电能；

在电能存储至预设电量时，断开外接电源对所述用电设备供电，由烟气热能转化的电能对用电设备的供电；

或者，在外接电源与供电设备断开时，通过存储的电能对所述用电设备供电。

关于本实施例的方法的具体步骤和工作原理已经在实施例一中给出，因此本实施例不进行过多描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。