冷凝式余热回收热水大锅灶的制作方法

本发明属于锅炉废热回收领域，涉及冷凝式余热回收热水大锅灶。

背景技术：

据统计，现有餐饮业燃气灶由于热量损失严重，空烧现象普遍，其平均热效率仅为20％，热量损失高达80％，造成了极大的能源浪费。所谓燃气灶的热效率，通俗地讲就是燃气灶在使用过程中对燃气热能的有效利用率。从燃气灶的热效率上可以看出，家用燃气灶具普遍存在着燃气热能利用率不高的现象，有大约40～50％的燃气热能在使用中被浪费。当前市场上所使用的商用燃气灶具，其燃烧方式依然采用传统的正压开放式燃烧方式，燃气燃烧过程中使得燃烧火焰及高温烟气直接外泄，使得燃气燃烧后形成大量不完全燃烧的高碳气体直接排入周围环境中，从而使得燃气燃烧产生的热量只有一少部分被锅具利用，热利用效率极低。而且由于未完全燃烧的燃气释放与周围环境中将带来大气污染和噪声污染。因此，无论是家用燃气灶具还是商用燃气灶具在使用过程中都面临着能量极大浪费的严重问题。

因此，有必要对现有技术进行改进，实现一种可以最大化实现燃气灶废气废热回收再利用的系统，其可以根据实际需求进行热回收的调节，提高燃气灶使用中的节能性能，不仅可以使人们从节约燃气中直接受益，而且对于燃气资源的有效利用及环境资源的保护都具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供了冷凝式余热回收热水大锅灶，解决了上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

冷凝式余热回收热水大锅灶，包括灶体及灶体中心的炉膛，炉膛内中部中心安装有炉头：所述灶体为倒置的空心八棱台、且内开有绕炉膛外壁一周的空腔，空腔内部设置水平隔板，将炉膛夹层分为上下两个环形的腔室；上层腔室内部设置一级余热交换管、下层腔室内部设置二级余热交换管；

一级余热交换管和二级余热交换管均为空心正八边形圈、空心正八边形圈由八根侧面为通孔的梯形管依次首尾连接，连接处夹角为135°；二级余热交换管长度小于一级余热交换管；是为了更适合大锅灶的尺寸以及炉腔安装的局限，有棱角易形成转弯处热量的释放和管腔内气一气的热量互融及交换；相较四边型炉腔内水容积减小，出热水快；从加工的角度八边形更接近圆形，但圆形加工难度大，且内管长度相对较短，无利于热交换。

一级余热交换管上间隔均匀的开有数个与炉膛内连通的高温尾气入口；一级余热交换管的末端与二级余热交换管的首端通过竖直设置的第一导向管贯通连接，二级余热交换管的末端通过第二导向管与交换器首端连接；

交换器为带翅片的热水器水箱，且交换器末端依次连接强排风机和排烟管，排烟管底部设置冷凝水出口；水箱的进水口通过进水管连接自来水进口；水箱的出水口连接下层腔室的入水口，下层腔室内竖直设置第二热水分隔板；上层腔室内竖直设置第一热水分隔板、且两个热水分隔板位于同一平面；第二热水分隔板一侧的底面设置下层腔室的入水口，另一侧的顶面设置与上层腔室连通的水流通口；第一热水分隔板一侧的底面为水流通口，另一侧的顶面或侧面设置自来水出口；且水流通口与第一导向管相邻。

为了解决传统的不足，本方案灶体为倒置的空心八棱台；并划分为上层腔室、下层腔室和外部的交换器，形成三级余热交换；且水流方向与尾气排除方向相反；从三个不同的方向进行余热交换；交换器为带翅片的热水器水箱、连接强排风机和排烟口形成腔室，通过排烟管底部冷凝水出口排出尾气产生的冷凝水。本方案中的灶体与炒锅是固定连接的，灶体连接处为八边形，炒锅连接处为圆形，在工厂加工时；需要添加边角料，将二者固定连接。

第一方向、燃料产生的高温尾气在强排风机的作用下，依次通过上层腔室的一级余热交换管、下层腔室二级余热交换管和交换器尾气温度逐渐降低，最终通过排烟管将低温尾气排除；排出过程为，低温尾气温度降低冷凝，最后从冷凝口排出；

第二方向、自来水依次从为带翅片的热水器水箱、下层腔室水流通道、上层腔室水流通道依次加热，最终从自来水出口变成达标准的热水流出，热水具体的温度标准自由设定，通过人为或者自动化的方式打开自来水进口，其中带翅片的热水器水箱将尾气热量转换至自来水，自来水温度逐渐增加；

第三方向、燃料燃烧产生的热量辐射部分，由炉膛壁吸收并传递给炉膛内上/下层腔室的水进行热交换，并将热辐射热量与尾气余热回收合为一体。主要起到辅助加热自来水的作用。通过上述3个方向的结合，可以将余热很好的回收。

进一步，作为优选方案；所述炉头底部并列连接燃气进口和鼓风机，所述燃气进口与炉头的连接通道上设置电动阀；并列设置鼓风机和燃气进口是为了鼓风机更好的工作，增大火力；并且设置电动阀，通过点击控制电动阀的开关，点火脉冲自动点火。

进一步，作为优选方案；所述一级余热交换管、二级余热交换管采用不锈钢、水箱和排烟管采用不锈钢、铜和铝中任意一种材料制成。

进一步，作为优选方案；在进水管上设置电磁阀，且电磁阀位于水进口与水箱的进水口之间。通过电磁阀控制自来水进口。

进一步，作为优选方案；还包括设置在上层腔室内部的温度探头。当上次腔室自来水被加热到设定温度时，温度探头控制电磁阀自动打开，将高温自来水从自来水出口置换出来；当水温低于设定温度时，电磁阀关闭，如此循环往复；其中电磁阀与温度探头为一体设备，可采用自力式温控阀。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.通过强排风机可以自由的控制废气的流向和流速，很好的利用了大锅灶使用时产生的大量的废热；通过一级余热交换管、二级余热交换管和水箱的设置，使得高温尾气排气方向和自来水加热方向相反，通过三种不同的方向进行余热交换；大大提高了废热的利用率，同时对已经降温的尾气进行冷却处理后再排放大大的减少了热污染。

2.通过多根管道的设置增大接触面积，提高了换热效率，可采用不锈钢材质，达到了经久耐用，节约成本的作用。

3.本发明将中水箱可采用铜制，铜的导热率最高，使得热交换效率更高，热交换更彻底。

4.本发明的灶体及管道设计为八边形是为了更适合大锅灶的尺寸以及炉腔安装的局限，有棱角易形成转弯处热量的释放和管腔内气一气的热量互融及交换；相较四边型炉腔内水容积减小，出热水快；从加工的角度八边形更接近圆形，但圆形加工难度大，且内管长度相对较短，无利于热交换。

5.本发明通过电磁阀的设置，在需要时再进行加水排水工作，使得更加的方便和快捷。

6.本发明通过温度探头的设置，保证排出的水的温度达到了设定的温度，使得使用更加的方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图，其中：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明一级余热交换区尾气及水流示意图；

图3是本发明二级余热交换区尾气及水流示意图。

图中标记：1-炉头、2-交换器、3-强排风机、4-排烟管、5-水箱进水管，6-自来水进口、7-电磁阀、8-鼓风机、9-电动阀、10-燃气进口、11-冷凝水出口、12-第一进气口、13-第二进气口、14-第三进气口、15-第四进气口、16-一级余热交换管、17-第一导向管、18-温度探头、19-自来水出口、20-第一热水分隔板、21-第二导向管、22-第二热水分隔板、23-二级余热交换管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

冷凝式余热回收热水大锅灶，包括灶体及灶体中心的炉膛，炉膛内中部中心安装有炉头1，所述灶体为倒置的空心八棱台、且内开有绕炉膛外壁一周的空腔，空腔内部设置水平隔板，将炉膛夹层分为上下两个环形的腔室；上层腔室内部设置一级余热交换管16、下层腔室内部设置二级余热交换管23；

一级余热交换管16上间隔均匀的开有数个与炉膛内连通的高温尾气入口；一级余热交换管16的末端与二级余热交换管23的首端通过竖直设置的第一导向管17贯通连接，二级余热交换管23的末端通过第二导向管21与交换器2首端连接；交换器2为带翅片的热水器水箱，且交换器2末端依次连接强排风机3和排烟管4，排烟管4底部设置冷凝水出口11；水箱的进水口通过进水管5连接自来水进口6；水箱的出水口连接下层腔室的入水口，下层腔室内竖直设置第二热水分隔板22；上层腔室内竖直设置第一热水分隔板20、且两个热水分隔板位于同一平面；第二热水分隔板22一侧的底面设置下层腔室的入水口，另一侧的顶面设置与上层腔室连通的水流通口；第一热水分隔板20一侧的底面为水流通口，另一侧的顶面或侧面设置自来水出口19；且水流通口与第一导向管17相邻。

工作时：第一方向、燃料产生的高温尾气在强排风机3的作用下，依次通过上层腔室的一级余热交换管16、下层腔室二级余热交换253和交换器的排烟管4，尾气温度逐渐降低，最终通过排烟管4末端将低温尾气排除灶体；尾气逐渐温度降低，最后冷凝后从冷凝口11排出；

第二方向、自来水依次从为带翅片的热水器水箱、下层腔室水流通道、上层腔室水流通道依次加热，最终从自来水出口19变成达标准的热水流出，热水具体的温度标准自由设定，通过人为或者自动化的方式打开自来水进口6，其中自来水依次从为带翅片的热水器水箱将尾气热量转换自来水进行热交换，自来水温度逐渐增加；

第三方向、燃料燃烧产生的热量辐射部分，由炉膛壁吸收并传递给炉膛内上/下层腔室的水进行热交换，并将热辐射热量与尾气余热回收合为一体。

实施例一

本发明较佳实施例提供的冷凝式余热回收热水大锅灶，包括第一进气口12、第二进气口13、第三进气口14和第四进气口15；所述炉头1底部并列连接燃气进口10和鼓风机8，所述燃气进口10与炉头1的连接通道上设置电动阀9；所述一级余热交换管16、二级余热交换管23、排烟管4采用不锈钢制成、翅片2采用铜制成。

工作时：点击开关，鼓风机8与强排风机3开始工作，点火脉冲自动点火，电动阀9打开，燃料开始燃烧；高温尾气在强排风机3的作用下，从炉膛内第一进气口12、第二进气口13、第三进气口14和第四进气口15均匀的吸到一级余热交换管16；高温尾气与管外的水进行热交换，此刻上层腔室内的自来水温度升高；高温尾气进入一级与二级热交换连接部-第一导向管17时，高温尾气释放热量，变为中温尾气进入二级余热交换管23中；中温尾气进入下层腔室与自来水进行热交换，此刻下层腔室内的自来水温度升高；中温尾气进入二/三级热交换连接部-第二导向管21时，中温尾气热量释放，变为低温尾气；

低温尾气进入带翅片的热水器水箱，水箱采用铜制；进行最后一次热交换，最后被强排风机排出到排烟管4冷凝，通过冷凝口11排出冷凝水。自来水依次从为带翅片的热水器水箱、上层腔室水流通道、下层腔室水流通道依次加热，最终从自来水出口19变成达标准的热水流出。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，在进水管5上设置电磁阀7，且电磁阀7位于自来水进口6与水箱的进水口之间。还包括设置在上层腔室内部的温度探头18.

工作时：采用温度探头与电磁阀7一体化的自力式温控阀，当上层腔室温度达到设定值时，电磁阀7打开；自来水依次进入水箱、下层腔室和上层腔室；上层腔室的高温水被自来水出口19排出灶体外。

实施例三

本实施例在实施例一的基础上，在进水管5上设置电磁阀7，且电磁阀7位于自来水进口6与水箱的进水口之间。还包括设置在上层腔室内部的温度探头18.

工作时：采用温度探头将温度信息传递到控制器，控制器根据温度信息控制电磁阀7，当上层腔室温度达到设定值时，电磁阀7打开；自来水依次进入水箱、下层腔室和上层腔室；上层腔室的高温水被自来水出口19排出灶体外；并且当电磁阀7出现故障时，或者自来水停水时；上层腔室的水温到达设定危险值时；控制器控制电动阀9自动切断燃气进口10，进行系统保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。