CN104791884B - 一种双向循环加热方法及具有双向循环***的加热锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双向循环加热方法及具有双向循环***的加热锅炉，该加热方法从水箱的一侧回/出水管I流出热水水量A，并回流热交换后的等量热水A通过回/出水管II进入水箱后停止循环，对水箱内的水进行加热后进行反向循环，从水箱的另一侧回/出水管II流出一定热水水量增加r，并回流热交换后的等量热水A+r通过回/出水管I进入水箱后停止循环后再对水箱内水进行加热；重复正向与反向循环，保证作为出水管的流出热水水量均比上次热水水量增加r，重复循环直到散热装置内的全部的水加热设置温度要求。本发明通过对少量水加热，大量储存方式，提高了加热的效率，从两个方向循环逐渐增加交替回、送水的方式，加快了加热速度，提高了加热效率。

Description

一种双向循环加热方法及具有双向循环***的加热锅炉

技术领域

本发明涉及电加热锅炉的技术领域，具体是涉及一种双向循环加热方法及具有双向循环***的加热锅炉。

背景技术

壁挂锅炉作为一种常用的取暖和加热装置被广泛应用，然而现有技术中的锅炉大多采用单向循环的供热方式，即在锅炉中固定了送水管和回水管。送水管将加热的水输送到散热器或地暖水管中散热再通过回水管将经过散热器或地暖水管散热的水回流到锅炉中再进行加热，这种方式导致从送水管流出的水的温度经过长距离流动后回水进入锅炉加热，导致大量的热量在循环途中浪费，从而导致耗能大。该种加热方式主要存在以下缺点：1、加热慢；2、供热慢；3、耗能大

发明内容

本发明提供一种双向循环加热方法，以解决现有技术中加热过程慢、供热慢以及耗能大的技术问题。

本发明还提供一种具有双向循环***的加热锅炉，解决现有锅炉加热过程慢、供热慢以及耗能大的技术问题。

为解决所述问题，本发明提供了一种双向循环加热方法，

采用一水箱内置有热水；在水箱上设置两个用于回/出水的回/出水管I和回/出水管II，回/出水管I和回/出水管II之间连接散热装置；

加热方法包括：

a、从水箱的一侧回/出水管I流出热水水量A，并回流热交换后的等量热水A通过回/出水管II进入水箱后停止循环，散热装置的水与外部进行自然的热交换；

b、水箱内的水加热至设定温度；控制水箱的水温上升速度快于散热装置里的水与外界自然热交换的温度降低速度；

c、反向循环，从水箱的另一侧回/出水管II流出一定热水水量增加r，并回流热交换后的等量热水A+r通过回/出水管I进入水箱后停止循环，散热装置的水与外部进行自然的热交换；重复步骤b；

d、重复步骤a-c，作为出水管的流出热水水量均比上次热水水量增加r，重复循环直到散热装置内的全部的水加热至维持室内温度的要求或者满足一定的设置温度要求。

根据本发明方法的优选实施例，所述水箱作为储热水箱，设置一加热水箱与储热水箱进行热交换，在步骤b中通过将储热水箱导入至加热水箱加热后向储热水箱注入热水。

根据本发明方法的优选实施例，步骤d结束后，在设定的时间段内维持单向循环，当检测到散热装置内的水温下降到设定的温度时，重复步骤a-d。

根据本发明方法的优选实施例，步骤d结束后，停止循环，当检测到散热装置内的水温下降到设定的温度时，重复步骤a-d。

本发明还提供了实现上述方法的一种具有双向循环***的加热锅炉，所述锅炉包括：

机箱，用于内置锅炉的以下部件；

加热水箱，把水加热成控制***设定的温度；

储热水箱，与所述加热水箱连接，并在连接管上设置循环水泵I，在所述储热水箱上设置两个用于回/出水的回/出水管I以及回/出水管II；

所述回/出水管I以及回/出水管II分别连接循环水泵II与循环水泵III，分别与控制***连接并根据控制***的指令运转；

控制***，包括多个温度传感器用于采集加热水箱、储热水箱、回/出水管I以及回/出水管II内水温，并根据水温控制所述加热水箱和各循环水泵的运行。

根据本发明锅炉的优选实施例，所述加热水箱为电加热方式，内设有电加热器，所述电加热器把水加热成控制***设定的温度。

根据本发明锅炉的优选实施例，所述控制***判断储热水箱的水温低于控制***设定的温度，并判断加热水箱的温度达到控制***设定的温度时，发出指令，运转循环水泵I，按照控制***的指令，向加热水箱注入控制***设定的水量并进行加热。

根据本发明锅炉的优选实施例，所述锅炉没有规定回水管和出水管，根据安装在所述机箱内并连接在回/出水管的温度传感器的反馈数据，控制***发出指令，同时启动循环水泵II与循环水泵III正向运转，此时其中一个的回/出水管向散热片或地暖水管送水，另一个回/出水管将散热片或地暖水管里的水向储热水箱回水；经过控制***指令完成上一动作之后，控制***智能发出指令，同时启动两个循环水泵逆向运转，此时一个的回/出水管向散热片或地暖水管送水，此时当一个回/出水管作为送水水管时，另一个回/出水管则作为回水水管。

根据本发明锅炉的优选实施例，所述加热水箱和储热水箱隔离，加热的水先注入到储热水箱进行恒温保存。

根据本发明锅炉的优选实施例，所述控制***用于接受温度传感器的温度参数，并控制各循环水泵的转速以及所述加热水箱的加热快慢。

相对于现有技术，本发明提供的具有双向循环***的加热锅炉，通过对随机设定量的水加热，然后储存在储热水箱中，少量加热，大量储存的方式，提高了加热的效率，另外通过双向循环***分别从两个方向逐渐增加交替回、送水的方式给散热片或地暖水管送水，加快了加热速度，提高了加热效率。本发明采用的原理是分段逐渐加热，不同于现有的壁挂炉从出水口送出热水经过屋内所有的管道再从回水口回到加热器进行加热。这样的话，经过长距离的流动导致热量几乎没有进行有效的热交换便温度降低，通常为了保持有效温度，使用大功率的加热器进行加热，浪费很多热功率。进行分段加热双向循环可以有效地避免浪费热功率，而使用较小的加热器也能到达使整个水管的温度保持正常维持室温的温度，一般在40℃～60℃之间，温度可以调整。传统的壁挂炉等采暖设备都是以出水温度和回水温度的差值判断屋内升温的效果.实际上只要保持地暖里的水温始终保持指定温度就达到了取暖的目的，本发明充分利用了当水温加热后和外界的热交换的时间远低于用电加热使水升温的时间，利用时间差完全可以使用非常低的功率进行加热去补充自然热交换的热量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

图1是本发明具有双向循环***的加热锅炉一优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种双向循环加热方法，其特征在于，

采用一水箱内置有热水；在水箱上设置两个用于回/出水的回/出水管I和回/出水管II，回/出水管I和回/出水管II之间连接散热装置；

加热方法包括：

a、从水箱的一侧回/出水管I流出一定热水水量A，并回流热交换后的等量热水A通过回/出水管II进入水箱后停止循环，散热装置的水与外部进行自然的热交换；

b、水箱内的水加热至设定温度；控制水箱的水温上升速度快于散热装置里的水与外界自然热交换的温度降低速度；

c、从水箱的另一侧回/出水管II流出一定热水水量增加r，并回流热交换后的等量热水A+r通过回/出水管I进入水箱后停止循环，散热装置的水与外部进行自然的热交换；重复步骤b；

d、重复步骤a-c，作为出水管的流出热水水量均比上次热水水量增加r，重复双向循环直到散热装置内的全部的水加热至维持室内温度的要求或者满足一定的设置温度要求。在上述的步骤中，水箱可作为储热水箱，设置一加热水箱与储热水箱进行水交换，步骤b中通过加热水箱向储热水箱注入热水。

在一个实施例中，在设定的时间段内进行单向循环，此时监测到水温如果下降1～3度时(可根据情况设置)，重复进行上述双向逐渐增加补水的动作，以保持整个水管的温度保持恒温。冬季天气很冷时，循环的频率会加大。

在一个优选的实施例中，可停止循环，此时若监测到水温如果下降1～3度时，重复进行上述双向逐渐增加补水的动作，以保持整个水管的温度保持恒温。

请参阅图1，图1是本发明实现上述加热方法的一个具有双向循环***的加热锅炉一优选实施例的结构示意图，当然，本发明加热锅炉可以采用电加热方式以及其他的加热方式，整个锅炉可以做成壁挂式以及其他的方式，此处不做限定，该双向循环***的壁挂式电加热锅炉包括：机箱10、辅助水箱110、储热水箱210、电加热水箱310、控制***60、回/出水管I70以及回/出水管II71；在机箱10下部的装有连接回/出水管I70以及回/出水管II71，回/出水管I70以及回/出水管II71上安装有温度传感器III420和温度传感器Ⅳ520以及循环水泵II430和循环水泵III530。

具体而言，机箱10内装有电加热水箱310和安装在电加热水箱上的温度传感器II320。当电加热水箱的温度低于控制***60设定的温度时，控制***60发出指令运转电加热水箱310里的加热器进行加热，经过加热后的水温达到控制***60设定的温度时，控制***60发出指令启动循环水泵I330，向储热水箱210注入已加热到设定温度的水；此时，控制***60发出指令关闭进出口水管上循环水泵II430和循环水泵III530，使得加热的水只在储热水箱和加热水箱之间循环加热，并保持储热水箱的温度维持在控制***60设定的温度。

在一个实施例中，储热水箱210里的水的温度设置为80℃，控制***60通过温度传感器I220实时监控储热水箱210的温度是否维持在控制***60设定的温度，为了更好地说明，这里选择80℃；当储热水箱210的温度比设定温度80℃低20℃～40℃时，控制***60发出指令，运转循环水泵II330，将储热水箱210的水注入到电加热水箱310进行加热；通常电加热水箱310的容量低于1升，以使加热的时间最小化；而储热水箱210的容量最小为3升，最大为20升。

在一个实施例中，与储热水箱210相连接的两个回/出水管I70和回/出水管II71，不同于其他锅炉一个水管是出水管,另一个水管则是回水管。为了智能控制在两个回/出水管I70和回/出水管II71上分别安装了温度传感器III420和温度传感器Ⅳ520，以及循环水泵II430和循环水泵III530，控制***60根据储热水箱210上的温度传感器I220的反馈的数据判断储热水箱210的水温达到设定要求80℃时，发出指令启动循环水泵III530正向旋转，将储热水箱210里的水通过回/出水管I70向散热片或地暖水管里输送经过加热的A量水(假设水量为A，根据储热水箱的容量大小有所变化)；同时，启动循环水泵430向储热水箱210注入从储热水箱流出的水等量的水量A，此时与回/出水管I70相连的散热片或地暖水管的水与外部进行自然的热交换，从回/出水管II71流进储热水箱210的A量水后停止输送.A量水等于向另一侧回/出水管I70输送的量相等，而储热水箱210里的水因从回/出水管II71里流进A量使得储热水箱里的温度下降，温度传感器I220将信息反馈给控制***60，控制***60发出指令，运转循环水泵I330，将储热水箱210的水注入到电加热水箱310进行加热，在这个过程中，循环水泵III530与循环水泵II430还在停止运转，循环水泵I330运转,将储热水箱210的水输送到电加热水箱310进行加热,经过T时间加热后温度传感器II320感应到温度数据传输的控制***60,控制***60发出指令运转循环水泵I330将加热到60℃(地暖方式设定为60度，散热器方式设定为80度)的水向储热水箱210输送,通常在不超过5～10分钟内使得储热水箱210的水温可以达到设定的温度80℃；此时电加热水箱310的水温上升速度和储热水箱210的水温上升(储热水箱210的水温达到60～80℃)速度明显快于在散热片或地暖水管里的水与外界自然热交换的温度降低速度。温度传感器I220感应到储热水箱210的温度上升到指定的温度60～80℃时，控制***60同时向循环水泵III530和循环水泵II430发出指令反向运转，此时，回/出水管I70方向的水管里温度有所降低，但不至于降低至60℃以下，因此回/出水管II71输送的水量增加为A+r(r为随机定量，由控制***根据温度传感器的反馈信息智能设定，随时可能发生变化)，优选地设置r值大于等于A值，如果外部环境的温度大于零度时大于A值，但是不会有明显的差距，可以视为相等，主要是为了表达增量。同时向储热水箱210注入A+r水量，而储热水箱210里的水因从回/出水管I70里流进A+r水量使得储热水箱里的温度下降，温度传感器I220将信息反馈给控制***60，控制***60发出指令，运转循环水泵I330，将储热水箱210的水注入到电加热水箱310进行加热；温度传感器I220感应到储热水箱210的温度上升到指定的温度60～80℃时，此时电加热水箱310的水温上升速度和储热水箱210的水温上升速度明显快于在散热片或地暖水管里的水与外界自然热交换的温度降低速度。如此经过N次双向循环交替式逐渐增量供水的方式，每次反向运转时增加多增加一个r水量,上限就是把所有管道里的水加热至维持室内温度的要求，在一个实施例中设定水管内的水维持在40～60℃，当水管的温度达到40度，并和屋内介质(地板等)进行充分的热交换后，使得地板的温度达到30～40度后，紧用较小的用电功率即可保持规定的温度。以较低的能耗达到快速加热，快速供热和低耗能的效果。

当然，温度设置的范围和水量设置的范围不限于此，可以根据不同的水温要求进行设置以及根据温度传感器的反馈信息自动进行设置，此处不做限定。

如此，本发明实施例的锅炉通过交替逐渐增量正反双向输送供暖水，并以高温电加热器对水流进行加热，所以具有加热效率高的特性。相比于把恒温状态的供暖水一次性加热到80℃，本发明实施例则是利用少量加热不断循环的方式加热将水流加热到80℃；电加热器负荷小且具有能把供暖水以短时间内迅速升温的特性。

另外，为防止回/送水管I70和回/送水管II71的供水量不足，还可以在在机箱10的上部设置辅助水箱110，辅助水箱110和储热水箱210连接共同向回/出水管补充供暖水。

在一个实施例中，机箱10内部还装有控制循环水泵I330、循环水泵II430、循环水泵III530以及控制电加热器水箱310和温度控制器I220、温度控制器II320、温度控制器III420和温度控制器Ⅳ520的控制***60，该控制***60可以包括处理器、存储器、显示器、操作界面等，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的一种实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双向循环加热方法，其特征在于，

采用一水箱内置有热水；在水箱上设置两个用于回/出水的回/出水管I和回/出水管II，回/出水管I和回/出水管II之间连接散热装置；

加热方法包括：

a、从水箱的一侧回/出水管I流出热水水量A，并回流热交换后的等量热水A通过回/出水管II进入水箱后停止循环，散热装置的水与外部进行自然的热交换；

b、水箱内的水加热至设定温度；控制水箱的水温上升速度快于散热装置里的水与外界自然热交换的温度降低速度；

c、反向循环，从水箱的另一侧回/出水管II流出一定热水水量增加r，并回流热交换后的等量热水A+r通过回/出水管I进入水箱后停止循环，散热装置的水与外部进行自然的热交换；重复步骤b；

d、重复步骤a-c，作为出水管的流出热水水量均比上次热水水量增加r，重复循环直到散热装置内的全部的水加热至维持室内温度的要求或者满足一定的设置温度要求。

2.按照权利要求1所述的双向循环加热方法，其特征在于，所述水箱作为储热水箱，设置一加热水箱与储热水箱进行热交换，在步骤b中通过将储热水箱导入至加热水箱加热后向储热水箱注入热水。

3.按照权利要求1或2所述的双向循环加热方法，其特征在于，步骤d结束后，在设定的时间段内维持单向循环，当检测到散热装置内的水温下降到设定的温度时，重复步骤a-d。

4.按照权利要求1或2所述的双向循环加热方法，其特征在于，步骤d结束后，停止循环，当检测到散热装置内的水温下降到设定的温度时，重复步骤a-d。

5.一种采用权利要求1所述方法的具有双向循环***的加热锅炉，其特征在于，所述锅炉包括：

机箱，用于内置锅炉的以下部件；

加热水箱，把水加热成控制***设定的温度；

储热水箱，与所述加热水箱连接，并在连接管上设置循环水泵I，在所述储热水箱上设置两个用于回/出水的回/出水管I以及回/出水管II；

所述回/出水管I以及回/出水管II分别连接循环水泵II与循环水泵III，分别与控制***连接并根据控制***的指令运转；

控制***，包括多个温度传感器用于采集加热水箱、储热水箱、回/出水管I以及回/出水管II内水温，并根据水温控制所述加热水箱和各循环水泵的运行。

6.根据权利要求5所述的具有双向循环***的加热锅炉，其特征在于，所述加热水箱为电加热方式，内设有电加热器，所述电加热器把水加热成控制***设定的温度。

7.根据权利要求5所述的具有双向循环***的加热锅炉，其特征在于，所述控制***判断储热水箱的水温低于控制***设定的温度，并判断加热水箱的温度达到控制***设定的温度时，发出指令，运转循环水泵I，按照控制***的指令，向加热水箱注入控制***设定的水量并进行加热。

8.根据权利要求5所述的具有双向循环***的加热锅炉，其特征在于，所述锅炉没有规定回水管和出水管，根据安装在所述机箱内并连接在回/出水管的温度传感器的反馈数据，控制***发出指令，同时启动循环水泵II与循环水泵III正向运转，此时其中一个的回/出水管向散热片或地暖水管送水，另一个回/出水管将散热片或地暖水管里的水向储热水箱回水；经过控制***指令完成上一动作之后，控制***智能发出指令，同时启动两个循环水泵逆向运转，此时一个的回/出水管向散热片或地暖水管送水，此时当一个回/出水管作为送水水管时，另一个回/出水管则作为回水水管。

9.根据权利要求5所述的具有双向循环***的加热锅炉，其特征在于，所述加热水箱和储热水箱隔离，加热的水先注入到储热水箱进行恒温保存。

10.根据权利要求5所述的具有双向循环***的加热锅炉，其特征在于，所述控制***用于接受温度传感器的温度参数，并控制各循环水泵的转速以及所述加热水箱的加热快慢。