CN110285468A - 一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，所述生物质燃料锅炉内热水通过循环水泵送入到散热器中，多个散热器依次串联在一起，末端散热器的出口端与生物质燃料锅炉的进水口连接，通过水的不断循环改善室内温度，其特征在于：还包括烟气换热器，所述烟气换热器与生物质燃料锅炉的烟筒连接，且烟气换热器为烟气‑水换热器，所述烟气换热器的进出水端与储热水箱连接，所述储热水箱的侧面设置有热水出水口，顶部设置有自来水进水管。本发明采用烟气‑水换热器，用烟气余热加热水介质，产生生活热水，烟气降温后通过烟囱排入大气。可以进一步提高循环效率，降低燃料耗量。

Description

一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统

技术领域

本发明涉及取暖炉烟气余热利用技术领域，具体为一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统。

背景技术

当代中国社会正处于经济快速发展阶段，环境污染作为经济发展的副产品，对人体健康产生了负面影响。与此同时，环境污染已从城市向农村蔓延，农村环境影响着乡村振兴方方面面，农村污染防治已经迫在眉睫。

在中国北方乡村地区，由于居住分散，缺乏市政集中供热设施，居民大多采用小型家用燃煤炉或土炕取暖方式，不仅污染环境还存在很大的安全隐患。《大气污染防治行动计划》加快推进“煤改气”、“煤改电”工程建设，部分条件适宜地区效果显现，但也暴露出了一些问题，特别是农村地区推进的步履维艰，除了客观因素之外，经济性是一道难以逾越的障碍。生物质锅炉作为清洁能源设备也获得大力的推广，国内能源专家普遍认为：当前肥料化、原料化、饲料化、基料化利用不足以消化大量的生物质资源，能源化作为生物质能利用的兜底方式应加大利用。生物质燃料是很好的清洁性可再生能源，在环保形势日益严峻的今天，应该根据实际，以生物质燃料取代煤燃料。

生物质燃料的原料为玉米等农作物的秸秆、稻草、稻壳、木屑、刨花、芦苇、蒿草、树枝、树叶等生物质废弃物。这些农林剩余物经粉碎-混合-挤压-烘干等工艺，最后制成颗粒状燃料，其品质和燃烧特点发生了质的改变，可直接作为燃料燃烧，具有挥发份释放缓慢、火焰稳定无黑烟、燃烧时间长、炉膛温度高、经济实惠等特点。回水进入锅炉以后，吸收的生物质热量，温度提高进入用户散热器，放出热量后重新进入锅炉。燃料燃烧不断放出热量，燃烧产生的烟气最后由烟囱排出。生物质锅炉的排烟温度约80～180℃度，排烟损失是锅炉热损失中最大的一项，大量的热能直接排入大气，造成能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，旨在改善生物质燃烧炉烟气温度不能有效利用的问题。

本发明是这样实现的：

一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，包括生物质燃料锅炉、散热器、循环水泵，所述生物质燃料锅炉为生物质热水锅炉，所述生物质燃料锅炉内热水通过循环水泵送入到散热器中，多个散热器依次串联在一起，末端散热器的出口端与生物质燃料锅炉的进水口连接，通过水的不断循环改善室内温度，还包括烟气换热器，所述烟气换热器与生物质燃料锅炉的烟筒连接，且烟气换热器为烟气-水换热器，所述烟气换热器的进出水端与储热水箱连接，所述储热水箱的侧面设置有热水出水口，顶部设置有自来水进水管。

进一步的，所述储热水箱最底端放置高度高于生物质燃料锅炉热水循环管道，且储热水箱的底部与循环水泵的进水端连接，且靠近储热水箱处设置有控制阀门，储热水箱安装高度要高于烟气换热器，通过将储热水箱与循环水泵进水端连接，可以随时向锅炉内部补水，避免锅炉内部热水不足导致干烧和不能有效进行水循环。

进一步的，所述储热水箱的最高端设有呼吸阀排气口，避免出现倒流现象使得蒸汽不能及时排出。

进一步的，所述烟气换热器选用翅片管余热换热结构、热管余热换热结构、钢翅片绕管换热结构其中一种。

进一步的，所述烟气换热器采用保温型火管换热型，所述烟气换热器顶部具有可拆卸清灰功能。

进一步的，所述烟气换热器的顶部与排烟管连接，且排烟管的顶部设置有烟帽，所述排烟管与烟帽之间设置有主动式引风机，且主动式引风机上设置有电机调速控制器。

进一步的，所述烟帽的顶部内侧设置有烟气检测器，且烟气检测器的外侧设置隔热外壳。

进一步的，所述生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统内连接管道选用无缝钢管连接或者包芯铜管连接。

进一步的，所述储热水箱处控制阀门为单向供水阀。

进一步的，所述导流板具有导流、分离烟气杂质及使烟气分布均匀的功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本专利采用烟气-水换热器，用烟气余热加热水介质，产生生活热水，可满足农户日常洗浴用水需求，烟气降温后通过烟囱排入大气，可以进一步提高循环效率，降低燃料耗量，还可以节省能源，减少了锅炉排烟对环境的污染，烟气水换热器置于农户屋面，自然循环加热，不占室内空间，不需设置水泵，换热器外部设置保温层。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式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。

图1是本生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统结构图；

图2是图1所示的烟气换热器连接系统结构图；

图3是图1所示的烟气换热器与生物质燃料锅炉水路连接示意图；

图4是图1所示的烟气换热器结构示意图；

图5是图4所示的烟气换热器顶部烟道结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式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方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例，参照图1、图2和图3所示，一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，包括生物质燃料锅炉、散热器、循环水泵，所述生物质燃料锅炉为生物质热水锅炉，所述生物质燃料锅炉内热水通过循环水泵送入到散热器中，多个散热器依次串联在一起，末端散热器的出口端与生物质燃料锅炉的进水口连接，通过水的不断循环改善室内温度，还包括烟气换热器，所述烟气换热器与生物质燃料锅炉的烟筒连接，且烟气换热器为烟气-水换热器，所述烟气换热器的进出水端与储热水箱连接，所述储热水箱的侧面设置有热水出水口，顶部设置有自来水进水管，所述储热水箱最底端放置高度高于生物质燃料锅炉热水循环管道，且储热水箱的底部与生物质燃料锅炉循环水泵的进水端连接，且靠近储热水箱处设置有控制阀门，储热水箱安装高度要高于烟气换热器，所述储热水箱的最高端设置排气口。

参照图4和图5所示，所述烟气换热器与烟筒连接处设置有导流板，所述导流板具有导流、分离烟气杂质及使烟气分布均匀的功能。烟气通过导流板后进入烟管，冷水在烟管外部流动，经烟气加热后通过热水出口进入储热水箱，所述烟气换热器顶部具有可拆卸清灰功能，外部设置保温层。所述烟气换热器的顶部与排烟管连接，且排烟管的顶部设置有烟帽，所述排烟管与烟帽之间设置有主动式引风机，且主动式引风机上设置有电机调速控制器，设置主动式引风机可以牵引对应烟气向上排出，避免烟道弯曲导致排烟不畅，并且通过调节风机引风功率可以调节锅炉内燃烧温度，所述烟帽的顶部内侧设置有烟气检测器，且烟气检测器的外侧设置隔热外壳，烟气检测器可以检测排烟口排出的烟气是否达到排放标准，检测排烟温度，及时反馈对应信息便于使用者调整供水大小。

所述生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统内连接管道选用无缝钢管连接或者包芯铜管连接，采用无缝钢管和包芯铜管是在使用过程中内部供水为长期热水循环，选用常规的PVC管发生热变形和管道膨胀导致出现漏水及管道损坏，采用上述管道可以延长使用寿命。

所述储热水箱处控制阀门为单向供水阀，选用单向供水阀在使用过程中避免锅炉内循环水进入到储热水箱中污染水质，也避免使用过程中热水管道压力过高出现逆流。

本技术方案中烟气换热器选用翅片管余热换热结构、热管余热换热结构、钢翅片绕管换热结构其中一种，根据锅炉供热面积大小和锅炉型号，选着对应的换热结构，选择换热器的根据占地面积和供热量进行对应配合。

工作原理：使用该户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统时，将生物质燃料锅炉放置到家庭内合适位置，根据使用需要一直排布对应的散热器，通过管道将散热器与生物质燃料锅炉连接，在连接使用过程中注意对应的出水口及其进水口位置和循环水泵的安装，水路安装后将烟气换热器与生物质燃料锅炉的烟筒排烟口连接，使用合理放置对应的的位置，并且储热水箱分别与自来水连接与生活热水连接，并且将储热水箱与生物质燃料锅炉的进水口连接，可以为生物质燃料锅炉内内部水箱及时补水。在满足正常生物质燃料锅炉供暖的基础上采用烟气-水换热器，用烟气余热加热水介质，产生生活热水，烟气降温后通过烟囱排入大气，可以进一步提高循环效率，降低燃料耗量，本方案中将生物质燃烧锅炉使用过程中产生的高温烟气与水换热一方面降低了烟气温度，另一方面提供了生活热水的供应，并且通过设置导流板可以改善排出烟气，降低对环境的污染，并且在顶部设置有主动式引风机可以调节锅炉燃烧量大小，满足不同使用期需要。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，包括生物质燃料锅炉、散热器、循环水泵，所述生物质燃料锅炉为生物质热水锅炉，所述生物质燃料锅炉内热水通过循环水泵送入到散热器中，多个散热器依次串联在一起，末端散热器的出口端与生物质燃料锅炉的进水口连接，通过水的不断循环改善室内温度，其特征在于：还包括烟气换热器，所述烟气换热器与生物质燃料锅炉的烟筒连接，且烟气换热器为烟气-水换热器，所述烟气换热器的进出水端与储热水箱连接，所述储热水箱的侧面设置有热水出水口，顶部设置有自来水进水管。

2.根据权利要求1所述的一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，其特征在于，所述储热水箱最底端放置高度高于生物质燃料锅炉热水循环管道，且储热水箱的底部与生物质燃料锅炉循环水泵的进水端连接，且靠近储热水箱处设置有控制阀门，储热水箱安装高度要高于烟气换热器。

3.根据权利要求2所述的一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，其特征在于，所述储热水箱的最高端设有呼吸阀，用于启动前上水时排出采暖循环水系统和生活热水系统的气体。

4.根据权利要求2所述的一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，其特征在于，所述烟气换热器选用翅片管余热换热结构、热管余热换热结构、钢翅片绕管换热结构其中一种。

5.根据权利要求2所述的一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，其特征在于，所述烟气换热器采用保温型火管换热型，与烟筒连接处设置有导流板，烟气通过导流板后进入烟管，冷水在烟管外部流动，经烟气加热后通过热水出口进入储热水箱，所述烟气换热器顶部具有可拆卸清灰功能。

6.根据权利要求5所述的一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，其特征在于，所述烟气换热器的顶部与排烟管连接，且排烟管的顶部设置有烟帽。所述排烟管与烟帽之间设置有主动式引风机，且主动式引风机上设置有电机调速控制器。

7.根据权利要求6所述的一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统，其特征在于，所述烟帽的顶部内侧设置有烟气检测器，且烟气检测器的外侧设置隔热外壳。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统：所述生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统内连接管道选用无缝钢管连接或者包芯铜管连接。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统：所述储热水箱处控制阀门为单向供水阀。

10.根据权利要求4-7任意一项所述的一种户用生物质颗粒采暖炉烟气余热回收供生活热水系统：所述导流板具有导流、分离烟气杂质及使烟气分布均匀的功能。