燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，包括膨胀水箱、厨灶、炕灶、用于房间采暖的散热器、用于炕洞采暖的拱形水夹套和淋浴装置；本发明专利技术还公开了上述系统的使用方法，包括夏季使用方法和冬季使用方法；夏季使用方法是将生物质燃料放入淋浴炉膛中燃烧，热水沿厨灶水夹套顶部、淋浴出水口、淋浴进水管、淋浴回水管、厨灶水夹套底部的方向循环流动；打开花洒喷头进行淋浴；冬季使用方法中厨灶水夹套和/或拱形水夹套工作，使散热器加热所在房间的空气，炕洞被拱形水夹套加热；本发明专利技术便于安装和使用，冬季使用过程中无须切换阀门即可灵活使用厨灶和炕灶，热量利用率较高且燃料燃烧更充分，能够保障冬季采暖需求和夏季淋浴需求。

【技术实现步骤摘要】
燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统及其使用方法
本专利技术涉及农村采暖及热水生产
，尤其涉及一种燃烧生物质燃料的采暖及热水系统及其使用方法。
技术介绍
第六次全国人口普查结果显示，我国一半以上的人口居住在农村。我国农村普遍缺少集中供暖设施，同时农村在收割庄稼之后又会产生大量的生物质燃料（如秸杆），许多农户在做饭时燃烧生物质燃料。农户使用的厨灶对生物质燃料的热能利用率普遍较低，燃料燃烧不充分导致产生较多的烟尘污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，既可以在冬季满足炕洞和其他房间的采暖需要，又能够在夏季满足加热洗浴用水的需要，且无须在厨灶与炕灶之间设置隔离两者的阀门，即可使厨灶与炕灶中处于燃烧工作状态的灶与散热器之间形成热水循环，并且不会加热未燃烧的灶。为实现上述目的，本专利技术的燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统包括膨胀水箱、厨灶、炕灶、用于房间采暖的散热器、用于炕洞采暖的拱形水夹套和淋浴装置；膨胀水箱位于系统中最高处；厨灶包括作为炉壁的厨灶水夹套，厨灶水夹套位于建筑外墙外部并与建筑外墙相邻；厨灶水夹套中部设有用于支撑生物质燃料燃烧的第一炉排，第一炉排上方的厨灶水夹套向下连通有分隔水夹套，分隔水夹套将厨灶水夹套的内部空间分隔为烧饭炉膛和淋浴炉膛，烧饭炉膛的顶部具有用于架设炊具的开口，第一炉排下方的地面上设有第一落灰槽；厨灶水夹套顶部间隔设有第一出水口和淋浴出水口，第一出水口与散热器进水管相连接；邻近第一出水口的散热器进水管向上连接有排气水管，排气水管与膨胀水箱的顶部相连接；厨灶水夹套底部间隔设有第一回水口和淋浴回水口；炕灶包括作为炉壁的所述拱形水夹套，拱形水夹套安装于炕洞内并围成炕灶炉膛，拱形水夹套的外端位于建筑外墙外部；拱形水夹套下方的地面上设有第二落灰槽，第二落灰槽上方的拱形水夹套内设有用于支撑生物质燃料燃烧的第二炉排；拱形水夹套底部设有第二回水口，第二回水口与第一回水口之间通过厨炕连通管相连接，厨炕连通管通过水箱下连接管与膨胀水箱的底部相连通；拱形水夹套顶部设有第二出水口，第二出水口与散热器进水管相连接，散热器进水管与散热器相连接，散热器连接有散热器回水管，散热器回水管与厨炕连通管相连接；邻近散热器的散热器进水管上设有散热循环泵，淋浴装置包括热水储水箱，热水储水箱底部连接有淋浴进水管和淋浴回水管，淋浴进水管与厨灶水夹套顶部的淋浴出水口相连接，淋浴进水管上设有淋浴循环泵；淋浴回水管的顶部连接有花洒连接管，花洒连接管连接有花洒喷头，淋浴回水管的底端与厨灶水夹套底部的淋浴回水口相连接。拱形水夹套的左右侧壁底部之间通过连接管相连通。所述散热器进水管上设有散热进水阀门，散热器回水管上设有散热回水阀门，所述厨炕连通管向下连接有采暖排水管，采暖排水管上设有采暖排水阀门，所述淋浴回水管连接有淋浴排水管，淋浴排水管上设有淋浴排水阀门，淋浴进水管上设有淋浴进水阀门，淋浴回水管上设有淋浴回水阀门；膨胀水箱顶部连接有上水管，上水管用于连接外置的供水装置并为膨胀水箱供水。农户建筑中每个房间设有至少一个所述散热器，各散热器之间并联连接。本专利技术还公开了上述燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统的使用方法，包括夏季使用方法和冬季使用方法；夏季使用方法按以下步骤进行：首先使淋浴排水阀门、采暖排水阀门、散热进水阀门和散热回水阀门处于关闭状态，使淋浴回水阀门和淋浴进水阀门处于打开状态，通过膨胀水箱向系统中注满水；然后将生物质燃料放入淋浴炉膛中进行燃烧，燃烧产生的热量加热分隔水夹套和厨灶水夹套内的水；打开淋浴循环泵，使分隔水夹套和厨灶水夹套内的热水注入热水储水箱，热水沿厨灶水夹套顶部——淋浴出水口——淋浴进水管——淋浴回水管——淋浴回水口——厨灶水夹套底部的方向进行循环流动；最后使用者感觉水温合适时打开花洒喷头进行淋浴，淋浴过程中位于系统最高处的膨胀水箱向系统中进行自动补水；淋浴结束后关闭花洒喷头，淋浴炉膛处的燃料在燃烧完全后自然熄灭；多次使用后，第一落灰槽内的炉灰积满时将第一落灰槽内的炉灰手动清出；冬季使用方法按以下步骤进行：首先使淋浴排水阀门、采暖排水阀门、淋浴回水阀门和淋浴进水阀门处于关闭状态，使散热进水阀门和散热回水阀门处于打开状态，通过膨胀水箱向系统中注满水；然后在烧饭时，将生物质燃料放入烧饭炉膛中进行燃烧，烧饭时生物质燃烧产生的热量大部分向上加热炊具，作为炉壁的厨灶水夹套燃烧时传递给炉壁的热量，将厨灶水夹套内的水加热；打开散热循环泵，使厨灶水夹套内的热水沿厨灶水夹套顶部——第一出水口——散热器进水管——散热器——散热器回水管——厨炕连通管——第一回水口——厨灶水夹套底部的方向进行循环流动，使散热器加热散热器所在房间的空气；当烧饭时厨灶水夹套所吸收的热量不足以使散热器将房间内的气温加热至人体感觉舒适的温度范围时，或者不需要烧饭时，保持散热循环泵处于开启状态，向炕灶炉膛处的第二炉排上添加生物质燃料，使生物质燃料在第二炉排上燃烧并加热拱形水夹套；拱形水夹套内的热水沿拱形水夹套顶部——第二出水口——散热器进水管——散热器——散热器回水管——厨炕连通管——第二回水口——拱形水夹套底部的方向进行循环流动，在加热炕洞的同时使散热器加热散热器所在房间的空气；多次使用后，第一落灰槽内和第二落灰槽的炉灰积满时将炉灰手动清出。夏季结束之后，打开淋浴排水阀门，排空系统中的水；冬季结束之后，打开采暖排水阀门，排空系统中的水。本专利技术具有如下的优点：本专利技术具有节能环保的技术优势，最大限度的利用农村取之不尽的秸秆等生物质燃料，夏季洗澡冲凉，不用昂贵的电能，炕灶和散热器等不参与运行，直接利用淋浴炉膛方便地烧热水进行淋浴。冬季运行时，可以根据热负荷的大小以及是否需要烧饭，灵活决定厨灶和炕灶的使用。本专利技术的热力系统，结构简单便于安装和使用，将炕灶和厨灶余热回收的热水，通过管道并联后，经循环泵串联至室内散热器，这种特殊的串并联热力系统，即保证炕灶和厨灶能够单独使用，又通过循环泵旋转造成进出口压力差，将热水自灶内抽出至室内散热器，在流经回水管路循环起来，且使用时保证供热水不会加热未投入使用的灶。对于暖通领域的普通技术人员来讲，在设计时会本能地在系统中设置多个阀门，以便能够隔离炕灶和厨灶，从而保证炕灶和厨灶都能够单独投入使用，且使用时不会加热未投入使用的灶。专利技术人偶然发现即使不使用阀门隔离厨灶和炕灶，两者在单独使用时也基本不会向对方传递热量。后经仔细研究，专利技术人认为不设置阀门隔离厨灶和炕灶、厨灶和炕灶还能够单独运行基本不会向对方传递热量的原因可能有：①没有投入使用的灶处系统中的水温较低，温度较低的水密度较大，散热循环泵产生的负压自然先将密度较低的热水抽吸过去。②水夹套受热时，其内自然形成冷水向下热水向上的水流，水流的方向与散热循环泵对水的抽吸方向相同，因而热水相对冷水具有较低的流阻，使受热的水夹套对未受热的水夹套产生短路作用（并联的两个水夹套，流阻低的水夹套对流阻高的水夹套产生短路作用）。由于本专利技术中不再设置用于隔离厨灶和炕灶以防能量浪费的阀门，因此简化了结构、降低了成本并且更易于安装使用。当然，在淋浴热水系统运行时，热水经循环泵进入淋浴储水箱，循环泵工作时压力差的抽吸作用，保证了热水沿管路进入淋浴水箱，系统这样设本文档来自技高网...

【技术保护点】
燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，其特征在于：包括膨胀水箱、厨灶、炕灶、用于房间采暖的散热器、用于炕洞采暖的拱形水夹套和淋浴装置；膨胀水箱位于系统中最高处；厨灶包括作为炉壁的厨灶水夹套，厨灶水夹套位于建筑外墙外部并与建筑外墙相邻；厨灶水夹套中部设有用于支撑生物质燃料燃烧的第一炉排，第一炉排上方的厨灶水夹套向下连通有分隔水夹套，分隔水夹套将厨灶水夹套的内部空间分隔为烧饭炉膛和淋浴炉膛，烧饭炉膛的顶部具有用于架设炊具的开口，第一炉排下方的地面上设有第一落灰槽；厨灶水夹套顶部间隔设有第一出水口和淋浴出水口，第一出水口与散热器进水管相连接；邻近第一出水口的散热器进水管向上连接有排气水管，排气水管与膨胀水箱的顶部相连接；厨灶水夹套底部间隔设有第一回水口和淋浴回水口；炕灶包括作为炉壁的所述拱形水夹套，拱形水夹套安装于炕洞内并围成炕灶炉膛，拱形水夹套的外端位于建筑外墙外部；拱形水夹套下方的地面上设有第二落灰槽，第二落灰槽上方的拱形水夹套内设有用于支撑生物质燃料燃烧的第二炉排；拱形水夹套底部设有第二回水口，第二回水口与第一回水口之间通过厨炕连通管相连接，厨炕连通管通过水箱下连接管与膨胀水箱的底部相连通；拱形水夹套顶部设有第二出水口，第二出水口与散热器进水管相连接，散热器进水管与散热器相连接，散热器连接有散热器回水管，散热器回水管与厨炕连通管相连接；邻近散热器的散热器进水管上设有散热循环泵，淋浴装置包括热水储水箱，热水储水箱底部连接有淋浴进水管和淋浴回水管，淋浴进水管与厨灶水夹套顶部的淋浴出水口相连接，淋浴进水管上设有淋浴循环泵；淋浴回水管的顶部连接有花洒连接管，花洒连接管连接有花洒喷头，淋浴回水管的底端与厨灶水夹套底部的淋浴回水口相连接。...

【技术特征摘要】
1.燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，其特征在于：包括膨胀水箱、厨灶、炕灶、用于房间采暖的散热器、用于炕洞采暖的拱形水夹套和淋浴装置；膨胀水箱位于系统中最高处；厨灶包括作为炉壁的厨灶水夹套，厨灶水夹套位于建筑外墙外部并与建筑外墙相邻；厨灶水夹套中部设有用于支撑生物质燃料燃烧的第一炉排，第一炉排上方的厨灶水夹套向下连通有分隔水夹套，分隔水夹套将厨灶水夹套的内部空间分隔为烧饭炉膛和淋浴炉膛，烧饭炉膛的顶部具有用于架设炊具的开口，第一炉排下方的地面上设有第一落灰槽；厨灶水夹套顶部间隔设有第一出水口和淋浴出水口，第一出水口与散热器进水管相连接；邻近第一出水口的散热器进水管向上连接有排气水管，排气水管与膨胀水箱的顶部相连接；厨灶水夹套底部间隔设有第一回水口和淋浴回水口；炕灶包括作为炉壁的所述拱形水夹套，拱形水夹套安装于炕洞内并围成炕灶炉膛，拱形水夹套的外端位于建筑外墙外部；拱形水夹套下方的地面上设有第二落灰槽，第二落灰槽上方的拱形水夹套内设有用于支撑生物质燃料燃烧的第二炉排；拱形水夹套底部设有第二回水口，第二回水口与第一回水口之间通过厨炕连通管相连接，厨炕连通管通过水箱下连接管与膨胀水箱的底部相连通；拱形水夹套顶部设有第二出水口，第二出水口与散热器进水管相连接，散热器进水管与散热器相连接，散热器连接有散热器回水管，散热器回水管与厨炕连通管相连接；邻近散热器的散热器进水管上设有散热循环泵，淋浴装置包括热水储水箱，热水储水箱底部连接有淋浴进水管和淋浴回水管，淋浴进水管与厨灶水夹套顶部的淋浴出水口相连接，淋浴进水管上设有淋浴循环泵；淋浴回水管的顶部连接有花洒连接管，花洒连接管连接有花洒喷头，淋浴回水管的底端与厨灶水夹套底部的淋浴回水口相连接。2.根据权利要求1所述的燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，其特征在于：拱形水夹套的左右侧壁底部之间通过连接管相连通。3.根据权利要求1所述的燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统，其特征在于：所述散热器进水管上设有散热进水阀门，散热器回水管上设有散热回水阀门，所述厨炕连通管向下连接有采暖排水管，采暖排水管上设有采暖排水阀门，所述淋浴回水管连接有淋浴排水管，淋浴排水管上设有淋浴排水阀门，淋浴进水管上设有淋浴进水阀门，淋浴回水管上设有淋浴回水阀门；膨胀水箱顶部连接有上水管，上水管用于连接外置的供水装置并为膨胀水箱供水。4.根据权利要求3所述的燃烧生物质燃料的灶连炕采暖及热水系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕红医，杨晓林，陈雰霞，唐丽，陈伟莹，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41