隔室化存储型智能节能锅炉、系统及使用方法与流程

专利检索2025-11-07  13


本发明涉及用于加热液体的锅炉。更具体而言,本发明涉及具有高的热效率的储槽型节能液体加热器。


背景技术:

1、液体加热为一种针对各种用途使液体暖化的过程,该过程可消耗大量能量和时间。

2、液体加热器一般利用燃料、天然气、电力或太阳能获得能量。该能量用于在使用前使来自液体系统的低温液体升温。

3、锅炉适合用于促进小型城市住房的高温液体供应。然而,以现有锅炉为住房提供高温液体易于存在效率低下的问题。

4、在家用液体加热器内,加热后的液体保存于储槽内,以随时有一定量的高温液体可供使用。当打开高温液体水龙头时,液体经水龙头从储槽中流出。随后,新的低温液体流入储槽,以替代所使用的液体,并与锅炉内剩余的高温液体混合。这一做法导致用于加热高温液体的能量被浪费。

5、目前,已有各种各样更为高级的液体加热器,以下择其中几种进行介绍。

6、kr20100074094描述一种节省电能的高温水槽,该水槽具有高的热效率,并以一个加热单元加热两个高温水槽。其中,通过插入隔板,将一个高温水室分成两个水室。一种以高的热效率节省电能的高温水槽包括:分隔壁板(25),该分隔壁板为u形,并通过插入高温水槽内而将高温水槽分为两个半月形的高温水槽;以及加热部件(20),该加热部件安装于内部分隔壁板上,并通过插入高温水槽内而加热高温水槽内存储的水。

7、us5437003描述一种单体式电阻型“直列”无槽热水器,用于与电力供应管道、冷水输入管线及热水供应管线相互连接。该加热器包括堆叠在一起的三个独立隔室段,这些隔室段具有彼此匹配的圆形构造,并且由非导电性型塑料模铸而成。底部隔室为现场配线隔室,包括设于其侧壁上且用于与电力供应管道相互连接的安装口,并且内部封有与电力供应管道的电线连接的接线盒。顶部隔室为热水隔室,其内部封有圆形的加热线圈元件,并且包括设于其顶盖部件的冷水入口和热水出口,该冷水入口和热水出口分别用于与冷水输入管线和热水供应管线连接。中间隔室内封有微型开关,该微型开关通过底部隔室内的接线盒与上述电线电连接,并与顶部隔室内的加热线圈的接线端连接。

8、us4692592描述一种多隔室储槽型液体电热器,包括具有上下两部分的壳体。壳体下部上形成流体入口,壳体上部上形成流体出口。壳体内安装有多个分隔板或其他分隔结构,以将内部分成多个子隔室。第一个子隔室包括低温液体入口,最后一个子隔室包括高温液体出口。第一个和最后一个子隔室与多个中间子隔室流体连通。所有或大多数子隔室包括加热元件。在该发明的一种实施方式中,第一个和最后一个子隔室中的加热元件与第一温度控制器电连接,中间子隔室内的加热元件与第二温度控制器电连接。

9、从上述可以看出,虽然多年来已进行了各种尝试,以试图获得改进式锅炉,但是目前为止的各种锅炉仍会导致能量、液体及时间等多个方面的损失。

10、因此,本发明的目的在于提供一种新的改进式节能高温液体锅炉,该锅炉能够大幅降低加热成本。该节能高温液体锅炉实用性高,使用方便,可实现快速加热效果,并且购买价格相对较低。


技术实现思路

1、当前,数亿家庭使用锅炉煮水,以供淋浴、洗浴、洗碗等目的之用。

2、目前,以锅炉热水的过程如下所述:当打开热水龙头/热水淋浴器时,热水离开锅炉,且新的冷水进入锅炉,并与锅炉内的热水混合,使其降温。当有人使用温度约为40℃的水时,为了防止冷却降温,锅炉设置为将水加热至高达70℃的温度,从而使得其在与冷水混合前无法使用。热水和冷水在流至水龙头出口之前混合,以使得流出的水能够实现冷热水供应源温度之间的任何温度。然而,这同时导致用于加热锅炉内热水的能量被浪费。为了保证混合时具有足够的水量,锅炉尺寸须远大于相同目的(淋浴、洗涤等)下实际所需保持的水量。

3、此外,将水加热至相对较高的温度(如高达70℃的温度)较为耗时,而且待加热的水量越大,加热所需的时间越长。

4、另外,例如,在淋浴过程中,必须反复调节热水和冷水的比例,才能将水调节至所需的温度。在尝试设置所需水温的过程中,会导致水的浪费。

5、最后,锅炉材料必须能够承受上述高温,而非实际所需的大约40℃的温度。此类材料更加昂贵,而且更不环保。

6、因此,虽然多年以来一直进行加热锅炉的改进,而且多年以来已有采用各式各样设计的锅炉投放市场,但是现有的各种锅炉仍会导致能量、水、空间以及时间等方面的损失。

7、本发明为一种改进的节能型多隔室储槽,该储槽解决了上述缺点,并可大量地节省能源。

8、本发明的隔室化存储型智能节能锅炉可以为电炉、太阳能加热炉、燃气炉等。

9、本发明的隔室化存储型智能节能锅炉具有如下优点:

10、-具有高的热能效率(由于生成的热量不导致能量损失,因此热能效率几乎为100%),因此可以节省大量能源;

11、-快速加热效果;

12、-安装快速,而且几乎无需维护;

13、-购买价格相对较低;

14、-在任何用途中,均能节省能量、时间、材料及液体;以及

15、-隔热和安全水平较高。

16、此外,在相同加热能力下,本发明隔室化存储型智能节能锅炉的尺寸远小于现有锅炉。

17、相应地,根据本发明一些实施方式,提供一种用于以低能耗加热液体的隔室化存储型智能节能锅炉,包括:

18、壳体;

19、至少一个隔离件,所述至少一个隔离件设于所述壳体内,以形成多个隔室,所述至少一个隔离件中的每一个隔离件具有用于与相邻隔室液体连通的流通装置;

20、设于所述壳体内的底部隔室中的液体入口;

21、设于所述壳体内的顶部隔室中的液体出口;

22、设于其中一个所述隔室内的加热器;以及

23、用于移动液体的装置,

24、其中,随着高温液体经所述顶部隔室处的液体出口流出,新鲜液体经所述底部隔室处的液体入口流入,以替代所述高温液体,

25、所述至少一个隔离件因所述液体在隔室之间移动而能够向上/向下移动,从而改变每一所述隔室的大小/容量,

26、如此,所述至少一个隔离件防止一个隔室内的液体与相邻隔室的液体混合,从而节省能量。

27、此外,根据本发明一些实施方式,所述至少一个隔离件为隔热件。

28、此外,根据本发明一些实施方式,所述隔室化存储型智能节能锅炉还包括设于至少一个所述隔室内的至少一个温度传感器。

29、此外,根据本发明一些实施方式,所述隔室化存储型智能节能锅炉还包括室温/外部温度传感器。

30、此外,根据本发明一些实施方式,所述隔室化存储型智能节能锅炉还包括用于保持所述液体温度的自动恒温控制器。

31、此外,根据本发明一些实施方式,用于移动液体的所述装置为至少一个泵,所述至少一个泵通过在隔室之间传输液体而对每一所述隔室的体积变化做出反应。

32、此外,根据本发明一些实施方式,所述至少一个泵嵌入所述至少一个隔离件中。

33、此外,根据本发明一些实施方式,所述至少一个泵设于“湿”隔室上方/下方的“干”区内。

34、此外,根据本发明一些实施方式,所述至少一个泵与穿通所述至少一个隔离件的管道连接,以使液体移动通过所述隔室,而且所述至少一个隔离件可与所述至少一个泵的操作协调移动。

35、此外,根据本发明一些实施方式,所述壳体和/或所述至少一个隔离件由选自合金钢、碳钢及聚合材料的材料制成。

36、此外,根据本发明一些实施方式,所述锅炉由至少一个隔温层包裹,以使所述液体保温。

37、此外,根据本发明一些实施方式,所述至少一个隔温层选自玻璃纤维织物、软木纸、陶瓷纸。

38、此外,根据本发明一些实施方式,所述锅炉为用于有限空间内的三隔室锅炉或两隔室锅炉。

39、此外,根据本发明一些实施方式,提供一种用于以低能耗加热液体的隔室化存储型智能节能锅炉系统,包括:

40、上述隔室化存储型智能节能锅炉;以及

41、由处理器实施的处理程序,

42、其中,所述处理程序启动所述隔室化存储型智能节能锅炉,并控制液体移出/移入所述多个隔室中的每一隔室,从而改变每一所述隔室的体积,

43、如此,液体因从一个隔室向上/向下流向上方/下方的相邻隔室而向上/向下推动至少一个隔离件,以使得所述至少一个隔离件防止一个隔室内的液体与相邻隔室的液体混合,从而节省能量。

44、此外,根据本发明一些实施方式,所述至少一个温度传感器,和/或所述控制器,和/或所述加热器,和/或所述至少一个泵通过有线通信或无线通信与所述处理器相关联。

45、此外,根据本发明一些实施方式,所述处理程序控制所述加热器和/或所述至少一个泵。

46、此外,根据本发明一些实施方式,所述处理程序通过选自wifi、窄带/宽带iot(蜂窝网络)、lora、sigfox、bt、ble及以太网(本地网络)的数据通信手段与云服务器通信。

47、此外,根据本发明一些实施方式,所述处理程序通过短信、电子邮件、移动应用程序通知等向使用者发送通知和/或警报。

48、此外,根据本发明一些实施方式,所述处理程序自所述使用者和/或所述云服务器接收反馈,以优化所述锅炉的性能。

49、此外,根据本发明一些实施方式,所述处理程序记录故障详情,并将所述故障详情发送至所述云服务器;所述处理程序从所述云服务器收集反馈数据,并使用该数据优化其算法。

50、此外,根据本发明一些实施方式,所述处理程序控制以下当中的至少一者:

51、-每一所述隔室内保持的液量;

52、-具有所需预设温度的所需液量;

53、-每一所述隔室内的液体温度;

54、-待加热液量;以及

55、-将所述液体加热至所需温度的预计时间长度。

56、此外,根据本发明一些实施方式,提供一种上述隔室化存储型智能节能锅炉系统的使用方法,包括:

57、(a)打开上述隔室化存储型智能节能锅炉系统;

58、(b)在预设日期和时间自动开启加热过程,或者由使用者开启加热过程;

59、(c)自动选择所需加热方案,或者由使用者选择所需加热方案;

60、(d)检查顶部隔室内是否有充足具有所需温度的液体;

61、(e)如果所述顶部隔室内的所述液体的液量和温度合适,终止所述加热过程,并通知所述使用者;

62、(f)如果所述顶部隔室内的所述液体的液量和温度不合适,检查所述顶部隔室内的所述液体的温度是否合适;

63、(g)如果所述顶部隔室内的所述液体的温度合适,但液量不足,加热底部隔室内的液体,并将该液体移入所述顶部隔室;

64、(h)如果所述顶部隔室内的所述液体的温度不合适,将液体从所述顶部隔室移入底部隔室,加热该液体,并将该液体移回所述顶部隔室;

65、(i)检查所述底部隔室内的液量,如果该液量不足,从相邻底部隔室将液体移入其中;如果所述底部隔室内的液量大于所需液量,将多余液体移入所述底部隔室;如果所述液量合适,加热所述液体;

66、(j)如果所述被加热液体的温度合适,终止所述加热过程,并通知所述使用者;否则,返回(d)。


技术特征:

1.一种隔室化存储型智能节能锅炉,用于以低能耗加热液体,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,所述至少一个隔离件为隔热件。

3.如权利要求1所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,还包括设于至少一个所述隔室内的至少一个温度传感器。

4.如权利要求1所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,还包括室温/外部温度传感器。

5.如权利要求1所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,还包括用于保持所述液体温度的自动恒温控制器。

6.如权利要求1所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,所述用于移动液体的装置为至少一个泵,所述至少一个泵通过将液体从一个隔室传输至另一隔室而对每一所述隔室的体积变化做出反应。

7.如权利要求6所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,所述至少一个泵嵌入所述至少一个隔离件中。

8.如权利要求6所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,所述至少一个泵设于“湿”隔室上方/下方的“干”区内。

9.如权利要求6至8中任意一项所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,所述至少一个泵与穿通所述至少一个隔离件的管道连接,以使液体移动通过所述隔室,而且所述至少一个隔离件能够在与所述至少一个泵的操作协调下移动。

10.如权利要求1所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,所述壳体和/或所述至少一个隔离件由选自合金钢、碳钢及聚合材料的材料制成。

11.如权利要求1所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,所述锅炉由至少一个隔温层包裹,以使所述液体保温。

12.如权利要求11所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,所述至少一个隔温层选自玻璃纤维织物、软木纸、陶瓷纸。

13.如权利要求1至12中任意一项所述的隔室化存储型智能节能锅炉,其特征在于,所述锅炉为用于有限空间内的三隔室锅炉或两隔室锅炉。

14.一种隔室化存储型智能节能锅炉系统,用于以低能耗加热液体,其特征在于,包括:

15.如权利要求14所述的隔室化存储型智能节能锅炉系统,其特征在于,所述至少一个温度传感器,和/或所述控制器,和/或所述加热器,和/或所述至少一个泵通过有线通信或无线通信与所述处理器相关联。

16.如权利要求14所述的隔室化存储型智能节能锅炉系统,其特征在于,所述处理程序控制所述加热器和/或所述至少一个泵。

17.如权利要求14所述的隔室化存储型智能节能锅炉系统,其特征在于,所述处理程序通过选自wifi、窄带/宽带iot(蜂窝网络)、lora、sigfox、bt、ble及以太网(本地网络)的数据通信装置与云服务器通信。

18.如权利要求14所述的隔室化存储型智能节能锅炉系统,其特征在于,所述处理程序通过短信、电子邮件、移动应用程序通知等向使用者发送通知和/或警报。

19.如权利要求17和18中任意一项所述的隔室化存储型智能节能锅炉系统,其特征在于,所述处理程序自所述使用者和/或所述云服务器接收反馈,以优化所述锅炉的性能。

20.如权利要求19所述的隔室化存储型智能节能锅炉系统,其特征在于,所述处理程序记录故障详情,并将所述故障详情发送至所述云服务器;所述处理程序从所述云服务器收集反馈数据,并使用该数据优化其算法。

21.如权利要求14至20中任意一项所述的隔室化存储型智能节能锅炉系统,其特征在于,所述处理程序控制以下当中的至少一者:

22.一种隔室化存储型智能节能锅炉系统的使用方法,其特征在于,包括:


技术总结
一种用于以低能耗加热液体的隔室化存储型智能节能锅炉,包括:壳体;至少一个隔离件,所述至少一个隔离件设于所述壳体内,以形成多个隔室,所述至少一个隔离件中的每一个隔离件具有用于与相邻隔室液体连通的流通装置;设于所述壳体内的底部隔室中的液体入口;设于所述壳体内的顶部隔室中的液体出口;设于其中一个所述隔室内的加热器;以及用于移动液体的装置。其中,随着高温液体经所述顶部隔室处的液体出口流出,新鲜液体经所述底部隔室处的液体入口流入,以替代离开所述锅炉的所述高温液体。其中,所述至少一个隔离件通过所述液体在隔室之间移动而能够向上/向下移动,从而改变每一所述隔室的大小/容量。如此,所述至少一个隔离件防止一个隔室内的液体与相邻隔室的液体混合,从而节省能量。

技术研发人员:多夫·扬科洛维奇
受保护的技术使用者:多夫·扬科洛维奇
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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