一種冷凝式燃氣熱水器及煙氣流動方式的製作方法

2023-12-01 00:35:26 2

專利名稱：一種冷凝式燃氣熱水器及煙氣流動方式的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃氣快速熱水器，更具體地說是涉及一種冷凝式燃氣快速熱 水器及煙氣布局方式。
背景技術：
在當今能源日趨緊張，價格不斷攀升的情況下，冷凝式燃氣快速熱水器由於
比普通燃氣快速熱水器熱效率高1 2%以上而受到各方面的重視，現在已有多 家公司推出冷凝式熱水器，但現在的冷凝式燃氣快速熱水器的換熱器及煙氣流 動的布局方式主要有兩種，都各有不足。
冷凝式燃氣快速熱水器的換熱器一般採用兩個換熱器，這樣可降低成本。進 行第一次換熱的換熱器稱為主換熱器，大部分的熱量交換在此換熱器完成，該 換熱器的結構與普通熱水器的換熱器相同。進行第二次換熱的換熱器稱為次換 熱器，主要是將煙氣中的水蒸汽的熱量置換出來，在此過程中會產生大量的冷 凝水，該冷凝水具有一定的酸性，因此該換熱器必須能耐腐蝕，成本比一般換 熱器高。而且冷凝水必須收集起來排出熱水器。
現在冷凝式燃氣快速熱水器的換熱器的布局方式第一種方式是將主換熱器和 次換熱器從下到上排列，兩層換熱器之間設置了冷凝水收集裝置，煙氣在兩個 換熱器流動時都是由下往上，此種布局最大的問題是冷凝水產生的最多的地方 是在在次換熱器的上部，當冷凝水順著吸熱片往下流時，會在吸熱片表面形成 水膜，且煙氣與冷凝水是相對運動，就更易產生水膜，水膜會產生水膜熱阻， 惡化煙氣與水之間的傳熱，造成冷凝式燃氣快速熱水器熱效率降低。並且其冷 凝水收集裝置複雜。
第二種方式是將主換熱器和次換熱器從上到下排列，煙氣也從上到下流動， 該布局到是可以大大減輕水膜的形成，其冷凝水收集裝置相對簡單，但其燃燒 火焰也是向下，不利於火焰穩定控制，且整機結構更為複雜。

發明內容
針對現有冷凝式燃氣快速熱水器的換熱器及煙氣流動布局方式的主要問題， 本發明提供一種減少水膜的形成，利於火焰穩定控制的冷凝式燃氣快速熱水器 中及煙氣流動的布局方式。
為了達到上述目的，本發明採用如下技術方案 一種冷凝式燃氣熱水器，其 內的燃燒室、主換熱器和次換熱器從下往上依次排列，主換熱器和次換熱器的 水路由管道相連，次換熱器的下端一體形成有集水腔，在次換熱器的外部罩有 煙罩，在次換熱器中部設置有排煙筒，所述排煙筒下端與集水腔相通，其上端
伸出次換熱器外。
所述煙罩由前蓋板、後蓋板、左擋板、右擋板構成框架結構。
所述排煙筒由左側板、右擋板在主換熱器中形成，左側板和右擋板的上端與 煙罩的前蓋板、後蓋板的上端分別連接形成密封排煙腔。
所述集水腔上連接有冷凝水排出管，冷凝水排出管上連接有冷凝水中和裝置。
一種冷凝式燃氣快速熱水器的煙氣流動布局方式為，火焰向上燃燒，燃燒產 生的高溫煙氣由下往上流經主換熱器，從主換熱器上來的煙氣經過次換熱器與 煙罩的間隙上升到次換熱器上方，再向下流動經過次換熱器，最後從次換熱器 中部的排煙筒排出。
一種冷凝式燃氣快速熱水器，包括外殼以及安裝在外殼內的控制器、水流量 傳感器、氣路控制閥、風機、燃燒室、燃燒器、主換熱器、次換熱器、點火裝 置、感應裝置、進水管、出水管、進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、主次換 熱器連接管、冷凝水排出管、冷凝水中和裝置。氣路控制閥與燃燒裝置中的燃 氣管路相連，保證燃氣按要求送到燃燒器，水流量傳感器與進水管相連，進水 管與二次換熱器的進水端相連，次換熱器的出水端與主換熱器的進水端相連， 主換熱器的出水端與出水管相連，進出水管上都裝有溫度傳感器。風機與燃燒 室的底部開口連通，主交換器為與燃燒室上方，次換熱器又位於主熱交換器上 方，點火裝置位於燃燒室右側，在燃燒器的上方，感應裝置位於燃燒裝置的中 間，也在燃燒器上方。冷凝水排出管與次換熱器的集水腔相連，水流量傳感器、 氣路控制閥、風機、進出水溫度傳感器都與控制器電連接。所述次換熱器為一 多功能換熱器，集熱交換、冷凝水收集及排煙功能一體，其表面設有防止冷凝 水酸性腐蝕的保護層。所述冷凝水排出管設有冷凝水中和處理裝置。所述氣路 控制閥為比例閥。
本發明中的次換熱器作為冷凝式燃氣快速熱水器的二次換熱器，該換熱器主 要由換熱器、集水腔和外罩構成，集水腔一體形成在主換熱器的下端，次換熱 器位於外罩內，在外罩上端安裝煙管後其上端處於封閉狀態。次換熱器與外罩 之間的間隙形成煙氣通道，排煙筒在次換熱器中形成的密封排煙腔也為煙氣通 道，排煙筒的下端與次換熱器下端的集水腔相通，排煙筒的上端伸出次換熱器 與煙管相通，這樣從本發明中次換熱器下端來的煙氣經次換熱器與外罩之間的 煙氣通道上升到次換熱器上端，由於次換熱器的外罩處於封閉狀態，處於次換 熱器上端的煙氣只能往下流動經吸熱片到集水腔，再經次換熱器中部的排煙筒 排出。另外，由於集水腔位於次換熱器的下端，集水腔與吸熱片之間有一定距 離，這樣可以防止冷凝水在集水腔外表面產生。
本發明採用上述技術解決方案所能達到的有益效果是
1、 本發明採用常規的燃燒形式，換熱器設置在燃燒器的上方，火焰向上燃燒 有利於火焰穩定控制。
2、 本發明的次換熱器為一多功能換熱器，集熱交換、冷凝水收集及排煙功能 一體，表面設有防止冷凝水酸性腐蝕的保護層，該換熱器保證了二次換熱時， 冷凝水流動的方向與煙氣流動的方向均為從上往下流經吸熱片，煙氣的流動對 冷凝水的流動不會產生阻力反而回加速冷凝水向下流動，且冷凝水產生的最多 的地方集中在吸熱片的下部，因此最大程度的減輕水膜的形成，提高了熱效率。
3、 本發明的次換熱器中的集水腔與吸熱片之間有一定距離，將吸熱片包在其 中，即可將冷凝水全部收集起來排放到熱水器外中和處理，又能防止冷凝水在 集水腔外表面產生，流到主換熱器，損壞主換熱器。
4、 本發明主控器按水流量傳感器和溫度傳感器提供的水流量大小和水溫來控 制比例閥的開度，從而實現水的恆溫控制。
5、 本發明採用強制鼓風式排氣，安全可靠。
6、 本發明冷凝水排出管設有冷凝水中和處理裝置。
4、排煙腔的排煙筒位於熱水器中間，方便熱水器煙管安裝。


圖l為本發明的結構示意圖2為本發明中次換熱器8的俯視圖3為圖2的A-A剖視圖4為圖3的B-B剖視圖5為圖3的C-C剖視圖6為本發明中次換熱器8去掉排煙腔8-5的三維結構示意圖。
附圖標記說明
1外殼 2控制器 3水流量傳感器 4氣路控制閥
5風機 6冷凝水中和裝置 7主換熱器
8次換熱器9點火裝置10感應裝置
11進水溫度傳感器 12出水溫度傳感器
13進水管 14主次換熱器連接管 15出水管
16冷凝水排出管17燃燒室18燃燒器 8-1集水腔
8-2吸熱片 8-3左擋板 8-4煙道左側板
8-5排煙腔 8-6煙道右側板 8-7左擋板
8-8前蓋板 8-9後蓋板 8-10換熱水管
8-ll進水管 8-12出水管
KQ—一空氣 YQ0——燃燒後高溫煙氣
YQ1-—第一次換熱後的煙氣YQ2——第二次換熱後的煙氣
LN------冷凝水
具體實施例方式
由圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示， 一種冷凝式燃氣快速熱水器，包 括外殼l、及安裝在外殼l內的控制器2、水流量傳感器3、氣路控制閥4、風 機5、冷凝水中和裝置6、主換熱器7、次換熱器8、點火裝置9、感應裝置IO、 進水溫度傳感器11、出水溫度傳感器12、進水管13、主次換熱器連接管14、 出水15管、冷凝水排出管16燃燒室17、燃燒器18。熱水器其內的燃燒室17、 主換熱器7和次換熱器8從下往上依次排列，主換熱器7和次換熱器8的水路 由管道相連，次換熱器8的下端一體形成有集水腔8-1，在次換熱器8的外部罩 有煙罩，在次換熱器8中部設置有排煙筒，所述排煙筒下端與集水腔8-1相通， 其上端伸出次換熱器外。所述煙罩由前蓋板8-8、後蓋板8-9、左擋板8-3、右 擋板8-7構成框架結構。所述排煙筒由左側板8-9、右擋板8-7在主換熱器中形 成，左側板8-9和右擋板8-7的上端與煙罩的前蓋板8-8、後蓋板8-9的上端分 別連接形成密封排煙腔8-5。所述集水腔8-1上連接有冷凝水排出管16，冷凝 水排出管16上連接有冷凝水中和裝置6。火焰向上燃燒，燃燒產生的高溫煙氣 由下往上流經主換熱器，從主換熱器7上來的煙氣經過次換熱器8與煙罩的間 隙上升到次換熱器上方，再向下流動經過次換熱器，最後從次換熱器8中部的 排煙筒排出。
本發明中的燃燒器18在燃燒室17內的底部，風機5出風口與燃燒室17的底 部開口連通，所述氣路控制閥4為比例閥，氣路控制閥4和風機5提供燃燒所 需的燃氣和空氣。主換熱器7設置在燃燒室17內且為位於燃燒器18的上方， 次換熱器8又在主換熱器7上方，主換熱器7和次換熱器8之間用主次換熱器 連接管14相連，水流量傳感器3與進水管13相連，進水管13與次換熱器8的 進水端相連，次換熱器8的出水端與主換熱器7的進水端相連，主換熱器7的 出水端與出水管15相連，進出水管上都裝有溫度傳感器。點火裝置9位於燃燒 室17右側，在燃燒器18的上方，用於將燃氣點燃，感應裝置10位於燃燒室17 的中間，也在燃燒器18上方，保證安全。冷凝水排出管16與次換熱器8的集 水腔8-l相連，水流量傳感器3、氣路控制閥4、風機5、進水溫度傳感器ll、 出水溫度傳感器12都與控制器2電連接。集水腔8-1和左右擋板8-3、 8-7構 成整個次換熱器的骨架，它們又和前後蓋板8-8、 8-9、煙道左右側板8-4、 8-6 及排煙腔8-5共同形成煙氣通道，換熱水管8-10、進水管8-11出水管8-12固 定在左右擋板8-3、 8-7上，換熱水管8-10和吸熱片8-2構成換熱部分。需要 特別提出的是集水腔8-1與吸熱片8-2之間有一定距離，防止冷凝水在集水腔
8-1外表面產生腐蝕。
本發明的工作原理如下，通電後當熱水器接通電源後，主控器2進入自檢狀 態，然後等待水的通過，當水流量傳感器3感知到水量大於一定數值時，風機5 開始運轉，點火裝置9放電點火，氣路控制閥4打開，點燃大火，如果感應裝 置10感應到火焰後，放電停止；如果感應裝置10未感應到火焰，則放電持續 進行，當完成一個周期後再進入再點火狀態。在使用過程中，如果有水量或氣 量的波動導致出水溫度的波動，熱水器會馬上通過氣路控制閥4對氣量進行調 整，從而使出水溫度與設定溫度一致。在熱水器使用前和使用過程中，主控器2 通過各個傳感器進行監測，如異常，則會關斷氣源。在運行過程中，燃燒器18 燃燒產生高溫煙氣YQO， YQ0自下而上流經主換熱器7，從主交換器出來的煙氣 YQ1 (溫度己經降到200。C左右)從下往上沿前後蓋板8-8、 8-9和集水腔8-l之 間的煙氣通道到達吸熱片8-2的上方，在從上往下流經吸熱片成為YQ2，煙氣溫 度降到露點以下，產生大量冷凝水LN，冷凝水LN順著吸熱片從上往下落進集水 腔，由於集水腔8-1底面為一斜面，在其最低處有排水管，冷凝水就順著集水 腔底面從冷凝水排出管16流出(流出前經過冷凝水中和裝置6處理，使流出的 冷凝水達到環保要求)，同時煙氣YQ2繼續順著煙道左右側板8-4、 8-6和集水 腔8-1之間的煙氣通道自下往上流動，最後通過排煙腔8-5的煙筒排出熱水器， 同時水經過水流量傳感器3和進水管13進入最上層的次換熱器8，冷水在上層 的次換熱器8中吸收煙氣YQ1的熱能後，由主次換熱器連接管14進入主換熱器 中，水在主換熱器中被充分加熱後由出水管15流出。
權利要求
1、一種冷凝式燃氣熱水器，其內的燃燒室(17)、主換熱器(7)和次換熱器(8)從下往上依次排列，主換熱器(7)和次換熱器(8)的水路由管道相連，其特徵在於次換熱器(8)的下端一體形成有集水腔(8-1)，在次換熱器(8)的外部罩有煙罩，在次換熱器(8)中部設置有排煙筒，所述排煙筒下端與集水腔(8-1)相通，其上端伸出次換熱器外。
2、 根據權利要求1所述的換熱器，其特徵在於所述煙罩由前蓋板(8-8)、 後蓋板(8-9)、左擋板(8-3)、右擋板(8-7)構成框架結構。
3、 根據權利要求1所述的換熱器，其特徵在於所述排煙筒由左側板(8-9)、 右擋板(8-7)在主換熱器中形成，左側板(8-9)和右擋板(8-7)的上端與煙 罩的前蓋板(8-8)、後蓋板(8-9)的上端分別連接形成密封排煙腔(8-5)。
4、 根據權利要求1所述的冷凝式燃氣熱水器，其特徵在於所述集水腔(8-1) 上連接有冷凝水排出管(16)，冷凝水排出管(16)上連接有冷凝水中和裝置(6)。
5、 一種冷凝式燃氣熱水器的煙氣布局方式，其特徵在於火焰向上燃燒，燃 燒產生的高溫煙氣由下往上流經主換熱器(7)，從主換熱器(7)上來的煙氣經 過次換熱器(8)與煙罩的間隙上升到次換熱器上方，再向下流動經過次換熱器， 最後從次換熱器(8)中部的排煙筒排出。
全文摘要
本發明公開了一種冷凝式燃氣熱水器，其內的主換熱器(7)和次換熱器(8)從下往上依次排列，主換熱器(7)和次換熱器(8)的水路由管道相連，其特徵在於次換熱器(8)的下端一體形成有集水腔(8-1)，在次換熱器(8)的外部罩有煙罩，在次換熱器(8)中部設置有排煙筒，所述排煙筒下端與集水腔(8-1)相通，其上端伸出次換熱器外。本發明結構簡單，熱效率高，集熱交換、冷凝水收集及排煙功能一體。
文檔編號F24H1/38GK101196342SQ20071005099
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月26日 優先權日2007年12月26日
發明者盧捍紅, 程永忠, 賴邦南, 斌 邱, 陳海波 申請人:成都前鋒電子有限責任公司