CN104296380B - 燃烧式供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃烧式供热系统，包括加热装置、用于输送加热装置的进水、出水及供热系统回水的输送装置和用于控制加热装置的受控部件的电控装置，加热装置包括：本体，其顶部设有至少一个冷凝室，冷凝室的中上部设有雾化装置，雾化装置上对称设置至少两个喷雾器；冷凝室的顶端设有贯通的排烟口；火焰腔，其固定设置在本体内，火焰腔通过本体上的通孔与燃烧机固定连接；火焰腔的顶部与冷凝室对应的位置设有封顶的转向器，转向器上沿圆周方向均匀设有至少两个出口向下倾斜的弯头。转向器的弯头带倾斜角度，且与冷凝室相对应，加长了雾化水和烟气的接触时间，烟气的显热和水蒸气的汽化潜热得以充分利用，降低了排烟温度，可实现大功率供热系统。

Description

燃烧式供热系统

技术领域

本发明涉及一种供热设备，特别涉及一种燃烧式供热系统。

背景技术

传统的加热设备，如锅炉，因其结构复杂、重量大不易运输等原因而逐渐被冷凝式锅炉所替代。冷凝式锅炉的工作原理是：将烟气中的水蒸气冷凝，利用烟气的显热和水蒸气中的汽化潜热将水加热。现有技术中的冷凝式锅炉排烟温度一般在160℃～250℃，烟气中的水蒸气仍处于过热状态，较难凝结成液态的水而放出汽化潜热，因此热效率低，使实现大功率的冷凝式锅炉成为难题。

排烟温度是判断冷凝式锅炉的性能的基本参数之一，因其直接影响锅炉的经济性和锅炉对环境的污染程度，排烟温度高说明烟气的显热和水蒸气的汽化潜热利用率低，且高温的烟气中携带更多的有害气体，对环境造成一定的污染。因此，使烟气中的水蒸气充分冷凝，提高冷凝式锅炉的烟气显热和水蒸气汽化潜热利用率，降低排烟温度成为本行业领军者关注的重点。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过改善烟气的冷凝环境，降低排烟温度，提高热效率，进而制作大功率的锅炉。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种燃烧式供热系统，包括加热装置、用于输送加热装置的进水、出水及供热系统回水的输送装置和用于控制加热装置的受控部件的电控装置，加热装置包括：本体，其顶部设有至少一个冷凝室，冷凝室的中上部设有雾化装置，雾化装置与进水管连接，雾化装置上对称设置至少两个喷射雾化水的喷雾器；至少一个冷凝室的顶端设有相通的排烟口；火焰腔，其固定设置在本体内，火焰腔通过本体上的通孔与燃烧机固定连接；火焰腔的顶部与冷凝室对应的位置设有封顶的转向器，转向器上沿圆周方向均匀设有至少两个出口向下倾斜的弯头。

本发明采用带弯头的转向器，且弯头带倾斜角度，并与冷凝室一一对应，减少了热量损失，并提高了换热面积，加长了雾化水和烟气的接触时间，使加热装置的热效率提高，烟气的显热和水蒸气的汽化潜热得以充分利用，从而降低了排烟温度，大大改善了供热装置的性能，使大功率的供热系统成为现实。

上述技术方案中，自火焰腔中火焰进入端至相对端，相邻转向器的间隔距离呈递减趋势，而转向器的开口大小呈递增趋势。相邻转向器的递减间隔距离和递增的转向器的开口确保所有转向器排出的烟气相同。

上述技术方案中，弯头的倾斜角度为30°～50°。30°～50°的倾斜角度使雾化水和烟气的接触效率更高。

上述技术方案中，排烟口的内壁上设有烟温传感器。烟温传感器的检测使故障及时被发现并使燃烧机停机，以免引起安全隐患和经济损失。

上述技术方案中，输送装置包括加热装置进水管，加热装置进水管上设有检测进水水压的电接点压力表，且电控装置接收电接点压力表的信息，当加热装置进水管的水压低于电接点压力表设定的压力时，电控装置向燃烧机发送停机信号。水压不够引起进水的雾化效果差，烟气相对过剩，电控装置根据电接点压力表的压力值及时制止燃烧机的燃烧，避免资源浪费。

上述技术方案中，输送装置的加热装置进水管上设有与燃烧机联动以防止燃烧机干烧的电磁阀。

上述技术方案中，冷凝室内、在雾化装置的上方设有截留冷凝后烟气中残留水蒸气的脱水器。脱水器可截留冷凝后的烟气中残留的水蒸气，返回加热系统，同时降低排烟温度。

上述技术方案中，冷凝室和排烟口之间设置烟气冷凝器。烟气冷凝器可将烟气中残留的水蒸气冷凝，同时降低排烟温度及热损。

上述技术方案中，输送装置还包括加热装置出水管，加热装置进水管和加热装置出水管上分别设有检测进水和出水的水温传感器，且电控装置根据水温传感器的信息调整加热装置的出水温度。

附图说明

图1是本发明的加热装置示意图；

图2是本发明的加热装置中火焰腔示意图；

图3是本发明的加热装置中转向器的俯视图；

图4是本发明的采暖系统示意图；

图5是本发明的洗浴系统示意图。

结合附图在其上标记以下附图标记：

1-燃烧机，2-本体，21-冷凝室，211-脱水器，22-出水口，3-火焰腔，31-转向器，311-弯头，32-防爆口，4-雾化装置，41-喷雾器，5-排烟口，6-进水管，7-电磁阀,10-加热装置，20-输送装置，30-供热装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本发明的燃烧式供热系统包括加热装置、输送装置、供热装置及电控装置。输送装置将加热前的水送入加热装置，并在加热装置和供热装置之间传输热水及回水，加热装置进水管上设有电磁阀、进水温度传感器以及控制加热装置启动的电接点压力表，加热装置出水管上设置出水温度传感器。电控装置接收各传感器的检测数据信息并对各受控部件发出控制信号。

加热装置的本体连接外置燃烧机，本体内放置火焰腔，火焰腔和燃烧机固定连接，根据供热系统的功率，火焰腔的顶部间隔设置至少一个封顶的转向器，转向器上沿圆周方向均匀设有至少两个出口向下倾斜的弯头，倾斜角度为30°～50°（优选45°），使向上移动的烟气改变运动方向，并形成旋转运动，自火焰腔中火焰进入端至相对端，相邻转向器的间隔距离呈递减趋势，而转向器的开口大小呈递增趋势，使每个转向器的烟气排放量相同；本体的顶部与转向器对应的位置上设置冷凝室，冷凝室的中上部设有雾化装置，雾化装置与进水管连接，雾化装置上对称设置至少两个喷射雾化水的喷雾器。冷凝后的烟气从冷凝室的顶端通过排烟口排出，排烟口的内壁上设有烟温传感器，当烟温超过120℃时，供热系统可能出现故障，电控装置向燃烧机发送停机信号。

供热装置可以是洗浴装置，也可以是采暖装置，电控装置通过加热装置进水管上的电接点压力表控制燃烧机的启动、通过烟温传感器的故障信号控制燃烧机的停机、通过水温传感器检测到的进水温度和出水温度调节加热装置的出水温度。

如图1所示，加热装置10包括燃烧机1、本体2、火焰腔3，本体2内放置火焰腔3，燃烧机1的出口端通过本体2上的通孔与火焰腔3法兰连接。火焰腔3的顶部设有三个转向器31（见图2），转向器呈顶部封闭的圆柱状，转向器31上沿圆周方向均匀设有8个出口向下倾斜的弯头311（见图3），倾斜角度为45°，使向上移动的烟气改变运动方向，并形成旋转运动。自火焰腔3中火焰进入端至相对端（即图1中的左端至右端），相邻转向器31的间隔距离呈递减趋势，而转向器31的开口大小呈递增趋势，使每个转向器的烟气排放量相同；本体2的顶部与转向器31对应的位置上设有冷凝室21，冷凝室21的中上部设有雾化装置4，雾化装置4与进水管6连接，雾化装置4上设置两个喷雾器41，将雾化水喷出。三个冷凝室21的顶端设有相通的排烟口5，排烟口5竖直向上，将冷凝后的烟气排出，在排烟口5的内壁上设有烟温传感器（图中未示出），通过排烟温度判断加热装置10是否正常工作。本体2上燃烧机的对侧设有出水口22，火焰腔3的右侧设有防爆口32。

燃烧机1内燃烧的火焰进入火焰腔3，燃烧后的烟气从转向器31的弯头311喷出，并旋转向上移动，与向下喷出的雾化水相遇，二者进行传热，烟气的显热和水蒸气的汽化潜热被雾化水吸收，使雾化水升温，由于重力向下流动。而降温后的烟气向上移动从排烟口5排出。

火焰腔3内自火焰入口至对侧，火焰的强度逐渐降低，烟气的浓度和强度逐渐降低，相邻转向器31的递减间隔距离和递增的转向器31的开口可确保所有转向器31排出的烟气相同。

向下倾斜一定角度的弯头使出口烟气具有水平的速度，因此形成旋转，相对于不能旋转的烟气，其水平移动使其与雾化水完全接触的几率增大，接触时间加长；从弯头出口的烟气具有向下的分速度，但烟气需要向上移动，这样就减小了烟气的上移速度，增大了烟气与雾化水的接触时间，传热更充分，因此，带有向下倾斜的弯头的转向器提高了加热装置的传热效率，排烟温度也随之降低。

每个转向器对应一个冷凝室，烟气的热量集中在冷凝室内，因此烟气的热量利用率高。当烟温超过120℃时，加热装置可能出现故障，电控装置向燃烧机发送停机信号，及时发现故障，以免引起的安全隐患和经济损失。

优选地，在冷凝室21内雾化装置4的上部设有脱水器211，用于将冷凝后的烟气中的残留的水蒸气截留在脱水器上，返回加热系统，同时降低排烟温度。

优选地，在冷凝室21和排烟口5之间设置烟气冷凝器，将烟气中残留的水蒸气冷凝，同时降低排烟温度及热损。

图4和图5示出了供热装置30分别为采暖和洗浴的供热系统。在输送装置20中，加热装置10的进水管上设有电接点压力表（图中未示出），当进水管的水压低于电接点压力表设定的压力时，电控装置向燃烧机发送停机信号。加热装置10的进水管上还设有电磁阀7，电磁阀7与燃烧机1联动，只有当电磁阀7打开时，燃烧机1才能启动，燃烧机1停止后，电磁阀7关闭，避免在雾化装置4缺水的情况下燃烧机1干烧。加热装置10的进水管和出水管上分别设有测量进水和出水的水温传感器，为使用者提供信息，方便调节系统的热水供水温度。

电控装置接收电接点压力表、烟温传感器、电磁阀以及进出水的水温传感器的信号，控制燃烧机的启停和调节加热装置10的出水温度。

电磁阀、电接点压力表的信号传输为电控装置提供控制燃烧机的信号，在保证水压适合的情况下开启燃烧机，防止燃烧机干烧，节省能源；烟温传感器为电控装置提供加热装置10故障信号，避免故障扩散，引起更大的损失。

本发明的加热装置10的试验及其计算数据如下：

本发明采用带弯头的转向器，且弯头带倾斜角度，且与冷凝室一一对应，减少了热量损失，并提高了换热面积，加长了雾化水和烟气的接触时间，使加热装置的热效率提高，烟气的显热和水蒸气的汽化潜热得以充分利用，从而降低了排烟温度，大大改善了供热装置的性能，使大功率的供热系统成为现实。

本发明的排烟口与大气直接相通，即冷凝室为常压状态，使系统运行稳定安全。本发明结构简单，烟气和水之间没有介质传递，不需要传热面，且二者的直接冷凝气道洗气作用，清洁烟气，使排烟口的烟气中有害物质减少，有利于环境保护。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种燃烧式供热系统，包括加热装置、用于输送所述加热装置的进水、出水及供热系统回水的输送装置和用于控制所述加热装置的受控部件的电控装置，其特征在于，所述加热装置包括：

本体，其顶部设有至少一个冷凝室，所述冷凝室的中上部设有雾化装置，所述雾化装置与进水管连接，所述雾化装置上对称设置至少两个喷射雾化水的喷雾器；至少一个所述冷凝室的顶端设有相通的排烟口；

火焰腔，其固定设置在所述本体内，所述火焰腔通过所述本体上的通孔与燃烧机固定连接；所述火焰腔的顶部与所述冷凝室对应的位置设有封顶的转向器，所述转向器上沿圆周方向均匀设有至少两个出口向下倾斜的弯头,其中所述所述弯头的倾斜角度为30°～50°。

2.根据权利要求1所述的燃烧式供热系统，其特征在于，自火焰腔中火焰进入端至相对端，相邻所述转向器的间隔距离呈递减趋势，而转向器的开口大小呈递增趋势。

3.根据权利要求1所述的燃烧式供热系统，其特征在于，所述排烟口的内壁上设有烟温传感器。

4.根据权利要求1所述的燃烧式供热系统，其特征在于，所述输送装置包括加热装置进水管，所述加热装置进水管上设有检测进水水压的电接点压力表，且所述电控装置接收所述电接点压力表的信息，当所述加热装置进水管的水压低于所述电接点压力表设定的压力时，所述电控装置向所述燃烧机发送停机信号。

5.根据权利要求4所述的燃烧式供热系统，其特征在于，所述输送装置的加热装置进水管上设有与所述燃烧机联动以防止所述燃烧机干烧的电磁阀。

6.根据权利要求1所述的燃烧式供热系统，其特征在于，所述冷凝室内、在所述雾化装置的上方设有截留冷凝后烟气中残留水蒸气的脱水器。

7.根据权利要求1所述的燃烧式供热系统，其特征在于，所述冷凝室和所述排烟口之间设置烟气冷凝器。

8.根据权利要求4所述的燃烧式供热系统，其特征在于，所述输送装置还包括加热装置出水管，所述加热装置进水管和所述加热装置出水管上分别设有检测进水和出水的水温传感器，且所述电控装置根据所述水温传感器的信息调整所述加热装置的出水温度。