CN106091389A - 一种双通道燃烧热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双通道燃烧热交换器，包括由内筒和外筒构成的筒形主体，内筒内部中空并构成用于燃气和空气混合气燃烧的燃烧腔以及使高温烟气向下输送的排烟通道，内筒和外筒之间具有两组换热通道；筒形主体下端设有采暖回水接头和冷水接头，筒形主体上端设有热水接头和采暖出水接头，第一组换热通道连接在采暖回水接头与采暖出水接头之间，第二组换热通道连接在冷水接头与热水接头之间。本发明的热交换器燃烧产生的高温烟气自上而下向下输送排放，换热通道内的采暖系统水或生活水自下而上流动，与高温烟气换热，燃烧与换热的方向相反形成对流，而且燃烧腔为长筒状，其换热的长度更长，换热面积更大，使该热交换器具有极高的换热效率，可达107%以上。

Description

一种双通道燃烧热交换器

技术领域

本发明涉及一种双通道燃烧热交换器。

背景技术

壁挂炉行业经过多年发展，大气式燃烧的普通壁挂炉已经进入了技术瓶颈期，技术陈旧同质化严重难以创新，能效低，排放大，属于中低端技术的产业，与节能环保的时代主题也不相适应，因此越来越多的壁挂炉厂家逐渐认识到，冷凝壁挂炉才是技术的制高点，才是代表行业发展方向的产品，冷凝壁挂炉的研发和生产制造，才是行业升级和企业持续发展之路。

作为高端产品的全预混冷凝壁挂炉，热交换器是其核心的技术和配置之一，目前市场上主流的热交换器主要是两种，一种是不锈钢盘管的冷凝换热器，另一种是方形的铸硅铝冷凝换热器。而这些换热器通常只有一组换热通道，因此在采暖水、生活热水使用过程中，往往需要多组换热器协同工作（即需要一级换热器和二级（或多级）换热器结合，才可以满足使用要求），导致在产品结构上较为复杂，成产成本高，不利于小型化发展，换热效率难以提高，整机性能都难以有创新突破和技术提升。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种双通道燃烧热交换器，其集成了两组换热通道、体积紧凑无需再借用其他换热器协同工作，且两组通道的换热都可以达到冷凝效果，热效率高。

本发明的目的是这样实现的：

一种双通道燃烧热交换器，包括由内筒和外筒构成的筒形主体，其结构特征在于，所述内筒内部中空并构成用于燃气和空气混合气燃烧的燃烧腔以及使高温烟气向下输送的排烟通道，内筒和外筒之间具有两组换热通道；筒形主体下端设有采暖回水接头和冷水接头，筒形主体上端设有热水接头和采暖出水接头，第一组换热通道连接在采暖回水接头与采暖出水接头之间，第二组换热通道连接在冷水接头与热水接头之间。

所述筒形主体的上端安装有上法兰盘，下端安装有下法兰盘；所述上法兰盘、内筒、外筒与下法兰盘之间相互密封并形成第一组换热通道，第一组换热通道的进水端与采暖回水接头连接、出水端与采暖出水接头连接；所述第二组换热通道为设置在第一组换热通道内的换热管，第二组换热通道的进水端与冷水接头连接、出水端与热水接头连接。

所述第二组换热通道为盘旋设置在第一组换热通道内呈螺旋状的换热管。

所述第二组换热通道的外壁分别与内筒、外筒的内壁紧密接触并在接触面上相互密封。

所述第二组换热通道为内管为紫铜管、外管为铝管的双层复合管。

所述第一、二组换热通道是并列的两个水路通道。

所述内筒的内壁布满若干凸起的换热肋片，换热肋片沿内筒的轴向方向竖向设置，相邻两条换热肋片之间形成换热间隙。

所述筒形主体的上端用于与燃烧器安装，下端设有冷凝水收集盖，冷凝水收集盖盖住筒形主体的下端。

所述冷凝水收集盖向筒形主体的外部延伸，顶部设有排烟管接口，底部设有冷凝水排放接口。

所述内筒内部还设有分流器本体，其放置于内筒的排烟通道内。

所述分流器本体呈圆柱状，包括陶瓷分流器和铝分流器，它们通过上、下组合在一体构成分流器本体。

本发明的有益效果如下：

本发明的热交换器燃烧腔是燃气和空气混合物的燃烧空间，所产生的高温烟气经烟气通道（即换热间隙）向下流动和排放，换热通道内的相对低温的采暖系统水或生活水自下而上流动，高温烟气与水流的方向相反形成对流，而且燃烧腔为长筒状，其换热的工作长度更长，换热面积更广，使该热交换器具有极高的换热效率，可达107%以上，而且其内集成双通道（换热通道）换热，使采暖工况与生活热水工况能够自由切换，无需二级（多级）换热器和切换水路的电动三通阀参与工作，结构非常简单，有助于简化壁挂炉的整机结构。

附图说明

图1为本发明一实施例热交换器的装配立体图。

图2为本发明一实施例筒形主体与冷凝水收集盖分解的剖视图。

图3为本发明一实施例筒形主体的分解图。

图4为本发明一实施例分流器本体的分解图。

图5为本发明一实施例热交换器的俯视图（剖视）。

图6为本发明一实施例热交换器的局部放大图（剖视）。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1-图6，本双通道燃烧热交换器，包括由内筒51和外筒52构成的筒形主体5，内筒51内部中空并构成用于燃气和空气混合气燃烧的燃烧腔6以及使高温烟气向下输送的排烟通道（即下述的换热间隙15），内筒51和外筒52之间具有两组换热通道；筒形主体5下端设有采暖回水接头2和冷水接头4，筒形主体5上端设有热水接头1和采暖出水接头3，第一组换热通道13连接在采暖回水接头2与采暖出水接头3之间，第二组换热通道12连接在冷水接头4与热水接头1之间。

本热交换器整体通过铸硅铝材料制成，因此具有很强的抗腐蚀性能，使热交换器的寿命可达15年以上，比市场上其他的换热器寿命更高（10年左右）。其内部具有采暖热水和生活热水热交换的双换热通道，能达到一级能效。其整体呈长筒形，燃烧腔6内部是全预混式燃烧器，往其中输送的燃气、空气混合物被点燃后，在燃烧腔6进行燃烧，产生的高温烟气沿内筒51向下排放；而生活冷水从冷水接头4内部进入第二组换热通道12内，流动的过程中被加热，再从热水接头1流出，供生活热水工况使用；或者，温度较低的采暖回水从采暖回水接头2进入第一组换热通道13，流动的过程中被加热，再从采暖出水接头3流出，供采暖工况使用。

由于热交换器整体为筒形结构，燃烧腔6的燃气输送、燃烧并排放均是自上而下，便于产生的冷凝水集聚和收集，防止冷凝水在热交换器内的局部集聚停留，减少了热交换器被腐蚀的风险。同时可以有效防止燃烧产生的一些杂质堆积在热交换器内表面，减少了排烟通道（排烟管等）被杂质堵塞的可能性。进一步提高热交换器的寿命。其还可大幅降低整机的结构，因此可以缩短装配时间，提高经济效益，另外减少了故障率，提高了产品品质的稳定。

进一步地，筒形主体5的上端安装有上法兰盘7，下端安装有下法兰盘8；上法兰盘7、内筒51、外筒52与下法兰盘8之间相互密封并形成第一组换热通道13，第一组换热通道13的进水端与采暖回水接头2连接、出水端与采暖出水接头3连接；第二组换热通道12为设置在第一组换热通道13内的换热管，第二组换热通道12的进水端与冷水接头4连接、出水端与热水接头1连接。更具体地说，本双通道燃烧热交换器，由筒形主体5、上法兰盘7、下法兰盘8（通过焊接等常规方式）组合而成，筒形主体5为两层结构，第一层为内筒51内部形成的燃烧腔6和烟气通道，第二层为形成在内筒51与外筒52及其两者之间的第一组换热通道13和第二组换热通道12，第二组换热通道12的外壁分别与内筒51、外筒52的内壁紧密接触并在接触面上相互密封，即第一、二组换热通道是并列的两个水路通道。换热通道与相关接头之间均是密封连接，使两组通道的相互独立不串流，满足双工况的使用目的。第二组换热通道12的管口内径可优选为φ14mm，两者的换热通道截面积比较大，因此大大减少了两通道中的水流阻力，同时减少了两通道因结垢而被堵塞的风险，提高了热交换器及整机的使用寿命。

进一步地，第二组换热通道12为盘旋设置在第一组换热通道13内呈螺旋状的换热管。第二组换热通道12即换热管内管为紫铜管、外管为铝管的双层复合管，内层的铜管保证其中流动的水流不被污染，外层的铝管保证与内筒51和外筒53能够紧密接触，增强换热效果。

进一步地，内筒51的内壁布满若干凸起的换热肋片14，换热肋片14沿内筒51的轴向方向竖向设置，相邻两条换热肋片14之间形成换热间隙15。燃烧后产生的高温烟气从上往下经换热间隙15排放，而燃烧后的热量则通过换热肋片14与流经换热通道中的过程液体进行热交换，换热肋片自热交换器的上部延伸至其底部，形成沿圆轴均匀分布的若干细长肋片，能够增大换热面积，提高换热效果，换热间隙15则有利于烟气向下排放。换热肋片14和换热间隙15没有弯曲、折弯，因此清洗和维护与市场上其他类型的冷凝热交换器更方便有效，节约时间。

进一步地，筒形主体5的上端用于与燃烧器（图中未标出）安装，下端设有冷凝水收集盖17，冷凝水收集盖17盖住筒形主体5的下端。冷凝水收集盖17向筒形主体5的外部延伸，顶部设有排烟管接口21，底部设有冷凝水排放接口20。高温烟气被降低冷却后，从换交换器底部进入冷凝水收集盖17，再通过排烟管连接口21进入排烟管道。烟气被冷却到露点温度以下时，产生冷凝水，冷凝水沿着换热器主体5内部的换热肋片14或换热间隙15往下流，集聚到热交换器底部的冷凝水收集盖17，经过冷凝水排放接口20被排放到外部，烟气则从排烟管接口21排放到外部。

进一步地，内筒51内部还设有分流器本体，其放置于内筒51的排烟通道内。分流器本体呈圆柱状，分流器本体包括陶瓷分流器18和铝分流器19，它们通过上、下组合在一体构成分流器本体。分流器本体能够更好地迫使燃烧腔6内部产生的高温烟气从周边的换热间隙15往下排放。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，而非以此来限定本发明的权利要求保护范围，依本发明保护范围内所作的等同变化，仍属本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种双通道燃烧热交换器，包括由内筒（51）和外筒（52）构成的筒形主体（5），其特征在于，所述内筒（51）内部中空并构成用于燃气和空气混合气燃烧的燃烧腔（6）以及使高温烟气向下输送的排烟通道，内筒（51）和外筒（52）之间具有两组换热通道；筒形主体（5）下端设有采暖回水接头（2）和冷水接头（4），筒形主体（5）上端设有热水接头（1）和采暖出水接头（3），第一组换热通道（13）连接在采暖回水接头（2）与采暖出水接头（3）之间，第二组换热通道（12）连接在冷水接头（4）与热水接头（1）之间。

2.根据权利要求1所述的双通道燃烧热交换器，其特征在于：所述筒形主体（5）的上端安装有上法兰盘（7），下端安装有下法兰盘（8）；

所述上法兰盘（7）、内筒（51）、外筒（52）与下法兰盘（8）之间相互密封并形成第一组换热通道（13），第一组换热通道（13）的进水端与采暖回水接头（2）连接、出水端与采暖出水接头（3）连接；

所述第二组换热通道（12）为设置在第一组换热通道（13）内的换热管，第二组换热通道（12）的进水端与冷水接头（4）连接、出水端与热水接头（1）连接。

3.根据权利要求2所述的双通道燃烧热交换器，其特征在于：所述第二组换热通道（12）为盘旋设置在第一组换热通道（13）内呈螺旋状的换热管。

4.根据权利要求2所述的双通道燃烧热交换器，其特征在于：所述第二组换热通道（12）的外壁分别与内筒（51）、外筒（52）的内壁紧密接触并在接触面上相互密封。

5.根据权利要求2所述的双通道燃烧热交换器，其特征在于：所述第二组换热通道（12）为内管为紫铜管、外管为铝管的双层复合管。

6.根据权利要求1所述的双通道燃烧热交换器，其特征在于：所述内筒（51）的内壁布满若干凸起的换热肋片（14），换热肋片（14）沿内筒（51）的轴向方向竖向设置，相邻两条换热肋片（14）之间形成换热间隙（15）。

7.根据权利要求1所述的双通道燃烧热交换器，其特征在于：所述筒形主体（5）的上端用于与燃烧器安装，下端设有冷凝水收集盖（17），冷凝水收集盖（17）盖住筒形主体（5）的下端。

8.根据权利要求7所述的双通道燃烧热交换器，其特征在于：所述冷凝水收集盖（17）向筒形主体（5）的外部延伸，顶部设有排烟管接口（21），底部设有冷凝水排放接口（20）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的双通道燃烧热交换器，其特征在于：所述内筒（51）内部还设有分流器本体，其放置于内筒（51）的排烟通道内。

10.根据权利要求9所述的双通道燃烧热交换器，其特征在于：所述分流器本体呈圆柱状，包括陶瓷分流器（18）和铝分流器（19），它们通过上、下组合在一体构成分流器本体。