CN106969491A - 燃气热水装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种燃气热水装置，包括：进水管；出水管；燃烧器，其用于产生烟气；换热器，所述换热器包括围框和换热部，所述换热部至少部分地设置在所述围框内；至少一个保护机构，每一个所述保护机构套设在至少一个所述换热部外，所述保护机构的内壁与所述换热部的外壁之间具有间隙空间，所述间隙空间分别与所述换热部的内腔以及所述烟气通道隔离；风机；所述燃烧器、所述换热器以及所述风机依次设置。本申请采用上述结构减少了烟气在换热部的表面凝结产生的冷凝水，进而减小了冷凝水对其他部件的腐蚀，延长了燃气热水装置的使用寿命；使低温的烟气与低温的水换热，高温的烟气与高温的水进行换热，从而提高换热效率。
Description
技术领域
本申请涉及热水器领域，尤其涉及一种燃气热水装置。
背景技术
燃气热水装置一般可以分为抽气式和鼓风式。相较于鼓风式燃气热水装置，抽气式燃气热水装置在运行过程中，风机上游形成负压，该负压的存在会带动气体向着风机流动，进而实现燃气热水装置内的气流流动，当风机上游处于负压环境下时，燃烧器燃烧所产生的烟气不会产生外泄的风险，因此，燃烧室下部与大气连通，增大了进风面积进而增大了进风量，从而使得在相同燃烧功率下抽气式燃气热水装置的风机转速低于鼓风式燃气热水装置，由此可以降低燃气热水装置在工作状态下的噪音。当风机的转速低于一定值时(例如，风机的转速在2000转/分范围时)，围框内的含氧量较低，导致烟气露点温度升高，使得燃气热水装置中的换热器上较容易产生大量的冷凝水，此时，对抽风式燃气热水器而言，由于风机转速较低，产生的冷凝水不会随烟气被风机吹出燃气热水装置，导致燃气热水装置的换热器、燃烧器等部件遭受腐蚀，减小了燃气热水装置的使用寿命，同时，冷凝水的积聚下滴也会对燃烧况产生不良影响，
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本申请所要解决的技术问题是提供一种燃气热水装置，其可以抑制冷凝水的产生。
本申请的具体技术方案是：一种燃气热水装置，包括：进水管；出水管；燃烧器，其用于产生烟气；换热器，所述换热器包括具有烟气通道的围框和用于将所述进水管和所述出水管连通的换热部，所述换热部至少部分地设置在所述围框内；至少一个保护机构，每一个所述保护机构套设在至少一个所述换热部外，所述保护机构的内壁与所述换热部的外壁之间具有间隙空间，所述间隙空间分别与所述换热部的内腔以及所述烟气通道隔离；风机；所述燃烧器、所述换热器以及所述风机依次设置。
优选地，所述保护机构设置在至少一个沿烟气方向位于下游的所述换热部上。
优选地，所述间隙空间内充有介质，所述介质处于非流动状态。
优选地，至少一个所述保护机构之间互不连通。
优选地，所述燃气热水装置包括外壳，所述换热器与所述保护机构均设置在所述外壳内。
优选地，所述间隙空间为密闭的。
优选地，所述间隙空间内的介质为空气。
优选地，所述换热部包括换热管，所述保护机构为套设在所述换热管外的套管。
优选地，所述保护机构全部覆盖所述换热部位于所述围框内的部分。
优选地，所述保护机构位于所述围框外的部分与所述换热部位于所述围框外的部分密封连接。
优选地，所述换热部位于所述围框外的部分具有扩径部，所述扩径部的外壁与所述保护机构的内壁贴合。
优选地，所述进水管与沿烟气方向位于下游的所述换热部连接，所述出水管与沿烟气方向位于上游的所述换热部连接，所述保护机构设置在位于下游的所述换热部上。
优选地，所述燃烧器位于所述换热器下方，所述风机位于所述换热器上方。
优选地，由所述进水管流入所述换热器中的水流沿换热部从上向下依次流动。
优选地，至少一个的未设置所述保护机构的换热部上设置有翅片。
本申请实施例公开了一种燃气热水装置，包括：进水管；出水管；燃烧器，其用于产生烟气；换热器，所述换热器包括具有烟气通道的围框和用于将所述进水管和所述出水管连通的换热机构，所述换热机构包括至少部分地设置在所述围框内并连通的第一换热部和第二换热部，所述第二换热部沿水流方向位于所述第一换热部的上游，保护机构，所述保护机构形成于所述第二换热部上；风机；所述燃烧器、所述换热器以及所述风机依次设置。
优选地，所述第二换热部包括换热管，所述保护机构为与所述换热管相套接的套管。
优选地，所述套管套设在所述换热管内或所述换热管外。
优选地，所述套管的材质为陶瓷或耐高温塑料中的至少一种，所述换热管的材质为不锈钢。
优选地，所述套管与所述换热管贴紧。
优选地，所述套管将所述换热管位于所述围框内的部分全部套接。
优选地，所述换热管位于所述围框外的部分至少部分与所述套管相套接。
优选地，所述第一换热部包括换热管以及设置在所述换热管上并位于所述围框内的翅片。
优选地，所述燃气热水装置包括沿烟气流动方向位于所述换热器上游的燃烧器，所述进水管与所述第二换热部连通，所述出水管与所述第一换热部连通，所述至少部分第一换热部沿烟气流动方向位于所述第二换热部的上游。
优选地，所述燃烧器位于换热器下方和所述风机位于所述换热器的上方，所述第一换热部位于所述第二换热部的下方。
优选地，所述第二换热部的出口处的水温不低于10摄氏度。
本申请采用上述结构可以具有以下优点：
1、本申请中的燃气热水装置设置有保护机构，从而减少了烟气在换热部的壁面凝结而产生的冷凝水，进而减小了冷凝水对其他部件的腐蚀，延长了该燃气热水装置的使用寿命；
2、本申请中的燃气热水装置的水流方向与烟气方向可以相反，从而使低温的烟气与低温的水换热，高温的烟气与高温的水进行换热，提高了换热效率；
3、本申请中的燃气热水装置采用抽风式，抽风式燃气热水装置的风机转速和噪音较低，本申请中的保护机构可以在风机转速较低的情况下减少或避免冷凝水的产生；
4、当所述保护机构为套管时，套管与换热管之间的间隙空间内的介质可以处于非流动状态，减小了烟气与外管壁面温度梯度，从而进一步减少了冷凝水的产生。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。
图1为本申请实施例中燃气热水装置的结构原理示意图。
图2为本申请实施例中一个具体的燃气热水装置的侧视图。
图3为图2的剖视图。
图4为图2的套管和换热管的剖视示意图。
图5为图2中换热器的局部放大示意图。
图6为本申请实施例中燃气热水装置的另一个结构原理示意图。
图7为本申请一个实施例中的保护机构和第二换热部结合的结构示意图。
图8为本申请另一个实施例中的保护机构和第二换热部结合的结构示意图。
图9为本申请再一个实施例中的保护机构和第二换热部结合的结构示意图。
以上附图的附图标记：1、进水管；2、出水管；3、燃烧器；4、换热器；5、围框；6、换热管；7、套管；8、风机；9、集水盒；10、间隙空间；11、扩径部；12、翅片；13、第一换热部；14、第二换热部。
具体实施方式
结合附图和本申请具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本申请的细节。但是，在此描述的本申请的具体实施方式，仅用于解释本申请的目的，而不能以任何方式理解成是对本申请的限制。在本申请的教导下，技术人员可以构想基于本申请的任意可能的变形，这些都应被视为属于本申请的范围。
图1示出了本申请实施例中燃气热水装置的结构示意图。参照图1所示，本申请实施例公开了一种燃气热水装置，包括进水管1；出水管2；燃烧器3，其用于产生烟气；换热器4，所述换热器4包括具有烟气通道的围框5和用于将所述进水管1和所述出水管2连通的换热部，所述换热部至少部分地设置在所述围框5内；至少一个保护机构，每一个所述保护机构套设在至少一个所述换热部外，所述保护机构的内壁与所述换热部的外壁之间具有间隙空间10，所述间隙空间10分别与所述换热部的内腔以及所述烟气通道隔离；风机8；所述燃烧器3、所述换热器4以及所述风机8依次设置。
在本实施方式中，燃烧器3产生的烟气在通过围框5内的烟气通道后，被所述风机8抽出所述围框5。在烟气从烟气通道被所述风机8抽出的过程中，烟气在围框5内与换热器4的换热部中的水进行换热，从而能将换热部中的水加热到一定温度。
在现有技术中，由于未设置有保护机构，烟气通过换热部的壁与换热部中的水进行热交换。由于部分的换热部中的水的温度较低，导致换热部的壁面的温度也较低，当流过壁面温度较低的换热部的烟气温度也较低时，在该换热部上就可能会产生较大量的冷凝水。
在本实施方式中，烟气在通过保护机构时，会先与保护机构的外壁换热，热量通过保护机构的外壁传导向保护机构的内壁，再通过间隙空间10传向换热部的外壁。到达换热部外壁的热量再传导向换热部的内壁，进而与换热部中的水产生热交换。由于保护机构与换热部之间具有间隙空间10，间隙空间10的存在能够减小烟气与保护机构壁面的温度梯度，减少了冷凝水的产生。
图2和图3示出了本申请实施例中一个具体的燃气热水装置的结构示意图。参照图2和图3所示，燃气热水装置包括进水管1、出水管2、燃烧器3、换热器4、保护机构、风机8以及外壳(未示出)。所述燃烧器3、换热器4、保护机构均设置在所述外壳内。具体的，本实施方式中的燃气热水装置为非冷凝式的。其中，燃烧器3位于换热器4的下方，风机8位于换热器4的上方。具体的风机8可以为无级调速风机8，其能够在换热器4的围框5内形成负压腔，在负压的作用下由燃烧器3产生的烟气在烟气通道内自下而上运动。
换热器4还包括穿设在围框5上的多个换热管6。多个换热管6可以以各种形式依序连通。例如，在本实施方式中，各个换热管6可以自上而下依序连通。当然的，在其他可选的实施方式中，各个换热管6也可以依照要求连通。
在本实施方式中，进水管1与位于最上方的换热管6连接。出水管2与位于最下方的换热管6连接。参照图1所示，进水管1和出水管2可以分别位于围框5的两侧。在其他可选的实施方式中，参照图2所示进水管1和出水管2可以均位于围框5的一侧。
从所述进水管1流入换热器4的水沿着换热器4中的换热管6自上而下依次流动，然后从围框5的下部的换热管6流出后进入出水管2。低温度的水由进水管1进入沿烟气方向位于下游的换热管6内。沿着烟气流动方向，烟气的温度自下而上逐渐变小。相应的，沿烟气方向位于下游的温度较低的烟气可以与处于水流方向上游(即温度较低)的水进行换热。沿烟气方向位于上游的温度较高的烟气可以使沿处于水流方向下游(即温度较高)的水进行换热。
但是相应的，如果没有设置保护机构，较低温度的烟气中的水汽通过换热管6的壁面与温度较低的水较为直接地换热后，较为容易地产生冷凝水，进而对其他部件产生腐蚀，影响燃气热水装置的使用寿命。
参照图4所示，在本实施方式中，所述保护机构为套设在所述换热管6外的套管7。套管7套设在至少一个沿烟气方向位于下游的所述换热管6上。具体的，套管7沿着换热管6的延伸方向套设在所述换热管6外且全部覆盖所述换热管6位于所述围框5内的部分。套管7的内壁与换热管6的外壁之间形成有间隙空间10。所述间隙空间10分别与所述换热管6的内腔以及所述烟气通道隔离。间隙空间10的存在减小了烟气与套管7壁面的温度梯度，减少了冷凝水的产生。
在本实施方式中，考虑到安全要求，所述套管7和所述换热管6均由熔点大于700摄氏度的金属材料制成。例如，所述套管7和所述换热管6可以由不锈钢或铜制成。基于烟气可能对铜产生腐蚀和成本考虑，所述套管7可以由不锈钢材料制成，所述换热管6可以由铜制成。
在本实施方式中，所述间隙空间10内充有空气。为了避免换热管6内的温度较低的水对保护机构产生较大影响，间隙空间10内的空气处于非流动状态。当然的，在其他可选的实施方式中，所述间隙空间10内还可以填充有水或其他导热系数较低的介质。
在一个更优选的实施方式中，所述间隙空间10为密闭的。密闭的所述间隙空间10内的介质可以进一步使烟气与套管7壁面的温度梯度减小，从而减少换热管6内的温度较低的水对保护机构的外壁产生影响。
参照图1所示，在一个可选的实施方式中，燃气热水装置包括多个套管7，具体的各个套管7可以套设在处于上方的一排换热管6上，在该实施方式中，进水管1与套设有套管7的换热管6连接，且至少一个所述套管7之间互不连通。例如，燃气热水装置可以包括四排自上而下依次排列的换热管6、最上方的一排换热管6上套设有套管7。
参照图5所示，在本实施方式中，换热管6的两端均伸出围框5，且分别与集水盒9连通，从而形成水路。套管7的两端中的至少一端也伸出围框5，且所述套管7位于围框5外的部分与所述换热管6位于所述围框5外的部分焊接固定，从而使焊接部位不与烟气直接接触，进而提高了寿命。
参照图5所示，在一个更优选的实施方式中，所述换热管6位于所述围框5外的部分具有扩径部11，所述扩径部11的外壁与所述套管7的内壁贴合，以保证加工的方便以及间隙空间10的密封性。此外，换热管6与套管7在围框5外部密封连接也能够减小围框5外部换热管6上由于空气中水汽凝结而产生冷凝水的问题。
参照图1所示，在本实施方式中，在未设置所述套管7的换热管6上设置有翅片12。当换热管6内的水的温度较高或当烟气的温度较高时，烟气在与换热管6中的水通过换热管6直接换热不易产生冷凝水，可以在换热管6上设置翅片12，以尽可能增大换热表面积，从而提高换热效率。
在其他可选的实施方式中，所述风机8也可以位于所述换热器4的下方，所述换热器4位于所述燃烧器3的下方。所述进水管1与位于下方的换热管6连接，所述出水管2与位于上方的换热管6连接。所述保护机构设置在位于下方的所述换热管6上，以尽量避免冷凝水的产生。
参照图6所示，本申请实施例还公开了一种燃气热水装置，包括：进水管1；出水管2；燃烧器3，其用于产生烟气；换热器4，所述换热器4包括具有烟气通道的围框5和用于将所述进水管1和所述出水管2连通的换热机构，所述换热机构包括至少部分地设置在所述围框5内并连通的第一换热部13和第二换热部14，所述第二换热部14沿水流方向位于所述第一换热部13的上游，保护机构，所述保护机构形成于所述第二换热部14上；风机8；所述燃烧器3、所述换热器4以及所述风机8依次设置。其中，所述燃烧器3位于换热器4下方和所述风机8位于所述换热器4的上方，所述第一换热部13位于所述第二换热部14的下方。
参照图6所示，在本实施方式中，所述第一换热部13和所述第二换热部14包括多个换热管6。所述第一换热部13和所述第二换热部14相互连通，且所述第二换热部14沿水流方向位于所述第一换热部13的上游。沿烟气方向位于下游的温度较低的烟气可以与所述第二换热部14内(即温度较低)的水进行换热。沿烟气方向位于上游的温度较高的烟气可以与所述第一换热部13内(即温度较高)的水进行换热。为了抑制较低温度的烟气与壁面温度较低的第二换热部14接触生成冷凝水，所述保护机构设置在所述第二换热部14上。
参照图7所示，在一个可选的实施方式中，所述第二换热部14包括由金属材料(例如不锈钢或铜)制成的换热管6，所述保护机构为套设在所述换热管6外的由金属材料(例如不锈钢或铜)制成的套管7，所述换热管6的外壁与所述套管7的内壁之间具有间隙空间10。更优选地，为了避免烟气对套管7产生腐蚀，套管7可以由不锈钢制成。
参照图8所示，在另一个可选的实施方式中，所述第二换热部14包括由金属材料(例如不锈钢或铜)制成的换热管6，所述保护机构为套设在所述换热管6外的由导热系数较小的材料(例如陶瓷或耐高温塑料)制成的套管7。所述套管7的内壁与所述第二换热部14的外壁相紧贴。由于套管7的导热系数较小，温度较低的水在套管7的作用下较少的影响套管7外壁面的温度，从而减少冷凝水在套管7外壁面的产生量。
参照图7所示，在另一个可选的实施方式中，所述第二换热部14包括由金属材料(例如不锈钢或铜)制成的换热管6，所述保护机构为套设在所述换热管6外的由导热系数较小的材料(例如陶瓷或耐高温塑料)制成的套管7。所述换热管6的外壁与所述套管7的内壁之间具有间隙空间10。由于套管7的导热系数较低以及间隙空间10，温度较低的水在套管7的作用下较少的影响套管7外壁面的温度，从而减少冷凝水在套管7外壁面的产生量。
参照图8所示，在另一个可选的实施方式中，所述第二换热部14包括由金属材料(例如不锈钢或铜)制成的换热管6，所述保护机构为套设在所述换热管6内的由导热系数较小的材料(例如陶瓷或耐高温塑料)制成的套管7。所述套管7的内外壁与所述第二换热部14的内壁相紧贴。由于套管7的导热系数较小，温度较低的水在套管7的作用下较少的影响换热管6外壁面的温度，从而减少冷凝水在换热管6外壁面的产生量。
参照图9所示，在另一个可选的实施方式中，所述第二换热部14包括由导热系数较小的材料(例如陶瓷或耐高温塑料)制成的换热管6。所述保护机构为套设在所述换热管6外的由金属材料(例如不锈钢或铜)制成的套管7。所述套管7的内壁与所述第二换热部14的外壁相紧贴。由金属材料制成的套管7可以提高换热器4的安全性。由于第二换热部14的导热系数较小，温度较低的水在第二换热部14的作用下较少的影响套管7外壁面的温度，从而减少冷凝水在套管7外壁面的产生量。优选地，所述换热管6的外壁也可以与所述套管7的内壁之间具有间隙空间10。
在一个优选的实施方式中，所述套管7将所述换热管6位于所述围框5内的部分全部套接。所述换热管6位于所述围框5外的部分至少部分与所述套管7相套接。
参照图6所示，在一个优选的实施方式中，所述第一换热部13包括换热管6以及设置在所述换热管6上并位于所述围框5内的翅片12。由于第一换热部13内的水的温度较高或当烟气的温度较高时，烟气在与第一换热部13中的水通过换热管6直接换热不易产生冷凝水，可以在换热管6上设置翅片12，以尽可能增大换热表面积，从而提高换热效率。经过申请人试验和研究测算，当所述第二换热部14的出口处的水温不低于10℃，就可以在位于其下游的换热管6上不设置保护机构，水温升高后，换热管6与烟气间的温度梯度减小，冷凝水的产生量会大幅减少。例如，经过测算，位于最上方的换热管6的出口处的水温不低于10℃时，这样在最上方的换热管6的下方的换热管6上就不必设置保护机构。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (26)
1.一种燃气热水装置，其特征在于，包括：
进水管；
出水管；
燃烧器，其用于产生烟气；
换热器，所述换热器包括具有烟气通道的围框和用于将所述进水管和所述出水管连通的换热部，所述换热部至少部分地设置在所述围框内；
至少一个保护机构，每一个所述保护机构套设在至少一个所述换热部外，所述保护机构的内壁与所述换热部的外壁之间具有间隙空间，所述间隙空间分别与所述换热部的内腔以及所述烟气通道隔离；
风机；
所述燃烧器、所述换热器以及所述风机依次设置。
2.根据权利要求1所述的燃气热水装置，其特征在于，所述保护机构设置在至少一个沿烟气方向位于下游的所述换热部上。
3.根据权利要求1所述的燃气热水装置，其特征在于，所述间隙空间内充有介质，所述介质处于非流动状态。
4.根据权利要求1所述的燃气热水装置，其特征在于，至少一个所述保护机构之间互不连通。
5.根据权利要求1所述的燃气热水装置，其特征在于，所述燃气热水装置包括外壳，所述换热器与所述保护机构均设置在所述外壳内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃气热水装置，其特征在于，所述间隙空间为密闭的。
7.根据权利要求3所述的燃气热水装置，其特征在于，所述间隙空间内的介质为空气。
8.根据权利要求6所述的燃气热水装置，其特征在于，所述换热部包括换热管，所述保护机构为套设在所述换热管外的套管。
9.根据权利要求6所述的燃气热水装置，其特征在于，所述保护机构全部覆盖所述换热部位于所述围框内的部分。
10.根据权利要求9所述的燃气热水装置，其特征在于，所述保护机构位于所述围框外的部分与所述换热部位于所述围框外的部分密封连接。
11.根据权利要求10所述的燃气热水装置，其特征在于，所述换热部位于所述围框外的部分具有扩径部，所述扩径部的外壁与所述保护机构的内壁贴合。
12.根据权利要求1所述的燃气热水装置，其特征在于，所述进水管与沿烟气方向位于下游的所述换热部连接，所述出水管与沿烟气方向位于上游的所述换热部连接，所述保护机构设置在位于下游的所述换热部上。
13.根据权利要求12所述的燃气热水装置，其特征在于，所述燃烧器位于所述换热器下方，所述风机位于所述换热器上方。
14.根据权利要求13所述的燃气热水装置，其特征在于，由所述进水管流入所述换热器中的水流沿换热部从上向下依次流动。
15.根据权利要求1所述的燃气热水装置，其特征在于，至少一个的未设置所述保护机构的换热部上设置有翅片。
16.一种燃气热水装置，其特征在于，包括：
进水管；
出水管；
燃烧器，其用于产生烟气；
换热器，所述换热器包括具有烟气通道的围框和用于将所述进水管和所述出水管连通的换热机构，所述换热机构包括至少部分地设置在所述围框内并连通的第一换热部和第二换热部，所述第二换热部沿水流方向位于所述第一换热部的上游，
保护机构，所述保护机构形成于所述第二换热部上；
风机；
所述燃烧器、所述换热器以及所述风机依次设置。
17.根据权利要求16所述的燃气热水装置，其特征在于，所述第二换热部包括换热管，所述保护机构为与所述换热管相套接的套管。
18.根据权利要求17所述的燃气热水装置，其特征在于，所述套管套设在所述换热管内或所述换热管外。
19.根据权利要求18所述的燃气热水装置，其特征在于，所述套管的材质为陶瓷或耐高温塑料中的至少一种，所述换热管的材质为不锈钢。
20.根据权利要求19所述的燃气热水装置，其特征在于，所述套管与所述换热管贴紧。
21.根据权利要求20所述的燃气热水装置，其特征在于，所述套管将所述换热管位于所述围框内的部分全部套接。
22.根据权利要求21所述的燃气热水装置，其特征在于，所述换热管位于所述围框外的部分至少部分与所述套管相套接。
23.根据权利要求17所述的燃气热水装置，其特征在于，所述第一换热部包括换热管以及设置在所述换热管上并位于所述围框内的翅片。
24.根据权利要求17所述的燃气热水装置，其特征在于，所述燃气热水装置包括沿烟气流动方向位于所述换热器上游的燃烧器，所述进水管与所述第二换热部连通，所述出水管与所述第一换热部连通，所述至少部分第一换热部沿烟气流动方向位于所述第二换热部的上游。
25.根据权利要求24所述的燃气热水装置，其特征在于，所述燃烧器位于换热器下方和所述风机位于所述换热器的上方，所述第一换热部位于所述第二换热部的下方。
26.根据权利要求17所述的燃气热水装置，其特征在于，所述第二换热部的出口处的水温不低于10摄氏度。
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|---|---|---|---|
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