CN109059289B - 高热效率燃气热水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高热效率燃气热水装置，包括：输水管路、通过燃烧燃气来加热所述输水管路中的水的加热组件、用于收集燃烧后的烟气的烟气换热腔室、设置于所述烟气换热腔室内的蒸发器及利用烟气中的热量对所述输水管路中的水进行预加热的辅助加热装置。本发明的高热效率燃气热水装置，能大大提高燃气热水装置的热效率，提高能量利用率，节约能量。能有效减缓烟气中的酸性物质溶解于冷凝水后对管体的腐蚀损坏，解决了烟气的对装置的腐蚀问题，大大延长了燃气热水装置的使用寿命。本发明结构简单、热效率高、使用效果好、使用寿命长，具有很好的市场前景。

Description

高热效率燃气热水装置
技术领域
本发明涉及燃气热水装置领域，特别涉及一种高热效率燃气热水装置。
背景技术
燃气热水器以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式，将热量传递到管路中的冷水中，以对冷水加热制备热水。燃气热水器进行一次换热后，通常会产生温度一般在180℃左右的中温烟气，现有技术中一般会采用冷凝换热装置进行二次换热，回收中温烟气的潜热，对水进行预热，以提高燃气的利用率。但中温烟气经二次换热后还会存有大量的热量，现有技术中往往不能回收其中的能量，会造成能量的大量浪费，降低了燃气热水器的热效率。另一方面，燃气燃烧后的烟气中含有大量的CO2、NOX、SO2等物质，且温度高，其与冷凝水接触溶解后具有很强的腐蚀性，容易腐蚀损坏换热管，会大大降低换热管的使用寿命。所以现在需要一种能显著提高烟气中的潜热回收以提高装置热效率，同时能解决烟气腐蚀问题的热水装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高热效率燃气热水装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高热效率燃气热水装置，包括：输水管路、通过燃烧燃气来加热所述输水管路中的水的加热组件、用于收集燃烧后的烟气的烟气换热腔室、设置于所述烟气换热腔室内的蒸发器及利用烟气中的热量对所述输水管路中的水进行预加热的辅助加热装置；
所述输水管路包括末端与所述蒸发器内的第一换热管的进水端连接的第一进水管段、与所述蒸发器内的第一换热管的出水端连接的第二进水管段、与所述第二进水管段末端连接的加热管及与所述加热管的另一端连接的出水管；
所述第一换热管的外壁上设置有防腐蚀涂层，所述防腐蚀涂层通过在所述第一换热管的外壁上刷涂防腐蚀涂料后再经干燥制得。
优选的是，所述辅助加热装置包括压缩机、一端与所述压缩机的输出端连接且另一端与所述蒸发器内的第二换热管的进水端连接的第一介质液输送管、与所述蒸发器内的第二换热管的出水端连接的第二介质液输送管、设置于所述第一进水管段上且进液端与所述第二介质液输送管的末端连接的冷凝器及一端与所述冷凝器的出液端连接且另一端与所述压缩机的输入端连接的介质液回收管。
优选的是，所述加热组件中的风机将燃气燃烧后的烟气输送至所述烟气换热腔室内，所述第一换热管和第二换热管用于回收烟气中的热量以对输水管路中的水进行预加热。
优选的是，所述第二换热管处于所述第一换热管的上方。
优选的是，所述第二介质液输送管上还设置有膨胀阀。
优选的是，所述辅助加热装置的管路中的介质为氟利昂。
优选的是，所述第二换热管的外壁上也设置有所述防腐蚀涂层。
优选的是，所述蒸发器下方设置有用于收集蒸发器上滴落的冷凝水的冷凝水收集装置。
优选的是，所述防腐蚀涂料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001696080570000021
Figure BDA0001696080570000031
优选的是，所述填料为氮化硼、碳化硅和细晶氧化铝中的一种或多种的混合物。
本发明的有益效果是：本发明的高热效率燃气热水装置，通过蒸发器中的第一换热管，吸收处于烟气换热腔室下方的中温烟气中的热量，通过蒸发器中的第二换热管，吸收处于烟气换热腔室上方的低温烟气中的热量，从而能大量回收烟气中的热量，并用于对冷水进行预加热，从而能大大提高燃气热水装置的热效率，提高能量利用率，节约能量。通过在第一换热管和第二换热管的外壁上设置防腐蚀涂层，大大提高了第一换热管和第二换热管的耐腐蚀性能和耐热性能，能有效减缓烟气中的酸性物质溶解于冷凝水后对管体的腐蚀损坏，解决了烟气的对装置的腐蚀问题，大大延长了第一换热管和第二换热管的使用寿命。本发明结构简单、热效率高、使用效果好、使用寿命长，具有很好的市场前景。
附图说明
图1为本发明的高热效率燃气热水装置的原理结构示意图。
附图标记说明：
1—输水管路；2—加热组件；3—烟气换热腔室；4—蒸发器；5—冷凝水收集装置；6—辅助加热装置；10—第一进水管段；11—第二进水管段；12—加热管；13—出水管；20—风机；40—第一换热管；41—第二换热管；60—压缩机；61—第一介质液输送管；62—第二介质液输送管；63—冷凝器；64—介质液回收管；65—膨胀阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本实施例的一种高热效率燃气热水装置，包括：输水管路1、通过燃烧燃气来加热输水管路1中的水的加热组件2、用于收集燃烧后的烟气的烟气换热腔室3、设置于烟气换热腔室3内的蒸发器4及利用烟气中的热量对输水管路1中的水进行预加热的辅助加热装置6；
输水管路1包括末端与蒸发器4内的第一换热管40的进水端连接的第一进水管段10、与蒸发器4内的第一换热管40的出水端连接的第二进水管段11、与第二进水管段11末端连接的加热管12及与加热管12的另一端连接的出水管13。
辅助加热装置6包括压缩机60、一端与压缩机60的输出端连接且另一端与蒸发器4内的第二换热管41的进水端连接的第一介质液输送管61、与蒸发器4内的第二换热管41的出水端连接的第二介质液输送管62、设置于第一进水管段10上且进液端与第二介质液输送管62的末端连接的冷凝器63及一端与冷凝器63的出液端连接且另一端与压缩机60的输入端连接的介质液回收管64。
加热组件2中的风机20将燃气燃烧后的烟气输送至烟气换热腔室3内，第一换热管40和第二换热管41用于回收烟气中的热量以对输水管路1中的水进行预加热。
第二换热管41处于第一换热管40的上方。
第二介质液输送管62上还设置有膨胀阀65。膨胀阀65用于调节蒸发器4的供液量，还起到节流降压的作用。
辅助加热装置6的管路中的介质为氟利昂。
蒸发器4下方设置有用于收集蒸发器4上滴落的冷凝水的冷凝水收集装置5。
加热组件2中的风机20将燃气燃烧后的烟气输送至烟气换热腔室3内，第一换热管40和第二换热管41用于回收烟气中的热量以对输水管路1中的水进行预加热。
在一种实施例中，蒸发器4内设置有第一换热管40和第二换热。
在另一种实施中，可设置两个蒸发器4，每个蒸发器4中各有一个换热管。
加热组件2中的燃烧器通过燃烧燃气来加热输水管路1中的水，燃烧后的烟气的烟气换热腔室3，由蒸发器4收集其中的能量，在压缩机60的作用下，氟利昂经第一介质液输送管61进入蒸发器4内的第二换热管41，吸收处于烟气换热腔室3上方的低温烟气中的热量而升温，再通过冷凝气将热量传递至第一进水管段10内的水中，对水进行初次预加热，降温后的氟利昂再由介质液回收管64输送回到压缩机60，进行循环；初次预加热后的水再进入蒸发器4内的处于第二换热管41下方的第一换热管40，吸收处于烟气换热腔室3下方的中温烟气中的热量，对第一换热管40中的水进行再次预加热；再次预加热后的水再进入加热管12被加热组件2加热，最后由出水管13排出。通过辅助加热装置6中的第一换热管40回收烟气换热腔室3下方的中温烟气中的热量，烟气温度下降变为低温烟气并继续向上运动，第二换热管41再回收低温烟气中的热量，从而能大大提高装置的热效率，提高能量利用率，节约能量。
燃气燃烧后的烟气中含有大量的CO2、NOX、SO2等物质，且温度高，其与第一换热管40和第二换热管41外壁上的冷凝水接触溶解后具有很强的腐蚀性，容易腐蚀损坏第一换热管40和第二换热管41，使其使用寿命大大降低。所以第一换热管40和第二换热管41需具有很好的耐腐蚀性能和耐热性能。本发明通过在第一换热管40和第二换热管41的外壁上设置防腐蚀涂层，大大提高了第一换热管40和第二换热管41的耐腐蚀性能和耐热性能，能有效减缓烟气中的酸性物质溶解于冷凝水后对管体的腐蚀损坏，大大延长了第一换热管40和第二换热管41的使用寿命。
第一换热管40和第二换热管41的外壁上设置有防腐蚀涂层，防腐蚀涂层通过在第一换热管40的外壁上刷涂防腐蚀涂料后再经干燥制得。
防腐蚀涂料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001696080570000061
高氯化聚乙烯和环氧树脂具有优异的防腐蚀性能；聚酞胺树脂耐高温性能强，能提高材料的热稳定性；聚四氟乙烯具有抗酸抗碱、耐高温性能，能提高材料的总性能。高氯化聚乙烯、环氧树脂、聚酞胺树脂和聚四氟乙烯的复配使用能产生协同增强效果，能大幅度提高材料的耐腐蚀性能和耐高温性能，使最终制得的涂料具有优异的高温稳定性能和防腐蚀性能，从而能对内层的管体形成很好的保护。
硬脂酸铝的添加能提高涂料的热稳定性，镍粉的添加能提高涂料的耐腐蚀性能，超细玻璃棉具有体质轻、耐腐蚀、耐热的突出优点，还能提高材料的强度。硬脂酸铝、镍粉、超细玻璃棉的复配使用能显著提高材料的耐腐蚀性和耐热性能。
纳米氧化锆粉能增强制得的防腐绝缘层的表面光滑度和耐磨性能，能提高其防水、防腐蚀性能；聚脲的添加能提高制得的防腐蚀涂层的防水、防腐蚀性能。玻璃纤维粉能提高制得的防腐蚀涂层的硬度和耐老化性能；纳米氧化锌粉使制得的防腐蚀涂层内部更为均匀和致密，能提高其防腐蚀性能。纳米氧化锆粉、聚脲、玻璃纤维粉和纳米氧化锌粉的复配使用能产生协同效应，显著提高最终制得的防腐蚀涂层的防水、耐腐蚀性能和机械强度，对内层管体形成保护，延长内层管体的使用寿命。
填料为氮化硼、碳化硅和细晶氧化铝中的一种或多种的混合物。氮化硼、碳化硅和细晶氧化铝的添加能进一步提高最终制得的防腐蚀涂层的耐高温性能和机械强度。
增韧剂为聚硫橡胶、环氧化聚丁二烯树脂、丁脂橡胶、不饱和聚脂树脂中的一种或多种的混合物。
触变剂为氢化蓖麻油、硬脂酸铝、硬脂酸锌、有机膨润土和超细二氧化硅中的一种或多种的混合物。
溶剂选用常规有机溶剂。
以下给出本发明的一种实施例中的防腐蚀涂料的制备方法，其包括以下步骤：
1)将高氯化聚乙烯、环氧树脂、聚酞胺树脂、聚四氟乙烯、溶剂加入到反应釜中，控制温度为50-120℃，搅拌1-3h；
2)向反应釜中加入硬脂酸铝、镍粉、超细玻璃棉、纳米氧化锆粉、聚脲、玻璃纤维粉和纳米氧化锌粉，控制温度为40-80℃；搅拌0.5-1.5h；
3)向反应釜中加入填料、增韧剂和偶联剂，控制温度为30-45℃；搅拌0.5-1h；
4)向反应釜中加入触变剂和固化剂，控制温度为30-40℃；搅拌10-45min，得到防腐蚀涂料。
以下给出本发明的防腐蚀涂层的制备方法：
1)对第一换热管40和第二换热管41的外表面进行清洁处理；
2)将由上述方法制得的防腐蚀涂料刷涂在第一换热管40和第二换热管41的外壁上，刷涂2-5遍(每隔1-2h刷涂一遍)，待其自然干燥后即在第一换热管40和第二换热管41的外壁上形成防腐蚀涂层。
以下还给出防腐蚀涂料的实施例，用以对本发明进行说明，但是本发明的技术方案并不限于此。
实施例1
防腐蚀涂料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001696080570000081
填料为氮化硼、碳化硅和细晶氧化铝中的混合物。
实施例2
防腐蚀涂料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001696080570000082
Figure BDA0001696080570000091
填料为氮化硼、碳化硅和细晶氧化铝中的混合物。
实施例3
防腐蚀涂料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001696080570000092
Figure BDA0001696080570000101
填料为氮化硼、碳化硅和细晶氧化铝中的混合物。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种高热效率燃气热水装置，其特征在于，包括：输水管路、通过燃烧燃气来加热所述输水管路中的水的加热组件、用于收集燃烧后的烟气的烟气换热腔室、设置于所述烟气换热腔室内的蒸发器及利用烟气中的热量对所述输水管路中的水进行预加热的辅助加热装置；
所述输水管路包括末端与所述蒸发器内的第一换热管的进水端连接的第一进水管段、与所述蒸发器内的第一换热管的出水端连接的第二进水管段、与所述第二进水管段末端连接的加热管及与所述加热管的另一端连接的出水管；
所述第一换热管的外壁上设置有防腐蚀涂层，所述防腐蚀涂层通过在所述第一换热管的外壁上刷涂防腐蚀涂料后再经干燥制得；
所述防腐蚀涂料包括以下重量份的原料：
Figure FDA0002600696330000011
Figure FDA0002600696330000021
2.根据权利要求1所述的高热效率燃气热水装置，其特征在于，所述辅助加热装置包括压缩机、一端与所述压缩机的输出端连接且另一端与所述蒸发器内的第二换热管的进水端连接的第一介质液输送管、与所述蒸发器内的第二换热管的出水端连接的第二介质液输送管、设置于所述第一进水管段上且进液端与所述第二介质液输送管的末端连接的冷凝器及一端与所述冷凝器的出液端连接且另一端与所述压缩机的输入端连接的介质液回收管。
3.根据权利要求2所述的高热效率燃气热水装置，其特征在于，所述加热组件中的风机将燃气燃烧后的烟气输送至所述烟气换热腔室内，所述第一换热管和第二换热管用于回收烟气中的热量以对输水管路中的水进行预加热。
4.根据权利要求3所述的高热效率燃气热水装置，其特征在于，所述第二换热管处于所述第一换热管的上方。
5.根据权利要求4所述的高热效率燃气热水装置，其特征在于，所述第二介质液输送管上还设置有膨胀阀。
6.根据权利要求5所述的高热效率燃气热水装置，其特征在于，所述辅助加热装置的管路中的介质为氟利昂。
7.根据权利要求6所述的高热效率燃气热水装置，其特征在于，所述第二换热管的外壁上也设置有所述防腐蚀涂层。
8.根据权利要求7所述的高热效率燃气热水装置，其特征在于，所述蒸发器下方设置有用于收集蒸发器上滴落的冷凝水的冷凝水收集装置。
9.根据权利要求8所述的高热效率燃气热水装置，其特征在于，所述填料为氮化硼、碳化硅和细晶氧化铝中的一种或多种的混合物。
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