CN109341084A - 一种双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉，水箱包括上水箱和下水箱，所述下水箱中间设有高温烟气通道，高温烟气通道为第一回程高温换热区，所述上水箱与下水箱之间所形成的烟气通道为第二回程中温换热区，所述上水箱外围设置封闭的中间夹套，在中间夹套与上水箱之间形成的烟气通道为第三回程冷凝换热区。本发明将传统的大气燃烧方式的燃气炉一个换热区域设置成三个换热区域，换热面积比大气燃烧方式的燃气炉换热面积增加了2.76倍，比传统大气燃烧方式的燃气炉换热效率90%基础上提高15%以上，比国标GB 18111～2000规定的热效率提升30%，换热效率可以达到105%（以天然气低热值计算）。

Description

一种双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉

技术领域

本发明涉及一种燃气热水炉，具体涉及一种双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉。

背景技术

目前，提供洗浴热水和采暖的设备有多种，如电热水器，热泵热水器，太阳能热水器，燃气炉等。现有的大气燃烧方式的燃气炉运行时，由于燃气炉的排烟温度在140～250℃之间，热损失很大，因此大气燃烧方式的燃气炉效率一般不超过90％。为了提高热效率，人们开发了一种预混式动力燃气方式的冷凝燃气炉，预混式冷凝燃气炉通过增大受热面，降低空气过剩系数等手段，降低排烟温度回收烟气中所含水蒸气的部分潜热，可提高热效率15%，达到105%左右（以天然气低热值计算）。预混式冷凝燃气炉虽然提高了热效率，但与大气燃烧方式的燃气炉比较，燃烧器结构复杂，成本高，可靠性差，故障率高，对参与燃烧空气的品质要求较高，对操作人员的技能有一定的要求，并且运行噪音大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉，将传统的大气燃烧方式的燃气炉一个换热区域设置成三个换热区域，换热面积比大气燃烧方式的燃气炉换热面积增加了2.76倍，比传统热效率较高的大气燃烧方式的燃气炉换热效率90%基础上提高15%以上，比国标GB 18111～2000规定的热效率提升30%，换热效率可以达到105%（以天然气低热值计算）。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉，包括容积式热水炉本体，所述容积式热水炉本体内设有水箱和燃烧室，所述容积式热水炉本体顶部设有平衡烟罩，平衡烟罩上设有进风口和排烟口，参与燃烧的空气通过进风通道进入燃烧室，所述燃烧室内设有大气式燃气器，大气式燃气器由燃气控制阀控制，所述水箱包括上水箱和下水箱，所述下水箱中间设有高温烟气通道，高温烟气通道为第一回程高温换热区，所述上水箱与下水箱之间通过连接支撑板固定，所述上水箱与下水箱之间所形成的烟气通道为第二回程中温换热区，所述上水箱外围设置封闭的中间夹套，在中间夹套与上水箱之间形成的烟气通道为第三回程冷凝换热区，在中间夹套的底部设有冷凝水排放口，所述冷凝水排放口通过U型管形成的水封与大气相通；所述上水箱上部设有导出口，所述导出口通过导流管与导入口连通；所述上水箱下部设有上水箱自来水进水口，所述下水箱上部设有下水箱热水出水口；所述上水箱自来水进水口连接自来水进水接口，所述下水箱热水出水口连接混合热水出水接口；所述自来水进水接口与混合热水出水接口之间设置连接管及节流装置。

作为进一步的改进，所述中间夹套外围设有外夹套，外夹套与中间夹套之间形成的通道为空气预热通道，空气预热通道上部与进风口相通，下部与进风通道相通。

作为进一步的改进，所述高温烟气通道内设有挡烟板。

作为进一步的改进，所述容积式热水炉本体顶部的平衡烟罩可设置为同轴烟管或引风装置。

本发明采用平衡烟罩时适用于室外安装，采用同轴烟管或引风装置时适用于室内安装。

本发明的有益效果是: 本发明利用二个相对独立的水箱将水温控制在二个不同的温度区域：1.高温水域区；2.低温水域区，低温水域区与尾部烟气换热形成冷凝换热区。二个水箱的设计解决了低温烟气的换热问题，有效的将换热区域分成三个区域：1.高温换热区（避免冷凝水形成对燃烧工况的影响）；2.中温换热区；3.低温冷凝换热区。三个区域相互连通又相对独立，低温冷凝换热区的设置可以阻止冷凝水流至中温及高温换热区，并将冷凝水组织后通过排放口排放至炉外。本发明分成三个换热区域后的换热面积比传统技术换热面积增加了2.76倍，以进水温度15摄氏度为例，独立的低温冷凝换热区可以将排烟温度控制在25-57度之间，达到冷凝效果，天然气的燃烧后形成水蒸气的气化潜热被充分吸收，最少可提高换热效率15%以上，换热效率可以达到105%（以天然气低热值计算）。

附图说明

图1为本发明实施例的外部结构示意图。

图2为本发明实施例的剖视结构示意图一。

图3为本发明实施例的剖视结构示意图二。

下面结合附图对本发明做进一步说明。

具体实施方式

结合附图1、2和3所示，一种双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉，包括立式布置的容积式热水炉本体1，所述容积式热水炉本体1内设有上下串联的上水箱7和下水箱13，所述上水箱7与下水箱13之间通过连接支撑板24固定；所述容积式热水炉本体1顶部设有平衡烟罩2，平衡烟罩2上设有排烟口6和进风口5。空气通过进风口5进入空气预热通道再进入进风通道17到达燃烧室14，所述燃烧室14内设有大气燃气器15，大气燃气器15由燃气控制阀16控制，所述上水箱7与下水箱13外设有一体式保温层8；所述下水箱13中间设有高温烟气通道11，高温烟气通道11为第一回程高温换热区，所述烟气通道11内设有挡烟板12。所述上水箱7与下水箱13之间所形成的烟气通道为第二回程中温换热区，所述上水箱7外围设置封闭的中间夹套9，在中间夹套9与上水箱7之间形成的烟气通道为第三回程冷凝换热区，在中间夹套9的底部设有冷凝水排放口20，所述冷凝水排放口20通过U型管形成的水封与大气相通；所述上水箱7上部设有导出口26，所述导出口26通过导流管25与导入口22连通。所述中间夹套9外围设有外夹套4，外夹套4与中间夹套9之间形成的通道为空气预热通道，空气预热通道上部与进风口5相通，下部与进风通道17相通。所述上水箱7下部设有上水箱自来水进水口19，所述下水箱13上部设有下水箱热水出水口21；所述上水箱自来水进水口19连接自来水进水接口27，所述下水箱热水出水口21连接混合热水出水接口10；所述自来水进水接口27与混合热水出水接口10之间设置连接管23及节流装置3；所述上水箱7上部和下水箱13上部均设有TP安全阀18。

本发明烟气走向如图2中所示，当水温低于设定温度时，大气式燃烧器15自动点燃，高温烟气进入第一回程高温换热区，通过设置挡烟板12的高温烟气通道11对下水箱13内的水进行加热，然后进入第二回程中温换热区，通过上下水箱端面分别对上下水箱进行加热（根据功率大小不同，上水箱和下水箱的端面可增加金属焊钉扩展受热面），再然后烟气通过上下水箱的连接间隙进入第三回程冷凝换热区，通过上水箱的外壁对上水箱7进行加热（根据功率大小不同，上水箱表面可增加金属焊钉扩展受热面）。由于第一回程和第二回程的加热过程中主要热量被下水箱吸收，上水箱7水温比下水箱13水温低，因此，进入第三回程的低温烟气能与上水箱低温水进行热交换且低温区域的换热面积相对中高温区的比例较大，从而确保了排烟温度仅比上水箱水温高10摄氏度左右。起炉时以给水温度15摄氏度为例，排烟温度在25摄氏度左右，运行结束时，下水箱13温度为75摄氏度，上水箱7温度为49摄氏度，排烟温度为59摄氏度，整个燃烧过程排烟温度控制在冷凝区间。烟气进入第三回程冷凝后经平衡烟罩2设置的排烟口6排出。

为了充分利用第三回程冷凝换热区尾部烟气的热量，参与燃烧的空气进入进风口5经外夹套4与中间夹套9之间形成的空气预热通道，预热后进入进风通道17，然后进入燃烧室15参与燃烧，提高燃烧温度，达到提高热效率的目的。

本发明被加热水走向如图3中所示，当用户打开末端的用水阀门，在自来水的压力下，通过自来水进水接口27进入，将热水从混合热水出水接口10排出。其中进入自来水进水接口27的自来水被分成二路，一路自来水通过上水箱自来水进水口19进入上水箱7底部，将上水箱7的水经导出口26流出（如此设计可确保上水箱内的水温始终低于下水箱温度，确保运行时第三回程的换热效果），导出口26流出的水，经导流管25通过导入口22引入下水箱13底部，将下水箱的热水经下水箱热水出水口21排出；另一路自来水通过连接管23和节流装置3与下水箱热水出水口21排出的热水混合后，经混合热水出水接口10排出。

Claims (4)

1.一种双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉，包括容积式热水炉本体（1），所述容积式热水炉本体（1）内设有水箱和燃烧室（14），所述容积式热水炉本体（1）顶部设有平衡烟罩（2），平衡烟罩（2）上设有进风口（5）和排烟口（6），参与燃烧的空气通过进风通道（17）进入燃烧室（14），所述燃烧室（14）内设有大气式燃气器（15），大气式燃气器（15）由燃气控制阀（16）控制，其特征在于：所述水箱包括上水箱（7）和下水箱（13），所述下水箱（13）中间设有高温烟气通道（11），高温烟气通道（11）为第一回程高温换热区，所述上水箱（7）与下水箱（13）之间通过连接支撑板（24）固定，所述上水箱（7）与下水箱（13）之间所形成的烟气通道为第二回程中温换热区，所述上水箱（7）外围设置封闭的中间夹套（9），在中间夹套（9）与上水箱（7）之间形成的烟气通道为第三回程冷凝换热区，在中间夹套（9）的底部设有冷凝水排放口（20），所述冷凝水排放口（20）通过U型管形成的水封与大气相通；所述上水箱（7）上部设有导出口（26），所述导出口（26）通过导流管（25）与导入口（22）连通；所述上水箱（7）下部设有上水箱自来水进水口（19），所述下水箱（13）上部设有下水箱热水出水口（21）；所述上水箱自来水进水口（19）连接自来水进水接口（27），所述下水箱热水出水口（21）连接混合热水出水接口（10）；所述自来水进水接口（27）与混合热水出水接口（10）之间设置连接管（23）及节流装置（3）。

2.如权利要求1所述的双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉，其特征在于：所述中间夹套（9）外围设有外夹套（4），外夹套（4）与中间夹套（9）之间形成的通道为空气预热通道，空气预热通道上部与进风口（5）相通，下部与进风通道（17）相通。

3.如权利要求1所述的双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉，其特征在于：所述高温烟气通道（11）内设有挡烟板（12）。

4.如权利要求1至3任一所述的双内胆三回程大气燃烧方式冷凝燃气容积式热水炉，其特征在于：所述容积式热水炉本体（1）顶部的平衡烟罩（2）可设置为同轴烟管或引风装置。