CN110260317B - 燃烧器、燃气热水器以及加热水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了燃烧器、燃气热水器以及加热水的方法。该燃烧器包括：可燃气体预混单元，可燃气体预混单元包括空气入口、燃气入口、燃气控制阀、多个预混气体出口以及至少两个预混气体控制阀，其中，燃气控制阀与燃气入口相连，预混气体控制阀与预混气体出口相连；以及多个催化燃烧单元，催化燃烧单元与预混气体出口相连。由此，可以实现无焰催化燃烧，进而可以节约能源，提高燃气利用效率。

Description

燃烧器、燃气热水器以及加热水的方法

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，尤其是涉及燃烧器、燃气热水器以及加热水的方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，工业技术的不断进步，汽车尾气、工业废气、家用燃气具废气中的一氧化碳(CO)以及氮氧化物(NO_x)等有害气体排放入大气中，严重污染环境。同时这些废气与人体的血红蛋白有很强的亲和力，亲和后生成碳氧血红蛋白，从而消弱血液向各组织输氧的功能，重者危害人体健康，甚至导致生命危险。在家用燃气电器或器具，如燃气热水器以及燃气炉等的使用过程中，各种高碳燃料中的芳香稠环化合物，在火焰燃烧方式下，进行氧化反应生产一氧化碳以及氮氧化物气体，该类化合物稳定的电子结构使它在火焰中的稳定时间相当长，可以穿过整个电器或器具的反应区间进入尾气中，致使燃烧尾气中携有CO/NO_x等不完全燃烧产物。这些不完全燃烧产物大多为带有恶臭、致癌性或毒性很强的有害气体，一般不能将其直接排放至大气中，国家也非常重视环境污染问题，陆续出台有关法律法规，规定有害气体排放标准。

然而，如何有效地降低燃气热水器排放的烟气中氮氧化物、一氧化碳等有毒有害气体的含量，仍是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前的燃气热水器，多通过对燃烧器进行设计，采用浓淡燃烧或分级燃烧的方式，或是通过催化燃烧烟气发生氧化反应，降低一氧化碳以及氮氧化物的排放。发明人经过深入研究以及大量实验发现，通过浓淡燃烧或分级燃烧的方式只能降低氮氧化物的排放，不能降低CO的排放；而催化燃烧烟气发生氧化反应的方式，在燃烧烟气产生后再通过催化降解的方式降低CO含量，但同时会导致氮氧化物含量的升高，并且通过后续催化降解的方法是在已经产生有害烟气后再消除的补救措施，不能从源头进行控制。

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了能够实现无焰催化燃烧的燃烧器，通过控制空气、燃气的比例，在催化剂的作用下，在较低的起燃温度下实现无焰燃烧，从而可以加深可燃气体的氧化程度，燃烧程度较完全，从而使燃料氧化分解为燃烧最终产物，生产二氧化碳以及水，并释放大量热量，从而降低一氧化碳以及氮氧化物的排放。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种燃烧器。根据本发明的实施例，该燃烧器包括：可燃气体预混单元，所述可燃气体预混单元具有空气入口、燃气入口、燃气控制阀、多个预混气体出口以及至少两个预混气体控制阀，其中，所述燃气控制阀与所述燃气入口相连，所述预混气体控制阀与所述预混气体出口相连；以及多个催化燃烧单元，所述催化燃烧单元与所述预混气体出口相连。由此，可以通过控制空气、燃气的比例，在催化剂的作用下，在较低的起燃温度下实现无焰催化燃烧，从而可以加深可燃气体的氧化程度，降低一氧化碳以及氮氧化物的排放；并且，该燃烧器可以根据实际情况控制供给至催化燃烧单元的预混空气，通过对进行无焰催化燃烧的催化燃烧单元的个数、预混空气流量的控制，实现对燃烧放热的控制，进而可以节约能源，提高燃气利用效率。

根据本发明的实施例，至少一个所述预混气体控制阀与多个所述预混气体出口相连。由此，可以利用一个预混气体控制阀控制供给至多个催化燃烧单元的预混空气。

根据本发明的实施例，所述多个预混气体控制阀与所述预混气体出口一一对应设置。由此，可以独立地控制供给至每一个催化燃烧单元的预混空气的流量。

根据本发明的实施例，所述催化燃烧单元包括：无焰燃烧组件；以及催化燃烧部，所述催化燃烧部设置在所述无焰燃烧组件中，所述催化燃烧部包括催化剂。由此，可以在催化剂的作用下，在较低的起燃温度下实现无焰催化燃烧，从而可以加深可燃气体的氧化程度，降低一氧化碳以及氮氧化物的排放。

根据本发明的实施例，所述催化燃烧单元的横截面为圆形、椭圆形、规则多边形以及不规则形状的至少之一。由此，可以根据实际情况选择催化燃烧单元的形状，进一步提高该燃烧器的使用功能。

根据本发明的实施例，所述多个催化燃烧单元排列在所述燃烧器的同一横截面上。由此，可以进一步提高该燃烧器的使用功能。

根据本发明的实施例，所述多个催化燃烧单元的排列方式为单排排列、多排排列或交叉排列。由此，可以实现对燃烧区域的控制。

根据本发明的实施例，所述催化燃烧部为涂覆在所述无焰燃烧组件的内表面上的催化剂涂层。由此，可以实现催化燃烧单元的无焰催化燃烧。

根据本发明的实施例，所述催化燃烧部包括涂覆有催化剂涂层的催化燃烧套件，所述催化燃烧套件固定在所述无焰燃烧组件内部，所述催化燃烧套件是由堇青石蜂窝陶瓷、铁铬铝蜂窝金属网板以及铁铬铝蜂窝金属的至少之一构成的。上述具有催化剂涂层催化燃烧套件可以在预混气体通过上述套件并进行燃烧的过程中，利用催化剂涂层降低起燃温度，从而实现催化燃烧单元的无焰催化燃烧。

根据本发明的实施例，所述催化剂是由贵金属催化剂以及非贵金属催化剂的至少之一形成的，其中，所述非贵金属催化剂含有钙钛矿型稀土氧化物、Cu、Mn或者Co的至少之一；所述贵金属催化剂含有铂、钯、铑的至少之一。上述催化剂可以有效降低预混气体的起燃温度，从而实现催化燃烧单元的无焰催化燃烧。

根据本发明的实施例，所述贵金属催化剂包括：载体以及贵金属，所述载体为三氧化二铝，所述贵金属包括铂、钯以及铑，其中，所述铂、钯以及铑的质量比为1:5:2。上述催化剂可以有效降低预混气体的起燃温度，从而实现催化燃烧单元的无焰催化燃烧。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种燃气热水器。根据本发明的实施例，该燃气热水器包括：壳体；前面所述的燃烧器，所述燃烧器设置在所述壳体内部；热交换器，所述热交换器设在所述壳体内部，所述热交换器与所述燃烧器相连；以及控制装置，所述控制装置设置在所述壳体内部。由此，可以利用前面的燃烧器实现无焰催化燃烧，从而可以降低氮氧化物以及一氧化碳的含量，提高燃料利用效率，实现节能环保。

根据本发明的实施例，该燃气热水器进一步包括：送风装置，所述送风装置设置在所述壳体内部并与所述燃烧器的空气入口相连，所述送风装置为直流风机；集烟罩，所述集烟罩设置在所述壳体内且与所述热交换器相连；以及供水装置，所述供水装置与所述热交换器相连。由此，可以进一步提高该燃气热水器的性能。

根据本发明的实施例，所述供水装置包括：进水阀，所述进水阀设置在所述壳体上；出水阀，所述出水阀设置在所述壳体上；以及水流通道，所述水流通道一端与所述进水阀相连，另一端与所述出水阀相连，所述水流通道盘绕地设置在所述热交换器的外壁上。由此，可以有效地利用燃烧烟气中的显热对水流进行加热，进而可以提高该燃气热水器的使用效果。

根据本发明的实施例，所述供水装置包括：进水阀，所述进水阀设置在所述壳体上；出水阀，所述出水阀设置在所述壳体上；以及水流通道，所述水流通道一端与所述进水阀相连，另一端与所述出水阀相连，所述水流通道的至少一部分设置在所述热交换器内部。由此，可以有效地利用燃烧烟气中的显热对水流进行加热，进而可以提高该燃气热水器的使用效果。

根据本发明的实施例，所述控制装置与所述燃烧器的燃气控制阀以及预混气体控制阀电连接。由此，可以实现根据用户设定的参数对燃烧器中工作的催化燃烧单元的个数以及预混空气流量的控制。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种利用前面所述的燃气热水器加热水的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)利用控制装置，使燃烧器进行无焰催化燃烧；(2)利用热交换器使所述燃烧器产生的烟气与水流进行换热，以便获得热水。由此，可以使该燃气热水器实现无焰催化燃烧，并根据用户设定的参数对燃烧器中工作的催化燃烧单元的个数以及预混空气流量进行控制，使该燃气热水器更加节能环保。

根据本发明的实施例，步骤(1)进一步包括：(1-1)利用所述控制装置控制所述燃烧器的燃气控制阀，以便可燃气体预混单元中的预混气体的空气消耗系数为1.1～1.5；(1-2)将所述预混气体供给至所述多个催化燃烧单元，在所述多个催化燃烧单元中进行无焰催化燃烧。由此，可以实现该燃气热水器实现无焰催化燃烧。

根据本发明的实施例，在步骤(1-2)中，根据用户设置的所述热水的水温，通过控制装置调节所述多个预混气体控制阀的开关，以便控制进行所述无焰催化燃烧的所述催化燃烧单元的个数。由此，可以根据用户设定的参数对燃烧器中工作的催化燃烧单元的个数进行控制，使该燃气热水器更加节能环保。

根据本发明的实施例，在步骤(1-2)中，根据用户设置的所述热水的水温，通过控制装置调节所述多个预混气体控制阀的流量，以便控制供给至所述多个催化燃烧单元的所述预混气体的流量。由此，可以根据用户设定的参数对燃烧器中工作的催化燃烧单元燃烧供热的量进行控制，使该燃气热水器更加节能环保。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的燃烧器结构示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的燃烧器结构示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的燃烧器结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的催化燃烧单元结构示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的催化燃烧单元结构示意图；

图6是根据本发明又一个实施例的催化燃烧单元结构示意图；

图7-图10是根据本发明实施例的沿图2中所示方向的燃烧器横截面结构示意图；

图11以及图12根据本发明另一些实施例的沿图2中所示方向的燃烧器横截面结构示意图；

图13是根据本发明一个实施例的燃气热水器的结构示意图；

图14是根据本发明另一个实施例的燃气热水器的结构示意图；

图15是根据本发明又一个实施例的燃气热水器的结构示意图；

图16是利用本发明一个实施例的燃气热水器的加热水的方法的流程图；以及

图17是利用本发明另一个实施例的燃气热水器的加热水的方法的流程图。

附图标记：

10：空气入口；20：燃气入口；30：燃气控制阀40：催化燃烧单元；50：预混气体出口；60：预混气体控制阀；70：可燃气体预混单元；

1：无焰燃烧组件；2：催化燃烧部；3：催化剂涂层；4：催化燃烧套件；

100：壳体；200：燃烧器；300：热交换器；310：热交换器翅片；400：控制装置；500：送风装置；600：集烟罩；700：供水装置；710：进水阀；720：出水阀；730：水流通道。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出了一种燃烧器。根据本发明的实施例，参考图1，该燃烧器包括：可燃气体预混单元70以及多个催化燃烧单元40。具体地，可燃气体预混单元70具有空气入口10、燃气入口20、燃气控制阀30、多个预混气体出口50以及至少两个预混气体控制阀60。其中，燃气控制阀30与燃气入口20相连，预混气体出口50与预混气体控制阀60以及催化燃烧单元40相连。由此，可以通过控制空气、燃气的比例，在催化剂的作用下，在较低的起燃温度下实现无焰催化燃烧，从而可以加深可燃气体的氧化程度，降低一氧化碳以及氮氧化物的排放；并且，该燃烧器可以根据实际情况控制供给至催化燃烧单元的预混空气，通过对进行无焰催化燃烧的催化燃烧单元的个数、预混气体流量的控制，实现对燃烧放热的控制，进而可以节约能源，提高燃气利用效率。

下面根据本发明的实施例对该燃烧器的各个部件进行详细说明。

发明人经过深入研究以及大量实验发现，在催化剂存在的条件下使可燃气体进行燃烧，可以降低燃烧的起燃温度，而较低的温度能够有效降低氮氧化物的产生。并且，催化剂能够使可燃气体富集于催化剂表面，因此可以提高反应速率、提高燃料的利用率，并能够加深燃料在燃烧过程中的氧化程度，有利于燃料中的有机物分解生成燃烧最终产物二氧化碳和水，因此可以降低产生的燃烧烟气中CO的含量，从而有效降低有害气体的排放。并且，燃料的完全燃烧可以提高燃烧放出的热量，从而可以提高燃料的能源利用效率。与传统的有焰燃烧方式相比，无焰燃烧具有更加安全、噪声小、燃烧温度场分布均匀、燃烧效率高、CO/NO_x排放少等优点，因此更加适用于家用燃气热水器等产品。因此，将催化燃烧与无焰燃烧方式结合，能够有效降低起燃温度，降低CO/NO_x等有害气体的排放，实现可燃气体的高效利用，使燃烧更加安全、节能环保。

需要说明的是，在本发明提出的燃烧器中，还可以具有常规燃烧器所具有的部件以及组件，以便实现燃烧功能。例如，该燃烧器还可以具有燃烧烟气出口，燃烧烟气出口与每一个催化燃烧单元40相连，以便将催化燃烧单元40中产生的燃烧烟气排出该燃烧器进行换热。本领域技术人员能够理解的是，催化燃烧单元40为实现无焰催化燃烧的单元，因此可燃气体可以进入催化燃烧单元40发生燃烧，生成的燃烧烟气可以由催化燃烧单元40中排出以便进行换热。也即是说，催化燃烧单元40具有气体能够流通的结构，可燃气体能够由催化燃烧单元40下部进入催化燃烧单元40，生成的燃烧烟气能够从上部排出。

根据本发明的实施例，在该燃烧器中，燃气控制阀30与燃气入口20相连以便控制供给至可燃气体预混单元70中的燃气的流量。由此，可以实现对可燃气体预混单元70中空气以及燃气比例的调节，使该比例处在适当的范围内，以满足无焰燃烧方式的要求。例如，可以通过调节燃气控制阀30，使燃气以及空气构成的预混气体的空气消耗系数可以为1.1～1.5。根据本发明的一些实施例，预混气体的空气消耗系数可以为1.2～1.45。具有上述比例的燃气以及空气在可燃气体预混单元70中充分混合后，通过预混气体出口50供给至催化燃烧单元40中进行无焰催化燃烧。其中，燃气控制阀30与燃气入口20相连以便控制进入催化燃烧单元40中的预混气体的流量，在本发明提出的燃烧器中，具有至少两个预混气体控制阀60，以便实现对多个催化燃烧单元40的分别控制。

根据本发明的实施例，参考图1以及图2，通过与预混气体出口50相连的预混气体控制阀60，可以实现对供给至催化燃烧单元40中的预混空气的控制，实现该燃烧器中多个催化燃烧单元40的串联。具体地，至少一个预混气体控制阀60与多个预混气体出口50相连。由此，可以利用一个预混气体控制阀控制供给至多个催化燃烧单元的预混空气。根据本发明的具体实施例，参考图2，该燃气热水器可以具有两个预混气体控制阀60(预混气体控制阀60A以及预混气体控制阀60B)，预混气体控制阀60A与预混气体出口50C、预混气体出口50D相连，对预混气体出口50C、预混气体出口50D输出预混空气的开关以及流量进行统一控制；预混气体控制阀60B与预混气体出口50E、预混气体出口50F以及预混气体出口50G相连，对预混气体出口50E、预混气体出口50F以及预混气体出口50G输出预混空气的开关以及流量进行统一控制。

由此，可以根据实际需要，在对燃烧器提供的热量要求较低时，开启预混气体控制阀60A关闭预混气体控制阀60B，此时只有预混气体出口50C以及预混气体出口50D开启，并可以根据实际需要调节预混气体控制阀60A的流量，进一步精确控制该燃烧器输出的热量。在对燃烧器提供的热量要求较高时，开启预混气体控制阀60A以及预混气体控制阀60B，此时该燃烧器的全部预混气体出口50，此时也可以通过调节预混气体控制阀60A以及预混气体控制阀60B的流量对输出热量进行控制。参考图3，根据本发明的另一些实施例，多个预混气体控制阀60还可以与预混气体出口一一对应设置。由此，可以独立地控制供给至每一个催化燃烧单元40中的预混空气的开关以及流量。

根据本发明的实施例，参考图4-图6，催化燃烧单元40包括无焰燃烧组件1以及催化燃烧部2，催化燃烧部2设置在无焰燃烧组件1中，催化燃烧部2包括催化剂。由此，可以在催化剂的作用下，在较低的起燃温度下实现无焰催化燃烧，从而可以加深可燃气体的氧化程度，降低一氧化碳以及氮氧化物的排放。具体地，参考图4以及图5，催化燃烧部2可以为涂覆在无焰燃烧组件1的内表面上的催化剂涂层。根据本发明的实施例，该催化剂涂层可以覆盖催化燃烧组件1的部分内表面(如图4所示)，也可以覆盖催化燃烧组件1的全部内表面(如图5所示)。由此，在预混气体自下而上地通过催化燃烧单元40的过程中，可以利用无焰燃烧组件1内表面的催化剂涂层实现无焰催化燃烧。根据本发明的另一些实施例，参考图6，催化燃烧部2还可以包括涂覆有催化剂涂层3的催化燃烧套件4，催化燃烧套件4固定在无焰燃烧组件内部，催化燃烧套件4是由堇青石蜂窝陶瓷、铁铬铝蜂窝金属网板以及铁铬铝蜂窝金属的至少之一构成的，催化剂涂层3涂覆在催化燃烧套件4的表面上。上述具有催化剂涂层3的催化燃烧套件4可以在预混气体通过上述套件并进行燃烧的过程中，利用催化剂涂层3降低起燃温度，从而实现催化燃烧单元40的无焰催化燃烧。

根据本发明的实施例，上述催化剂能够降低预混气体的起燃温度、并加深其氧化程度。具体地，该催化剂可以为贵金属负载型催化剂。该贵金属负载型催化剂包括载体以及负载贵金属。具体地，载体可以为三氧化二铝，负载贵金属可以包括铂、钯以及铑，其中，铂、钯以及铑的质量比为1:5:2。上述催化剂可以有效降低预混气体的起燃温度，将起燃温度降低至350摄氏度及以下，从而实现催化燃烧单元的无焰催化燃烧。或者，上述催化剂还可以为非贵金属催化剂，该非贵金属催化剂可以含有钙钛矿型稀土氧化物、Cu、Mn或者Co的至少之一。

需要说明的是，催化燃烧单元40的具体形状、尺寸不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行设计。例如，可以使该燃烧器中的多个催化燃烧单元40均具有相同的尺寸以及形状，从而可以方便催化燃烧单元40的批量生产以及燃烧器中其他部件的设置；催化燃烧单元40还可以具有自上而下均一的横截面积，以便预混气体能够在宽度相等的通道(即催化燃烧单元40)中发生无焰催化燃烧。根据本发明的具体实施例，参考图7～图10，催化燃烧单元40的横截面可以为圆形、椭圆形、规则多边形以及不规则形状的至少之一。例如，根据本发明的具体实施例，催化燃烧单元的横截面可以为正方形、规则六边形等形状。由此，可以根据实际情况选择催化燃烧单元40的形状，从而可以提高该燃烧器的使用功能。

此外，在该燃烧器中，多个催化燃烧单元40的具体排列方式不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行设计。例如，根据本发明的实施例，多个催化燃烧单元40可以排列在燃烧器的同一横截面上。例如，根据本发明的实施例，排列在燃烧器的同一横截面上的多个催化燃烧单元40的排列方式可以为单排排列(参考图7～图10)、多排排列(参考图11)或交叉排列(参考图12)。

根据本发明的实施例，上述燃烧器由于采用无焰燃烧以及催化燃烧相结合的方式进行燃烧，燃烧噪音能够低于48dB，同时安全性更高；生成的燃烧烟气中的CO排放浓度低于10ppm，NO_x排放浓度低于10ppm。并且，无焰燃烧方式可以使燃烧热效率超过100％。该燃烧器氧适应浓度范围大，燃烧缓和，运转成本低，操作管理方便。综上所述，本发明提出的燃烧器具有以下特征以及优点：

1、能够实现无焰燃烧以及催化燃烧相结合，安全性高、有害气体排放低、节能环保。

2、燃气与空气能够充分预混后再进行燃烧，从而可以保证燃烧均匀，燃烧效率高。

3、通过串联供给方式实现供热，可以根据实际需要实现分段燃烧。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种燃气热水器。根据本发明的实施例，参考图13，该燃气热水器包括：壳体100、燃烧器200、热交换器300以及控制装置400。其中，燃烧器200为前面所述的燃烧器，燃烧器200、热交换器300以及控制装置400均设置在壳体100内部，热交换器300与燃烧器200相连。由此，可以利用前面描述的燃烧器实现无焰催化燃烧，从而可以降低氮氧化物以及一氧化碳的含量，提高燃料利用效率，实现节能环保。由于该燃气热水器采用了前面描述的燃烧器，因此该燃气热水器具有前面所描述的燃烧器的全部特征以及优点，在此不再赘述。

下面根据本发明的具体实施例，对该燃气热水器的各个装置进行详细描述。

根据本发明的实施例，参考图14，该燃气热水器还可以进一步包括：送风装置500、集烟罩600以及供水装置700。送风装置500设置在壳体100内部并与燃烧器200的空气入口相连，以便为燃烧器200提供空气。具体地，送风装置200可以为直流风机。集烟罩600设置在热交换器300上方且与热交换器300相连，以便收集经过换热的燃烧烟气并排出该燃气热水器。供水装置700与热交换器300相连，以利热交换器300用实现燃烧烟气与冷水的换热，输出热水。由此，可以进一步提高该燃气热水器的性能。

根据本发明的实施例，参考图15，供水装置700包括进水阀710、出水阀720以及水流通道730。水流通道730的一端与进水阀710相连，另一端与出水阀720相连。根据本发明的具体实施例，水流通道730可以盘绕地设置在热交换器300的外壁上，由此，可以有效地利用燃烧烟气中的显热对水流进行加热，进而可以提高该燃气热水器的使用效果。或者，还可以在热交换器300中设置热交换器翅片310，水流通道730的至少一部分设置在热交换器300内部，利用热交换器翅片310完成换热。由此，可以有效地利用燃烧烟气中的显热对水流进行加热，进而可以提高该燃气热水器的使用效果。

根据本发明的实施例，控制装置400与燃烧器200的燃气控制阀以及预混气体控制阀电连接。由此，可以实现根据用户设定的参数对燃烧器中工作的催化燃烧单元的个数以及催化燃烧单元燃烧程度的控制。关于燃气控制阀以及预混气体控制阀与燃烧器200中其它部件的连接关系、控制方式均已在前面进行了详细的描述，在此不再赘述。简单来说，可根据该燃气热水器的热负荷需求，结合单个催化燃烧单元的负荷能力，匹配多个催化燃烧单元。各催化燃烧单元之间采用串联的工作方式。根据不同的负荷状态，采用不同数量的催化燃烧单元进行燃烧。例如，可以根据整机的热负荷需求，结合每个催化燃烧单元的负荷能力，各催化燃烧单元之间的负荷重叠区域，计算需要的总的催化燃烧单元个数。例如，每个催化燃烧单元的负载约为2-6kw，使串联工作方式中的多个催化燃烧单元重叠，可以保证整体的燃烧器保持引燃及燃烧稳定，也可以使得重叠区域的负载能力增强，增加燃烧能力。然后根据各催化燃烧单元燃烧负荷状态，计算分段燃烧区域、每个分段燃烧区域所需的催化燃烧单元数量以及适合的排布结构。

当整机在最大负荷状态时，实现整段燃烧，即全部催化燃烧单元均燃烧供热，各催化燃烧单元也是在最大负荷状态；当整机在最小负荷状态时，最小段燃烧，即控制只开启最少的催化燃烧单元燃烧供热，从而可以精确供给用户所需温度热水，并能够实现节能环保。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种利用前面所述的燃气热水器加热水的方法。根据本发明的实施例，参考图16，该方法包括：

S100：无焰催化燃烧

根据本发明的实施例，在该步骤中，利用控制装置，使燃烧器进行无焰催化燃烧。

具体地，参考图17，该步骤进一步包括：

S110：控制预混空气比例

根据本发明的实施例，在该步骤中，利用控制装置控制燃烧器的燃气控制阀，以便可燃气体预混单元中的预混气体的空气消耗系数可以为1.1～1.5。根据本发明的一些实施例，预混气体的空气消耗系数可以为1.2～1.45。。由此，通过控制供给至可燃气体预混单元中的燃气的流量，可以实现对可燃气体预混单元中空气以及燃气比例的调节，使该比例处在适当的范围内，以满足无焰燃烧方式的要求。

S120：供给至催化燃烧单元

根据本发明的实施例，在该步骤中，将预混气体供给至多个催化燃烧单元，并在多个催化燃烧单元中进行无焰催化燃烧。由此，可以实现该燃气热水器实现无焰催化燃烧。关于催化燃烧单元的具体结构、催化剂的种类以及无焰催化燃烧的特点，前面已经进行了详细的描述，在此不再赘述。

具体地，在该步骤中，根据用户设置的热水的水温，通过控制装置调节多个预混气体控制阀的开关，以便控制进行无焰催化燃烧的催化燃烧单元的个数。由此，可以根据用户设定的参数对燃烧器中工作的催化燃烧单元的个数进行控制，使该燃气热水器更加节能环保。根据本发明的实施例，还可以根据用户设置的热水的水温，通过控制装置调节多个预混气体控制阀的流量，以便控制供给至多个催化燃烧单元的预混气体的流量。由此，可以根据用户设定的参数对燃烧器中工作的催化燃烧单元燃烧供热的量进行控制，使该燃气热水器更加节能环保。关于控制装置、预混气体控制阀以及催化燃烧单元的具体连接关系、控制原则，前面已经进行了详细的描述，在此不再赘述。

S200：换热

根据本发明的实施例，在该步骤中，利用热交换器使燃烧器产生的烟气与水流进行换热，以便获得热水。由此，可以使该燃气热水器实现无焰催化燃烧，并根据用户设定的参数对燃烧器中工作的催化燃烧单元的个数以及催化燃烧单元燃烧程度的控制，使该燃气热水器更加节能环保。

需要说明的是，在本发明中，术语“热水”特指经过热交换器换热后输出的水，其具体温度由用户设定，不受特别限定。

需要说明的是，本发明提出的燃气热水器进一步具有本领域技术人员所熟悉的燃气热水器所具有的其余必备部件以便实现该燃气热水器的功能。在本发明中，术语“必备部件”特指在现有的燃气热水器中具有的、并且是实现其功能所必须的部件，在此不再赘述。需要说明的是，在不付出创造性劳动的前提下，对于基于本发明的燃气热水器所做出的一切改进均属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”、“示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种燃气热水器，其特征在于，包括：

壳体，

燃烧器，所述燃烧器设置在所述壳体内部，所述燃烧器包括多个催化燃烧单元，所述催化燃烧单元具有气体流通结构，所述每个催化燃烧单元与一个预混气体出口相连，所述催化燃烧单元包括催化燃烧套件以及涂覆在催化燃烧套件表面的催化剂涂层，所述催化剂涂层是由贵金属催化剂以及非贵金属催化剂的至少之一形成的，其中，所述非贵金属催化剂含有钙钛矿型稀土氧化物、Cu、Mn或者Co的至少之一；所述贵金属催化剂含有铂、钯、铑的至少之一；

可燃气体预混单元，所述可燃气体预混单元具有空气入口、燃气入口、多个预混气体控制阀、多个预混气体出口，且具有至少一个预混气体控制阀与多个预混气体出口相连；

热交换器，所述热交换器设在所述壳体内部，所述热交换器与所述燃烧器相连；

送风装置，所述送风装置设置在所述壳体内部并与所述燃烧器的空气入口相连。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述催化燃烧套件由堇青石蜂窝陶瓷、铁铬铝蜂窝金属网板以及铁铬铝蜂窝金属的至少之一构成。

3.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述多个催化燃烧单元并排排列在燃烧器的同一横截面上。

4.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃烧器中的多个催化燃烧单元具有自上而下均一的横截面。

5.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述贵金属催化剂包括：载体以及贵金属，所述载体为三氧化二铝，所述贵金属包括铂、钯以及铑，其中，所述铂、钯以及铑的质量比为1:5:2。

6.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述可燃气体预混单元包括多个预混气体出口，所述每个预混气体出口对应一个催化燃烧单元。

7.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，具有至少一个预混气体控制阀与所述预混气体出口一一对应。

8.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括控制装置、燃气控制阀、所述控制装置与所述燃气控制阀及所述预混气体控制阀电连接。

9.一种利用权利要求1-8任一项所述的燃气热水器加热水的方法，其特征在于，包括：

(1)利用控制装置，使燃烧器进行无焰催化燃烧；

(2)利用热交换器使所述燃烧器产生的烟气与水流进行换热，以便获得热水。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：

(1-1)利用所述控制装置控制所述燃烧器的燃气控制阀，以便可燃气体预混单元中的预混气体的空气消耗系数为1.1～1.5；

(1-2)将所述预混气体供给至所述多个催化燃烧单元，在所述多个催化燃烧单元中进行无焰催化燃烧。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤(1-2)中，根据用户设置的所述热水的水温，通过控制装置调节所述多个预混气体控制阀的开关，以便控制进行所述无焰催化燃烧的所述催化燃烧单元的个数。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤(1-2)中，根据用户设置的所述热水的水温，通过控制装置调节所述多个预混气体控制阀的流量，以便控制供给至所述多个催化燃烧单元的所述预混气体的流量。

Images