CN110425727A - 一种高效节能的全预混燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效节能的全预混燃气热水器，包括用于输送燃气的燃气进气管、用于输送废气的废气连接管、用于将燃气和空气进行混合的燃气预混装置、用于将燃气燃烧的热量转换为辐射能并通过辐射方式将热量传递给换热水管的辐射换热装置和用于将废气和水蒸气的余热进行回收的余热回收装置，所述的燃气预混装置一端与所述燃气进气管连接，另一端与所述的辐射换热装置连接，所述的辐射换热装置通过所述废气连接管与所述的余热回收装置连接；本发明从提高燃气的混合程度、换热部分的换热效率以及烟气热量的循环利用效率三个方向，对热水器进行相应的改进，大大的提高了热水器的热效率，实现高效节能的效果。

Description

一种高效节能的全预混燃气热水器

技术领域

本发明涉及燃气热水器领域，具体涉及一种高效节能的全预混燃气热水器。

背景技术

燃气热水器是一种燃气作为燃料，通过燃气燃烧快速制备热水的设备。

一般燃气热水器是通过燃气燃烧，产生高温的烟气，高温烟气通过热交换器中的换热翅片，进行对流换热，从而产生热水，热效率较低，并且因为热效率的低效导致从燃烧腔排除的烟气温度往往十分高，造成了热能的大量浪费，如果从提高燃气的混合程度、换热部分的换热效率以及烟气热量的循环利用效率，对热水器进行相应的改进，即可大大提高燃气热水器的热效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效节能的全预混燃气热水器，解决了传统热水器的热效率低下的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种高效节能的全预混燃气热水器，包括燃气进气管、废气连接管、燃气预混装置、辐射换热装置和余热回收装置，所述的燃气预混装置一端与所述燃气进气管连接，另一端与所述的辐射换热装置连接，所述的辐射换热装置通过所述废气连接管与所述的余热回收装置连接。

进一步的，所述的辐射换热装置包括燃气辐射管、换热水管和外壳，所述的换热水管螺旋缠绕在所述的燃气辐射管外围，所述的燃气辐射管和所述的换热水管均设置在所述的外壳内部。

进一步的，所述的燃气辐射管外壁上镀有耐高温的单向透射涂层，所述的外壳内壁上镀有用于反射辐射的反射涂层，所述的换热水管外壁上涂覆辐射涂层。

所述的燃气预混装置包括空燃比例阀、全预混风机和预混腔体，所述的空燃比例阀一端连接所述的燃气进气管，所述的空燃比例阀另一端与所述全预混风机的燃气进风口连接，所述预混腔体设有预混腔，所述预混腔与所述全预混风机的出风口连通，所述预混腔体远离所述全预混风机的一端上设有燃气烧嘴。

进一步的，所述的预混腔一端与所述全预混风机的出风口连通，所述的预混腔另一端与所述的燃气辐射管的腔体连通，所述的燃气烧嘴位于所述燃气辐射管内部。

所述的余热回收装置包括余热水管和壳体，所述的余热水管紧贴所述壳体的内壁，并螺旋环绕在所述壳体的内部。

进一步的，所述的壳体由漏斗型壳和圆柱壳两部分组合而成，所述的余热水管紧贴所述圆柱壳的内壁。

所述的废气连接管一端与所述的壳体底部连接，所述的废气连接管另一端连接变径管，所述的变径管接设在所述的辐射换热装置底部，所述的变径管一端的口径与废气连接的口径管吻合，所述的变径管的另一端的口径与燃气辐射管的口径吻合。

进一步的，所述的余热水管和所述的换热水管通过温水连接管相连。

与现有技术相比，本发明在热水器上通过设置在热水器内的燃气预混装置、辐射换热装置和余热回收装置三者之间的配合，使得进入热水器中的冷水，先吸收小部分的废气余热和水蒸气的潜热后，通过温水连接管输送到辐射换热装置中，在吸热燃气辐射管中大部分的辐射能量后被迅速加热，最后形成热水，因此，本发明与传统热水器相比，加热速度更快，加热效率更高。

附图说明

图1是本发明提供的实施例结构示意图；

图2是本发明实施例中的辐射换热装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中的燃气预混装置的结构示意图；

图4是本发明实施例中的余热回收装置的结构示意图；

其中，

1.燃气预混装置，

11.空燃比例阀，12.全预混风机，13.预混腔体，131.燃气烧嘴，132.预混腔,

2.辐射换热装置，

21.燃气辐射管，211.单向透射涂层，22.外壳，221.反射涂层，23换热水管，

3.余热回收装置，

31.壳体，311.漏斗形壳；312.圆柱壳，32.余热水管，

4.燃气进气管，

5.废气连接管，

6.变径管，

7.温水连接管，

8.冷水进水管，

9.热水出水管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，本发明实施例1提供了一种高效节能的全预混燃气热水器，一种高效节能的全预混燃气热水器，包括用于输送燃气的燃气进气管4、用于输送废气的废气连接管5、用于将燃气和空气进行混合的燃气预混装置1、用于将燃气燃烧的热量转换为辐射能并通过辐射方式将热量传递给换热水管的辐射换热装置2和用于将废气和水蒸气的余热进行回收的余热回收装置3，所述的燃气预混装置1一端与所述燃气进气管4连接，另一端与所述的辐射换热装置2连接，所述的辐射换热装置2通过所述废气连接管5与所述的余热回收装置3连接，热水器的各部件之间的连接，实现了燃气从燃气进气管道4进入到燃气预混装置1进行预混后，输送到辐射换热装置2进行燃烧和热量的交换，随后产生的废气通过废气连接管5进入到余热回收装置3，所述的余热回收装置3将废气上的余热进行循环利用。

参考图2，所述的辐射换热装置2包括燃气辐射管21、换热水管23和外壳22，所述的换热水管23螺旋缠绕在所述的燃气辐射管21外围，换热水管23螺旋缠绕的方式不仅仅换热管加长了，有足够的流程使被加热物在其中流通和热交换，同时保持流体在水管内的压力平衡，平均了热能分布，这样在实际的使用中，大大地提高了换热效率与传热能力，所述的燃气辐射管21和所述的换热水管23均设置在所述的外壳内部22，所述的辐射管21、所述的换热水管23和所述的外壳22组成了里中外三层式的结构。

进一步的，所述的燃气辐射管21外壁上镀有耐高温的单向透射涂层211，单向透射涂层211使得燃气辐射管21发出的辐射能够透过单向透射涂层211向外辐射，但从外部向燃气辐射管21进行辐射的透射率则大大降低，所述的外壳22的内壁上镀有用于反射辐射的反射涂层221，所述的反射涂层221布满整个外壳22的内壁，使得外壳22内壁可以无死角的实现辐射反射，这样的设计的目的，一：不会使得辐射透入回燃气辐射管21的内部，二：使得燃气辐射管21向外发出的辐射不会透过外壳22；这样的设计提高了换热水管23被辐射的量，进而提高整个装置的换热效率。

参考图3，所述的燃气预混装,1包括空燃比例阀11、全预混风机12和预混腔体13，所述的空燃比例阀11一端连接所述的燃气进气管4，所述的空燃比例阀11另一端与所述全预混风机12的燃气进风口连接，所述的空燃比例阀11用于调节空气和燃气的混合比例；所述预混腔体13设有预混腔132，所述预混腔132与所述全预混风机12的出风口连通，所述预混腔体13远离所述全预混风机12的一端上设有燃气烧嘴131，所述的预混腔体13的形状采用两口窄小，中间为空心正方体的不规则形状，正方体中心部是预混腔体13的预混腔132，预混腔体13的整体设计目在于限制气体流入和流出预混腔132的流速，延长气体停留在预混腔132内的时间，使得燃气和空气可以在预混腔132内充分混合，提高燃烧质量；所述的预混腔体13远离全预混风机12设有一个燃气烧嘴131，用于当燃气和空气充分混合后，将燃气和空气的混合气体通过燃气烧嘴131送入到辐射换热装置2的内部。

参考图1，所述的预混腔132一端与所述的全预混风机12的出风口连通，所述的预混腔132的另一端与所述的燃气辐射管21的腔体连通，所述的预混腔体13作为帮助所述的全预混风机12和所述的辐射换热装置2之间连接的过渡组件，有效的控制气体的流速以及提供高质量的燃烧条件；所述的燃气烧嘴131插入所述的燃气辐射管211内部，燃气从所述的燃气烧嘴131的出口处喷出后，在点火器的作用下被点燃，形成的火焰在燃气辐射管21内剧烈燃烧，完成燃气的输送到燃气的燃烧过程。

参考图4，所述的余热回收装置3包括余热水管32和壳体31，所述的壳体31由漏斗型壳311和圆柱壳312两部分组合而成，漏斗形壳311的设计是为了控制气体的流速，延长气体在余热回收装置3内停留的时间，增加余热回收的效率；所述的余热水管32紧贴所述的圆柱壳312的内壁，并螺旋环绕在所述壳体3的内部，这样的设计不仅仅换热管加长了，有足够的流程使被加热物在其中流通和热交换，同时保持流体在水管内的压力平衡，平均了热能分布，增加了余热回收的效率。

参考图1，所述的废气连接管5一端与所述的壳体31底部连接，所述的废气连接管5另一端连接变径管6，所述的变径管6接设在所述的辐射换热装置2底部，所述的变径管6一端的口径与废气连接5的口径管吻合，另一端的口径与燃气辐射管21的口径吻合，所述的变径管6的作用一：帮助不同直径的管路之间的衔接，即燃气辐射管21和废气连接管5之间的连接；作用二：控制燃气辐射管21中气体的流出速度，延长混合气体在燃气辐射管21内停留的时间，使得混合气体得到充分的燃烧，提高燃烧效率。

参考图1，所述的余热水管32和所述的换热水管23通过温水连接管7相连，将吸收余热后形成的温水通过温水连接管7流入到换热水管23中进行加热，相比于直接对冷水进行加热，合理的利用了燃气辐射装置2燃烧后产生的废气的热量，提高了整个热水器的热效率。

本发明实施例的工作过程为：

燃气热水器工作时，在全预混风机12的作用下，将燃烧所需的空气从空气进风口处吸进去，同时燃气在空燃比例阀11和全预混风机12的共同作用下，从燃气进风口进入到全预混风机12，吸进的空气和燃气在全预混风机12当中,按照一定比例混合,初步混合后，空气和燃气的混合气体就从全预混风机12的出风口进入到预混腔体13的预混腔132内进行充分的混合，混合均匀后的混合气体离开预混腔132进入燃气烧嘴131，在点火器的作用下，混合气体在燃气烧嘴的出口处被点燃，火焰在燃气辐射管21内部剧烈燃烧，此时燃气辐射管21被燃烧的火焰和高温烟气加热成高温的辐射体，高温的燃气辐射管21以辐射能的形式将热量传递到外围的换热水管23，换热水管23里面的水被辐射加热,同时外壳22内壁上镀有用于反射辐射的反射涂层221，有效的反射辐射能，在保证外壳22不产生高温的同时，降低能量的散失，提高热水器的换热效率。

燃烧后的产生废气，带着部分余热，经过废气连接管5进入到余热回收装置3，余热回收装置3中的冷水将废气中的热量吸收，将废气中的热量有效的利用，然后在余热回收装置3的出口排出温度较低的废气。

冷水从冷水进水管8中进入余热水管32，通过余热回收装置吸收废气中的余热，进入到余热水管32的冷水被初步加热后形成温水进入温水连接管7，温水连接管7和辐射换热装置2中的换热水管23连接，温水通过温水连接管7进入换热水管23，此时温水在吸收燃气辐射管21的辐射能量，被迅速的加热成温度较高的热水，然后从热水出水管9流出，供用户使用。

采用上述方案，与现有技术相比，本发明从提高燃气的混合程度、换热部分的换热效率以及烟气热量的循环利用效率三个方向，对热水器进行相应的改进，大大的提高了热水器的热效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种高效节能的全预混燃气热水器，包括燃气进气管和废气连接管，其特征在于，还进一步包括燃气预混装置、辐射换热装置和余热回收装置，所述的燃气预混装置一端与所述燃气进气管连接，所述的燃气预混装置另一端与所述的辐射换热装置连接，所述的辐射换热装置通过所述废气连接管与所述的余热回收装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能的全预混燃气热水器，其特征在于，所述的辐射换热装置包括燃气辐射管、换热水管和外壳，所述的换热水管螺旋缠绕在所述的燃气辐射管外围，所述的燃气辐射管和所述的换热水管均设置在所述的外壳内部。

3.根据权利要求2所述的一种高效节能的全预混燃气热水器，其特征在于，所述的燃气辐射管外壁上镀有耐高温的单向透射涂层，所述的外壳内壁上镀有用于反射辐射的反射涂层。

4.根据权利要求2所述的一种高效节能的全预混燃气热水器，其特征在于，所述的燃气预混装置包括空燃比例阀、全预混风机和预混腔体，所述的空燃比例阀一端连接所述的燃气进气管，所述的空燃比例阀另一端与所述全预混风机的燃气进风口连接，所述预混腔体设有预混腔，所述预混腔与所述全预混风机的出风口连通，所述预混腔体远离所述全预混风机的一端上设有燃气烧嘴。

5.根据权利要求4所述的一种高效节能的全预混燃气热水器，其特征在于，所述的预混腔一端与所述全预混风机的出风口连通，所述的预混腔另一端与所述的燃气辐射管的腔体连通，所述的燃气烧嘴位于所述燃气辐射管内部。

6.根据权利要求2所述的一种高效节能的全预混燃气热水器，其特征在于，所述的余热回收装置包括余热水管和壳体，所述的余热水管紧贴所述壳体的内壁，并螺旋环绕在所述壳体的内部。

7.根据权利要求6所述的一种高效节能的全预混燃气热水器，其特征在于，所述的壳体由漏斗型壳和圆柱壳两部分组合而成，所述的余热水管紧贴所述圆柱壳的内壁。

8.根据权利要求6或7所述的一种高效节能的全预混燃气热水器，其特征在于，所述的废气连接管一端与所述的壳体底部连接，所述的废气连接管另一端连接变径管，所述的变径管接设在所述的辐射换热装置底部，所述的变径管一端的口径与废气连接的口径管吻合，所述的变径管的另一端的口径与燃气辐射管的口径吻合。

9.根据权利要求7所述的一种高效节能的全预混燃气热水器，其特征在于，所述的余热水管和所述的换热水管通过温水连接管相连。