CN114294826B - 热水锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种节能高效、可靠性高的热水锅炉，该热水锅炉包括：壳体，位于所述壳体内的筒状燃烧器、换热模块；其中，所述换热模块在所述壳体内所围绕的空间形成用于所述燃烧器燃烧的燃烧室；所述换热模块的围绕所述燃烧室的内换热面为无翅片换热面。

Description

热水锅炉

技术领域

本发明涉及燃气热水设备领域，尤其涉及一种热水锅炉。

背景技术

在国家节能减排的政策推动下，燃气热水设备加速向高效低排放的全预混冷凝式技术发展。目前燃气热水锅炉的热交换器配设与烟气进行换热的换热管。为增大管外传热面积，增加换热管的换热量，换热管普遍采用翅片管，翅片管通过管体的表面上加工很多翅片，使得原有的表面得到扩展，提升换热面积，提升换热量。但是，现有的热水锅炉的热交换器在使用过程中寿命短，影响用户使用体验。

发明内容

对于现有技术的上述问题，发明人经过长期研究发现，虽然翅片换热管由于翅片的存在可以提供换热效率，但是，由于燃烧器的火焰温度较高，换热器靠近燃烧器的部分由于翅片的存在容易发生变形损坏，进而导致可靠性降低，影响换热器的使用寿命。

基于上述研究发现，本发明的一个目的是提供一种可靠性高的热水锅炉，以提升换热器的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热水锅炉，包括：壳体，位于所述壳体内的筒状燃烧器、换热模块；其中，所述换热模块在所述壳体内所围绕的空间形成用于所述燃烧器燃烧的燃烧室；所述换热模块的围绕所述燃烧室的内换热面为无翅片换热面。

作为一种优选的实施方式，所述换热模块包括至少两个相套设的换热管筒；其中，至少一个所述换热管筒为无翅片换热管螺旋延伸形成，至少一个所述换热管筒为翅片换热管螺旋延伸形成；无翅片换热管的换热管筒套设在翅片换热管的换热管筒的内侧。

作为一种优选的实施方式，所述换热模块包括：第一换热模块和沿水流方向连通在所述第一换热模块上游的第二换热模块；

其中，所述第二换热模块围绕在所述第一换热模块外；所述第一换热模块包括至少一个无翅片换热管形成的内换热管筒；所述第二换热模块包括至少一个翅片换热管形成的外换热管筒。

作为一种优选的实施方式，所述第一换热模块包括相套设的两个或三个内换热盘管筒；其中，位于最内侧的内换热盘管筒沿水流方向连通在其他内换热盘管筒的上游。

作为一种优选的实施方式，所述第一换热模块和所述第二换热模块容纳在壳体内；所述壳体内还设有将所述第一换热模块和所述第二换热模块间隔的间隔部件；

其中，所述第一换热模块和所述间隔部件之间形成第一烟道；所述间隔部件和所述壳体的侧壁之间形成第二烟道；所述第二烟道连通在所述第一烟道的下游；所述第一换热模块还设有将所述第一烟道和所述燃烧室连通的连通烟道。

作为一种优选的实施方式，所述第一烟道内烟气的流动方向和所述第二烟道内的烟气方向相反。

作为一种优选的实施方式，所述间隔部件将所述壳体的内部间隔形成容纳所述第一换热模块的内容纳空间、以及容纳所述第二换热模块的外容纳空间；所述外容纳空间的下端还连通有冷凝水排出结构。

作为一种优选的实施方式，所述冷凝水排出结构还与所述内容纳空间相连通。

所述壳体包括筒状主体、以及固定在所述筒状主体两端的上端盖和下端盖；所述第一换热模块和所述第二换热模块被限制定位在上端盖和下端盖之间；

其中，所述下端盖上设有将所述外容纳空间与所述冷凝水排出结构相连通的第一连通孔、以及将所述内容纳空间与所述冷凝水排出结构相连通的第二连通孔。其中，第一连通孔位于外容纳腔的最低位置，第二连通孔位于内容纳腔的最低位置。

作为一种优选的实施方式，所述第二连通孔的上开口沿轴向朝向所述第一换热模块。第二连通孔的上开口位于第一换热模块的正下方。第二连通孔沿周向分布有多个。

作为一种优选的实施方式，所述下端盖上设有容纳所述第一换热模块的下端的容纳槽；所述第二连通孔通入所述容纳槽。

作为一种优选的实施方式，所述第二烟道的上端与所述第一烟道的上端相连通；所述第二烟道的下端与排烟结构相连通。

作为一种优选的实施方式，所述排烟结构还设有冷凝水收集腔以及排水口。

作为一种优选的实施方式，所述排烟结构包括设置于所述壳体下端的集烟腔、以及连通所述集烟腔的排烟口；所述集烟腔内设有支撑部；所述支撑部支撑在所述集烟腔的顶壁和底壁之间。

作为一种优选的实施方式，所述排烟口的面积在所述第二烟道的下端的出烟口的面积的0.5倍以上。

作为一种优选的实施方式，每个所述内换热盘管筒包括多个沿轴向层叠的换热管环；相邻两个所述内换热盘管筒的轴向间隙相错开。

作为一种优选的实施方式，在轴向上相邻的两个换热管环之间的轴向间隙在1.5毫米以上。

作为一种优选的实施方式，所述第二换热模块连通有靠近或位于所述壳体底部的进水端。

作为一种优选的实施方式，所述壳体设置有靠近或位于所述壳体顶部的热水输出端；所述热水输出端与所述第一换热模块相连通；所述壳体的顶部还设有将所述第二换热模块和所述第一换热模块相连通的连通管。

有益效果：

本发明一个实施例的热水锅炉在换热模块上设置围绕所述燃烧室的内换热面为无翅片换热面，进而通过无翅片换热面先于其他部分与高温烟气接触，并与高温烟气换热将高温烟气降温，避免翅片换热管直接与最上游的高温烟气接触而被高温烟气所损坏，提升了设备使用可靠性，保证了设备使用寿命，延长维护周期。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的换热单元剖面示意图；

图2是图1的A-A主视图；

图3是图1的侧视图；

图4是图1的立体视图；

图5是图1的第一换热模块剖面示意图；

图6是图2的局部示意图；

图7是图1的部分示意图；

图8是图1的换热模块剖面示意图；

图9是图1的换热模块立体结构示意图；

图10是图1的排烟结构示意图；

图11是图1的侧视图；

图12是图10的主视图；

图13是图6的正视图。

附图标记说明：100、壳体；101、上端盖；102、下端盖；110、进水端；120、热水输出端；130、流体输出端；140、流体输入端；150、连通管；180、内容纳空间；190、外容纳空间；200、排烟结构；201、排烟口；202、集烟腔；203、冷凝水排出口；205、底壁；210、支撑部；300、支撑座；400、燃烧器；500、风机；

F1、轴向；F2、径向；

1、燃烧室；2、第一换热模块；20、内换热盘管筒；21、第一内换热盘管筒；22、第二内换热盘管筒；25、换热管环；3、第二换热模块；30、外换热盘管筒；31、翅片换热管；4、间隔部件；5、第一烟道；6、第二烟道；61、出烟口；7、连通烟道；8、上容纳槽；81、上容纳槽；9、隔热板；10、下容纳槽；1011、下容纳槽；15、第二连通孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图13，本发明一个实施例提供一种换热单元，该换热单元适用于但不限于诸如热水锅炉中。该热水锅炉的换热单元的容积在30L以下。该换热单元可以快速将水流升温30摄氏度以上，例如输入水的温度为20摄氏度，输出的热水温度为60度，经过换热单元温升为40摄氏度。

具体的，该换热单元包括：壳体100；位于所述壳体100内的换热模块。其中，所述换热模块在所述壳体100内所围绕的空间形成用于燃烧器燃烧的燃烧室1。为提升换热模块的使用寿命，所述换热模块的围绕所述燃烧室1的内换热面为无翅片换热面。

更具体的，所述换热模块包括至少两个相套设的换热管筒。相套设的换热管筒不仅可以延长换热管长度，增加换热面积，还有利于增大轴向间隙L1，降低烟阻，提升烟气与换热管的换热效率，避免烟气淤堵在壳体100内部。

其中，至少一个所述换热管筒为无翅片换热管螺旋延伸形成。所述换热单元的换热管为圆管结构。圆管结构的换热管，制造方便。为保证换热效率，至少一个所述换热管筒为翅片换热管螺旋延伸形成。无翅片换热管的换热管筒套设在翅片换热管的换热管筒的内侧。最内侧的换热管筒为无翅片换热管螺旋延伸形成。位于最内侧的换热管筒的外侧的至少一个换热管筒为翅片换热管螺旋延伸形成。

在本实施例中，换热模块包括：位于所述壳体100内的第一换热模块2和第二换热模块3。其中，第一换热模块2和第二换热模块3中至少一个换热模块的换热管为圆管。所述第一换热模块2所围绕的内部空间被配置为燃烧室1。无翅片换热面为第一换热模块2围绕形成燃烧室1的内侧表面，同样为燃烧室1的壁面。燃烧器400位于壳体100内的燃烧室1中进行燃烧，形成高温烟气。所述第二换热模块3围绕在所述第一换热模块2外。第一换热模块2和第二换热模块3通过与高温烟气进行换热，将内部的流体加热形成热水。

所述第二换热模块3和所述第一换热模块2之间设置间隔部件4。沿水流流向(沿被加热介质流向)，第二换热模块3连通在第一换热模块2上游。第一换热模块2相对于第二换热模块3更接近燃烧器400，相应的，沿烟气流动方向，第一换热模块2位于第二换热模块3上游。

如图7所示，筒状燃烧器400为全预混燃烧器400，被限制在燃烧室1内。在燃烧器400的上游(例如：设置在燃烧器400的上方)连通有风机500以及预混装置。通过预混装置将空气与燃气按照期望比例进行混合，通过风机500送到燃烧器400中，在燃烧室1中点燃进行燃烧。水先进入到第二换热模块3中进行预热，再进入到第一换热模块2中进行继续加热，使得水达到目标温度进行输出。

在本实施例中，所述第一换热模块2和所述间隔部件4之间设有第一烟道5。所述间隔部件4和所述壳体100之间形成第二烟道6。所述第二烟道6连通在所述第一烟道5的下游。所述第一换热模块2设有将所述第一烟道5和所述燃烧室1连通的连通烟道7。高温烟气经过连通烟道7进入到第一烟道5中，在第一烟道5中流动后进入到第二烟道6中，最后被排出。

本实施例所提供的换热单元通过设有第一烟道5、第二烟道6以及连通烟道7，进而提升烟气与第一换热模块2和第二换热模块3的换热管的接触面积，提升换热效率，达到节能高效、可靠性高的效果，实现热水的快速产生。并且，该换热单元还能降低换热单元的体积。

在本实施例中，壳体100的内部圆柱形腔体。所述间隔部件4为筒状间隔板，可以为间隔筒。该间隔筒为圆筒结构。间隔部件4将壳体100内部分隔形成容纳第一换热模块2的内容纳空间180和容纳第二换热模块3的外容纳空间190。其中，第一换热模块2和燃烧器400位于内容纳空间180中。第二换热模块3位于外容纳空间190中。在外容纳空间190中，第二换热模块3的外侧的空间形成第二烟道6，第二烟道6的上端为烟气输入端，下端为烟气排出端，使得烟气在整体上从上向下流动，与第二换热模块3进行充分换热。如图5所示，第一换热模块2位于内容纳空间180中，并在其换热管间形成筒间间隙L2与轴向间隙L1，借此增加与烟气的接触换热面积，提升换热效率。第一换热模块2与间隔筒的内壁之间间隔一定距离，形成第一烟道5。

在其他实施例中，该间隔部件4可以为锥形筒。第一换热模块2的盘管环数从上之下逐渐减小，其纵截面可以为倒锥形结构，相应的，第二换热模块3的盘管环数从上之下逐渐增大，其纵截面可以为正锥形结构，二者环套形成一大致为矩形的截面形状，相应的，第一烟道5和第二烟道6为位于锥形筒内外两侧的相平行的内外倾斜流道。

在本实施例中，第二烟道6间隔环绕在第一烟道5外。第二烟道6沿其整体烟气流向的一端与第一烟道5的一端相连通，第二烟道6的另一端为出烟口61，向外输出换热后的烟气。进一步的，第一烟道5和第二烟道6的烟气方向大致与燃烧室1的延伸方向(长度方向)相平行。

本实施例的换热单元通过设有连通烟道7，可以提升第一换热盘管参与换热的换热面积。本实施例中，燃烧室1和第一烟道5位于第一换热模块2的内外两侧，保证第一换热模块2内外两侧与烟气充分接触，保证换热效率，连通烟道7位于第一换热盘管的换热管的上下(轴向F1)两侧，使得第一换热模块2的换热管上下两侧同样可以与烟气进行充分接触，增加换热单元与烟气的换热面积，提升换热效率，进而无需增加盘管长度，有利于减小换热单元的体积。

为缩减换热单元的体积并提升换热效果，烟气自所述第一烟道5流入所述第二烟道6的流动方向改变150度以上，如此降低烟气流速，提升烟气与换热模块的换热效果。较佳的，所述第一烟道5和所述第二烟道6的延伸方向相平行。所述第一烟道5内的烟气流动方向和所述第二烟道6内的烟气流动方向相反。所述间隔部件4围绕在所述第一换热模块2和所述第二换热模块3之间。所述第一烟道5沿着所述间隔部件4的内壁面延伸。所述第二烟道6沿着所述间隔部件4的外壁面延伸。

在其他实施例中，第一烟道5和第二烟道6也可以不平行。例如，第一烟道5和第二烟道6一为竖直流道，另一为斜向流道，或者，二者均为斜向流道。第一烟道5和第二烟道6的烟气方向呈一定夹角，二者的连通处为烟气拐弯位置。烟气在第一烟道5和第二烟道6的连通处改变流动方向，避免烟气流动过快，提升换热效果，并且，使得第二烟道6间隔环绕在第一烟道5外，缩减换热单元的体积。

在本实施例中，换热单元的燃烧器400为筒状燃烧器，其可以为立式燃烧器，也可以为卧式燃烧器。在本实施例中，该燃烧器400为立式燃烧器400，方便换热模块(第一换热模块2和第二换热模块3)定位安装在壳体100内，而无需进行径向F2的支撑定位。

在本实施例中，所述燃烧室1沿轴向F1延伸。所述燃烧室1的延伸方向与竖直方向相平行。立式燃烧器400位于燃烧室1中，轴向F1同样为竖直方向或与竖直方向相平行。所述间隔部件4为圆筒状。间隔部件4可以为固定在壳体100内的间隔筒。所述第一烟道5设置在所述间隔部件4与所述第一换热模块2之间沿轴向F1延伸。第一烟道5位于间隔部件4和第一换热模块2之间的直筒结构的流道。所述第二烟道6设置在所述间隔板和所述壳体100之间沿轴向F1延伸。连通烟道7的整体烟气方向大致沿径向F2流动。较佳的，连通烟道7与所述第一轴向F1烟气流道的整体烟气方向相垂直。

具体的，第一换热模块2和第二换热模块3为换热管螺旋延伸形成。其中，所述第一换热模块2包括至少一个内换热盘管筒20。第二换热模块3包括至少一个外换热盘管筒30。沿水流流动方向，位于最内侧的内换热盘管筒20连通在其他内换热盘管筒20的上游。在壳体100内部，多个内换热盘管筒20从内向外依次串联。单个内换热盘管筒20可以为一换热管从上至下不间断螺旋延伸形成。内换热盘管筒20整体为圆柱状(或圆筒状)，从上至下外径和内径相同的圆筒结构。较佳的，第一换热模块2可以包括一个或两个或三个内换热盘管筒20。

进一步地，每个所述内换热盘管筒20包括多个沿轴向F1层叠的换热管(螺旋)环。该换热管环25并不是封闭环，而是换热管螺旋延伸180度所形成的螺旋结构，该螺旋结构在水平面上投影为封闭环形。其中，多个换热管环25从上至下依次连通，形成螺旋状构造。

如图5所示，所述连通烟道7包括：位于沿轴向F1(在轴向F1上)相邻两个所述内换热盘管环之间的轴向间隙L1。所述连通烟道7还包括：沿径向F2(在径向F2上)相邻两个所述内换热盘管筒20之间具有筒间间隙L2。所述筒间间隙L2将相邻两个所述内换热盘管筒20的轴向间隙L1相连通。

进一步地，换热管环25或内换热盘管筒20或外换热盘管筒30在水平面的投影为圆形，在其他实施例中，换热管环25或内换热盘管筒20或外换热盘管筒30在水平面的投影也可以为矩形或其他形状。

在本实施例中，第一换热模块2的换热管环25之间具有间隔间隙(轴向间隙L1)。通过该间隔间隙为换热管的形变提供形变空间，避免形成硬接触而损坏设备。并且，通过设有该间隔间隙，可以形成大致沿径向F2的连通烟道7，增加第一换热模块2与烟气的换热面积，提升换热效率，降低换热模块的体积，进而将热水锅炉的容积维持在期望值以下，不易容量超标，且无需节能器辅助。其中，第一换热模块2的间隔间隙(轴向间隙L1)沿轴向F1的长度在2mm以上，如此可以避免管间堵塞，方便烟气流通，同时与烟气下游的翅片换热管31相配合，保证换热效率。

为具有较佳的系统可靠性，保证设备的使用寿命，第一换热模块2围绕燃烧室1的内换热面为无翅片换热面，以承受高温烟气的高温。其中，位于最内侧的内换热盘管筒为无翅片换热管沿轴向F1螺旋延伸形成。

具体的，第一换热模块2内部流体已被第二换热模块3进行预热，进而其吸热能力降低，换热管表面的温度难以降低，如采用翅片换热管31容易损坏，为确保设备使用寿命，第一换热模块2采用无翅片换热管形成。

在本实施例中，第一换热模块2中的至少部分(长度)的换热管为无翅片换热管，第二换热模块3中的至少部分换热管为翅片换热管31，以提升换热效率。进一步地，所述第一换热模块2包括无翅片换热管形成的至少一个内换热管筒。所述第二换热模块3包括翅片换热管形成的至少一个外换热管筒。所述第一换热模块2的换热盘管为不锈钢材质；所述第二换热模块3的换热盘管为不锈钢翅片管。

本实施例的换热单元通过无翅片换热管先于翅片换热管31与高温烟气进行换热，进而烟气流动至翅片换热管31时已被降温，利用翅片换热管31将烟气与水进行充分换热，将水预热，并避免翅片换热管31被高温烟气所损坏，提升了设备使用可靠性，保证了设备使用寿命，延长维护周期。

其中，翅片换热管31在外容纳空间190中，与间隔筒的外壁以及壳体100的内壁之间可以接触，通过翅片间的间隙将换热管上下连通，供烟气通过。翅片换热管31也可以与间隔筒的外壁以及壳体100的内壁互不接触。为降低换热单元的体积，翅片换热管31(第二换热模块3)与间隔筒的外壁和/或壳体100的内壁之间的间隙在5mm以内。

为保证换热效率，所述第二换热模块3包括位于所述第二烟道6内的沿轴向F1螺旋延伸的翅片盘管或波纹管。在本实施例中，第二换热模块3通过翅片换热管31螺旋延伸形成。

在本实施例中，沿轴向F1相邻两个所述内换热盘管环之间设有轴向间隔件，通过设置轴向间隔件可以保证轴向间隙L1的均匀度。其中，轴向间隔件可以为相邻两个内换热盘管环之间的间隔条。在内换热盘管筒上设有与换热管一同螺旋不间断延伸的轴向间隙L1。在轴向间隙L1内设有多个间隔条。该间隔条可以为不锈钢材质，避免在高温烟气下发生形变。

为提升烟气扰流，增强换热效果，相邻两个所述内换热盘管筒的至少部分(长度或数量)的轴向间隙L1相错开。如图5中，箭头示出了连通烟道7中的烟气流向，在第一内换热盘管筒21上部的轴向间隙L1沿径向F2与第二内换热盘管筒22的换热管相对，第一内换热盘管筒21的轴向间隙L1所流出的烟气会碰撞到第二内换热盘管筒22的换热管内侧壁会向上或向下流动，再从第二内换热盘管筒22的轴向间隙L1中流出进入到第一烟道5中，并沿着间隔筒的内壁沿轴向F1向上流动。

在本实施例中，热水锅炉的水在加热过程中并未发生相变，整体以热水的方式进行输出。至少两个所述内换热盘管筒的内换热盘管的水流过流面积相同。其中，水流过流面积为换热管的内横截面积。在其他的实施例中，为提升设备的运行稳定性，位于外侧的内换热盘管筒的水流过流面积可以大于位于内侧的内换热盘管筒的水流过流面积。位于外侧的内换热盘管筒相较于其内侧的内换热盘管筒，其内部流体温度更高，内部流体体积增大，进而外侧的内换热盘管筒的水流过流面积更大可以适应流体的体积变化，降低管道阻力，提升设备的运行稳定性和可靠性。

在本申请实施例中，所述第一换热模块2包括：相套设的两个或三个内换热盘管筒20。其中，位于最内侧的内换热盘管筒21沿水流方向连通在其他内换热盘管筒的上游。

在本实施例中，所述第一换热模块2包括：相套设的两个内换热盘管筒。其中，每个所述内换热盘管筒为无翅片换热管沿轴向F1螺旋延伸形成。其中，无翅片换热管可以为光管，或者压纹管，或者波纹管。较佳的，无翅片换热管为光管结构，以避免翅片被高温损坏，影响设备使用寿命。

两个内换热盘管筒可以为第一内换热盘管筒21和套设在第一内换热盘管筒21外的第二内换热管筒。在本实施例中，第二内换热管筒的(换热管的)水流过流面积等于第一内换热管筒的(换热管的)水流过流面积。在图5、图8中可以看出，第二内换热管筒的管径与第一内换热管筒的管径相等。

在另一个实施例中，第二内换热管筒的(换热管的)水流过流面积大于第一内换热管筒的(换热管的)水流过流面积。第二内换热管筒的管径大于第一内换热管筒的管径。

所述第一烟道5在轴向F1的一端与所述第二烟道6的一端相连通。所述第二烟道6的另一端与排烟结构200相连通。如图1所示，第一烟道5的上端和第二烟道6的上端相连通。第二烟道6的下端与排烟结构200相连通。第二烟道6或外容纳空间190的下端的出烟口61为环形，直接通入其下方的集烟腔202中。同时，该出烟口61同样为第二烟道6的冷凝水排出口203。

在本实施例中，第二换热模块3中的流体温度较低，进而在外容纳空间190中容易形成冷凝水，为收集冷凝水，所述外容纳空间190的下端还连通有冷凝水排出结构。虽然第一换热模块2所流入流体为经第二换热模块3预热后的流体，但热水锅炉的第一换热模块2所排出的依然为热水，其输出水温不超过100摄氏度，通常不超过70摄氏度，进而第一换热模块2在内容纳空间180中的温度(相对有烟气温度)依然处于较低的状态，从而同样会产生冷凝水，进而所述冷凝水排出结构还与所述内容纳空间相连通。

在本实施例中，为保证换热效率，保证排烟效果，避免烟阻过大而影响热水产生，所述排烟结构200的最小有效烟气流通面积大于或等于所述第二烟道6的最小有效烟气流通面积的一半。

在本实施例中，所述壳体100的下端设有排烟结构200。排烟结构200的下端还设有支撑座400。通过支撑座400将热水锅炉进行支撑。所述第二烟道6的下端与所述排烟结构200相通。进一步地，排烟结构200还可以设有冷凝水排出结构，以收集第二烟道6中的冷凝水，并向外排出。具体的，排烟结构200还可以设有冷凝水收集腔以及排水口(冷凝水排出口203)。当然，在其他实施例中，该换热单元还可以额外设置冷凝水排出结构，与第二烟道6的下端相连通。

在本实施例中，所述排烟结构200包括设置于所述壳体100下端的集烟腔202、以及连通所述集烟腔202的排烟口201。集烟腔202可以同时作为冷凝水收集腔，同时输入烟气以及冷凝水。所述集烟腔202内设有支撑部210。所述支撑部210支撑在所述集烟腔202的顶壁和底壁205之间。集烟腔202为环形腔体，围绕在支撑部的周侧。所述排烟口201的面积在所述第二烟道6的下端的出烟口61的面积的0.5倍以上。为方便将冷凝水排出，集烟腔202的底壁205为倾斜底壁。

如图11所示，集烟腔202的底壁205朝向排烟口201逐渐向下倾斜。在集烟腔202的底壁205靠近所述排烟口201的位置还设有冷凝水排出口203。较佳的，冷凝水排出口203位于集烟腔202的底壁205的最低位置，以方便将冷凝水全部排出，防止积液。

在本实施例中，支撑部210可以为大致位于集烟腔202中心位置的支撑柱。在其他实施例中，支撑部210还可以为分散在集烟腔202中不同位置的支撑杆或其他形状的支撑结构，以维持排烟结构200的结构稳定性，以及提供更高的烟气过流面积，方便烟气从换热单元中排出，维持壳体100内部的高效换热的稳定进行。

在本实施例中，所述壳体100包括筒状主体、以及固定盖合在所述筒状主体两端的端盖(上端盖101和下端盖102)。上端盖101和下端盖102可以通过法兰固定连接在筒状主体的上下两端。所述端盖的内侧设有隔热板9。进一步地，为提供较佳的隔热保温效果，所述隔热板9和所述端盖之间设有空气间隔层。

如图4所示，所述壳体100设置有靠近或位于所述壳体100底部的进水端110。所述进水端110与所述第二换热模块3相连通。第二换热模块3的下端为进水端110。进水端110可以为螺纹接头或法兰接头。所述壳体100设置有靠近或位于所述壳体100顶部的热水输出端120。所述热水输出端120与所述第一换热模块2相连通。所述壳体100的顶部还设有将所述第二换热模块3和所述第一换热模块2相连通的连通管150。连通管150设置在壳体100的上端盖101上。

第二换热模块3中的水(水流)的整体流向为从下向上，第二烟道6中的整体烟气流向为从上向下，二者流向相反，提升第二换热模块3的预热效果。第二换热模块3的上端为流体输出端130，与第一换热模块2的上端的流体输入端140通过壳体100外的连通管150相连通。第一换热模块2的上端的流体输入端140为最内侧的内换热盘管筒的上端。最内侧的内换热盘管筒(第一内换热盘管筒21)的水流整体从上至下流动，并在底部与第二内换热盘管筒22相连通，流入到第二内换热盘管筒22。第二内换热盘管筒22的上端具有热水输出端120，并从上端盖101伸出，向外输出热水。

在本实施例中，为实现内容纳空间180中的冷凝水的排出，所述下端盖上设有将所述外容纳空间190与所述冷凝水排出结构相连通的第一连通孔(如图2所示，出烟口61同样为第一连通孔)、以及将所述内容纳空间180与所述冷凝水排出结构相连通的第二连通孔15。如图13所示，所述下端盖102上设有容纳所述第一换热模块2的下端的容纳槽1011(图中为下容纳槽1011)。所述第二连通孔15通入所述容纳槽1011。

所述端盖101、102内侧还设有容纳槽(上容纳槽81、下容纳槽1011)。所述第一换热模块2和所述第二换热模块3被限制在上容纳槽8和下容纳槽10之间。上容纳槽8和下容纳槽10通过固定在端盖101、102内侧的定位盒(上定位盒8、下定位盒10)提供。上定位盒8、下定位盒10固定安装在隔热板9上。容纳槽(81、1011)为环状的U形槽结构。第一换热模块2和第二换热模块3的端部可以伸入到定位盒8、10的上容纳槽81、下容纳槽1011中。第二连通孔15将下端盖102穿过，将集烟腔202与容纳槽1011相连通。多个第二连通孔15与下容纳槽1011的底部相通，并沿着圆周方向均匀排布。当然，至少一个第二连通孔15可以连通下容纳槽1011的最低位置。

在本实施例中，所述壳体100内还设有承托所述第一换热模块2的承托结构。承托结构可以为设置在下容纳槽10的撑托板。撑托板可以(随处于最下位置的换热管)螺旋延伸设置在下容纳槽10的内壁上，将最下的换热管进行承托，避免最下的换热管悬空，而导致换热模块发生形变，影响换热效果。第一换热模块2的下端落座在下容纳槽10内，第一换热模块2的下端的内外两侧可以与下容纳槽10的内壁进行贴合，进而对第一换热模块2进行径向F2限位。

本发明还有一个实施例提供一种热水锅炉，包括：筒状燃烧器400；如上任意一项实施例所述的换热模块。所述筒状燃烧器400位于所述换热模块所限定的燃烧室1内。

本文引用的任何数值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (12)

1.一种热水锅炉，其特征在于，包括：壳体，位于所述壳体内的筒状燃烧器、换热模块；其中，所述换热模块在所述壳体内所围绕的空间形成用于所述燃烧器燃烧的燃烧室；所述换热模块的围绕所述燃烧室的内换热面为无翅片换热面；所述换热模块包括至少两个相套设的换热管筒；其中，至少一个所述换热管筒为无翅片换热管螺旋延伸形成，至少一个所述换热管筒为翅片换热管螺旋延伸形成；无翅片换热管的换热管筒套设在翅片换热管的换热管筒的内侧；所述换热模块包括：第一换热模块和沿水流方向连通在所述第一换热模块上游的第二换热模块；

其中，所述第二换热模块围绕在所述第一换热模块外；所述第一换热模块包括相套设的两个或三个无翅片换热管形成的内换热盘管筒；所述第二换热模块包括至少一个翅片换热管形成的外换热管筒；其中，位于最内侧的内换热盘管筒沿水流方向连通在其他内换热盘管筒的上游；位于外侧的内换热盘管筒的水流过流面积大于位于内侧的内换热盘管筒的水流过流面积；

所述第一换热模块和所述第二换热模块容纳在壳体内；所述壳体内还设有将所述第一换热模块和所述第二换热模块间隔的间隔部件；其中，所述第一换热模块和所述间隔部件之间形成第一烟道；所述间隔部件和所述壳体的侧壁之间形成第二烟道；所述第二烟道连通在所述第一烟道的下游；所述第一换热模块还设有将所述第一烟道和所述燃烧室连通的连通烟道；

所述第二烟道的上端与所述第一烟道的上端相连通；所述第二烟道的下端与排烟结构相连通；所述排烟结构包括设置于所述壳体下端的集烟腔、以及连通所述集烟腔的排烟口；所述集烟腔内设有支撑部；所述支撑部支撑在所述集烟腔的顶壁和底壁之间；所述排烟口的面积在所述第二烟道的下端的出烟口的面积的0.5倍以上。

2.如权利要求1所述的热水锅炉，其特征在于，所述第一烟道内烟气的流动方向和所述第二烟道内的烟气方向相反。

3.如权利要求1所述的热水锅炉，其特征在于，所述间隔部件将所述壳体的内部间隔形成容纳所述第一换热模块的内容纳空间、以及容纳所述第二换热模块的外容纳空间；所述外容纳空间的下端还连通有冷凝水排出结构。

4.如权利要求3所述的热水锅炉，其特征在于，所述冷凝水排出结构还与所述内容纳空间相连通。

5.如权利要求3所述的热水锅炉，其特征在于，所述壳体包括筒状主体、以及固定在所述筒状主体两端的上端盖和下端盖；所述第一换热模块和所述第二换热模块被限制定位在上端盖和下端盖之间；

其中，所述下端盖上设有将所述外容纳空间与所述冷凝水排出结构相连通的第一连通孔、以及将所述内容纳空间与所述冷凝水排出结构相连通的第二连通孔。

6.如权利要求5所述的热水锅炉，其特征在于，所述第二连通孔的上开口沿轴向朝向所述第一换热模块。

7.如权利要求5所述的热水锅炉，其特征在于，所述下端盖上设有容纳所述第一换热模块的下端的容纳槽；所述第二连通孔通入所述容纳槽。

8.如权利要求7所述的热水锅炉，其特征在于，所述排烟结构还设有冷凝水收集腔以及排水口。

9.如权利要求1所述的热水锅炉，其特征在于，每个所述内换热盘管筒包括多个沿轴向层叠的换热管环；相邻两个所述内换热盘管筒的轴向间隙相错开。

10.如权利要求9所述的热水锅炉，其特征在于，在轴向上相邻的两个换热管环之间的轴向间隙在1.5毫米以上。

11.如权利要求1所述的热水锅炉，其特征在于，所述第二换热模块连通有靠近或位于所述壳体底部的进水端。

12.如权利要求11所述的热水锅炉，其特征在于，所述壳体设置有靠近或位于所述壳体顶部的热水输出端；所述热水输出端与所述第一换热模块相连通；所述壳体的顶部还设有将所述第二换热模块和所述第一换热模块相连通的连通管。