CN117091296A - 一种高效热回收燃气热水器冷凝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，包括热水器壳体，所述热水器壳体上设有控制模块，所述热水器壳体内部设有具有热传导功能的导热筒，所述导热筒顶部连接有具有冷却烟气功能的冷凝结构，所述冷凝结构底部设有可对冷却水收集的集水结构，所述导热筒底部设有加热结构，所述冷凝结构内穿过有输水预热结构，所述输水预热结构缠绕并穿过导热筒，本发明与现有技术相比优点在于：通过将输水预热结构中的冷凝水管置于冷凝结构内的固定板上，使得冷水通过冷凝水管的同时高温烟气能够对冷水加热，即对高温烟气冷凝的同时也可以回收和利用热能，减少能源的消耗，提高热水器的能效。
Description
技术领域
本发明涉及燃气热水器技术领域，具体是指一种高效热回收燃气热水器冷凝装置。
背景技术
燃气热水器冷凝装置是一种能够使天然气燃烧产生的高温烟气在排放的过程中温度降低的装置，燃气热水器冷凝装置的工作原理是：燃气热水器燃烧燃气时产生的烟气经过烟气管道流动，烟气中含有大量的水蒸气。当烟气通过冷凝器时，冷凝器的金属表面温度低于烟气中的露点温度，水蒸气会在冷凝器的表面凝结为液体，燃气热水器冷凝装置一般由冷凝器、水气回收装置、燃气净化装置等组成。冷凝器一般采用高效的金属材料制成，表面积较大以增加凝结效果。燃气热水器冷凝装置可以降低燃气热水器的运行噪音，提高使用的舒适度。
但是现有技术中冷凝器中的冷凝部件多为金属板等冷凝结构，而金属板对高温烟气冷凝时能够使金属板温度上升，此时，金属板与高温烟气之间温差会不断减小，而温度上升导致与高温烟气温差缩短的金属板所具有的冷凝效果则会大大降低，并且现有技术中使用金属板作为冷凝器的冷凝部件，使得冷凝装置不具有热回收的功能，浪费了燃烧产生的高温烟气中的热能。
发明内容
本发明为解决上述各种问题，提出了一种高效热回收燃气热水器冷凝装置。
为解决上述的技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，包括热水器壳体，所述热水器壳体上设有控制模块，所述热水器壳体内部设有具有热传导功能的导热筒，所述导热筒顶部连接有具有冷却烟气功能的冷凝结构，所述冷凝结构底部设有可对冷却水收集的集水结构，所述导热筒底部设有加热结构，所述冷凝结构内穿过有输水预热结构，所述输水预热结构缠绕并穿过导热筒；
所述冷凝结构包括冷凝器外壳，所述冷凝器外壳与导热筒相连接，所述冷凝器外壳内部设有若干固定板，所述固定板一侧设有弧形的第一集水板，所述第一集水板一侧设有第二集水板，所述第二集水板下方设有位于冷凝器外壳内的集水槽，所述冷凝器外壳端部连接有弯管，所述弯管端部设有排气风机，所述排气风机位于冷凝器外壳顶部，所述排气风机顶部设有排气管，所述集水槽与排气管均与集水结构连通，所述固定板将输水预热结构固定在冷凝器外壳内。
作为改进，所述输水预热结构包括进水管，所述进水管底端设有水泵，所述进水管顶端穿过冷凝器外壳，所述进水管端部固定连接有冷凝水管，所述冷凝水管依次均匀往复穿过若干固定板，所述冷凝水管端部穿过冷凝器外壳，所述冷凝水管端部连接有输水加热结构。
作为改进，所述集水结构包括漏水管，所述漏水管位于集水槽底部，所述漏水管底部设有滤块，所述滤块底部设有折叠筒，所述折叠筒底部连接有水箱，所述水箱位于热水器壳体底部，所述水箱上设有提手，所述漏水管一侧设有水阀，所述水箱端部上设有观察窗，所述水箱一侧设有通气管，所述通气管与排气管之间由锁紧环连通，所述通气管底部设有单向阀，所述单向阀底部连接有出气管，所述出气管插入至水箱内部，所述出气管端部设有出气口，所述水箱上设有清洁管。
作为改进，所述输水加热结构包括外绕管，所述外绕管端部与冷凝水管端部之间连接，所述外绕管绕导热筒若干圈，所述外绕管端部穿过导热筒并连接有内绕管，所述内绕管内设有热交换器，所述内绕管端部插入于热交换器内部，所述热交换器上设有与导热筒之间固定连接的固定块，所述热交换器底部设有热水输出管。
作为改进，所述热水器壳体端部设有开合门，所述开合门与水箱位置对应，所述开合门上设有门把手。
作为改进，所述单向阀包括腔体，所述腔体两端分别与出气管与通气管连接，所述腔体内设有卡块，所述腔体内口端部铰接有堵板，所述堵板端部与卡块接触，所述堵板底端设有浮块。
作为改进，所述加热结构包括上支架，所述上支架下方设有下支架，所述下支架外部设有底壳，所述热水输出管穿过上支架、下支架、底壳伸出于热水器壳体外部，所述下支架内设有若干燃气头，所述上支架上一周均设有输气管，所述输气管端部穿过上支架，端部设有滤网，所述输气管底部设有进气管，所述进气管穿过下支架、底壳伸出于热水器壳体外部，所述上支架内设有支撑架。
本发明与现有技术相比优点在于：本发明是一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，具有以下优点：
1、通过将输水预热结构中的冷凝水管置于冷凝结构内的固定板上，使得冷水通过冷凝水管的同时高温烟气能够流经冷凝水管所处位置，此时，高温烟气能够对冷凝水管内的冷水加热，而冷凝水管内的冷水也可使高温烟气的温度下降，即对高温烟气冷凝的同时也可以利用热能给冷水预热，使得冷水在流向外绕管、内绕管与热交换器内加热时，能够更加快速将冷水加热到预定温度，以减少能源的消耗，提高热水器的能效；
2、通过将排气风机与水箱通过排气管、通气管、单向阀以及出气管连通，使得排气风机排出的烟气可经水箱内的水后由清洁管排出，在烟气经过水箱内的水时能够使烟气中的有害物质留在水中，使得烟气中的有害物质大大降低，减少对空气的污染；
3、通过在下支架内一周均设置燃气头，相对于现有技术中排式燃气头，本发明对冷水的加热角度以及位置更加充分，使得热交换器、内绕管的加热效率更高，通过在燃气头的对应位置设置输气管，使得上支架的四周均可供氧，继而使上支架内的燃烧室的天然气燃烧更加充分，使得本发明的热效能更高。
附图说明
图1是本发明热水器壳体左右等轴侧示意图。
图2是本发明热水器壳体左右等轴侧示意图。
图3是本发明内部结构示意图一。
图4是本发明内部结构示意图二。
图5是本发明导热筒示意图。
图6是本发明热输水预热结构示意图。
图7是本发明水泵示意图。
图8是本发明冷凝结构示意图。
图9是本发明排气管示意图。
图10是本发明集水结构示意图一。
图11是本发明集水结构示意图二。
图12是本发明单向阀示意图。
图13是本发明加热结构爆炸示意图一。
图14是本发明加热结构爆炸示意图二。
图15是本发明加热结构局部示意图一。
图16是本发明加热结构局部示意图二。
如图所示：1、热水器壳体；101、开合门；102、门把手；2、控制模块；3、导热筒；4、冷凝结构；401、冷凝器外壳；402、固定板；403、第一集水板；404、集水槽；405、第二集水板；406、弯管；407、排气风机；408、排气管；5、集水结构；501、漏水管；502、滤块；503、折叠筒；504、水箱；505、提手；506、水阀；507、观察窗；508、通气管；509、锁紧环；510、出气管；511、出气口；512、清洁管；6、加热结构；601、上支架；602、下支架；603、底壳；604、燃气头；605、输气管；606、滤网；607、进气管；608、支撑架；7、输水预热结构；701、进水管；702、水泵；703、冷凝水管；704、外绕管；705、内绕管；706、热交换器；707、固定块；708、热水输出管；709、输水加热结构；8、单向阀；801、腔体；802、卡块；803、堵板；804、浮块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
结合附图1、图2、图3、图4、图5，一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，包括热水器壳体1，所述热水器壳体1上设有控制模块2，所述热水器壳体1内部设有具有热传导功能的导热筒3，所述导热筒3顶部连接有具有冷却烟气功能的冷凝结构4，所述冷凝结构4底部设有可对冷却水收集的集水结构5，所述导热筒3底部设有加热结构6，所述冷凝结构4内穿过有输水预热结构7，所述输水预热结构7缠绕并穿过导热筒3；
热水器壳体1即为本发明主体，控制模块2可对本发明所涉及所有的电气部件和电子部件进行控制，为现有技术，热交换器706可对加热结构6所产生的热进行热传导，以对冷水加热，冷凝结构4可对加热结构6燃烧所产生的高温烟气进行冷却以及输送至集水结构5内部对烟气进行清洁，集水结构5可对冷凝结构4对于高温烟气冷凝时所产生的液态水进行收集以及对烟气进行排出，加热结构6可对导热筒3以及输水预热结构7进行加热，达到燃气热水器基本的功能，输水预热结构7可向燃气热水器输送冷水进行加热，并对高温烟气进行降温。
结合附图13、图14、图15、图16、图5、图6，所述加热结构6包括上支架601，所述上支架601下方设有下支架602，所述下支架602外部设有底壳603，所述热水输出管708穿过上支架601、下支架602、底壳603伸出于热水器壳体1外部，所述下支架602内设有若干燃气头604，所述上支架601上一周均设有输气管605，所述输气管605端部穿过上支架601，端部设有滤网606，所述输气管605底部设有进气管607，所述进气管607穿过下支架602、底壳603伸出于热水器壳体1外部，所述上支架601内设有支撑架608，所述下支架602外设有与若干燃气头604对应的燃气输送模块，所述输水加热结构709包括外绕管704，所述外绕管704端部与冷凝水管703端部之间连接，所述外绕管704绕导热筒3若干圈，所述外绕管704端部穿过导热筒3并连接有内绕管705，所述内绕管705内设有热交换器706，所述内绕管705端部插入于热交换器706内部，所述热交换器706上设有与导热筒3之间固定连接的固定块707，所述热交换器706底部设有热水输出管708；
在使用本发明时，启动燃气输送模块，燃气输送模块内包含有燃气输送装置以及燃气点火装置，为现有技术，不做详细说明，燃气输送模块通过燃气头604使得天然气燃烧，以对导热筒3内壁底部进行加热，导热筒3温度上升可对外绕管704与内绕管705内的冷水进行加热，而燃气头604燃烧可对热交换器706直接加热，通过在下支架602内一周均设置燃气头604，相对于现有技术中排式燃气头604，本发明对冷水的加热角度以及位置更加充分，大大提高了冷水加热的效率，在热交换器706内可安装有温度监测装置，而温度监测装置为现有技术，不在本发明中详细说明，支撑架608与固定块707可使热交换器706与导热筒3之间牢牢固定。
结合附图6、图7、图8、图9，所述冷凝结构4包括冷凝器外壳401，所述冷凝器外壳401与导热筒3相连接，所述冷凝器外壳401内部设有若干固定板402，所述固定板402一侧设有弧形的第一集水板403，所述第一集水板403一侧设有第二集水板405，所述第二集水板405下方设有位于冷凝器外壳401内的集水槽404，所述冷凝器外壳401端部连接有弯管406，所述弯管406端部设有排气风机407，所述排气风机407位于冷凝器外壳401顶部，所述排气风机407顶部设有排气管408，所述集水槽404与排气管408均与集水结构5连通，所述固定板402将输水预热结构7固定在冷凝器外壳401内，所述输水预热结构7包括进水管701，所述进水管701底端设有水泵702，所述进水管701顶端穿过冷凝器外壳401，所述进水管701端部固定连接有冷凝水管703，所述冷凝水管703依次均匀往复穿过若干固定板402，所述冷凝水管703端部穿过冷凝器外壳401，所述冷凝水管703端部连接有输水加热结构709；
在本发明启动时，启动排气风机407与水泵702，天然气燃烧所产生的的高温烟气可通过导热筒3、冷凝器外壳401由排气风机407上的排气管408排出至集水结构5内，在高温烟气通过冷凝器外壳401时，本发明中，冷凝器外壳401与导热筒3连接处为由粗变细状态，使得高温烟气能够集中，在高温烟气通过冷凝水管703时，高温烟气与冷凝水管703之间可进行热交换，使得冷凝水管703内的冷水温度上升，而高温烟气的温度也可下降，使得冷水在通过冷凝结构4时可以得到一部分的热量预热，减少了热水器的工作负荷，提高了热水器的效率，同时，使得在高温烟气冷却过程中能够使烟气中的水蒸气冷凝为液体，而冷凝出的液体可由第一集水板403与第二集水板405进行收集并聚集在集水槽404内。
结合附图9、图10、图11、图12，所述集水结构5包括漏水管501，所述漏水管501位于集水槽404底部，所述漏水管501底部设有滤块502，所述滤块502底部设有折叠筒503，所述折叠筒503底部连接有水箱504，所述水箱504位于热水器壳体1底部，所述水箱504上设有提手505，所述漏水管501一侧设有水阀506，所述水箱504端部上设有观察窗507，所述水箱504一侧设有通气管508，所述通气管508与排气管408之间由锁紧环509连通，所述通气管508底部设有单向阀8，所述单向阀8底部连接有出气管510，所述出气管510插入至水箱504内部，所述出气管510端部设有出气口511，所述水箱504上设有清洁管512；所述单向阀8包括腔体801，所述腔体801两端分别与出气管510与通气管508连接，所述腔体801内设有卡块802，所述腔体801内口端部铰接有堵板803，所述堵板803端部与卡块802接触，所述堵板803底端设有浮块804；
在冷凝结构4使高温烟气中的水蒸气冷凝为液态水时，液态水可通过第一集水板403与第二集水板405流入集水槽404内，打开水阀506，液态水可通过流水槽、漏水管501由滤块502进行过滤，过滤后的液态水可通过折叠筒503流入水箱504内进行储存，水箱504上的提手505可使水箱504便于转移，并且热水器烟气中含有有害物质，例如二氧化硫、一氧化碳等，在烟气通过排气管408流通至通气管508、出气管510由出气口511流出至水箱504内的水内，在烟气通过单向阀8时，烟气可向下顶堵板803，使得堵板803可向下旋转至卡块802处，此时烟气可从腔体801与堵板803之间缝隙间通过，若气体回流则会向上顶堵板803至堵板803将气口堵住，使得出气管510与通气管508之间隔断，避免水箱504中的水回流，并由清洁管512将烟气排出至大气中，烟气在水中时能够使有害物质被水吸收，使得排出的烟气中的有害物质的含量大大降低，减少对空气的污染，在水箱504中的冷凝水较少时可手动向水箱504中添加水或者其他能够减少烟气中有害物质的液体。
结合附图1、图2，所述热水器壳体1端部设有开合门101，所述开合门101与水箱504位置对应，所述开合门101上设有门把手102，所述控制模块2包括控制器，所述控制器位于热水器壳体1内部，所述控制器上设有控制面板，所述控制面板上设有显示屏，所述显示屏下方设有控制开关，所述控制开关一侧设有调节按钮；
在需要对水箱504内的液态水取出时，通过门把手102打开开合门101，将折叠筒503与水箱504分离，手动通过提手505将水箱504从热水器壳体1内取出，控制模块2中的控制器与本发明中的水泵702、排气风机407等部件电信号连接，为现有技术，不在本发明中详细说明，显示屏可对水温进行显示，控制开关与调节旋钮可对本发明进行控制。
具体实施方式：本发明提供的一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，在使用本发明时：
在使用本发明时，启动燃气输送模块，燃气输送模块内包含有燃气输送装置以及燃气点火装置，为现有技术，不做详细说明，燃气输送模块通过燃气头604使得天然气燃烧，以对导热筒3内壁底部进行加热，导热筒3温度上升可对外绕管704与内绕管705内的冷水进行加热，而燃气头604燃烧可对热交换器706直接加热；
通过在下支架602内一周均设置燃气头604，相对于现有技术中排式燃气头604，本发明对冷水的加热角度以及位置更加充分，大大提高了冷水加热的效率，在热交换器706内可安装有温度监测装置，而温度监测装置为现有技术，不在本发明中详细说明，支撑架608与固定块707可使热交换器706与导热筒3之间牢牢固定；
在本发明启动时，启动排气风机407与水泵702，天然气燃烧所产生的的高温烟气可通过导热筒3、冷凝器外壳401由排气风机407上的排气管408排出至集水结构5内，在高温烟气通过冷凝器外壳401时，本发明中，冷凝器外壳401与导热筒3连接处为由粗变细状态，使得高温烟气能够集中，在高温烟气通过冷凝水管703时，高温烟气与冷凝水管703之间可进行热交换，使得冷凝水管703内的冷水温度上升，而高温烟气的温度也可下降，使得冷水在通过冷凝结构4时可以得到一部分的热量预热，减少了热水器的工作负荷，提高了热水器的效率；
同时，使得在高温烟气冷却过程中能够使烟气中的水蒸气冷凝为液体，而冷凝出的液体可由第一集水板403与第二集水板405进行收集并聚集在集水槽404内；
在冷凝结构4使高温烟气中的水蒸气冷凝为液态水时，液态水可通过第一集水板403与第二集水板405流入集水槽404内，打开水阀506，液态水可通过流水槽、漏水管501由滤块502进行过滤，过滤后的液态水可通过折叠筒503流入水箱504内进行储存，使得后续得以对液态水进行回收在利用，水箱504上的提手505可使水箱504便于转移；
在现有技术中对高温烟气进行热回收时仅可通过对冷水预热而使高温烟气降温，但缺少针对高温烟气处理的装置，会导致未处理的烟气中的有害物质排放到大气中，使得环境受到污染，热水器烟气中含有有害物质，例如二氧化硫、一氧化碳等，在烟气通过排气管408流通至通气管508、出气管510由出气口511流出至水箱504内的水内，在烟气通过单向阀8时，烟气可向下顶堵板803，使得堵板803可向下旋转至卡块802处，此时烟气可从腔体801与堵板803之间缝隙间通过，若气体回流则会向上顶堵板803至堵板803将气口堵住，使得出气管510与通气管508之间隔断，避免水箱504中的水回流，并由清洁管512将烟气排出至大气中，烟气在水中时能够使有害物质被水吸收，使得排出的烟气中的有害物质的含量大大降低，减少对空气的污染，在水箱504中的冷凝水较少时可手动向水箱504中添加水；
在需要对水箱504内的液态水取出时，通过门把手102打开开合门101，将折叠筒503与水箱504分离，手动通过提手505将水箱504从热水器壳体1内取出，控制模块2中的控制器与本发明中的水泵702、排气风机407等部件电信号连接，为现有技术，不在本发明中详细说明，显示屏可对水温进行显示，控制开关与调节旋钮可对本发明进行控制。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，包括热水器壳体(1)，所述热水器壳体(1)上设有控制模块(2)，所述热水器壳体(1)内部设有具有热传导功能的导热筒(3)，其特征在于，所述导热筒(3)顶部连接有具有冷却烟气功能的冷凝结构(4)，所述冷凝结构(4)底部设有可对冷却水收集的集水结构(5)，所述导热筒(3)底部设有加热结构(6)，所述冷凝结构(4)内穿过有输水预热结构(7)，所述输水预热结构(7)缠绕并穿过导热筒(3)；
所述冷凝结构(4)包括冷凝器外壳(401)，所述冷凝器外壳(401)与导热筒(3)相连接，所述冷凝器外壳(401)内部设有若干固定板(402)，所述固定板(402)一侧设有弧形的第一集水板(403)，所述第一集水板(403)一侧设有第二集水板(405)，所述第二集水板(405)下方设有位于冷凝器外壳(401)内的集水槽(404)，所述冷凝器外壳(401)端部连接有弯管(406)，所述弯管(406)端部设有排气风机(407)，所述排气风机(407)位于冷凝器外壳(401)顶部，所述排气风机(407)顶部设有排气管(408)，所述集水槽(404)与排气管(408)均与集水结构(5)连通，所述固定板(402)将输水预热结构(7)固定在冷凝器外壳(401)内。
2.根据权利要求1所述的一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，其特征在于，所述输水预热结构(7)包括进水管(701)，所述进水管(701)底端设有水泵(702)，所述进水管(701)顶端穿过冷凝器外壳(401)，所述进水管(701)端部固定连接有冷凝水管(703)，所述冷凝水管(703)依次均匀往复穿过若干固定板(402)，所述冷凝水管(703)端部穿过冷凝器外壳(401)，所述冷凝水管(703)端部连接有输水加热结构(709)。
3.根据权利要求1所述的一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，其特征在于，所述集水结构(5)包括漏水管(501)，所述漏水管(501)位于集水槽(404)底部，所述漏水管(501)底部设有滤块(502)，所述滤块(502)底部设有折叠筒(503)，所述折叠筒(503)底部连接有水箱(504)，所述水箱(504)位于热水器壳体(1)底部，所述水箱(504)上设有提手(505)，所述漏水管(501)一侧设有水阀(506)，所述水箱(504)端部上设有观察窗(507)，所述水箱(504)一侧设有通气管(508)，所述通气管(508)与排气管(408)之间由锁紧环(509)连通，所述通气管(508)底部设有单向阀(8)，所述单向阀(8)底部连接有出气管(510)，所述出气管(510)插入至水箱(504)内部，所述出气管(510)端部设有出气口(511)，所述水箱(504)上设有清洁管(512)。
4.根据权利要求2所述的一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，其特征在于，所述输水加热结构(709)包括外绕管(704)，所述外绕管(704)端部与冷凝水管(703)端部之间连接，所述外绕管(704)绕导热筒(3)若干圈，所述外绕管(704)端部穿过导热筒(3)并连接有内绕管(705)，所述内绕管(705)内设有热交换器(706)，所述内绕管(705)端部插入于热交换器(706)内部，所述热交换器(706)上设有与导热筒(3)之间固定连接的固定块(707)，所述热交换器(706)底部设有热水输出管(708)。
5.根据权利要求3所述的一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，其特征在于，所述热水器壳体(1)端部设有开合门(101)，所述开合门(101)与水箱(504)位置对应，所述开合门(101)上设有门把手(102)。
6.根据权利要求3所述的一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，其特征在于，所述单向阀(8)包括腔体(801)，所述腔体(801)两端分别与出气管(510)与通气管(508)连接，所述腔体(801)内设有卡块(802)，所述腔体(801)内口端部铰接有堵板(803)，所述堵板(803)端部与卡块(802)接触，所述堵板(803)底端设有浮块(804)。
7.根据权利要求4所述的一种高效热回收燃气热水器冷凝装置，其特征在于，所述加热结构(6)包括上支架(601)，所述上支架(601)下方设有下支架(602)，所述下支架(602)外部设有底壳(603)，所述热水输出管(708)穿过上支架(601)、下支架(602)、底壳(603)伸出于热水器壳体(1)外部，所述下支架(602)内底部与一周均设有若干燃气头(604)，所述上支架(601)上一周均设有输气管(605)，所述输气管(605)与燃气头(604)位置对应，所述输气管(605)端部穿过上支架(601)，端部设有滤网(606)，所述输气管(605)底部设有进气管(607)，所述进气管(607)穿过下支架(602)、底壳(603)伸出于热水器壳体(1)外部，所述上支架(601)内设有支撑架(608)。
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