CN201206951Y - 冷凝式燃气热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种家用燃气的冷凝式燃气热交换器，包括由左侧板、右侧板以及与它们边缘相接的盖板构成的换热腔体，在左侧板与右侧板上架设若干的换热管，所述左侧板、右侧板的下端呈收拢状，使得换热腔体的下端呈收拢状，换热管架设在左侧板与右侧板的下端并呈在换热腔体内呈若干层状堆积，所有换热管内的水流通道首尾相接呈一体状，使水流先流经同一层换热管内的水流通道后向下一层的换热管流动，在位于顶层的换热管上方位置设有向下设置的燃气喷出口，排气管口设置在位于底层的换热管下方。本实用新型使用时在减少热量损失的同时提高了热转换率，安全性能大大提高，可以有效节约能源。

Description

冷凝式燃气热交换器

技术领域

本实用新型涉及一种家用燃气热交换器，尤其是一种冷凝式燃气热交换器。

背景技术

在目前国内现有的热交换器中，主要有以下四种典型的燃气热交换器。

1、烟道式燃气热交换器

烟道式热交换器是直排式热交换器的改进，在原来直排式结构上部增加一个防倒风排气罩与排烟系统。其工作原理是：冷水进入热水器的冷水入口，经过滤器和水一气联动装置总成后进入热交换器，加热后的热水从热水出口输出。燃气进入热交换器的燃气入口，流经过滤器、燃气稳压器、电磁阀、气量调节阀、水-气联动装置总成中的燃气阀、集气管、燃气喷嘴进入燃烧器。在燃烧器中燃气-空气的混合物在火孔处被点燃形成稳定的本生火焰，在燃烧室内完全燃烧。高温烟气流经换热器换热后，进入防倒风排气罩与冷空气混合后从排烟口排向大气中。

烟道式热交换器的主要特点是燃烧烟气经烟道排向室外，在一定程度上解决了室内空气污染问题，与直排式热交换器的直接排烟相比较，这是燃气热交换器在安全技术上的进步。但由于此类热交换器所需的燃烧空气仍取自室内，燃烧强度低，热交换器体积大，还有安装和用户使用方面的问题导致热交换器仍然存在不少安全隐患。因此从保证用户安全和环保角度讲，烟道式热交换器今后会逐步退出市场。

2、强制排气式燃气热交换器

燃气热交换器出现安全事故的主要原因是室内的空气污染，要避免烟气中CO的中毒事故，根本措施是把烟气排到室外，保持室内空气的清洁卫生。强制排气式热交换器采用强制排风或者强制鼓风的方式将燃烧烟气排出室外。烟道式热交换器用自然排烟的方式把烟气排到室外，从使用安全上比较，它好于直排式热交换器。但是烟道式热交换器对烟道安装条件要求很高，一般城市的公寓式住宅难于满足。而强制式热交换器的安全性能更为完善，安装相对简便。强排式热交换器有两种典型结构：排风式与鼓风式。

(1)、排风式强排热交换器

排风式强排热交换器是把烟道式热交换器的防倒风排气罩更换为排风装置(包括集烟罩、电机、排风机、风压开关等)，同时适当改造原控制电路即可完成。其工作原理是：冷水进入冷水入口，流经过滤器、水·气联动阀、进入燃气喷嘴。燃烧空气靠排风机从室内吸入，燃气在燃烧室内燃尽，高温烟气被换热器冷却后进入排风机被强制排向室外。

(2)、鼓风式强排热交换器

鼓风式强排热交换器的结构与排风式有很大不同。热交换器进水经过滤器、水流开关、进入水箱换热器、水经加热后成为热水输出。燃气进入热交换器，经过滤器、双电磁阀、燃气调节阀后进入燃气喷嘴。燃烧空气被鼓风机直接从室内吸入，经鼓风机加压进入密封燃烧室，燃气在燃烧室内燃尽，高温烟气经换热器冷却后从排烟口被强制排向室外。

鼓风式强制排气热交换器主要特点：烟气被强制全部排向室外，避免了室内空气的污染，保证了用户的安全；采用微正压密闭燃烧室，鼓风工燃烧方式，强化燃烧和强化传热，使燃烧室厚度比同容量的烟道式热水器减小约50％，实现了大容量热水器的小型化；使用水流开关(电气控制方式)取代了压差盘式水—气联动装置(机械式)，控制系统的完善使热交换器结构更为简化，体积缩小。

3、强制给排气式燃气热交换器

强排热交换器在安全性能上比烟道式热交换器有了很大提高。但还是有一些弱点，一是燃烧所需的空气仍然取于室内，二是热交换器的风量不能随热负荷的变化调节，使低负荷下的风量偏大，热效率偏低，设计的最低负荷也明显偏高。强制给排气燃气热交换器(也称强排平衡式热水器)克服了上述弱点，是一种安全性好、功能完善、使用方便的高性能热交换器。这种热交换器在发达国家得到普遍认可、效果满意。

强制给排气热交换器其供水与加热系统与鼓风式强排热交换器相同，但排烟燃烧系统有明显差异。由自来水管引入的冷水流经过滤器，水流感应阀进入水箱换热器，经换热器加热后成为热水。燃气进入热交换器后经双电磁阀，流量调节阀后进入燃烧器。燃烧所需空气由鼓风机强制从室外吸入。燃气-空气混合物在燃烧器火孔处被点燃，形成稳定的火焰。高温烟气经换热器冷却后从排烟管被制排向室外。与强排式热交换器比较，其结构上的显著特点有两个：一是密闭的燃烧系统，二是使用套筒式给排气管。热交换器的外壳是密闭的，燃烧所需空气从室外的吸风口进入，经吸风管进入密闭的热交换器壳体内，再由鼓风机送入密闭的燃烧室，烟气经排烟管强制排向室外。

由于热交换器壳体是密闭的，燃烧系统(包括供风、燃烧、换热、排烟)实现了热交换器运行与室内空气完全隔离，热交换器烟气中的有害气体决不污染室内空气。保证了热交换器运行的安全可靠。

4、冷凝式燃气热交换器

冷凝式燃气热交换器与普通型燃气热交换器结构上的主要区别在于换热器的不同。为充分吸收高温烟气的热量，同时便于收集凝结水，冷凝式燃气热交换器一般采用二次换热方式。根据整机的结构特点，可在其上方设置冷凝换热器，下方安装显热换热器，两者之间安置冷凝水收集器。高温烟气由下至上依次进入显热换热器和冷凝换热器，换热器吸收显热和潜热后烟气温度降至常温，由上部烟道排出。为安全可靠的排出低温烟气，冷凝式燃气热交换器采用强制排烟方式排除烟气。普通型热交换器未考虑烟气潜热的利用问题，排烟温度必须高于烟气的露点，以避免烟气中水蒸汽的凝结，因此普通型燃气热交换器无法利用水蒸汽的潜热。相反，冷凝式燃气放大器希望烟气中的水蒸汽尽量多凝结，以得到更多的凝结热。排烟温度越低，烟气的凝水量就越多，被加热水吸收的潜热量和显热量就越大，节能效果就越好。冷凝式燃气热交换器之所以能够省气节能，完全是因为利用了普通型热交换器作为排烟损失掉的热量，把排烟热损失变成了有用热，这部分热量被有效利用的程度决定了冷凝式热交换器的节能效果。冷凝式燃气热交换器可比普通燃气热交换器节能10％以上。

但目前的这些冷凝式燃气热交换器，其热量损失依旧较大，热转换率依旧较低，安全性能也不高。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种减少热量损失的同时提高了热转换率、安全性能高、可以有效节约能源的冷凝式燃气热交换器。

按照本实用新型提供的技术方案，所述冷凝式燃气热交换器的换热腔体包含左侧板、右侧板以及与它们边缘相接的盖板，在左侧板与右侧板上架设若干换热管，所述左侧板、右侧板的下端呈收拢状，使得换热腔体的下端呈收拢状，换热管架设在左侧板与右侧板的下端并呈在换热腔体内呈若干层状堆积，所有换热管内的水流通道首尾相接呈一体状，使水流先流经同一层换热管内的水流通道后向下一层的换热管流动，在位于顶层的换热管上方位置设有向下设置的燃气喷出口，排气管口设置在位于底层的换热管下方。

位于下一层的换热管管壁的厚度小于位于其上一层的换热管管壁的厚度。位于下一层的换热管的数量少于位于其上一层的换热管的数量。

在位于收拢状的左侧板与右侧板一侧边缘覆盖有冷凝板，冷凝板与左侧板、右侧板通过密封条密封连接；在位于收拢状的左侧板与右侧板另一侧边缘覆盖有减震板。

本实用新型使用时在减少热量损失的同时提高了热转换率，安全性能大大提高，可以有效节约能源。

附图说明

图1是本实用新型的立体图。

图2是图1的仰视图。

图3是图1的后视图。

图4是图1的截面图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图中，1为左侧板，2为右侧板，3为O型圈，4为大型材板，5为小型材板，6为散热管，7为夹具，8为冷凝板，9为冷凝板密封条，10为排气管，11为密封圈，12为密封圈，13为减震板，14为夹具，15为分配器。

如图所示：换热腔体包含左侧板1、右侧板2以及与它们边缘相接的盖板，在左侧板1与右侧板2上架设若干的换热管6，所述左侧板1、右侧板2的下端呈收拢状，使得换热腔体的下端呈收拢状，换热管6架设在左侧板1与右侧板2的下端并呈在换热腔体内呈若干层状堆积，所有换热管6内的水流通道首尾相接呈一体状，使水流先流经同一层换热管6内的水流通道后向下一层的换热管6流动，在位于顶层的换热管6上方位置设有向下设置的燃气喷出口，排气管口设置在位于底层的换热管6下方。

位于下一层的换热管6管壁的厚度小于位于其上一层的换热管6管壁的厚度。位于下一层的换热管6的数量少于位于其上一层的换热管6的数量。4、如权利要求1所述的冷凝式燃气热交换器，其特征是：在位于收拢状的左侧板1与右侧板2一侧边缘覆盖有冷凝板8，冷凝板8与左侧板1、右侧板2通过密封条9密封连接；在位于收拢状的左侧板1与右侧板2另一侧边缘覆盖有减震板13。

本实用新型的装配过程如下：检查各零件，检查左侧板1、右侧板2是否有杂物损伤，左侧板1、右侧板2的φ30孔装入O型圈3，并均匀涂硅脂，大型材板4、小型材板5的φ30孔内均匀涂硅脂，塞子装上O型圈3并装入大型材板4、小型材板5的φ30孔内，左侧板1、右侧板2槽内均匀上胶，不得遗漏，将换热管6两端上密封胶，有黄色标记的4支，另一种规格的6支，将10支换热管6装入右侧板2的10个φ30孔内，注意换热管6的位置，将大小型材板4、5装入右侧板2相应槽中，用螺母螺栓将换热管6、大小型材板4、5和右侧板2联接，然后把左侧板1对准相应位置盖上，启动装配机压紧左侧板1、右侧板2，位置要准确并保证错边量为±0.5，装上垫片，用螺母螺栓将左侧板1、右侧板2，换热管6及大小型材板4、5拧紧，拧紧螺栓时要注意对角拧，去除多余的密封胶，用专用检具检查燃烧口及冷凝器口，将分配器15插入左右侧板1、2对应槽内，冷凝板8用密封条9密封，用夹具7安装固定在热交换器上，转入气压测漏，检测合格后用夹具14将排气管10固定在大型材板4上，两个出口分别用密封圈11、密封圈12密封，减震板13紧固在排气管上。

本实用新型的工作原理如下：工作时，通过燃烧液化气产生的热量，使得通过热交换器的冷水不断高效的吸收热量，水温升高，从而达到加热水的目的。

左侧板1、右侧板2的下端呈收拢状，换热管6架设在左侧板1与右侧板2的下端并呈在换热腔体内呈若干层状堆积，使得换热腔体的下端三棱型结构，使在烟气温度较高的状态下位于上层的换热管6与烟气的热传递面积增大，吸收更多的热量，而换热管6采用位于下一层的换热管6管壁的厚度小于位于其上一层的换热管6管壁的厚度，进一步使得位于上层的换热管6吸收更多的热量，而将燃气喷出口设置在位于顶层的换热管6上方位置设有向下设置，排气管口设置在位于底层的换热管6下方，由于高温的烟气密度小于常温空气密度，烟气向下喷出时，必然会再向上流动，高温烟气在向上流动过程中又进一步加热了换热管6，所以使得本实用新型有着更好的热转换率和安全性能。在内部结构中，设计了减震板13及冷凝板8(冷凝水收集装置)，提高了产品的实用性。内部安装的10个换热管6，靠近喷火口燃烧室的四根换热管6管壁较厚，离开喷火口越远的换热管6管壁越薄，这样使得在温度较高的地方换热管6管壁较厚，可以抵御更长时间高温烟气的直接烧烤，提高了换热管6的使用寿命，并且水循环路径较同类产品长，减少热量损失的同时提高了热转换率。在散热管中间还装有一分配器，有利于热量更好的传递转换。燃烧室开口朝上，使用过程中火源的喷火口向下，火焰方向从上而下，这也有别于同类热交换器，有助于能量的转换，提高了产品的经济性和实用性。冷凝板的设计安装也比较独特，冷凝板的冷凝面积较大，采用密封条密封，固定冷凝板8的夹具固定夹紧既保证了产品的气密性，又能方便的更换维修。产品的安装过程中，冷凝板8与左侧板1、右侧板2之间使用了异型多重密封圈，大小型材板、散热管与左右侧板安装时均装有密封圈，涂有硅脂及密封胶，并用装配机压紧，用四根螺栓紧固，安装过程无焊接，拆装方便。整个零件的内部结构新颖、简洁、实用并便于维修更换，并能很好的满足产品气密性、水密性、热转换率等方面的要求。

Claims (4)

1、一种冷凝式燃气热交换器，包括由左侧板(1)、右侧板(2)以及与它们边缘相接的盖板构成的换热腔体，在左侧板(1)与右侧板(2)上架设若干的换热管(6)，其特征是：所述左侧板(1)、右侧板(2)的下端呈收拢状，使得换热腔体的下端呈收拢状，换热管(6)架设在左侧板(1)与右侧板(2)的下端并呈在换热腔体内呈若干层状堆积，所有换热管(6)内的水流通道首尾相接呈一体状，使水流先流经同一层换热管(6)内的水流通道后向下一层的换热管(6)流动，在位于顶层的换热管(6)上方位置设有向下设置的燃气喷出口，排气管口设置在位于底层的换热管(6)下方。

2、如权利要求1所述的冷凝式燃气热交换器，其特征是：位于下一层的换热管(6)管壁的厚度小于位于其上一层的换热管(6)管壁的厚度。

3、如权利要求1或2所述的冷凝式燃气热交换器，其特征是：位于下一层的换热管(6)的数量少于位于其上一层的换热管(6)的数量。

4、如权利要求1所述的冷凝式燃气热交换器，其特征是：在位于收拢状的左侧板(1)与右侧板(2)一侧边缘覆盖有冷凝板(8)，冷凝板(8)与左侧板(1)、右侧板(2)通过密封条(9)密封连接；在位于收拢状的左侧板(1)与右侧板(2)另一侧边缘覆盖有减震板(13)。

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