CN201476301U - 一种高效节能冷凝式燃气热水器 - Google Patents

一种高效节能冷凝式燃气热水器 Download PDF

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Abstract

本实用新型为解决现有冷凝式燃气热水器存在的换热效率和能量利用率不高的技术问题，提供一种更为高效和节能的冷凝式燃气热水器，包括燃烧室、主热交换器、集烟罩、冷凝器、鼓风机、燃气管路、烟气管路、进水管路和出水管路，所述主换热器外围缠绕有换热管，所述冷凝器内设置有冷凝管，所述进水管路包括与冷凝器内换热管连通的第一路进水管路和与缠绕在主热交换器外围的换热管连通的第二路进水管路组成，所述冷凝器内换热管的水流方向为逆烟气流向，所述主热交换器外围的换热管内的水流方向为自下而上，进水管路经冷凝器和主热交换器与集烟罩内的集热管连通，再连通出水管路。

Description

一种高效节能冷凝式燃气热水器
技术领域
本实用新型涉及一种高效节能的冷凝式燃气热水器。
背景技术
目前市场上冷凝式燃气热水器一般包括燃烧室、换热器、集烟罩、鼓风机、燃气管路、烟气管路、进水管路和出水管路等主要组成部分，而为了取得更好的热交换效率，现有的冷凝式燃气热水器均采用两个换热器，设置在燃烧室上的换热器称为主换热器，大部分的热量交换在主热交换器上完成，在集烟罩的上方还设置有冷凝器作为辅助热交换器，冷凝器为空心壳体，内腔依次与集热罩、主热交换器和燃烧室连通组成燃气烟气管路的主通道，主换热器外围缠绕有换热管，冷凝器内设置有冷凝管，进水管路的冷水首先进入冷凝器内的换热管通过剩余烟气进行预热，经冷凝器预热后通过缠绕在主热交换器上的换热管路进行进一步换热，然后经出水管路流出热水。现有的冷凝器内部的热交换管有两种方式，一种是在热交换管上多加散热片以增加热交换面积，另一种是多根热交换管直线并排或多根盘管并排螺旋上升。
现有的冷凝式燃气热水器存在以下问题：
1、主换热器体积较大，工作时向外散热量很大，热利用率较低；
2、冷凝器在热交换过程中产生大量酸性冷凝水，当冷凝水顺着散热片或热交换管向下流时，由于受到烟气的阻滞作用，会在散热片或热交换管表面形成水膜，而水膜产生较大的水膜热阻，大大降低了烟气与进水管路之间的热交换效率，同时位于冷凝器最下面的进水管路由于冷凝水的积聚换热效率更为低下；
3、现有冷凝器中高温烟气在鼓风机推动下很快经过冷凝器由排烟管排出，大部分热量还来不及转换就从烟管中排出，效率很低；
4、现有冷凝式燃气热水器的高温烟气依次由下向上经过燃烧室、主热交换器、集烟罩和冷凝器，而水流方向正好相反，先经过冷凝器，冷水在冷凝器中吸收高温烟气的余热后水温会因此升高，再进入主热交换器中进行热交换时其温差较小，热交换效率较低；
5、此外，现有冷凝式燃气热水器对高楼层用户来说还存在水压过低和水压不稳定的问题。
实用新型内容
本实用新型为解决上述现有冷凝式燃气热水器存在的技术问题，提供一种更为高效和节能的冷凝式燃气热水器。
本实用新型实现发明目的采用的技术方案是，一种高效节能冷凝式燃气热水器，包括燃烧室、主热交换器、集烟罩、冷凝器、鼓风机、燃气管路、烟气管路、进水管路和出水管路，所述主换热器外围缠绕有换热管，所述冷凝器内设置有冷凝管，所述进水管路包括与冷凝器内换热管连通的第一路进水管路和与缠绕在主热交换器外围的换热管连通的第二路进水管路组成，所述冷凝器内换热管的水流方向为逆烟气流向，所述主热交换器外围的换热管内的水流方向为自下而上，进水管路经冷凝器和主热交换器与集烟罩内的集热管连通，再连通出水管路。
所述主热交换器、换热管和集烟罩的外部设置有隔热盖，所述隔热盖为封闭内空的壳体。
所述换热管为螺旋状排列在主热交换器外围，螺距自下而上由疏而密。
所述冷凝器由内空有底的圆柱体形分壳体焊接而成，所述冷凝管对应各个所述分壳体独立并行空悬设置在分壳体内，所述各个分壳体内的冷凝管的进水口分别连接第一进水管路，所述各个分壳体内的冷凝管的出水口分别连接所述集热管，所述冷凝器的各个分壳体之间设置有出烟口相互连通，各个分壳体的底部设置有冷凝水出水口，各冷凝水出水口设置在同一直线上并与冷凝器的冷凝水出水管连通。
所述分壳体分为2至4个。
所述冷凝器向冷凝器冷凝水出水管端下倾斜设置。
所述各个分段冷凝管呈斜纵向圆形螺旋状排列。
所述冷凝器的各个分壳体之间出烟口的位置为相互错开设置。
所述冷凝式燃气热水器还设置有水泵，所述水泵和所述鼓风机共用同一动力机头。
所述鼓风机和水泵采用同一无级变速动力机头。
本实用新型的有益效果是，解决了现有冷凝式燃气热水器热量散失量大的技术问题，提高了热交换效率和利用率，烟气排出温度可低至室温，具有更好的安全性能；同时，本实用新型体积较小，可根据高楼层用户需要提供更高更稳定的水压。
附图说明
图1，实施例组装图。
图2，实施例内部结构剖视图。
图3，冷凝器局部剖视图。
图中，1燃烧室、2主热交换器、3集烟罩、4冷凝器，5鼓风机、6水泵、7外壳、8无级变速动力机头、9热水器进水管、10进气口、11隔热盖、11-1上盖、11-2下盖、(12-1、12-2、12-3)进水口、(12-4、12-5、12-6)出水口、13热水器出水管、(14-1、14-2、14-3、14-4)出烟口、(15-1、15-2、15-3)冷凝管、(15-A、15-B、15-C)分壳体、(16-1、16-2、16-3)冷凝水出水口、17冷凝水出水管、18冷凝水中和处理装置、19中和处理装置冷凝水出水管、20燃气比例阀、21燃气进气管、22第一进水管路、23第二进水管路、24出水管路、25换热管、26集热管。
具体实施方式
参看附图1，一种高效节能冷凝式燃气热水器，包括燃烧室1、主热交换器2、集烟罩3、冷凝器4，鼓风机5、水泵6，燃气管路、烟气管路、进水管路和出水管路，燃烧室1、主热交换器2、集烟罩3、冷凝器4、鼓风机5和水泵6均设置在热水器外壳7内，所述鼓风机5和水泵6共用同一无级变速动力机头8，热水器进水管9连接水泵6，外壳7对应鼓风机5的进风口一侧开有进气口10，水泵6的出水口连通第一进水管路22和第二进水管路23，所述第一路进水管路22连通冷凝器4内的冷凝管，所述第二进水管路23与螺旋缠绕在主热交换器2的外围的换热管25连通，所述换热管25螺距自下而上由疏而密，所述冷凝管内的水流方向为逆烟气流向，所述换热管25内的水流方向为沿主热交换器2自下而上。
由于主热交换器2上部的热量相对下部要大，所以缠绕在主热交换器2外围的换热管25的螺距自下而上由疏而密，这样设计有利于提高热交换的效率。而所述冷凝管(15-1、15-2、15-3)内的水流方向设计为逆烟气流向以及所述换热管25的水流方向设计为沿主热交换器2自下而上则也是合理地利用了水流和烟气的温差，以增大热交换动力，提高热交换效率。
所述主热交换器2、换热管25和集烟罩3的外部设置有隔热盖11，所述隔热盖11分为上盖11-1和下盖11-2，上盖11-1和下盖11-2组成封闭内空的壳体。所述隔热盖采用隔热材料，一方面使主热交换器2、换热管25和集烟罩3的热量不致大量地向外散失，另一方面使得主热交换器2和隔热盖11之间的换热管25受热更为均匀。
参看附图2和附图3，所述冷凝器4由三个内空有底的圆柱体形分壳体15-A、15-B、15-C焊接而成。所述分壳体15-A、15-B、15-C为内空有底的圆杯形，加工时可先依次横向焊接然后再焊接分壳体盖以形成封闭的冷凝器壳体；也可对一整体的封闭冷凝器壳体进行分段隔离，以形成各个分壳体15-A、15-B、15-C。所述冷凝管15-1、15-2、15-3对应所述分壳体15-A、15-B、15-C独立并行空悬设置在各分壳体内，所述分壳体15-A、15-B、15-C内的冷凝管的进水口12-1、12-2、12-3分别连接第一进水管路22，所述各分壳体15-A、15-B、15-C内的冷凝管的出水口12-4、12-5、12-6分别连接所述集热管26，集热管26经集烟罩3再连通出水管路24，最后由热水器出水管13流出热水。所述冷凝器4的各分壳体15-A、15-B、15-C之间设置有出烟口相互连通，各个分壳体15-A、15-B、15-C的底部设置有冷凝水出水口16-1、16-2、16-3，各冷凝水出水口16-1、16-2、16-3设置在同一直线上并与冷凝器4的冷凝水出水管17连通。
所述冷凝器4的各分壳体15-A、15-B、15-C之间设置有出烟口14-2和14-3，出烟口14-2和14-3的位置错开设置，分壳体15-A与集烟罩3通过出烟口14-1连通，分壳体15-C通过出烟口14-4排出烟气，各冷凝管15-1、15-2、15-3呈斜纵向圆形螺旋状排列，各分壳体15-A、15-B、15-C的底部设置有冷凝水出水口16-1、16-2、16-3，冷凝水出水口16-1、16-2、16-3设置在同一直线上并与冷凝器4的冷凝水出水管17连通。所述冷凝器4向冷凝水出水管17一端下倾斜设置。所述冷凝水出水管17连接有冷凝水中和处理装置18，冷凝水中和处理装置18将酸性冷凝水中和处理后由中和处理装置冷凝水出水管19排出。所述燃烧室1下端设置有燃气比例阀20，燃气比例阀20连接燃气进气管21。
所述出烟口14-2和14-3的位置错开设置使得烟气在各个分壳体15-A、15-B、15-C内的滞留时间延长，使热量利用率更高；同时，各个分壳体15-A、15-B、15-C分别独立设置，逐层散热，各个冷凝管15-1、15-2、15-3均以起始冷水温度与烟气进行热交换，热交换效率较高，而冷凝管15-1、15-2、15-3的斜纵向圆形螺旋状排列设计以及各分壳体15-A、15-B、15-C的底部冷凝水出水口16-1、16-2、16-3保持在同一直线上的设计则使得冷凝水更快速地从冷凝器内流入冷凝水中和处理装置18，减少冷凝管上水膜的形成。
所述冷凝式燃气热水器还设置有水泵，所述水泵和所述鼓风机共用同一动力机头，所述动力机头可采用无级变速动力机头。本实用新型针对不同的用户，可对水泵进行取舍，针对高楼层或水压低的用户而言，可加载水泵，以提高水压和稳定水压；而针对低楼层或水压较高的用户而言，可不用加载水泵。
本实施例中所述隔热盖采用隔热材料，所述出水管路24、第一进水管路22、换热管25和第二进水管路23均采用铜质水管、冷凝管采用耐腐蚀不锈钢材质，所述集热罩3、冷凝器4采用不锈钢材质，所述热水器外壳7采用铁质材料。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是本领域的技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种高效节能冷凝式燃气热水器，包括燃烧室、主热交换器、集烟罩、冷凝器、鼓风机、燃气管路、烟气管路、进水管路和出水管路，所述主换热器外围缠绕有换热管，所述冷凝器内设置有冷凝管，其特征在于：所述进水管路包括与冷凝器内换热管连通的第一路进水管路和与缠绕在主热交换器外围的换热管连通的第二路进水管路组成，所述冷凝器内换热管的水流方向为逆烟气流向，所述主热交换器外围的换热管内的水流方向为自下而上，进水管路经冷凝器和主热交换器与集烟罩内的集热管连通，再连通出水管路。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能冷凝式燃气热水器，其特征在于：所述主热交换器、换热管和集烟罩的外部设置有隔热盖，所述隔热盖为封闭内空的壳体。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能冷凝式燃气热水器，其特征在于：所述换热管为螺旋状排列在主热交换器外围，螺距自下而上由疏而密。
4.根据权利要求1至3所述任一高效节能冷凝式燃气热水器，其特征在于：所述冷凝器由内空有底的圆柱体形分壳体焊接而成，所述冷凝管对应各个所述分壳体独立并行空悬设置在分壳体内，所述各个分壳体内的冷凝管的进水口分别连接第一进水管路，所述各个分壳体内的冷凝管的出水口分别连接所述集热管，所述冷凝器的各个分壳体之间设置有出烟口相互连通，各个分壳体的底部设置有冷凝水出水口，各冷凝水出水口设置在同一直线上并与冷凝器的冷凝水出水管连通。
5.根据权利要求4所述的一种高效节能冷凝式燃气热水器，其特征在于：所述分壳体内为2至4个。
6.根据权利要求4所述的一种高效节能冷凝式燃气热水器，其特征在于：所述冷凝器向冷凝器冷凝水出水管端下倾斜设置。
7.根据权利要求4所述的一种高效节能冷凝式燃气热水器，其特征在于：所述各冷凝管呈斜纵向圆形螺旋状排列。
8.根据权利要求4所述的一种高效节能冷凝式燃气热水器，其特征在于：所述冷凝器的各个分壳体之间出烟口的位置为相互错开设置。
9.根据权利要求4所述的一种高效节能冷凝式燃气热水器，其特征在于：所述冷凝式燃气热水器还设置有水泵，所述水泵和所述鼓风机共用同一动力机头。
10.根据权利要求9所述的一种高效节能冷凝式燃气热水器，其特征在于：所述鼓风机和水泵采用同一无级变速动力机头。
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