CN204693831U - 一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置，其与燃气热水器尾部烟道相连，包括烟气进出口管道、烟气通道、冷凝式热管换热器、冷却水箱、壳体和冷凝水收集槽，烟气通道、冷凝式热管换热器和冷却水箱设置在壳体内；冷凝式热管换热器包括多个平行排列的热虹吸管，热虹吸管管体上焊接若干翅片，热虹吸管包括蒸发段和冷凝段，蒸发段和冷凝段通过隔板隔开，蒸发段置于烟气通道内，冷凝段置于冷却水箱内；烟气进出口管道均与烟气通道连通，冷却水箱上设有冷却水进出口。本实用新型采用热管技术将排烟中的显热和潜热充分回收，用于预热冷却水和降低排烟中污染物的排放率，达到燃气热水器系统高效、安全可靠、节能环保的三重效益。

Description

一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种主要针对燃气热水器尾部烟气余热回收的节能型装置，具体涉及一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置。

背景技术

目前家用燃气热水器的尾部排烟温度都比较高，一般在120～250℃，平均热效率只有80％，相比国际水平较低，造成能源浪费和环境污染。因而，如何较好的回收这部分的能源(显热和潜热)，以提高燃气热水器的热效率的技术，已被广泛研究。

目前开发余热回收装置比较多，主要有管壳式换热器、板式换热器等，然而尾部烟气属于废热，应用常规换热器，其节能设备的投资成本相对较高，且换热器在运行中流体流动阻力较大等，从而会制约余热利用的有效实施。中国专利：燃气热水器的余热回收装置(申请号：201220418641.5)，用波纹盘管错位排列代替直管和翅片并行排列，一定程度上使烟气携带的余热可以得到合理利用，增强换热效率，但是管内水流动阻力依然较大，且若有单根管发生故障亦会影响整个装置运行，显然热量不能被充分、安全地回收再利用。

然而，整体式热管换热器是一种冷热流体互不接触的表面式换热器，最大特点是结构简单、换热效率高，在传递相同热量的条件下，其金属耗量少于传统型换热器。此外，整体式热管换热器的主要元件为热虹吸管，可以方便调整冷热侧的换热面积，从而有效避免有腐蚀性气体的露点腐蚀，达到高效换热、安全运行、节能环保的效果。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供了一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置，本实用新型换热效率高、能耗低、安全可靠、节能环保，是较为理想的余热回收装置，而且具有结构简单、易于生产、系统高效、价格低廉、经济效益显著的优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置，其与燃气热水器尾部烟道相连，包括烟气进口管道、烟气出口管道、烟气通道、冷凝式热管换热器、冷却水箱、壳体和冷凝水收集槽，烟气通道、冷凝式热管换热器和冷却水箱设置在壳体内；所述冷凝式热管换热器包括多个平行排列的热虹吸管，热虹吸管的管体上焊接若干翅片，热虹吸管包括蒸发段和冷凝段，蒸发段和冷凝段通过隔板隔开，且蒸发段置于烟气通道内，冷凝段置于冷却水箱内；所述烟气进口管道和烟气出口管道均与烟气通道连通，所述冷却水箱上设有冷却水入口和冷却水出口。

所述翅片位于热虹吸管的蒸发段，与热虹吸管的管体垂直。

所述烟气进口管道内嵌螺旋丝。

所述烟气进口管道和烟气出口管道的开口均采用天方地圆结构。

所述壳体的底部设置为斜面，并与冷凝水管连通。

进一步地，所述余热回收装置还包括中和装置，中和装置上接冷凝水管、下接冷却水收集槽。

本实用新型采用热管技术将排烟中的显热和潜热充分回收，主要用于预热冷却水和降低排烟中污染物的排放率，达到燃气热水器系统高效、安全可靠、节能环保的三重效益，本实用新型具体具有以下优点：

(1)采用多排管束热虹吸管技术，通过热虹吸管的高效换热特性及平行翅片列增大换热面积，大大提高换热效率，降低排烟温度，提高余热利用率；

(2)烟气进口管道内嵌螺旋丝，增强烟气扰动，加强换热；

(3)烟气进出口采用天方地圆结构，加强烟气与换热器的充分接触，进一步增强换热；

(4)整体式热管换热器属于冷热流体互不接触的表面式换热器，相比较内部走水外部通烟气的普通换热器，运行安全可靠；

(5)热虹吸管真空密封，通过内部工质液体自身重力作用，完成工质循环过程，实现零滴漏；

(6)热虹吸管没有吸液芯，结构简单，制造方便，成本低廉，运行可靠，不需维护；

因此，相对于普通管壳式等换热器，本实用新型用料经济、换热效率高、能耗低、安全可靠、节能环保，是较为理想的余热回收装置，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置示意图；

图2为本实用新型的冷凝式热管焊接翅片半剖结构示意图；

其中，1-烟气进口管道，2-烟气出口管道，3-冷却水入口，4-冷却水出口，5-蒸发段，6-冷凝段，7-隔板，8-螺旋丝，9-翅片，10-斜面，11-水阀，12-水管阀门，13-中和装置，14-冷凝水收集槽，15-天方地圆结构，16-烟气通道，17-冷却水箱，18-冷凝水管，19-传热工质气体，20-传热工质液体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1所示，用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置，其与燃气热水器尾部烟道相连接，包括烟气进出口管道、烟气通道16、冷凝式热管换热器、冷却水进出口、冷却水箱17、壳体、中和装置13和冷凝水收集槽14，其中，烟气通道16、冷凝式热管换热器和冷却水箱17设置在壳体内；冷凝式热管换热器为整体式热管换热器，其包括8个平行排列的热虹吸管，热虹吸管的的管体上焊接有若干金属翅片9，翅片9与热虹吸管的管体垂直；热虹吸管的蒸发段5和冷凝段6通过隔板7隔开，蒸发段5置于烟气通道16内，冷凝段6置于冷却水箱17(圆柱形或方形)内，冷却水水箱17置于烟气通道16的上方；冷凝式热管换热器的壳体底部设置为斜面10，与冷凝水管18连接，以便于冷凝水的采集。烟气进口管道1内嵌螺旋丝8，烟气进口管道1和烟气出口管道2的开口均采用天方地圆结构15，烟气进口管道1和烟气出口管道2均与烟气通道16连通。水阀11置于冷却水入口3上方，冷却水入口3和冷却水出口4均与冷却水箱17连通。冷凝水管18收集经冷凝式热管换热器凝结下来的冷凝水，中和装置13用于中和流冷凝水的酸碱性，冷凝水收集槽14贮存中和后的冷凝水。

本实用新型的冷凝式热管余热回收过程如下：首先，燃气热水器尾部排烟经烟气进口管道1(内嵌有螺旋丝8结构的圆管)进入烟气通道16内，由于尾部烟气通过强排式风机将其排至烟道，具有一定的流速；且烟气进口管道1具有较为合适的截面积，使排烟处于强制对流状态；另外，烟气进口管道1内嵌有螺旋丝8用以加强扰动，且烟气进出口管道的开口均采用天方地圆结构15，加强烟气与各热虹吸管的蒸发段5的充分接触，从而增强换热；在强制对流下，烟气横掠多根平行排列的热虹吸管的蒸发段5(焊接有翅片9，以此增大传热面积，增强传热效果)，将烟气温度降低至露点温度以下，经烟气出口管道2排至大气中，回收烟气的显热和潜热。烟气中的水蒸气凝结(冷凝水能够一定程度的净化烟气)，通过斜面10流至冷凝水管18，再经过中和装置13落入冷凝水收集槽14。然后，(如图2所示)热虹吸管的蒸发段5内的传热工质吸收来流烟气的热量，传热工质液体20在真空密闭的热虹吸管内快速升温，传热工质液体20蒸发变成传热工质气体19，迅速上升至热虹吸管的冷凝段6，在冷凝段6内，传热工质气体19冷凝凝结将热量释放，加热由冷却水入口3进入的冷却水，使得冷却水升高一定温度，从冷却水出口4流出，再而进入燃气热水器的进水口，提高燃气热水器的进水温度，而释放热量后的传热工质气体19冷凝凝结为传热工质液体20，再沿管壁回流至蒸发段5，完成一个循环；最后，随着排烟的不断吹入，完成一系列的吸热—放热工作过程，实现余热的高效回收再利用。

Claims (6)

1.一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置，其特征在于：所述余热回收装置与燃气热水器尾部烟道相连，包括烟气进口管道、烟气出口管道、烟气通道、冷凝式热管换热器、冷却水箱、壳体和冷凝水收集槽，烟气通道、冷凝式热管换热器和冷却水箱设置在壳体内；所述冷凝式热管换热器包括多个平行排列的热虹吸管，热虹吸管的管体上焊接若干翅片，热虹吸管包括蒸发段和冷凝段，蒸发段和冷凝段通过隔板隔开，且蒸发段置于烟气通道内，冷凝段置于冷却水箱内；所述烟气进口管道和烟气出口管道均与烟气通道连通，所述冷却水箱上设有冷却水入口和冷却水出口。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置，其特征在于：所述翅片位于热虹吸管的蒸发段，与热虹吸管的管体垂直。

3.根据权利要求1所述的一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置，其特征在于：所述烟气进口管道内嵌螺旋丝。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置，其特征在于：所述烟气进口管道和烟气出口管道的开口均采用天方地圆结构。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置，其特征在于：所述壳体的底部设置为斜面，并与冷凝水管连通。

6.根据权利要求5所述的一种用于燃气热水器的冷凝式热管余热回收装置，其特征在于：所述余热回收装置还包括中和装置，中和装置上接冷凝水管、下接冷却水收集槽。