CN211476274U - 燃气热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃气热水系统，包括：燃烧装置；主换热装置，设于燃烧装置一侧，主换热装置包括内侧流道及外侧流道，内侧流道相对燃烧装置的距离小于外侧流道相对燃烧装置的距离；主出液管，通过管道连接内侧流道的出液端及外侧流道的出液端；主回液管及调节装置，主回液管通过调节装置连接内侧流道的进液端及外侧流道的进液端，调节装置用于调节内侧流道的进液量与外侧流道的进液量。上述燃气热水系统，调节装置可根据燃气热水系统的不同工作状态调节内侧流道的进液量与外侧流道的进液量，从而可在提升燃气热水系统的热效率的同时，利用内侧流道与外侧流道的温度差避免燃烧装置产生的烟气发生冷凝。

Description

燃气热水系统

技术领域

本实用新型涉及供暖设备领域，特别是涉及一种燃气热水系统。

背景技术

燃气采暖热水炉作为一种依靠天然气提供热水和供暖热量的供暖设备，越来越多的为广大用户所接受，已经成为寒冷地区采暖的重要组成部分。燃气采暖热水炉在供暖运行时,当用户需要使房间温度快速升高时，需要提高燃气采暖热水炉的出水温度及系统循环流量，此时燃气采暖热水炉处于大负荷状态。而当房间温度达到所需值时，需要降低燃气采暖热水炉的出水温度及循环流量，此时燃气采暖热水炉处于小负荷状态。

然而实用新型人在研究中发现，目前市场上的非冷凝燃气采暖热水炉存在着最小负荷与最大负荷在热效率方面存在8％以上差距的现象，采暖热水炉处于最大负荷时的热效率大约为93％，处于小负荷时的热效率大约为85％，从而导致了能源的浪费，而导致小负荷状态下的采暖热水炉的热效率较低的根本原因，是当燃气采暖热水炉处于小负荷状态时，排出的烟气带走了大量热量。而在供暖运行过程中，燃气采暖热水炉在多数时间处于小负荷状态，所以提高小负荷状态的热效率可以有效减少能源浪费。

目前，通常采用以下两个方案增加燃气采暖热水炉的热效率，其中一个方案是增加主换热器的换热能力，降低燃烧产生的烟气的温度，从而减少热散失，另一个方案是降低过剩空气系数，减少烟量。

但是，采用第一个方案，烟气的温度降低，在采暖热水炉处于小负荷低水温的状态下，烟气的温度容易达到露点温度(烟气的露点温度为高温烟气中水蒸汽开始冷凝的温度)。采用第二个方案，过剩空气减少，烟气的露点温度提高，在采暖热水炉处于小负荷时，烟温也很容易到露点温度。这样使得燃烧过后，部分烟气在主换热器上发生了冷凝，进而腐蚀主换热器，最终降低采暖热水炉的使用寿命。

实用新型内容

基于此，有必要针对采暖热水炉在小负荷状态下换热效率较低的问题，提供一种在小负荷状态下换热效率较高的燃气热水系统。

一种燃气热水系统，包括：

燃烧装置；

主换热装置，设于所述燃烧装置一侧，所述主换热装置可与所述燃烧装置发生热量交换，所述主换热装置包括内侧流道及外侧流道，所述内侧流道相对所述燃烧装置的距离小于所述外侧流道相对所述燃烧装置的距离；

主出液管，通过管道连接所述内侧流道的出液端及所述外侧流道的出液端；以及

主回液管及调节装置，所述主回液管通过所述调节装置连接所述内侧流道的进液端及所述外侧流道的进液端，所述调节装置用于调节所述内侧流道的进液量与所述外侧流道的进液量。

上述燃气热水系统，主回液管中的液体可经过调节装置分别流入内侧流道进液管与外侧流道进液管内，进而分别进入内侧流道与外侧流道中，调节装置可根据燃气热水系统的不同工作状态调节内侧流道的进液量与外侧流道的进液量，从而可在提升燃气热水系统的热效率的同时，利用内侧流道与外侧流道的温度差避免燃烧装置产生的烟气发生冷凝。

在其中一个实施例中，所述外侧流道沿周向环绕所述内侧流道的外侧。

在其中一个实施例中，所述外侧流道与所述内侧流道同轴设置，所述外侧流道与所述内侧流道中液体的流向相同。

在其中一个实施例中，所述主换热装置包括内侧换热管与外侧换热管，所述外侧换热管套设于所述内侧换热管外侧，所述内侧换热管内部形成所述内侧流道，所述外侧换热管与所述内侧换热管之间形成所述外侧流道。

在其中一个实施例中，所述主换热装置还包括换热翅片，所述换热翅片设于所述外侧换热管外侧。

在其中一个实施例中，所述燃气热水系统还包括内侧流道进液管与内侧流道出液管，所述调节装置通过所述内侧流道进液管连接所述内侧流道的进液端，所述主出液管通过所述内侧流道出液管连接所述内侧流道的出液端。

在其中一个实施例中，所述燃气热水系统还包括外侧流道进液管及外侧流道出液管，所述调节装置通过所述外侧流道进液管连接所述外侧流道的进液端，所述主出液管通过所述外侧流道出液管连接所述外侧流道的出液端。

在其中一个实施例中，所述调节装置为三通阀。

在其中一个实施例中，所述燃气热水系统为燃气热水器系统。

在其中一个实施例中，所述燃气热水系统为燃气采暖热水炉系统。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的燃气热水系统的示意图；

图2为图1所示燃气热水系统的主换热装置的结构示意图；

图3为图2所示主换热装置的剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/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。

如图1所示，本实用新型的实施例的一种燃气热水系统100，可利用天然气燃烧产生的热量获取热水。下面以燃气热水系统100为燃气采暖炉系统为例，对本申请的中燃气热水系统100的结构进行说明。本实施例仅用以作为范例说明，并不会限制本申请的技术范围。可以理解，在其它实施例中，燃气热水系统100也可具体为燃气热水器系统等，在此不作限定。

具体地，燃气热水系统100包括控制装置(图未示)、燃烧装置10、主换热装置20、主出液管30、采暖管(图未示)以及主回液管40。其中，主换热装置20、主出液管30、采暖管以及主回液管40相互连接形成采暖管路，主换热装置 20设于燃烧装置10一侧，主换热装置20可与燃烧装置10发生热量交换以获取燃烧装置10燃烧产生的高温烟气的热量。

如此，在控制装置的控制下，天然气在燃烧装置10内燃烧，燃烧产生的高温烟气可与主换热装置20中的液体发生热量交换，完成热量交换后的液体通过主出液管30流出主换热装置20，通过采暖管流入各个房间与房间内的空气进行热量交换而为各个房间供暖，完成换热后的液体最后通过主回液管40重新回到主换热装置20内。

如图2及图3所示，主换热装置20包括内侧换热管21、外侧换热管23以及换热翅片25。外侧换热管23与内侧换热管21同轴设置，外侧换热管23的内径大于内侧换热管21的外径而套设于内侧换热管21外，内侧换热管21内部形成内侧流道212，外侧换热管23的管壁与内侧换热管21的管壁共同形成沿周向环绕内侧流道212外侧的外侧流道232，换热翅片25设于外侧换热管23的管壁外侧以增加外侧换热管23的换热面积，从而提高外侧换热管23的换热效率。

请参阅图1及图2，由于燃烧装置10位于主换热装置20外的一侧，因此内侧流道212相对燃烧装置10的距离小于外侧流道232相对燃烧装置10的距离。如此，燃烧装置10燃烧产生的高温烟气的热量首先通过外侧换热管23的管壁传递至外侧流道232中的液体，外侧流道232中的液体携带的热量进而通过内侧换热管21的管壁传递至内侧流道212中的液体。所以，燃烧装置10燃烧产生的高温烟气的热量在主换热装置20中由外至内传递，外侧流道232中液体的温度始终高于内侧流道212中液体的温度。

进一步地，燃气热水系统100还包括内侧流道进液管60、内侧流道出液管 70、外侧流道进液管80、外侧流道出液管90以及调节装置50。其中，内侧流道进液管60的一端连接内侧流道212的进液端，内侧流道进液管60的另一端通过调节装置50连接主回液管40。内侧流道出液管70的一端连接内侧流道212 的出液端，内侧流道出液管70的另一端连接主出液管30。外侧流道进液管80 的一端连接外侧流道232的进液端，外侧流道进液管80的另一端通过调节装置 50连接主回液管40。外侧流道出液管90的一端连接于外侧流道232的出液端，外侧流道进液管80的另一端连接主出液管30。其中，调节装置50为三通阀，包括三个可相互连通的阀口，其中一个阀口连接于主回液管40，其中一个阀口连接于内侧流道进液管60，其中一个阀口连接于外侧流道进液管80，控制阀口的开闭状态即可调整由主回液管40进入内侧流道进液管60与外侧流道进液管 80的液体量。

如此，主回液管40中的液体可经过调节装置50分别流入内侧流道进液管 60与外侧流道进液管80内，进而分别进入内侧流道212与外侧流道232中，调节装置50可根据燃气热水系统100的不同工作状态调节内侧流道212的进液量与外侧流道232的进液量，从而可在提升燃气热水系统100的热效率的同时，利用内侧流道212与外侧流道232的温度差避免燃烧装置10产生的烟气发生冷凝。

上述燃气热水系统100的控制方法具体包括以下步骤：

S110：获取燃气热水系统100的流量控制参数。

在一些实施例中，流量控制参数为主出液管30的出液温度。可以理解，在其它一些实施例中，燃气热水系统100的流量控制参数还可为燃烧装置10燃烧产生的烟气的温度、燃烧装置10的火焰温度和/或燃烧装置10的火焰电子流。

S120：比较流量控制参数相对第一预设流量控制参数及第二预设流量控制参数的大小。

在一些实施例中，控制装置比较主出液管30的出液温度相对第一预设出液温度及第二预设出液温度的大小。其中，第一预设出液温度为20℃-45℃，第二预设出液温度为45℃-60℃。

可以理解，在其它一些实施例中，还可比较燃烧装置10燃烧产生的烟气的温度相对第一预设烟气温度及第二预设烟气温度的大小、燃烧装置10的火焰温度相对第一预设火焰温度与第二预设火焰温度的大小和/或燃烧装置10的火焰电子流相对于第一预设火焰电子流与第二预设火焰电子流的大小。

S130：根据流量控制参数相对第一预设流量控制参数及第二预设流量控制参数的大小，调节内侧流道212的进液量与外侧流道232的进液量。

具体地，步骤S130包括以下步骤：

S131：当流量控制参数小于第一预设流量控制参数时，调节内侧流道212 的进液量大于或等于第一预设内侧流道进液量，并调节外侧流道232的进液量小于或等于第一预设外侧流道进液量。

具体在一些实施例中，当燃气热水系统100处于燃烧装置10的燃烧功率小于或等于燃烧装置10的最大燃烧功率的30％的小负荷状态，且主出液管30的出液温度小于第一预设出液温度时，调节装置50调节内侧流道212的进液量大于或等于第一预设内侧流道进液量，并调节外侧流道232的进液量小于或等于第一预设外侧流道232流量。

如此，由于主换热装置20及主出液管30中的液体以内侧流道212中的液体为主，当内侧流道212中的液体的温度达到预设的主出液管30的出液温度(例如30℃)时，外侧流道232中的液体的温度必然高于内侧流道212中的温度(例如50℃)，与外侧流道232中的液体换热后的烟气的温度较高而超过露点温度，因此可在减少烟气排出量以提高热效率的同时，避免烟气中的水蒸汽冷凝。相反，如果此时主换热装置20及主出液管30中的液体以外侧流道232中的液体为主，那么当外侧流道232中的液体的温度达到预设的主出液管30的出液温度 (例如30℃)时，烟气与外侧流道232中的液体换热后的温度很可能低于露点温度而容易发生冷凝。

S132：当流量控制参数大于第二预设流量控制参数时，调节外侧流道232 的进液量大于或等于第二预设外侧流道进液量，并调节内侧流道212的进液量小于或等于第二预设内侧流道进液量。

具体地，当主出液管30的出液温度大于第二预设出液温度时，调节装置50 调节外侧流道232的进液量大于或等于第二预设外侧流道进液量，并调节内侧流道212的进液量小于或等于第二预设内侧流道进液量。如此，主出液管30的液体以外侧流道232中的液体为主，外侧流道232中的液体通过外侧换热管23 的管壁直接与烟气发生热交换。相反，如果此时主换热装置20中的液体以内侧流道212中的液体为主，那么当内侧流道212中的液体的温度达到主出液管30 出液温度(例如80℃)时，与之相邻的外侧流道232中的液体很可能已经超过沸点而气化。

进一步地，第一预设内侧流道进液量大于第一预设外侧流道进液量，从而使主换热装置20中的液体以内侧流道212中的液体为主；第二预设内侧流道进液量小于第二预设外侧流道进液量，从而使主换热装置20中的液体也外侧流道 232中的液体为主。具体在一实施例中，当流量控制参数小于第一预设流量控制参数时，调节装置50调节外侧流道232的进液量为零，内侧流道212的进液量为最大值。当流量控制参数大于第二预设流量控制参数时，调节内侧流道212 的进液量为零，外侧流道232的进液量为最大值。可以理解，在一些实施例中，调节装置50可仅调节外侧流道232与内侧流道212的进液量的大小至一定值，而无需调节为零。

上述燃气热水系统100及其控制方法，由于主换热装置20具有外侧流道232 与内侧流道212，因此可根据大负荷状态与小负荷状态切换调节外侧流道232与内侧流道212的进液量，使燃气热水系统100可减小烟气排出量而使小负荷状态下的换热效率提高12％-14％、大负荷状态下的换热效率提升3％-5％的同时，避免因为烟气排出量的减少导致烟气发生冷凝，从而达到节能减排的目的，同时延长了燃气热水系统100的使用寿命。此外，由于克服了燃气热水系统100处于小负荷低水温状态下的冷凝问题，因此可扩大燃烧装置10的燃烧功率的调节范围，减小了燃气热水系统100的启动次数，扩大了燃气热水系统100的适用性，满足用户对供暖的不同需求，极大提高了用户体验。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种燃气热水系统，其特征在于，包括：

燃烧装置(10)；

主换热装置(20)，设于所述燃烧装置(10)一侧，所述主换热装置(20)可与所述燃烧装置(10)发生热量交换，所述主换热装置(20)包括内侧流道(212)及外侧流道(232)，所述内侧流道(212)相对所述燃烧装置(10)的距离小于所述外侧流道(232)相对所述燃烧装置(10)的距离；

主出液管(30)，通过管道连接所述内侧流道(212)的出液端及所述外侧流道(232)的出液端；以及

主回液管(40)及调节装置(50)，所述主回液管(40)通过所述调节装置(50)连接所述内侧流道(212)的进液端及所述外侧流道(232)的进液端，所述调节装置(50)用于调节所述内侧流道(212)的进液量与所述外侧流道(232)的进液量。

2.根据权利要求1所述的燃气热水系统，其特征在于，所述外侧流道(232)沿周向环绕所述内侧流道(212)的外侧。

3.根据权利要求2所述的燃气热水系统，其特征在于，所述外侧流道(232)与所述内侧流道(212)同轴设置，所述外侧流道(232)与所述内侧流道(212)中液体的流向相同。

4.根据权利要求3所述的燃气热水系统，其特征在于，所述主换热装置(20)包括内侧换热管(21)与外侧换热管(23)，所述外侧换热管(23)套设于所述内侧换热管(21)外侧，所述内侧换热管(21)内部形成所述内侧流道(212)，所述外侧换热管(23)与所述内侧换热管(21)之间形成所述外侧流道(232)。

5.根据权利要求4所述的燃气热水系统，其特征在于，所述主换热装置(20)还包括换热翅片(25)，所述换热翅片(25)设于所述外侧换热管(23)外侧。

6.根据权利要求1所述的燃气热水系统，其特征在于，所述燃气热水系统还包括内侧流道进液管(60)与内侧流道出液管(70)，所述调节装置(50)通过所述内侧流道进液管(60)连接所述内侧流道(212)的进液端，所述主出液管(30)通过所述内侧流道出液管(70)连接所述内侧流道(212)的出液端。

7.根据权利要求1所述的燃气热水系统，其特征在于，所述燃气热水系统还包括外侧流道进液管(80)及外侧流道出液管(90)，所述调节装置(50)通过所述外侧流道进液管(80)连接所述外侧流道(232)的进液端，所述主出液管(30)通过所述外侧流道出液管(90)连接所述外侧流道(232)的出液端。

8.根据权利要求1所述的燃气热水系统，其特征在于，所述调节装置(50)为三通阀。

9.根据权利要求1所述的燃气热水系统，其特征在于，所述燃气热水系统为燃气热水器系统。

10.根据权利要求1所述的燃气热水系统，其特征在于，所述燃气热水系统为燃气采暖热水炉系统。

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