CN211626141U - 一种冷凝器及冷凝器系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冷凝器及冷凝器系统，包括筒体，所述筒体上下贯穿并形成有冷凝通道，筒体的外侧壁和冷凝通道形成的内侧壁间的夹层开设有进水腔室和出水腔室，进水腔室和出水腔室间连接有若干横置在冷凝通道中的冷凝管，冷凝管两端分别与进水腔室及出水腔室连通，进水腔室开设有第一进水口，出水腔室开设有第一出水口，待加热的冷水依次经第一进水口、进水腔室、冷凝管、出水腔室和第一出水口流入换热器中，换热器中产生的高温烟气进入冷凝通道中并通过流通有冷水的冷凝管进行冷凝降温后从冷凝器底部开设的烟气排放口排出。本冷凝器能够提高烟气的冷凝效率，充分利用烟气的热量，从而使得使用该冷凝器的全预混冷凝锅炉具有更高的热效率。
Description
技术领域
本实用新型属于全预混冷凝锅炉设备技术领域，尤其涉及一种应用于全预混冷凝锅炉的冷凝器及冷凝器系统。
背景技术
全预混冷凝锅炉是将目前最节能的两个技术--全预混技术和冷凝技术，融合于一体的新型热水锅炉，全预混就是在燃烧前把燃气和空气按一定比例充分混合，在燃烧的过程中不再需要供给空气的燃烧方式，全预混燃烧火焰传播速度快，燃烧室容积热强度高，且能在很少的过剩空气系数下达到完全燃烧，能够产生很高温度的高温烟气。
一般的全预混冷凝锅炉包括燃烧器和换热器，燃烧器的生烟端安装在换热器的燃烧室内，换热器的下方设置有底座，底座与换热器之间设置有若干竖直的采用热导系数高的铜材制成的换热管，换热管中从下往上流动有待加温的冷水，若干换热管围成同心的两圈，内外圈错位，换热管围成的中心形成竖直的烟道，燃烧器产生高温烟气并通过燃烧器内设置的风机将高温烟气向烟道内吹送，高温烟气则与换热管壁接触以进行热交换，使得换热管内的冷水逐渐升温，最后从顶端出口排出，而高温烟气因为与换热管持续进行热交换，则越往下流动烟气的温度越低，最终会部分结露成冷凝水流出，部分未冷凝的烟气以较低温度排出，在这个过程中，烟道中心实际是一个空腔，高温烟气被风机从上往下吹动，与空腔边缘的换热管进行热交换，部分高温烟气则直接向下流动，没有与换热管壁进行充分的热交换，导致有热损失，最后实际的热效率不高，只能达到101%左右。
针对现有全预混冷凝锅炉存在的问题，急需设计一款能够提高热效率的全预混冷凝锅炉，而冷凝器作为其中的关键部件，如何设计冷凝器使得该全预混冷凝锅炉相比传统冷凝锅炉热效率更高成为现在亟待解决的问题。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种冷凝器，能够提高烟气的冷凝效率，充分利用烟气的热量，从而使得使用该冷凝器的全预混冷凝锅炉具有更高的热效率。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种冷凝器，包括筒体，所述筒体上下贯穿并形成有冷凝通道，所述筒体的外侧壁和冷凝通道形成的内侧壁间的夹层开设有进水腔室和出水腔室，所述进水腔室和出水腔室间连接有若干横置在冷凝通道中的冷凝管，冷凝管两端分别与进水腔室及出水腔室连通，所述进水腔室开设有第一进水口，出水腔室开设有第一出水口，待加热的冷水依次经第一进水口、进水腔室、冷凝管、出水腔室和第一出水口流入换热器中，换热器中产生的高温烟气进入冷凝通道中并通过流通有冷水的冷凝管进行冷凝降温后从冷凝器底部开设的烟气排放口排出。
这样的，通过在筒体上开设冷凝通道，冷凝通道的上端接收来自燃烧器产生的高温烟气，高温烟气在向冷凝通道中排放的时候，与横置的冷凝管进行充分的接触，而冷水依次从第一进水口、进水腔室、冷凝管、出水腔室、第一出水口流入换热器中的换热室，冷凝通道中会通过源源不断待加热的冷水，高温烟气通过冷凝管壁与冷凝管中的冷水进行热交换，使得烟气冷凝，冷水吸热升温，现有冷凝锅炉中的换热管是竖直放置，换热管的下段兼做冷凝管，相比现有冷凝锅炉中对烟气的冷凝方式，本申请中烟气与横置的冷凝管的接触更加充分，烟气在冷凝阶段的热损失会更少，能够使得水在进入换热室前就已经有一个比较高的温度，使得最后总的热效率相比现有冷凝锅炉大幅提高，热效率能够达到106%~107%，能够节约燃料的使用。
现有锅炉为保证热效率，换热管一般数量设置较多，之间间隔很小，换热管上段由于处于主换热阶段，烟气温度还很高，不能产生冷凝水，久而久之在换热管外表面会沉积灰尘颗粒，特别是在新疆等西北风沙较大的地区，空气中含有的灰尘颗粒更多，更容易产生积累，在使用一段时间后就需要拆开整个锅炉进行清灰，十分繁琐，而本申请中冷凝器是单独设置的，排入冷凝通道中的烟气则向下流经若干冷凝管，冷凝管中流通有从进水腔室到出水腔室的冷水，烟气与冷凝管壁充分接触热交换后降温结露产生冷凝水，产生的大量冷凝水可对冷凝器内表面和冷凝管外表面进行冲刷，将烟气中含有的灰尘清洗干净，具有自清洁的功用，不必使用一段时间就要拆开整个锅炉清灰，方便了使用。
作为优化，所述冷凝通道截面呈圆形，冷凝通道与筒体共中轴线。
作为优化，所述筒体的外侧壁和冷凝通道形成的内侧壁间的夹层开设有环形的密封腔室，密封腔室中设有两竖向隔板以将其分为左右两个独立的空腔，其中一个空腔为进水腔室，另一个空腔为出水腔室。
这样的，为了提高热交换效率和冷凝效率，可根据实际需要设多个冷凝器，多个冷凝器与换热器上下组装在一起，形成模块化的锅炉设备，相邻的两个冷凝器间连通，可通过外接的水管连接相邻的两个冷凝器的第一出水口和第一进水口，最上层的冷凝器的第一出水口同样可通过外接的水管与换热室的进水口连通，能够使得从最下层的冷凝器的第一进水口引入的冷水通过各个冷凝器最后到达换热室中，在这个过程中流经各个冷凝器中的冷凝管，从而与流经冷凝管的烟气进行热交换，对烟气进行降温，结露产生冷凝水，而冷凝管中的冷水则吸热一路升温直至流入换热室中，这种模块化的拼装方式，便于设备的运输、拆装、维修及组件更换，也能根据实际需要提高热交换效率和冷凝效率。
作为优化，所述的若干冷凝管间隔平行设置，且与水平面间具有6~10°的夹角，且冷凝管的截面呈椭圆形，其长轴呈竖向设置。
冷凝管与水平面间呈一定角度，斜连于进水腔室与出水腔室之间，可以方便在冷凝管上产生的冷凝水从高往低流下，利于冷凝管上表面的冷凝水的流动，也可使得冷凝水沿冷凝管流到筒体内侧壁上，对其进行清洁，防止灰尘积累在筒体内侧壁上，冷凝管截面呈椭圆形可使得每排可设置的冷凝管的数量最大化，同时增大烟气与冷凝管接触路径和接触面积，延长换热时间，这样可以提高冷凝效率，且便于冷凝水从冷凝管上表面流下，也不便于灰尘在其上表面沉积。
作为优化，所述的若干冷凝管分为上下多排，每一排的各个冷凝管间隔均匀，且相邻两排间的冷凝管的上下位置错开。
这样的，通过这种分布，可以使得烟气与若干个冷凝管进行充分接触，避免出现上一排的冷凝管刚好挡住下一排的冷凝管的现象，从而使得下一排的冷凝管与烟气接触不充分，降低冷凝效率。
作为优化，所述筒体及冷凝管均由不锈钢材料制成。
这样的，在现有的冷凝锅炉中，由于换热管为了提高换热效率，整根换热管都采用铜材制成，但这样的话换热管耐腐蚀性较差，长时间接触酸性溶液易生产铜绿，越接近底部的换热管遇到的烟气温度越低，越容易结露形成冷凝水，而烟气中含有的硫化氢成分遇水容易产生反应形成酸性溶液，从而腐蚀下段的换热管，而本申请中由于冷凝器采用不锈钢材质制成，具有抗腐蚀的优点，不惧酸性溶液腐蚀，故而可提高设备的耐用性和使用寿命。
本实用新型还提供了一种冷凝器系统，由多个冷凝器上下层叠构成，所有冷凝器的冷凝通道的中轴线位于同一直线上，最上层的冷凝器的第一出水口与换热器进水口连通，最下层的冷凝器的第一进水口与外界的进水管连接，上下两相邻冷凝器中位于下层的冷凝器的第一出水口与位于上层的冷凝器的第一进水口连通。
这样的，为了提高热交换效率和冷凝效率，可根据实际需要设多个冷凝器，多个冷凝器与换热器上下组装在一起，形成模块化的锅炉设备，相邻的两个冷凝器间连通，可通过外接的水管连接相邻的两个冷凝器的第一出水口和第一进水口，最上层的冷凝器的第一出水口同样可通过外接的水管与换热室的进水口连通，能够使得从最下层的冷凝器的第一进水口引入的冷水通过各个冷凝器最后到达换热室中，在这个过程中流经各个冷凝器中的冷凝管，从而与流经冷凝管的烟气进行热交换，对烟气进行降温，结露产生冷凝水，而冷凝管中的冷水则吸热一路升温直至流入换热室中，这种模块化的拼装方式，便于设备的运输、拆装、维修及组件更换，也能根据实际需要提高热交换效率和冷凝效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的剖视图；
图3是本实用新型实施例的另一方向的剖视图；
图4是本实用新型实施例中冷凝器系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施时：参见图1至图4，一种冷凝器，包括筒体1，所述筒体上下贯穿并形成有冷凝通道，所述筒体的外侧壁和冷凝通道形成的内侧壁间的夹层开设有进水腔室2和出水腔室3，所述进水腔室2和出水腔室3间连接有若干横置在冷凝通道中的冷凝管4，冷凝管4两端分别与进水腔室及出水腔室连通，所述进水腔室开设有第一进水口5，出水腔室开设有第一出水口6，待加热的冷水依次经第一进水口、进水腔室、冷凝管、出水腔室和第一出水口流入换热器中，换热器中产生的高温烟气进入冷凝通道中并通过流通有冷水的冷凝管进行冷凝降温后从冷凝器底部开设的烟气排放口排出。
这样的，通过在筒体上开设冷凝通道，冷凝通道的上端接收来自燃烧器产生的高温烟气，高温烟气在向冷凝通道中排放的时候，与横置的冷凝管进行充分的接触，而冷水依次从第一进水口、进水腔室、冷凝管、出水腔室、第一出水口流入换热器中的换热室，冷凝通道中会通过源源不断待加热的冷水，高温烟气通过冷凝管壁与冷凝管中的冷水进行热交换，使得烟气冷凝，冷水吸热升温，现有冷凝锅炉中的换热管是竖直放置，换热管的下段兼做冷凝管，相比现有冷凝锅炉中对烟气的冷凝方式，本申请中烟气与横置的冷凝管的接触更加充分，烟气在冷凝阶段的热损失会更少，能够使得水在进入换热室前就已经有一个比较高的温度，使得最后总的热效率相比现有冷凝锅炉大幅提高，热效率能够达到106%~107%，能够节约燃料的使用。
现有锅炉为保证热效率，换热管一般数量设置较多，之间间隔很小，换热管上段由于处于主换热阶段，烟气温度还很高，不能产生冷凝水，久而久之在换热管外表面会沉积灰尘颗粒，特别是在新疆等西北风沙较大的地区，空气中含有的灰尘颗粒更多，更容易产生积累，在使用一段时间后就需要拆开整个锅炉进行清灰，十分繁琐，而本申请中冷凝器是单独设置的，排入冷凝通道中的烟气则向下流经若干冷凝管，冷凝管中流通有从进水腔室到出水腔室的冷水，烟气与冷凝管壁充分接触热交换后降温结露产生冷凝水，产生的大量冷凝水可对冷凝器内表面和冷凝管外表面进行冲刷，将烟气中含有的灰尘清洗干净，具有自清洁的功用，不必使用一段时间就要拆开整个锅炉清灰，方便了使用。
作为优化，所述冷凝通道截面呈圆形，冷凝通道与筒体共中轴线。
作为优化，所述筒体的外侧壁和冷凝通道形成的内侧壁间的夹层开设有环形的密封腔室，密封腔室中设有两竖向隔板以将其分为左右两个独立的空腔，其中一个空腔为进水腔室，另一个空腔为出水腔室。
这样的，为了提高热交换效率和冷凝效率，可根据实际需要设多个冷凝器，多个冷凝器与换热器上下组装在一起，形成模块化的锅炉设备，相邻的两个冷凝器间连通，可通过外接的水管连接相邻的两个冷凝器的第一出水口和第一进水口，最上层的冷凝器的第一出水口同样可通过外接的水管与换热室的进水口连通，能够使得从最下层的冷凝器的第一进水口引入的冷水通过各个冷凝器最后到达换热室中，在这个过程中流经各个冷凝器中的冷凝管，从而与流经冷凝管的烟气进行热交换，对烟气进行降温，结露产生冷凝水，而冷凝管中的冷水则吸热一路升温直至流入换热室中，这种模块化的拼装方式，便于设备的运输、拆装、维修及组件更换，也能根据实际需要提高热交换效率和冷凝效率。
作为优化，所述的若干冷凝管4间隔平行设置，且与水平面间具有6~10°的夹角，且冷凝管的截面呈椭圆形，其长轴呈竖向设置。
冷凝管与水平面间呈一定角度，斜连于进水腔室与出水腔室之间，可以方便在冷凝管上产生的冷凝水从高往低流下，利于冷凝管上表面的冷凝水的流动，也可使得冷凝水沿冷凝管流到筒体内侧壁上，对其进行清洁，防止灰尘积累在筒体内侧壁上，冷凝管截面呈椭圆形可使得每排可设置的冷凝管的数量最大化，同时增大烟气与冷凝管接触路径和接触面积，延长换热时间，这样可以提高冷凝效率，且便于冷凝水从冷凝管上表面流下，也能够防止灰尘在其上表面沉积。
作为优化，所述的若干冷凝管分为上下多排，每一排的各个冷凝管间隔均匀，且相邻两排间的冷凝管的上下位置错开。
这样的，通过这种分布，可以使得烟气与若干个冷凝管进行充分接触，避免出现上一排的冷凝管刚好挡住下一排的冷凝管的现象，从而使得下一排的冷凝管与烟气接触不充分，降低冷凝效率。
作为优化，所述筒体及冷凝管均由不锈钢材料制成。
这样的，在现有的冷凝锅炉中，由于换热管为了提高换热效率，整根换热管都采用铜材制成，但这样的话换热管耐腐蚀性较差，长时间接触酸性溶液易生产铜绿，越接近底部的换热管遇到的烟气温度越低，越容易结露形成冷凝水，而烟气中含有的硫化氢成分遇水容易产生反应形成酸性溶液，从而腐蚀下段的换热管，而本申请中由于冷凝器采用不锈钢材质制成，具有抗腐蚀的优点，不惧酸性溶液腐蚀，故而可提高设备的耐用性和使用寿命。
本实用新型还提供了一种冷凝器系统，由多个冷凝器上下层叠构成，所有冷凝器的冷凝通道的中轴线位于同一直线上，最上层的冷凝器的第一出水口与换热器进水口连通，最下层的冷凝器的第一进水口与外界的进水管连接，上下两相邻冷凝器中位于下层的冷凝器的第一出水口与位于上层的冷凝器的第一进水口连通。
这样的，为了提高热交换效率和冷凝效率，可根据实际需要设多个冷凝器，多个冷凝器与换热器上下组装在一起，形成模块化的锅炉设备，相邻的两个冷凝器间连通，可通过外接的水管连接相邻的两个冷凝器的第一出水口和第一进水口，最上层的冷凝器的第一出水口同样可通过外接的水管与换热室的进水口连通，能够使得从最下层的冷凝器的第一进水口引入的冷水通过各个冷凝器最后到达换热室中，在这个过程中流经各个冷凝器中的冷凝管，从而与流经冷凝管的烟气进行热交换，对烟气进行降温，结露产生冷凝水，而冷凝管中的冷水则吸热一路升温直至流入换热室中，这种模块化的拼装方式，便于设备的运输、拆装、维修及组件更换，也能根据实际需要提高热交换效率和冷凝效率。
Claims (7)
1.一种冷凝器，其特征在于：包括筒体，所述筒体上下贯穿并形成有冷凝通道，所述筒体的外侧壁和冷凝通道形成的内侧壁间的夹层开设有进水腔室和出水腔室，所述进水腔室和出水腔室间连接有若干横置在冷凝通道中的冷凝管，冷凝管两端分别与进水腔室及出水腔室连通，所述进水腔室开设有第一进水口，出水腔室开设有第一出水口，待加热的冷水依次经第一进水口、进水腔室、冷凝管、出水腔室和第一出水口流入换热器中，换热器中产生的高温烟气进入冷凝通道中并通过流通有冷水的冷凝管进行冷凝降温后从冷凝器底部开设的烟气排放口排出。
2.根据权利要求1所述的一种冷凝器，其特征在于所述冷凝通道截面呈圆形，冷凝通道与筒体共中轴线。
3.根据权利要求2所述的一种冷凝器，其特征在于：所述筒体的外侧壁和冷凝通道形成的内侧壁间的夹层开设有环形的密封腔室，密封腔室中设有两竖向隔板以将其分为左右两个独立的空腔，其中一个空腔为进水腔室，另一个空腔为出水腔室。
4.根据权利要求1所述的一种冷凝器，其特征在于：所述的若干冷凝管间隔平行设置，且与水平面间具有6~10°的夹角，且冷凝管的截面呈椭圆形，其长轴呈竖向设置。
5.根据权利要求4所述的一种冷凝器，其特征在于：所述的若干冷凝管分为上下多排，每一排的各个冷凝管间隔均匀，且相邻两排间的冷凝管的上下位置错开。
6.根据权利要求1所述的一种冷凝器，其特征在于：所述筒体及冷凝管均由不锈钢材料制成。
7.一种冷凝器系统，其特征在于：由多个权利要求1-6任一项所述的冷凝器上下层叠构成，所有冷凝器的冷凝通道的中轴线位于同一直线上，最上层的冷凝器的第一出水口与换热器进水口连通，最下层的冷凝器的第一进水口与外界的进水管连接，上下两相邻冷凝器中位于下层的冷凝器的第一出水口与位于上层的冷凝器的第一进水口连通。
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| CN202020144665.0U CN211626141U (zh) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | 一种冷凝器及冷凝器系统 |
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Family Applications (1)
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| CN202020144665.0U Active CN211626141U (zh) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | 一种冷凝器及冷凝器系统 |
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