CN2434613Y - 新型冷凝式热交换器装置 - Google Patents

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一种新型冷凝式热交换装置,用于燃气热水器、燃气热水采暖炉。主要技术特征在于:燃烧室上方的全预混式燃烧器呈倒置形式,火焰向下燃烧;燃烧室下方的热交换器是显－潜热双段式热交换器。工作时,高温烟气下行进入显热段交换器换热流出后;含有水蒸气的烟气进入潜热段交换器进行换热,流出温度为40—60℃,水蒸气释放气化潜热流出冷凝水。本实用新型热效率达97—105%;排放烟气中有害成份CO、NOx大大减少。

Description

新型冷凝式热交换器装置
本实用新型涉及一种用于燃气热水器、燃气热水采暖炉的热交换装置，尤其是冷凝式热交换装置。
一般市售的燃气热水器和燃气热水采暖炉均使用大气式燃烧器1和仅能吸收燃烧烟气中显热值的热交换器。由于大气式燃烧器1不能倒置，热交换器必须安置在燃烧器1的上方，同时，为避免冷凝水流到燃烧器1，在热交换过程中不容许产生冷凝水，从热交换器排放的烟气温度必须控制在露点以上，通常在150-170℃范围内。由于燃烧烟气温度偏高，导致热量流失，使这类热交换装置的热效率提高受到限制，一般为80-87％。(按低热值计算)
本实用新型的目的是提供燃气一种具使用的热效率高、结构新颖、热工指标优良的节能型冷凝式热交换器装置。
本实用新型设计的一种燃气具使用的冷凝式热交换器装置，包括燃烧器1、燃烧室2、热交换器及相应的管路，其特征在于燃烧室2上方的燃烧器1呈倒置形式，火焰向下燃烧，热交换器在燃烧室2的下方。所述的燃烧器1是可以向下燃烧的燃气和空气强制完全预混的燃烧器1。
所述的冷凝式热交换器是显-潜热双段式热交换器，与燃烧室2相连的是显热段交换器3，潜热段交换器4在显热段交换器3的下方。
应用于燃气热水器时，冷凝式交换器的显热段交换器3是由平行排列的铜管和与其外径紧密配合的铜制翅片组成；潜热段交换器4采用耐腐蚀的带有翅片的铝制整体式换热器，换热器内孔的两端通过铜管与管路连通。
应用于燃气热水采暖炉时，冷凝式交换器的显热段交换器3是由盘管、集热管和与集热管外径紧密配合的铜制翅片组成；潜热段交换器4是由翅片、集热管与盘管组成，其中，翅片与集热管为耐腐蚀的铝制整体结构。所述显热段交换器3和潜热段交换器4的盘管为平行管束盘管和螺旋形状盘管。
本实用新型包括能够倒置使用的燃气/空气预混式燃烧器1、燃烧室2、显热段交换器3、潜热段交换器4以及相应的管路。燃烧器1燃烧产生的高温烟气经过燃烧室2进入显热段交换器3，通过翅片和管壁将烟气中的热量传递到流过管路的水，使烟气温度迅速下降。当烟气流出显热段交换器3时，烟气温度降至120-150℃，烟气中的水蒸气仍为蒸气状态。进入潜热段交换器4后，随热交换过程继续进行，烟气温度不断下降，当下降至露点温度以下时，水蒸气开始释放气化潜热而转变为冷凝水并从潜热段交换器4下部流出，烟气从潜热段交换器4下部流出时的温度为40-60℃。
本实用新型由于采用了倒置式预混式燃烧器1和显-潜热双段式热交换器，最大程度地将燃烧烟气热量转化成水温，使热交换效率得以提高，根据不同的燃气种类可达97-105％。(按低热值计算)。同时，预混式燃烧器1的应用使烟气中有害成份(CO、NOX)大大减少，对于改善大气质量十分有利。
与现有技术相比，本实用新型具有下列优点：
1．热交换效率高。
2．烟气中有害成份(CO、NOx)大大减少。
图1所示为本实用新型应用于燃气热水器时的各功能部件配置情况。
图2所示为本实用新型应用于燃气热水器时的显-潜热双段式热交换器的剖面图。
图3所示为本实用新型应用于燃气热水采暖炉时的各功能部件配置情况。
图4所示为本实用新型应用于燃气热水采暖炉时的显-潜热双段式热交换器的剖面图。
以下根据附图对本实用新型作进一步叙述。
见图1，当本实用新型应用于燃气热水器时，温度为室温的冷水通过管路6从潜热段交换器4下部进入，并按管路的走向从显热段交换器3上部的管路5流出。显热段交换器由平行排列的铜制管路和与管子外径紧密配合的铜制翅片组成。潜热段交换器是带有翅片的铝制整体式换热器，换热器内孔的两端通过铜管与管路连通。从图2的管路排列可见，显热段热交换器、潜热段热交换器翅片间的缝隙供烟气通过。当燃气/空气混合气进入燃烧器1并被点燃后，由于燃气与空气采用强制预混方式，使燃烧烟气通过燃烧室2向下进入显热段交换器，烟气在显热段与管路内水换热时，烟气温度下降，水温则在潜热段交换器4中换热后温度的基础上继续升高，当烟气流出显热段交换器3时，烟气温度降为120-150℃，烟气中水分仍以水蒸气形式存在。烟气继续下行进入潜热段交换器4并与其管路中的冷水进行换热，烟气温度进一步降低，当温度降为露点以下时，烟气中的水蒸气变为液态冷凝水，释放出汽化潜热后由下部流出。冷凝水呈酸性，因此潜热段交换器采用耐腐蚀的铝质整体结构。当烟气换热后由潜热段交换器流出时温度为40-60℃。
见图3，当本实用新型应用于燃气热水采暖炉时，显热段交换器3和潜热段交换器4均采用套管式结构(见图4)。显热段交换器由铜制盘管、集热管以及与集热管外径紧密配合的铜制翅片组成，显热段交换器是由铝制整体式换热器与铜制盘管组成，盘管与集热管在两侧分别用铜管连接成两个水路系统。卫生用水由管路进口7进入，流经各个盘管后，由管路出口8流出。采暖水由管路进口6进入，流经各个集热管后，由管路出口5流出。烟气与采暖水的换热通过翅片和集热管管壁，采暖水与卫生用水的换热通过盘管管壁。当燃气/空气混合气进入燃烧器1并被点燃后，由于燃气与空气采用强制预混方式，使燃烧烟气通过燃烧室2向下进入显热段交换器，烟气在显热段与管路内水换热时，烟气温度下降，水温升高，当烟气流出显热段交换器3时，烟气温度降为120-150℃，烟气中水分仍以水蒸气形式存在。烟气继续下行进入潜热段交换器4并与其管路中的水进行换热，烟气温度进一步降低，当温度降为露点以下时，烟气中的水蒸气变为液态冷凝水，释放出汽化潜热后由下部流出。冷凝水呈酸性，因此潜热段交换器的翅片与集热管采用耐腐蚀的铝质整体结构。当烟气由潜热段交换器流出时温度为40-60℃。
综上所述，本实用新型采用了烟气下行的显-潜热双段式热交换器，排烟温度大幅度的降低，并充分地利用了水的汽化潜热，使热效率可以达到97-105％(按低热值计算)，达到了节省能源的目的。另外，采用了燃气/空气预混式燃烧器，烟气中有害成份(CO、NOX)大大减少，改善了燃气具的卫生指标。

Claims (6)

1．一种新型冷凝式热交换器装置，包括燃烧器(1)、燃烧室(2)、热交换器及相应的管路，其特征在于：燃烧室(2)上方的燃烧器(1)呈倒置形式，火焰向下燃烧；热交换器在燃烧室(2)的下方。
2．根据权利要求1所述的冷凝式交换器装置，其特征是：所述的热交换器是显-潜热双段式热交换器，与燃烧室(2)相连的是显热段交换器(3)，潜热段交换器(4)在显热段交换器(3)的下方。
3．根据权利要求1所述的冷凝式交换器装置，其特征是：所述的燃烧器(1)是可以向下燃烧的燃气和空气强制完全预混的燃烧器(1)。
4．根据权利要求1和2所述的冷凝式交换器装置，其特征是：所述的显-潜热双段式热交换器，其显热段交换器(3)是由平行排列的铜管和与其外径紧密配合的铜制翅片组成；潜热段交换器(4)采用耐腐蚀的带有翅片的铝制整体式结构换热器，换热器内孔的两端通过铜管与管路连通。
5．根据权利要求1和2所述的冷凝式交换器装置，其特征是：所述的显-潜热双段式热交换器，显热段交换器(3)是由盘管、集热管和与集热管外径紧密配合的铜制翅片组成；潜热段交换器(4)是由翅片、集热管与盘管组成，其中，翅片与集热管为耐腐蚀的铝制整体结构。
6．根据权利要求1、2、5所述的的任何一种冷凝式交换器装置，其特征是：所述显热段交换器(3)和潜热段交换器(4)的盘管为平行管束盘管和螺旋形状盘管。
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