卧式圆筒形冷凝式热交换器

摘要

本发明公开了一种卧式圆筒形冷凝式热交换器,旨在提供一种结构紧凑、生产成本低、使用安全、热效率高的卧式圆筒形冷凝式热交换器。本发明包括主热交换器（1）及预热交换器（2），所述主热交换器（1）内设有圆筒形燃烧室，在所述主热交换器（1）上设有进气口、进水口I和出水口I（8），所述燃烧室的内壁上设置有吸热片和/或吸热柱，在所述主热交换器（1）的内部设有采暖水路；所述预热交换器（2）的内部设有预热水路，所述预热交换器（2）上还设有进水口II（10）和出水口II，所述主热交换器（1）上还设有下烟口，所述预热交换器（2）的下方设置有排水口（13）和排烟口。本发明应用于暖通行业中制造冷凝式壁挂炉的技术领域。

权利要求

1.一种卧式圆筒形冷凝式热交换器，其特征在于：所述卧式圆筒形冷凝式热交换器包括主热交换器（1）及与所述主热交换器（1）相适配的预热交换器（2），所述主热交换器（1）内设有圆筒形燃烧室（3），在所述主热交换器（1）的侧壁上设有与所述圆筒形燃烧室（3）相连通的进气口（4），所述燃烧室（3）的内壁上设置有吸热片（5）和/或吸热柱（15），在所述主热交换器（1）的内部且围绕所述燃烧室（3）设有采暖水路（6），所述主热交换器（1）上还设有与所述采暖水路（6）相连通的进水口I（7）和出水口I（8）；所述预热交换器（2）的内部设有预热水路（9），所述预热交换器（2）上还设有与所述预热水路（9）相连通的进水口II（10）和出水口II（11）；所述主热交换器（1）与所述预热交换器（2）相配合后形成冷凝室，所述主热交换器（1）上还设有连通所述冷凝室和所述燃烧室（3）的下烟口（12），所述采暖水路（6）和所述预热水路（9）通过所述出水口II（11）和所述进水口I（7）相连通，所述预热交换器（2）的下方设置有与所述冷凝室相连通的排水口（13）和排烟口（14）。

2.根据权利要求1所述的卧式圆筒形冷凝式热交换器，其特征在于：在所述冷凝室内，所述主热交换器（1）的下表面上设置有所述吸热片（5）和/或所述吸热柱（15），所述预热交换器（2）的上表面上设置有所述吸热片（5）和/或所述吸热柱（15）。

3.根据权利要求1或2所述的卧式圆筒形冷凝式热交换器，其特征在于：所述主热交换器（1）和所述预热交换器（2）之间设置有若干个次热交换器（16），所述若干个次热交换器（16）的内部均设有次热水路，所述采暖水路（6）和所述预热水路（9）均与所述次热水路相连通；所述主热交换器（1）与所述若干个次热交换器（16）之间、所述若干个次热交换器（16）之间、所述若干个次热交换器（16）与所述预热交换器（2）之间均有冷凝室。

4.根据权利要求3所述的卧式圆筒形冷凝式热交换器，其特征在于：在所述冷凝室内，所述次热交换器（16）上下两面均设置有所述吸热片（5）和/或所述吸热柱（15）。

5.根据权利要求1所述的卧式圆筒形冷凝式热交换器，其特征在于：所述圆筒形燃烧室（3）内设置有圆筒形燃烧器。

6. 根据权利要求5所述的卧式圆筒形冷凝式热交换器，其特征在于：在所述主热交换器（1）上的所述进气口（4）处设置有与所述圆筒形燃烧器相适配的风机（18）。

7. 根据权利要求1所述的卧式圆筒形冷凝式热交换器，其特征在于：在所述预热交换器（2）上设置有与所述排烟口（14）相适配的排烟管（20）。

8. 根据权利要求3所述的卧式圆筒形冷凝式热交换器，其特征在于：所述主热交换器（1）和所述若干个次热交换器（16）均由铝材料制成。

9.根据权利要求1所述的卧式圆筒形冷凝式热交换器，其特征在于：所述预热交换器（2）上部由铝材料制成，下部由塑料制成。

说明书

卧式圆筒形冷凝式热交换器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种热交换器，特别涉及一种冷凝式热交换器。

背景技术

[0002] 壁挂炉是燃气壁挂炉的简称，燃气壁挂炉是以天然气、人工煤气或液化气作为燃料，燃料经燃烧器输出，在燃烧室内燃烧后，由热交换器将热量吸收，采暖系统中的循环水在途经热交换器时，经过往复加热、从而不断将热量输出给建筑物，为建筑物提供热源。

[0003] 目前壁挂炉有两大类：大气式壁挂炉和冷凝式壁挂炉。大气式壁挂炉采用普通燃烧器和半开放的燃烧室燃烧天然气，在最优化的情况下满负荷工作可达到93%的热效率(不计水蒸气含有的潜热)，随着负荷减小热效率也逐渐降低，到30%负荷时热效率约为75%，而且它的排气中氮氧化合物和一氧化碳含量都较高，只能达到国家三级标准。天然气燃烧后的产物是二氧化碳和水，水是以蒸气的形式排放出去，水蒸气中含有大量潜热。冷凝水壁挂炉是采用预混式燃烧的方法，使烟气强制通过热交换器，极大地降低烟气温度，烟气中的水蒸气转化成冷凝水排放出去，这样能使热效率在满负荷时达到103%，30%负荷时达到108%(设天然气全部热值为113%)，而且冷凝炉的烟气排放低于国家一级标准的一半。

[0004] 热交换器是冷凝式壁挂炉的核心部件。目前家用暖气壁挂炉常采用盘管式热交换器和浇铸铝热交换器。因为空间限制，一些厂家采用圆筒形燃烧器，使用了直立的圆筒形蛇形盘管式的热交换器，这种热交换器的功率越大，体积就越庞大，目前市场上还没有35kw及其以上的家用壁挂炉。目前全世界用量最大的是意大利Giannoni生产的不锈钢盘管卧式冷凝热交换器，它的优势是材料耐腐蚀性最强，成本低，但卧式盘管热交换器都有排气困难的特点，因为水流方向不是从低到高，而是绕着螺旋线由高到低再由低到高，每一圈都有最高点，气体会在最高点停留，而且由于不锈钢管内径小，水阻大，实际运用中采暖水流量都会小于设计值，造成温差大，工况非常不稳定。意大利Valmex的立式冷凝热交换器，采用类似大气式锅炉主热交换器的结构作为冷凝室的内部结构，用铝管焊接上外部翅片作为吸热部件，由于全铝结构在钎焊条件下焊接温度只能低于铝的熔化温度，焊接不牢靠，时间长后会松动导致热传导不良。

[0005] 纵观各种形式的冷凝热交换器，综合性能最好的当数由Bekaert发明的浇铸铝冷凝热交换器，而国外最为常见的浇铸铝热交换器，都是采用平板型的燃烧室来降低高度和减小体积，燃烧室内部要放置燃气分配器，隔热板，结构相当复杂,成本很高。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、生产成本低、使用安全、热效率高的卧式圆筒形冷凝式热交换器。

[0007] 本发明所采用的技术方案是：本发明包括主热交换器及与所述主热交换器相适配的预热交换器，所述主热交换器内设有圆筒形燃烧室，在所述主热交换器的侧壁上设有与所述圆筒形燃烧室相连通的进气口，所述燃烧室的内壁上设置有吸热片和/或吸热柱，在所述主热交换器的内部且围绕所述燃烧室设有采暖水路，所述主热交换器上还设有与所述采暖水路相连通的进水口I和出水口I；所述预热交换器的内部设有预热水路，所述预热交换器上还设有与所述预热水路相连通的进水口II和出水口II；所述主热交换器与所述预热交换器相配合后形成冷凝室，所述主热交换器上还设有连通所述冷凝室和所述燃烧室的下烟口，所述采暖水路和所述预热水路通过所述出水口II和所述进水口I相连通，所述预热交换器的下方设置有与所述冷凝室相连通的排水口和排烟口。

[0008] 在所述冷凝室内，所述主热交换器的下表面上设置有所述吸热片和/或所述吸热柱，所述预热交换器的上表面上设置有所述吸热片和/或所述吸热柱。

[0009] 所述主热交换器和所述预热交换器之间设置有若干个次热交换器，所述若干个次热交换器的内部均设有次热水路，所述采暖水路和所述预热水路均与所述次热水路相连通；所述主热交换器与所述若干个次热交换器之间、所述若干个次热交换器之间、所述若干个次热交换器与所述预热交换器之间均有冷凝室。

[0010] 在所述冷凝室内，所述次热交换器上下两面均设置有所述吸热片和/或所述吸热柱。

[0011] 所述圆筒形燃烧室内设置有圆筒形燃烧器。

[0012] 在所述主热交换器上的所述进气口处设置有与所述圆筒形燃烧器相适配的风机。

[0013] 在所述预热交换器上设置有与所述排烟口相适配的排烟管。

[0014] 所述主热交换器和所述若干个次热交换器均由铝材料制成。

[0015] 所述预热交换器上部由铝材料制成，下部由塑料制成。

[0016] 本发明的有益效果是：由于本发明包括主热交换器及与所述主热交换器相适配的预热交换器，所述主热交换器内设有圆筒形燃烧室，在所述主热交换器的侧壁上设有与所述圆筒形燃烧室相连通的进气口，所述燃烧室的内壁上设置有吸热片和/或所述吸热柱，在所述主热交换器的内部且围绕所述燃烧室设有采暖水路，所述主热交换器上还设有与所述采暖水路相连通的进水口I和出水口I；所述预热交换器的内部设有预热水路，所述预热交换器上还设有与所述预热水路相连通的进水口II和出水口II；所述主热交换器与所述预热交换器相配合后形成冷凝室，所述主热交换器上还设有连通所述冷凝室和所述燃烧室的下烟口，所述采暖水路和所述预热水路通过所述出水口II和所述进水口I相连通，所述预热交换器的下方设置有与所述冷凝室相连通的排水口和排烟口。工作时，水从进水口II进入，从出水口I流出；燃气在所述圆筒形燃烧室内燃烧，由于所述圆筒形燃烧室呈圆筒形，所述燃烧室的内壁上的所述吸热片和/或所述吸热柱吸热面积大，燃烧后产生的烟气的热量可以被所述燃烧室的内壁上的所述吸热片和/或所述吸热柱充分吸收，并通过所述采暖水路中的水将热量输送出去；由于所述燃烧室周围有采暖水包围，温度差相对于其它形式的冷凝热交换器要大，热交换效率要高；由于各级热交换器装配好后吸热柱在间隙位置相互配合，烟气受到的扰动较大，冷凝效果极佳；由于采暖水运行通道从下到上，不存在任何空气停留的死角，排气效果极佳；燃烧后产生的烟气经过首次冷却后再进入所述预热交换器，所述预热交换器再次对烟气进行冷却，经过两次吸热后，烟气中的水蒸汽基本上冷凝成水，所以，本发明排出的烟气温度低，热效率高，使用非常安全，同时本发明的主热交换器内既可以燃烧，又可以吸热，相对于目前的壁挂炉的燃烧室来说，本发明的结构紧凑，生产成本低，一般可以节约30%以上的生产成本。

[0017] 同时，由于所述主热交换器和所述预热交换器之间设置有若干个次热交换器，则通过所述若干个次热交换器可以进一步提高本发明的热效率，通过改变所述次热交换器的个数和所述圆筒形燃烧器的燃烧功率，可以轻松改变本发明整体的功率，可以根据客户的不同要求，使用不同的组合，生产非常方便，而又不会增加开模等成本。

[0018] 另外，由于所述主热交换器和所述若干个次热交换器均由铝材料制成，可以在使用的过程中避免因所述主热交换器和所述若干个次热交换器的材料不同发生阳极反应，有效防止所述主热交换器和所述若干个次热交换器发生腐蚀，因此，所述主热交换器和所述若干个次热交换器均使用同种金属材料可以延长产品的使用寿命。

附图说明

[0019] 图1是本发明的整体结构示意图；

[0020] 图2是所述主热交换器1的立体结构示意图；

[0021] 图3是所述主热交换器1的仰视图；

[0022] 图4是所述主热交换器1的剖视图；

[0023] 图5是图4的A-A方向的剖视图；

[0024] 图6是所述预热交换器2的侧视图；

[0025] 图7是所述预热交换器2另一方向的结构示意图；

[0026] 图8是所述预热交换器2的俯视图；

[0027] 图9是图6的A-A方向的剖视图；

[0028] 图10是所述次热交换器16的结构示意图。

具体实施方式

[0029] 实施例一

[0030] 如图1至图9所示，在本实施例中，本发明包括主热交换器1及与所述主热交换器1相适配的预热交换器2，所述主热交换器1内设有圆筒形燃烧室3，在所述主热交换器1的侧壁上设有与所述圆筒形燃烧室3相连通的进气口4，所述燃烧室3的内壁上设置有吸热片
5和吸热柱15，在所述主热交换器1的内部且围绕所述燃烧室3设有采暖水路6，所述主热交换器1上还设有与所述采暖水路6相连通的进水口I7和出水口I8；所述预热交换器2的内部设有预热水路9，所述预热交换器2上还设有与所述预热水路9相连通的进水口II10和出水口II11；所述主热交换器1与所述预热交换器2相配合后形成冷凝室，所述主热交换器1上还设有连通所述冷凝室和所述燃烧室3的下烟口12，所述采暖水路6和所述预热水路9通过所述出水口II11和所述进水口I7相连通，所述预热交换器2的下方设置有与所述冷凝室相连通的排水口13和排烟口14。

[0031] 在本实施例中，在所述冷凝室内，所述主热交换器1的下表面及所述预热交换器2的上表面上布满所述吸热柱15，所述吸热柱15能有效增强所述主热交换器1和所述预热交换器2的吸热能力，提高了热量的利用率。

[0032] 在本实施例中，所述圆筒形燃烧室3内设置有圆筒形燃烧器，并且所述圆筒形燃烧器的燃烧功率为24KW。

[0033] 在所述主热交换器1上的所述进气口4处设置有与所述圆筒形燃烧器相适配的风机18，在本实施例中，所述风机18为变频风机，在使用的过程中能将预混气体输送至所述圆筒形燃烧器内。

[0034] 在本实施例中，在所述预热交换器2上设置有与所述排烟口14相适配的排烟管20，所述排烟管20可以将燃烧后的废气输送到室外。

[0035] 在本实施例中，所述预热交换器2上部由铝材料浇铸而成，下部由尼龙料制成，这将极大提高生产效率，减轻重量，还可以有效地降低生产成本。

[0036] 本发明在使用时，首先要在所述进水口II10上注入采暖循环水，然后所述风机18将预混气体输送至所述圆筒形燃烧器内，预混气体经过所述圆筒形燃烧器在所述圆筒形燃烧室3内被点燃，预混气体燃烧后产生火焰和烟气，烟气中水蒸气储蓄的大量热量经过所述主热交换器1和所述预热交换器2后几乎全部吸收变成冷凝水，最后再通过所述排烟口14将废气排出，通过所述排水口13将冷凝水排出。

[0037] 实施例二

[0038] 如图1至图10所示，本实施例与实施例一不同之处在于：所述主热交换器1和所述预热交换器2之间设置有若干个次热交换器16，所述若干个次热交换器16的内部均设有次热水路，所述采暖水路6和所述预热水路9均与所述次热水路相连通；所述主热交换器1与所述若干个次热交换器16之间、所述若干个次热交换器16之间、所述若干个次热交换器16与所述预热交换器2之间均有冷凝室，在本实施例中，所述主热交换器1和所述预热交换器2之间设置有两个所述次热交换器16，此时，所述圆筒形燃烧器可以为60KW，同时本发明的高度与35KW的同类产品相同，若只使用一个所述次热交换器16，所述圆筒形燃烧器也可以为35KW，由此可见，在相同大小的安装环境下，本发明的功率可以提高将近50%，而且本发明的结构简单，较同类产品可以节约30%以上的制造成本。

[0039] 在本实施例中，在所述冷凝室内，所述次热交换器16上下两面均设置有所述吸热柱15，所述吸热柱15可以增强所述次热交换器16的吸能能力，提高了热量的利用效率。

[0040] 所述主热交换器1和所述次热交换器16均由铝材料制成，可以在使用的过程中避免因所述主热交换器1和所述次热交换器16的材料不同发生阳极反应，有效防止所述主热交换器1和所述次热交换器16发生腐蚀，延长了产品的使用寿命。

[0041] 本发明应用于暖通行业中制造冷凝式壁挂炉的技术领域。

[0042] 虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。