全预混冷凝式燃气换热设备及换热方法技术

公开了全预混冷凝式燃气换热设备及换热方法，冷凝式燃气换热设备中，燃烧室配置全预混燃烧器生成高温烟气，所述燃烧室布置在外壳内的中心位置，一次换热器包括布置于燃烧室周围的螺旋状盘管，二次换热器包括布置于一次换热器周围的螺旋状盘管，所述二次换热器连通所述一次换热器，相邻的螺旋状盘管形成的狭缝构造成烟道，所述高温烟气经由所述烟道横掠一次换热器和/或二次换热器以热交换。

Fully premixed condensing gas heat exchange equipment and heat exchange method

【技术实现步骤摘要】
全预混冷凝式燃气换热设备及换热方法
本专利技术涉及热力设备
，特别是一种全预混冷凝式燃气换热设备及换热方法。
技术介绍
能源是一个国家发展生产，实现社会进步的基本物质基础。目前，我国的能源结构仍以煤为主，煤炭的大量开采和使用对环境带来了极大的污染和破坏，调整能源结构的任务迫在眉睫。天然气是矿物燃料中最清洁的一次能源，其杂质含量极少，具有优秀的环保性，且由于近几年国家的政策支持，燃气具的需求量逐年增长。因此，提高燃气换热设备的热效率，促进燃气资源的高效利用，在如今节能降耗的大环境下，具有举足轻重的意义。冷凝式燃气热水器的出现使得燃气热水器的换热效率得到了质的提高，相对比非冷凝式燃气热水器，换热效率能够提高10％以上，但冷凝式燃气热水器的技术瓶颈限制了其发展的脚步。冷凝式燃气热水器在开发中，产生冷凝水腐蚀燃烧器、一次换热器等设备，缩减换热设备寿命，冷凝水流动方向与烟气流动方向相反，造成烟气侧压力大是亟需解决的问题。
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种全预混冷凝式燃气换热设备及换热方法，换热设备采用自中心向四周扩散的烟道形式，达到综合解决目前冷凝式燃气换热设备所存在的冷凝水腐蚀换热设备、冷凝水流动方向增大烟气侧流动阻力、结构复杂的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。一种冷凝式燃气换热设备包括，外壳，燃烧室，其配置全预混燃烧器生成高温烟气，所述燃烧室布置在所述外壳内的中心位置，一次换热器，其包括布置于燃烧室周围的螺旋状盘管，二次换热器，其包括布置于一次换热器周围的螺旋状盘管，所述二次换热器连通所述一次换热器，相邻的螺旋状盘管形成的狭缝构造成烟道，所述高温烟气经由所述烟道横掠一次换热器和/或二次换热器以热交换。所述的全预混冷凝式燃气换热设备中，横向上相邻的螺旋状盘管以及环绕所述螺旋状盘管的翅片形成狭缝以构造成烟道。所述的全预混冷凝式燃气换热设备中，所述一次换热器包括从中心朝周围依次布置的多层螺旋状盘管。所述的全预混冷凝式燃气换热设备中，所述一次换热器包括围绕燃烧室的第一层一次换热器和围绕第一层一次换热器的第二层一次换热器，所述第二层一次换热器一端连通所述第一层一次换热器，另一端连通二次换热器。所述的全预混冷凝式燃气换热设备中，所述螺旋状盘管设有翅片，螺旋状盘管基于圆形螺旋线作为脊线扫掠生成，螺旋状盘管的螺距大于翅片的外沿直径1mm以下。所述的全预混冷凝式燃气换热设备中，一次换热器和二次换热器翅片最外沿的上下间距低于1mm。所述的全预混冷凝式燃气换热设备中，所述外壳的底部自内向外倾斜，所述外壳设有冷凝水排出管。所述的全预混冷凝式燃气换热设备中，所述外壳、燃烧室、一次换热器和/或二次换热器由不锈钢制成。所述的全预混冷凝式燃气换热设备中，二次换热器设有进水口，来自进水口的水沿着二次换热器自下而上盘旋流动，然后进入一次换热器后经由其出水口排出。根据本专利技术的另一方面，一种所述全预混冷凝式燃气换热设备的换热方法包括以下步骤，燃烧室中配置全预混燃烧器生成高温烟气，所述高温烟气经由烟道横掠一次换热器和/或二次换热器，换热流体沿着二次换热器自下而上盘旋流动，然后进入一次换热器以热交换后经由其出水口排出，高温烟气与二次换热器进行热交换后，烟气温度降到露点以下以产生冷凝水，所述冷凝水沿二次换热器向下滴落以汇集在外壳底部的最外侧经由冷凝水排出管排出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过从中心向四周依次布置三层换热盘管，里侧是两层一次换热盘管，最外侧为一层二次换热盘管。燃烧室充分燃烧产生的高温烟气呈放射状向四周扩散，与盘管内的水进行热交换，在二次换热盘管部分烟气温度降到露点以下产生冷凝水向下低落，其冷凝水低落方向与烟气扩散方向为90°左右，避免了冷凝水方向与烟气扩散方向相反而引起的烟气侧阻力大，且烟气向外扩散，利于冷凝水的滴落。烟气带有一定速度自内向外扩散，可以避免冷凝水向内侧飞溅，形成的冷凝水滴落到壳体底部，壳体底部为自内向外倾斜的底面，冷凝水会沿着倾斜面流动，最终通过冷凝水排出装置排出，由于倾斜面的存在，冷凝水不会产生倒流，可以避免飞溅的冷凝水以及收集的冷凝水倒流腐蚀燃烧器、一次换热器等设备。采用全预混燃烧器提高燃烧效率，燃烧器产生高温烟气向四周扩散经由向上的排烟孔排出，烟气流程总体上是自下而上流动的，避免了倒置式布置燃烧器造成的燃烧器寿命大幅度减短的问题，且使得该全预混冷凝式换热设备结构简单。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。附图说明通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的全预混冷凝式燃气换热设备的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的全预混冷凝式燃气换热设备的沿A-A剖切的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例换热方法的步骤示意图。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本专利技术实施例的限定。为了更好地理解，如图1所示，一种全预混冷凝式燃气换热设备包括，外壳2，燃烧室5，其配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全预混冷凝式燃气换热设备，其包括，/n外壳，/n燃烧室，其配置全预混燃烧器生成高温烟气，所述燃烧室布置在所述外壳内的中心位置，/n一次换热器，其包括布置于燃烧室周围的螺旋状盘管，/n二次换热器，其包括布置于一次换热器周围的螺旋状盘管，所述二次换热器连通所述一次换热器，相邻的螺旋状盘管形成的狭缝构造成烟道，所述高温烟气经由所述烟道横掠一次换热器和/或二次换热器以热交换。/n

【技术特征摘要】
1.一种全预混冷凝式燃气换热设备，其包括，
外壳，
燃烧室，其配置全预混燃烧器生成高温烟气，所述燃烧室布置在所述外壳内的中心位置，
一次换热器，其包括布置于燃烧室周围的螺旋状盘管，
二次换热器，其包括布置于一次换热器周围的螺旋状盘管，所述二次换热器连通所述一次换热器，相邻的螺旋状盘管形成的狭缝构造成烟道，所述高温烟气经由所述烟道横掠一次换热器和/或二次换热器以热交换。


2.如权利要求1所述的全预混冷凝式燃气换热设备，其中，优选的，横向上相邻的螺旋状盘管以及环绕所述螺旋状盘管的翅片形成狭缝以构造成烟道。


3.如权利要求1所述的全预混冷凝式燃气换热设备，其中，所述一次换热器包括从中心朝周围依次布置的多层螺旋状盘管。


4.如权利要求1所述的全预混冷凝式燃气换热设备，其中，所述一次换热器包括围绕燃烧室的第一层一次换热器和围绕第一层一次换热器的第二层一次换热器，所述第二层一次换热器一端连通所述第一层一次换热器，另一端连通二次换热器。


5.如权利要求2所述的全预混冷凝式燃气换热设备，其中，所述螺旋状盘管设有翅片，沿顺时针旋转螺旋状盘管基于圆形螺旋线作为脊线扫掠...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈治国，李静艳，张剑飞，胥金龙，刘鑫，
申请(专利权)人：西安交通大学，四川昊宇龙星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61