一种低氮高效燃气采暖热水炉及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种低氮高效燃气采暖热水炉及其控制方法，其中低氮高效燃气采暖热水炉，包括燃烧器、燃烧室以及变频风机。燃烧器，位于燃烧室下方，燃烧器顶部与燃烧室底部开放连通，燃烧器外壳侧壁与燃烧室侧壁的连接处密封，燃烧器仅外壳底板上设置有进风孔；变频风机引风从进风孔进入燃烧器。燃烧所需要的空气只能通过燃烧器底部开设的进风孔进入，其他方向的空气被隔绝在燃烧室之外。直流变频风机根据采暖热水炉运行的不同负荷状态，调整风机转速，进入燃烧室的空气中绝大部分的氧气与天然气燃烧生成二氧化碳，保证采暖热水炉在整个燃烧过程都在抑制氮氧化物的生成，从而降低氮氧化物的产生。化物的产生。化物的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种低氮高效燃气采暖热水炉及其控制方法


[0001]本专利技术属于燃气热水炉领域，具体地说，涉及一种低氮高效燃气采暖热水炉及其控制方法。

技术介绍

[0002]燃气采暖热水炉一般采用大气式燃烧，其主要优点是结构简单、安全可靠，但是氮氧化物排放相对较高。燃烧器是开放式的，风机吸入的空气可以在任意方向通过燃烧器进入燃烧室内参与燃烧，有些部位进入的空气并未参与燃烧，在局部形成富氧状态，增加了氮氧化物的生成。且风机的转速是定值，并不能根据采暖炉负荷的不同进行调整，在小负荷时，进入燃烧室的天然气减少，但风机吸入的空气量并没有减少，进一步加剧了局部的富氧状态，使得氮氧化物的生成进一步加剧。
[0003]申请号为201720299543.7的中国专利公开了一种低氮燃烧器，通过稳焰片的设置，形成燃烧板的部分预混火焰和稳焰片形成的全预混火焰相结合，可加快燃烧的反应速度，降低氮氧化合物的排放。但其未从气体来源及气体量比来进行控制，故降低氮氧化合物排放的效果欠佳。
[0004]有鉴于此特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，第一目的在于提供一种低氮高效燃气采暖热水炉，能够降低氮氧化物的产生。
[0006]本专利技术的第二目的在于提供一种低氮高效燃气采暖热水炉的控制方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0008]一种低氮高效燃气采暖热水炉，包括燃烧器、燃烧室以及变频风机。
[0009]燃烧器，位于燃烧室下方，燃烧器顶部与燃烧室底部开放连通，燃烧器外壳侧壁与燃烧室侧壁的连接处密封，燃烧器仅外壳底板上设置有进风孔；变频风机引风从进风孔进入燃烧器。
[0010]由于现有燃烧器的开放式结构，风机吸入的空气可以在任意方向通过燃烧器进入燃烧室内参与燃烧，即可以通过燃烧器与燃烧室连接处的缝隙进入燃烧室，也可以通过燃烧器的进风口进入燃烧器后再进入燃烧室，但这样造成空气的无序且不定量的进入燃烧室造成很多空气并未参与燃烧，在局部形成富氧状态，增加了氮氧化物的生成。为了解决此问题，在燃烧器外壳侧壁与燃烧室侧壁的连接处密封，燃烧器仅外壳底板上设置有进风孔；并且采用直流变频风机根据负荷所需调整转速吸入空气，从而能控制空燃比，减少燃烧室内的空气，降低氮氧化物的生成。
[0011]进一步的，变频风机位于燃烧室上方且两者隔离，燃烧室、燃烧器两侧具有风道。
[0012]为了使风机引入的空气能够得到预加热，在参与燃烧时提高温度，使燃烧状态更好，变频风机位于燃烧室上方且两者隔离，燃烧室、燃烧器两侧具有风道。这样，由于燃烧室
生成的烟气上升经过风机，使得风机及风机内空气的温度升高，并且由风机引入的空气经燃烧室、燃烧器两侧的风道强行下排至燃烧器外壳底部，在空气沿风道下行过程中，燃烧室、燃烧器的散热再次将空气加热使空气温度升高，并且越向下，空气加热的程度越高。同时由于热空气密度较小，冷空气密度较大，故空气在沿风道下行的过程中，热空气有向上的升腾的趋势，而由于风机形成的压力及风道限制，空气被迫向下流动，基于此，由风机引入自燃烧室、燃烧器两侧风道再从燃烧器底部进风孔进入的空气提升了温度，从而更好的参与燃烧，使燃烧效率更高，燃烧效果更好。
[0013]进一步的，低氮高效燃气采暖热水炉包括并行排列的多个燃烧器，多个燃烧器能独立燃烧。
[0014]由于低氮高效燃气采暖热水炉所加热的水量及加热的速度、温度不定，故为了能节约能源，设置并行排列的多个燃烧器，多个燃烧器能独立燃烧。在需要快速加热或加热大量水时，多个燃烧器同时进行工作，在不需要快速加热时或加热水量较小时，选择性的开启相应数量的燃烧器进行工作。
[0015]进一步的，燃烧器外壳底板的进风孔为多个，多个进风孔分列均匀分布。
[0016]为了能够使空气充分进入燃烧器中进而进入燃烧室参与燃烧，在燃烧器外壳底板设置分列且均匀分布的进风孔。通过进风孔进风，在燃烧器的引射管喷入燃气时能吸入空气，空气和燃气进行混合并向上流动，从而形成适当的空燃比进行燃烧。
[0017]进一步的，低氮高效燃气采暖热水炉还包括集烟罩，位于燃烧室上方，集烟罩顶部具有烟气出口。
[0018]为了能够使燃烧室燃烧后的烟气得以收集有序排出，在燃烧室上方设置有集烟罩进行烟气收集，并在集烟罩顶部设置烟气出口。
[0019]进一步的，变频风机安装在集烟罩内。
[0020]变频风机安装在集烟罩内。由于燃烧室生成的烟气全部集中在集烟罩中并从集烟罩烟气出口排出，故变频风机安装在集烟罩内能够吸收烟气的热量，从而将烟气余热利用并加热即将进入燃烧室的空气。由于集烟罩的空间聚拢效应，烟气只能从集烟罩的烟气出口排出，变频风机安装在集烟罩的烟气出口风机，则几乎全部的烟气均能与变频风机接触，相较于无集烟罩收集烟气而直接排放的情况，烟气余热的利用较高，参与燃烧的空气温度更高，提高了燃烧效率。
[0021]进一步的，变频风机进风通道位于集烟罩顶部的烟气出口中。
[0022]集烟罩内的烟气全部经其顶部的烟气出口排出，而变频风机进风通道同轴地设于集烟罩的烟气出口中，可以在更长距离范围内利用烟气余热加热吸入变频风机中的空气。并且，变频风机进风通道同轴地设于集烟罩的烟气出口中，两者之间具有间距，因此变频风机进风通道并不会阻碍烟气的排出，还可以充分利用变频风机进风通道的外围面积来接触烟气，最大程度地吸收烟气余热。
[0023]进一步的，变频风机采用直流变频风机。
[0024]直流变频风机其具有能调速，且耗能低的优点。由于本专利技术技术方案中需要根据负荷进行空燃比控制，也就是需要根据加热水的水量和速度、温度来控制燃烧，以降低氮氧化物的生成，因此，需要直流变频风机来自身的转速来吸入空气以匹配燃气进行燃烧。
[0025]本专利技术还提供一种低氮高效燃气采暖热水炉的控制方法，利用上述的低氮高效燃
气采暖热水炉，变频风机根据采暖热水炉运行的不同负荷状态，调整转速。
[0026]采暖热水炉中在不同情况下其所需加热的水量不同，所需加热的速度和温度也不同，故造成采暖热水炉运行的不同负荷状态，此时所需燃烧的燃气量也不同，如果不加以区别直接使大量空气进入燃烧室，在小负荷时，进入燃烧室的天然气减少，但空气量并没有减少，则会导致加剧局部的富氧状态，使得氮氧化物的生成进一步加剧。本专利技术所述的控制方法即针对此问题，在燃烧器与燃烧室之间的连接处实现密封连接，利用直流变频风机根据需要调整转速吸入不同量的空气进入燃烧室，使进入燃烧室内的未参与燃烧的空气量减少，从而能降低氮氧化物的生成，实现低氮高效燃烧。
[0027]进一步的，根据进水流量来控制工作燃烧器的数量，进而调整变频风机的转速。
[0028]如前所述，由于根据所需加热的水流量，所需加热的速度和温度来进行燃烧进入，故在不同的负荷情况下，需要控制不同数量的燃烧器参与工作，此时调整直流变频风机的转速进行引风适应燃烧的燃气量。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低氮高效燃气采暖热水炉，其特征在于：包括燃烧器、燃烧室以及变频风机，燃烧器，位于燃烧室下方，燃烧器顶部与燃烧室底部开放连通，燃烧器外壳侧壁与燃烧室侧壁的连接处密封，燃烧器仅外壳底板上设置有进风孔；变频风机引风从进风孔进入燃烧器。2.根据权利要求1所述的一种低氮高效燃气采暖热水炉，其特征在于：变频风机位于燃烧室上方且两者隔离，燃烧室、燃烧器两侧具有风道。3.根据权利要求1所述的一种低氮高效燃气采暖热水炉，其特征在于：包括并行排列的多个燃烧器，多个燃烧器能独立燃烧。4.根据权利要求1所述的一种低氮高效燃气采暖热水炉，其特征在于：燃烧器外壳底板的进风孔为多个，多个进风孔分列均匀分布。5.根据权利要求1所述的一种低氮高效燃气采暖热水炉，其特征在于：还包括集烟罩，位于燃烧室上方，...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳德峰，孟令建，郑涛，郞咸强，黄凯，
申请(专利权)人：青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司海尔智家股份有限公司，
类型：发明
国别省市：