模块式燃气容积热水炉的制作方法

1.本发明涉及燃气锅炉技术领域，特别涉及一种模块式燃气容积热水炉。


背景技术：

2.现有的模块式燃气容积热水炉有两种加热方式，一种是燃烧器置于保温水箱的底部，烟管经过水箱，烟气自下而上通过烟管外壁和水箱里的水直接换热，然后从顶部排出；一种是燃烧器置于保温水箱的上部，烟管经过水箱，烟气自上而下通过烟管外壁和水箱里的水直接换热，然后从底部排出。上述两种方式均属于传统的热水锅炉加热方式，这种方式存在下列不足：1、容易结垢，几乎所有用于供应热水的容积式热水炉，用水都是选用未经处理的自来水，自来水含有钙镁粒子，水质越硬钙镁粒子的含量越多，自来水在高温加热时，水中的钙镁粒子就会析出沉淀，吸附在金属表面，形成水垢，相对静止的水更容易结垢，水垢的导热系数很低，只有金属的2～5％，因此热水炉一但结垢，热效率就会逐渐降低，随着结垢的厚度增加，换热就越困难，直至损坏锅炉。现有的解决方案主要是采用不易结垢的搪瓷内胆及定期加镁棒软化水质，金属表面搪瓷有一定的阻热作用，换热效率会降低，加镁棒相对麻烦，难以维持，即便采用了上述手段，也只能延缓结垢，不能从根本上解决结垢问题；2、热效率低，现有的两种模块式燃气容积热水炉，都是采用烟管和水箱里的水直接接触换热，高温烟气未经过冷凝余热回收就排出炉外，热效率＜90％，只能达到二级能效；3、通过对储水箱直接加热，将储水箱里的水整体加热到设定温度以后再往外供应热水才能保证出水温度，此类热水炉加热时间长、效率低，供应热水响应速度慢。


技术实现要素：

3.本发明旨在解决现有技术中存在的问题。为此，本发明提出一种模块式燃气容积热水炉，包括：保温储水箱，内部设有储水腔，外部包有保温材料和保护外壳；燃气加热模块，用于对水进行加热，具有循环进水口、循环出水口、补给进水口、补给出水口；所述循环进水口和所述循环出水口分别与所述储水腔连通以构成循环水加热系统，所述补给进水口和外部冷水管连通，所述补给出水口和所述储水腔连通，以构成补水通道。
4.上述实施例的模块式燃气容积热水炉优点在于：1、燃气加热模块和储水箱分离，采用循环加热方式，使得处于高温加热状态的水高速流动，即便水中的钙镁粒子遇热析出也无法沉淀结垢，这就确保了燃气加热模块长期稳定工作而不会结垢；2、燃气加热模块的主换热采用全铜翅片高效换热器，换热效率比钢质材料烟管换热高出5～7倍，并采用了循环水冷凝和补给进水冷凝的双冷凝技术回收烟气余热，排烟温度可降至40℃以下，热效率可提高到106％以上，节能效果显著；3、循环加热过程是从储水箱的低温区取水，经燃气加热模块迅速加热后送至热水供应出口的高温区，无需将储水箱的水全部加热便可快速出热水，供应热水的响应速度大幅提高。
5.根据本发明的一些实施例，所述燃气加热模块包括燃烧器、主换热器以及冷凝器组件，所述燃烧器用于加热所述主换热器，所述冷凝器组件用于吸收烟气余热。
6.根据本发明的一些实施例，所述冷凝器组件具有壳体，所述壳体上设置有烟气排放口和烟气进入口，所述壳体内设置有连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设有第一冷凝换热器，所述第二腔体内设有第二冷凝换热器；所述循环进水口设置于所述第一冷凝换热器上，所述循环出水口设置于所述主换热器上，所述第一冷凝换热器与所述主换热器的水路串联后和所述储水腔共同构成循环水加热系统；所述补给进水口和所述补给出水口均设置于所述第二冷凝换热器上，外部补给进水经过所述第二冷凝换热器预热，然后注入所述储水腔以构成补水通道。
7.根据本发明的一些实施例，所述烟气进入口设置于所述第一腔体上部，所述烟气排放口设置于所述第二腔体的上部，所述第一腔体和所述第二腔体于底部连通，所述第一冷凝换热器的两端分别于所述第一腔体上部和下部呈对角延伸到外部，所述第二冷凝换热器的两端分别于所述第二腔体的上部和下部呈对角延伸到外部。
8.根据本发明的一些实施例，所述保温储水箱设置有热水供水口和热水回流口，通过外置水泵以循环方式持续向外供应恒温热水；所述保温储水箱还设置有和燃气加热模块构成循环水加热系统的连通进水口、连通出水口、补水口及排污口。
9.根据本发明的一些实施例，所述补水口与所述第二冷凝换热器的一端连通。
10.根据本发明的一些实施例，所述补水口连接有水处理组件。
11.根据本发明的一些实施例，所述补水口与所述第二冷凝换热器的一端连通，所述第二冷凝换热器的另一端连接有水处理组件，所述水处理组件具有第一输出端、第二输出端及输入端，所述第一输出端与所述第二冷凝换热器的另一端连接，所述第二输出端通过旁路通道直接与所述补水口连接。
12.根据本发明的一些实施例，所述循环进水口与所述储水箱的下部连通，所述循环出水口与所述储水箱的上部连通。
13.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
14.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
15.图1为本发明实施例的示意图；
16.图2为本发明实施例的储水箱和加热组件的示意图一；
17.图3为本发明实施例的储水箱和加热组件的示意图二；
18.图4为本发明实施例的加热组件的示意图；
19.图5为本发明实施例的冷凝器的示意图；
20.图6为本发明实施例的冷凝器的剖面示意图；
21.图7为本发明冷凝器的部分示意图。
22.附图标记：保温储水箱100；燃气加热模块110；箱壳120；循环进水口130；循环出水口140；燃烧器150；主换热器160；冷凝器组件170；壳体180；烟气排放口190；烟气进入口200；第一冷凝换热器210；第二冷凝换热器220；连通进水口230；连通出水口240；第一腔体250；第二腔体260；补水口270；保护外壳280；水处理组件290；第一输出端300；第二输出端
310；输入端320。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.如图1至图7所示，一种模块式燃气容积热水炉，包括：箱壳120及位于箱壳120内的保温储水箱100、燃气加热模块110，保温储水箱100内部设有储水腔，外部包有保温材料和保护外壳280；燃气加热模块110用于对水进行加热，具有循环进水口130、循环出水口140、补给进水口、补给出水口；循环进水口130和循环出水口140分别与储水腔连通以构成循环水加热系统，补给进水口和外部冷水管连通，补给出水口和储水腔连通，以构成补水通道。
25.上述实施例的模块式燃气容积热水炉优点在于：1、燃气加热模块110和储水箱分离，采用循环加热方式，使得处于高温加热状态的水高速流动，即便水中的钙镁粒子遇热析出也无法沉淀结垢，这就确保了燃气加热模块110长期稳定工作而不会结垢；2、燃气加热模块110的主换热采用全铜翅片高效换热器，换热效率比钢质材料烟管换热高出5～7倍，并采用了循环水冷凝和补给进水冷凝的双冷凝技术回收烟气余热，排烟温度可降至40℃以下，热效率可提高到106％以上，节能效果显著；3、循环加热过程是从储水箱的低温区取水，经燃气加热模块110迅速加热后送至热水供应出口的高温区，无需将储水箱的水全部加热便可快速出热水，供应热水的响应速度大幅提高。
26.如图4所示，在本发明的一些实施例中，燃气加热模块110包括燃烧器150、主换热器160以及冷凝器组件170，燃烧器150用于加热主换热器160，冷凝器组件170用于吸收烟气余热。燃烧器150位于主换热器160下方，用于对主换热器160进行加热，主换热器160内的水与保温储水箱100中的水不断循环流动，即主换热器160内的水中钙镁离子没有沉淀的时机，保证主换热器160内不会产生水垢；冷凝器组件170位于主换热器160上方，用于回收经过主换热器160换热的烟气中的余热，提高整体热效率。
27.如图4至图7，在本发明的一些实施例中，冷凝器组件170具有壳体180，壳体180上设置有烟气排放口190和烟气进入口200，壳体180内设置有连通的第一腔体250和第二腔体260，第一腔体250内设有第一冷凝换热器210，第二腔体260内设有第二冷凝换热器220；循环进水口130设置于第一冷凝换热器210上，循环出水口140设置于主换热器160上，第一冷凝换热器210与主换热器160的水路串联后和储水腔共同构成循环水加热系统；补给进水口和补给出水口均设置于第二冷凝换热器220上，外部补给进水经过第二冷凝换热器220预热，然后注入储水腔以构成补水通道。上述的循环水加热系统先利用第一换热冷凝器吸收烟气余热对水进行预热，然后再进入到主换热器160与高温的烟气进行换热，充分利用烟气余热，经过第一换热冷凝器换热后的烟气温度可以下降至80度左右。
28.如图4至图7，在本发明的一些实施例中，烟气进入口200设置于第一腔体250上部，烟气排放口190设置于第二腔体260的上部，第一腔体250和第二腔体260于底部连通，藉此，烟气可以在壳体180内停留更长时间，以提供足够时间给烟气与第一换热冷凝器、第二换热冷凝器换热，提高整体热效率。第一冷凝换热器210的两端分别于第一腔体250上部和下部呈对角延伸到外部，第二冷凝换热器220的两端分别于第二腔体260的上部和下部呈对角延
伸到外部；藉此第一换热冷凝器可与烟气对流换热，第二换热冷凝器可与烟气对流换热。
29.如图1至图3所示，在本发明的一些实施例中，保温储水箱100设置有热水供水口和热水回流口，通过外置水泵以循环方式持续向外供应恒温热水；保温储水箱100还设置有和燃气加热模块110构成循环水加热系统的连通进水口230、连通出水口240、补水口270及排污口，连通进水口230与循环出水口140连接，连通出水口240与循环进水口130连接。连通进水口230相对高度高于连通出水口240，从水箱下部供水进入循环水加热系统，可以有效提高热效率。
30.如图1至图3所示，在本发明的一些实施例中，补水口270与第二冷凝换热器220的一端连通，第二冷凝换热器220的另一端补充常温水，一般为自来水，其相对流经第二冷凝换热器220的烟气温度(80度左右)更低，故而可以有效从流经第二冷凝换热器220的烟气中吸收热量，经过第二冷凝换热器220后的烟气温度可以降至40度左右，藉此，模块式燃气容积热水炉的热效率可以达到106％以上。
31.在本发明的一些实施例中，为减少保温储水箱100内水垢的产生，补水口270连接有水处理组件290，水处理组件290一般用于对自来水进行软化，内部填充有硅磷晶颗粒。
32.如图所示，在本发明的一些实施例中，补水口270与第二冷凝换热器220的一端连通，第二冷凝换热器220的另一端连接有水处理组件290，水处理组件290具有第一输出端300、第二输出端310及输入端320，第一输出端300与第二冷凝换热器220的另一端连接，第二输出端310通过旁路通道直接与补水口270连接。
33.本实施例中，在正常状态下第二输出端310与补水口270之间的管路关闭，所有补充到储水箱内的水都经过第三换热器预热，当保温储水箱100往外供水速度过快，导致补水口270的进水量不够时，可以将第二输出端310与补水口270之间的管路开启，经过软化处理的水可以从第一输出端300和第二输出端310同时补充到补水口270内，增加补水速度。
34.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
35.当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。