烟道换热器、换热系统及采暖装置的制作方法

1.本发明涉及带有循环热水装置的采暖装置领域，尤其涉及烟道换热器、换热系统及采暖装置。


背景技术：

2.传统炉具，尤其是取暖炉和小型锅炉，目前采用的多为燃烧室周边设置水箱、顶部设置排烟系统、底部设置配风室，燃烧物在燃烧室内侧经配风室供氧后得到燃烧，将其设置在燃烧室外侧的水箱进行加热，实现屋内的供暖和供应热水。
3.现有的炉具有两种排烟方式，一是内部燃烧后的烟由顶部直接排出，在排烟过程会带走大量的热，使得炉具的热转化效率有待提高；另一种则为在炉膛周边水箱内侧设置螺旋式烟道，再经顶部的排烟系统排出，该种设置需要在排烟系统处增设补压装置(例如抽风机)，通过抽风机将内部的烟气抽出，如果不增设补压装置，极易造成反烟现象，且该种烟道设计结构较为复杂，不利于清理。故此需要一种能够有效提高热转换效率的采暖装置。
4.总之，申请人致力于找到换热效率最高与结构最简化之间的平衡，以期望提出更加经济、高效、使用方便且广受欢迎的采暖装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中不足，故此提出烟道换热器、换热系统及采暖装置，通过烟道换热器、换热系统进行热交换处理，大大提高采暖装置的热转化效率，达到更加经济高效的效果。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.采暖装置包括换热系统，换热系统包括烟道换热器，还包括燃烧炉，燃烧炉包括炉膛和上排烟单元，包括设置在烟道换热器和炉膛之间的烟道换热组件，还包括与燃烧炉进行热交换的循环水箱；
8.烟道换热组件包括内置螺旋/涡旋烟道的水套件，水套件上设置有与烟道换热器的外壳下端连通的出烟口、与炉膛连通的进烟口；换热系统还包括循环水道，该循环水道依次连通循环水箱、水套件和烟道换热器。靠近进烟口的水套件内侧设置有虹吸结构，靠近出烟口的水套件内侧设置有收口结构。螺旋/涡旋烟道外壁均布散热片。
9.烟道换热器，配置于出烟口和上排烟单元之间，包括换热芯和包裹换热芯的外壳，所述换热芯和外壳之间为烟道，所述换热芯底部设置第一进水口，所述换热芯顶部设置第一出水口；所述外壳上端连通上排烟单元，所述外壳下端连通出烟口。所述换热芯主体部位设置有换热翅片，例如：所述换热芯主体为圆柱桶形，在换热芯圆柱桶内壁和/或外壁分别延伸出换热翅片；所述第一出水口通过接头伸出一个以上方向，可以是1-4个方向，尤其伸出两个以上方向的情形有利于将换热芯通过第一出水口固定于外壳，此时外壳设置开口以与第一出水口配合。
10.采暖装置的燃烧炉包括位于中部且顶部设有炉口的炉膛，以及与炉膛连通的炉膛
顶部和下配风室，包括对炉膛顶部和下配风室单独可调节风量的送风单元。送风单元包括风源，以及与风源通过管道连接的上配风组件和下配风组件，上配风组件包括置于炉膛内侧顶部的配风件，以及均匀布设在配风件上的多个配风嘴，配风嘴的倾斜方向均一致，下配风组件为下配风室供氧。循环水道上设置有水温传感器，进烟口处设置有烟温传感器。
11.还包括以下情形：循环水箱包括包裹在烟道换热组件外侧的换热箱体一，以及包裹在炉膛外侧的换热箱体二，且换热箱体一和换热箱体二通过管道连通，此时，循环水箱包含换热箱体一，换热箱体一包含水套件。通过换热箱体一和换热箱体二来实现与烟道换热组件和炉膛的换热效果，由于烟道换热组件和炉膛的温度相差较大，通过换热箱体一与其热交换后，再进入换热水箱二内与炉膛发生热交换，进而利于热量的回收。
12.经过燃烧后的烟气在换热系统的作用下，实现更为高效地热交换率，实现更为节能供暖和供应热水的方式，还实现了排烟管道内热量的交换和利用，这是以往没有实现的，且烟道换热组件相较于现有结构更利于清理。
13.热烟经过进烟口、内部烟道和出烟口并与循环水箱进行高效地热交换，实现更为节能的效果。
14.靠近进烟口的水套件内侧设置有虹吸结构，靠近出烟口的水套件内侧设置有收口结构。靠近进烟口的虹吸结构，在该处特殊设计利于烟气地顺利进入，同时还能使得烟气在该处进行短暂停留，利于提高热交换效率，通过靠近出烟口处的收口结构，可以将热交换后的烟气以较大的流速进入上排烟单元处。
15.在本技术方案中作出如下改进，还包括对炉膛顶部和下配风室单独供氧的送风单元。送风单元可以选择为可调节式，通过送风单元控制炉温在合理区间，能够显著提高燃烧效率，可精确调节炉膛内氧含量，从而保障炉内始终处于最佳燃烧状态，实现了更优的燃烧效率和更好的减排效果。
16.该送风单元包括风源，以及与风源通过管道连接的上配风组件和下配风组件，上配风组件包括置于炉膛内侧顶部的配风件，以及均匀布设在配风件上的多个配风嘴，配风嘴的倾斜方向均一致，下配风组件为下配风室供氧。管道上增设调节阀门或者风源选择可调的，多个配风嘴在送风时形成的是旋风效果，经过旋风效果可以使得内部的燃烧氛围得到有效控制，利于提高燃烧效率，使得炉内处于最佳燃烧状态，达到减排环保的效果。
17.在本技术方案中作出如下改进，该循环水箱的进水口设置有流速调节阀，循环水箱外侧设置有保温结构。通过流速调节阀将调节循环水箱的进出水流速，进而确保最佳的换热效率，利用外侧的保温结构将循环水箱内侧的。
18.在本技术方案中作出如下改进，该循环水箱上设置有水温传感器，进烟口处设置有烟温传感器。通过水温传感器和烟温传感器便于控制并实现最佳换热效率和炉内最佳燃烧状态。
19.在本技术方案中作出如下改进，该流速调节阀为电磁式，该采暖装置还包括与水温传感器、烟温传感器和流速调节阀电性连接的控制器，控制器上设置有数显面板和调节面板。通过控制器便于实现换热燃烧状态的控制。
20.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
21.1.本发明设置的换热系统包括烟道换热器，实现了排烟管道内热量的交换和利用，这是以往没有实现的；经过燃烧后的烟气在换热系统的作用下，实现更为高效地热交换
率，实现更为节能供暖和供应热水的方式。
22.2.本发明通过在燃烧炉设置烟道换热组件，该组件设置在上排烟单元和炉膛之间，烟道换热组件选择为内置有螺旋/涡旋烟道的水套件，炉膛内部的热烟会经过水套件在其内部为螺旋/涡旋的路径，使得实现更为高效地热交换效率，同时还便于烟道地清理工作。
23.3.本发明利用靠近进烟口的虹吸结构，在该处特殊设计利于烟气地顺利进入，同时还能使得烟气在该处进行短暂停留，利于提高热交换效率，通过靠近出烟口处的收口结构，可以将热交换后的烟气以较大的流速进入上排烟单元处。
24.4.本发明中设置有对炉膛顶部和下配风室单独供氧的送风单元，送风单元可以选择为可调节式，通过送风单元控制炉温在合理区间，能够显著提高燃烧效率，可精确调节炉膛内氧含量，从而保障炉内始终处于最佳燃烧状态，实现了更优的燃烧效率和更好的减排效果。
25.5.本发明中上配风组件包括置于炉膛内侧顶部的配风件，以及均匀布设在配风件上的多个配风嘴，配风嘴的倾斜方向均一致，下配风组件为下配风室供氧。管道上增设调节阀门或者风源选择可调的，多个配风嘴在送风时形成的是旋风效果，经过旋风效果可以使得内部的燃烧氛围得到有效控制，利于提高燃烧效率，使得炉内处于最佳燃烧状态，达到减排环保的效果。
26.6.本发明换热系统的循环水箱包括包裹在烟道换热组件外侧的换热箱体一，以及包裹在炉膛外侧的换热箱体二，通过换热箱体一和换热箱体二来实现与烟道换热组件和炉膛的换热效果，由于烟道换热组件和炉膛的温度相差较大，通过换热箱体一与其热交换后，再进入换热水箱二内与炉膛发生热交换，进而利于热量的回收。
附图说明
27.图1为本发明的整体结构剖面图；
28.图2为烟道换热器立体图；
29.图3为烟道换热器换热芯立体图；
30.图4为换热芯侧视图；
31.图5为另一情形换热芯侧视图；
32.图6为本发明的上配风组件的仰视图；
33.图7为本发明的烟道换热组件的平面示意图；
34.图8为本发明的整体结构示意图；
35.图9为本发明中水套件的底部视角结构示意图；
36.图10为本发明中水套件的底部视角未安装封板二时的结构示意图；
37.图11为本发明中水套件的顶部视角结构示意图。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.实施例1：如图1-8所示，
41.采暖装置包括换热系统，换热系统包括烟道换热器，还包括燃烧炉，燃烧炉包括炉膛和上排烟单元，包括设置在烟道换热器和炉膛之间的烟道换热组件，还包括与燃烧炉进行热交换的循环水箱；
42.烟道换热组件包括内置螺旋/涡旋烟道的水套件，水套件上设置有与烟道换热器的外壳下端连通的出烟口、与炉膛连通的进烟口；换热系统还包括循环水道，该循环水道依次连通循环水箱、水套件和烟道换热器。靠近进烟口的水套件内侧设置有虹吸结构，靠近出烟口的水套件内侧设置有收口结构。螺旋/涡旋烟道外壁设置有散热片。
43.烟道换热器，配置于出烟口和上排烟单元之间，包括换热芯93和包裹换热芯的外壳81，所述换热芯底部设置第一进水口91，所述换热芯顶部设置第一出水口93；所述外壳上端83连通上排烟单元，所述外壳下端82连通出烟口。所述换热芯主体部位包括换热翅片，有些实施例中所述换热芯主体为圆柱桶形，在换热芯圆柱桶内壁和/或外壁分别延伸出换热翅片；所述第一出水口通过接头伸出一个以上方向(如图4为两个方向，如图5为一个方向，两个方向可以至少有一个用于备用或同时多个方向出水，伸出两个以上方向的情形也更有利于将换热芯通过第一出水口固定于外壳，此时外壳设置开口以与第一出水口配合)。
44.采暖装置的燃烧炉包括位于中部且顶部设有炉口的炉膛，以及与炉膛连通的炉膛顶部和下配风室，包括对炉膛顶部和下配风室单独可调节风量的送风单元。送风单元包括风源，以及与风源通过管道连接的上配风组件和下配风组件，上配风组件包括置于炉膛内侧顶部的配风件，以及均匀布设在配风件上的多个配风嘴，配风嘴的倾斜方向均一致，下配风组件为下配风室供氧。循环水道上设置有水温传感器，进烟口处设置有烟温传感器。
45.有一种情形，循环水箱包括包裹在烟道换热组件外侧的换热箱体一，以及包裹在炉膛外侧的换热箱体二，且换热箱体一和换热箱体二通过管道连通。
46.包括燃烧炉10，以及与燃烧炉10进行热交换的循环水箱20，本实施例中循环水箱20可以选为整体式的(图中未示出)，燃烧炉10包括位于中部且顶部设有炉口的炉膛11，以及与炉膛11连通的上排烟单元12和下配风室13，下配风室13为炉膛11底部进行供氧处理，上排烟单元12用于排烟，燃烧炉10还包括设置在上排烟单元12和炉膛11之间的烟道换热组件，且位于循环水箱20的内侧，二者会发生热交换，烟道换热组件包括内置螺旋/涡旋烟道的水套件14，优选为涡旋烟道，水套件14上设置有与上排烟单元12连通的出烟口、与炉膛11连通的进烟口，作为优选方式，如靠近进烟口的水套件14内侧设置有虹吸结构141，靠近出烟口的水套件14内侧设置有收口结构142。靠近进烟口的虹吸结构141，在该处特殊设计利于烟气地顺利进入，同时还能使得烟气在该处进行短暂停留，利于提高热交换效率，通过靠近出烟口处的收口结构142，可以将热交换后的烟气以较大的流速进入上排烟单元12处。
47.在具体实施时，内部的烟气在热量带动下由进烟口进入到水套件14内侧，在进入到水套件14内即通过水套件14侧壁与循环水箱20进行热交换，通过涡旋的路径，使得热烟与循环水箱20进行热量充分的交换，进而使得循环水箱20内的水能快速加热，同时利用烟道内的热量，实现节能效果。
48.实施例2：如图1和图6所示，
49.在上述实施例的基础上作出如下改进：还包括对炉膛11顶部和下配风室13单独供氧的送风单元，送风单元可以选择为可调节式，通过送风单元控制炉温在合理区间，能够显著提高燃烧效率，可精确调节炉膛11内氧含量，从而保障炉内始终处于最佳燃烧状态，实现了更优的燃烧效率和更好的减排效果；送风单元包括风源30，以及与风源30通过管道连接的上配风组件和下配风组件，上配风组件包括置于炉膛11内侧顶部的配风件31，以及均匀布设在配风件31上的多个配风嘴32，配风嘴32的倾斜方向均一致，下配风组件为下配风室13供氧。管道上可以增设调节阀门或者风源30选择可调的，多个配风嘴32在送风时形成的是旋风效果，经过旋风效果可以使得内部的燃烧氛围得到有效控制，利于提高燃烧效率，使得炉内处于最佳燃烧状态，达到减排环保的效果。
50.实施例3：如图1所示，
51.在上述实施例的基础上作出如下改进：循环水箱20包括包裹在烟道换热组件外侧的换热箱体一21，以及包括包裹在炉膛11外侧的换热箱体二22，且换热箱体一21和换热箱体二22通过管道连通。循环水箱20的进水管位于换热箱体一21上，出水管位于换热箱体二22上，由于换热箱体一21位于顶部具有炉膛11较远，换热效率较低，也就造成温度相对较低，随之需要换热箱体一21在顶部最好先被预热，这就形成顶部的换热箱体一21最大化吸收烟道换热组件内部的热烟能量，燃烧炉10在燃烧工作时相对较少的热量被烟道带走，也就使得该采暖装置更节能。
52.实施例4：
53.在上述实施例的基础上作出如下改进：循环水箱20的进水口设置有流速调节阀23，循环水箱20外侧设置有保温结构，该循环水箱20上设置有水温传感器24，进烟口处设置有烟温传感器15，流速调节阀23为电磁式，该采暖装置还包括与水温传感器24、烟温传感器15和流速调节阀23电性连接的控制器15，控制器15上设置有数显面板和调节面板。通过水温传感器24和烟温传感器15便于控制并实现最佳换热效率和炉内最佳燃烧状态，操作人员只需要通过数显面板即可清楚水温、炉温等多个指标，并通过调节面板调节进出水的速率，使得内部的燃烧处于最佳状态、换热效率也处于最佳状态。
54.实施例5：如图7至图11所示，
55.在上述实施例的基础上作出如下改进：水套件14的中部设置有中空通道141，水套件14内置有换热烟道，换热烟道与中空通道141连通的一端设置有进烟口142、与水套件14外侧连通的一端设置有排烟口143，在使用时该排烟口143处用于连通上排烟烟囱，通过烟囱效应会将烟气会自动进入到进烟口142，并沿换热烟道进入到上排烟烟囱内。通过中空通道141便于向采暖炉内侧添加固体燃料，以及利于烟气进入到换热烟道内侧，实现热烟高效地换热处理，最后从排烟口143排出。
56.水套件14包括与换热烟道一体设置的本体144，安装在本体144上方的封板一145，以及安装在换热烟道底侧的封板二146，本体144上设置有向内凹陷的输烟区域147，输烟区域147与封板二146围设的区域组合成换热烟道，本体144和封板一145之间的区域围设成换热区域。热烟进入到输烟区域147内部就会与预先存储在换热区域内侧的水进行充分换热，同时封板一145和封板二146可以采用螺栓加密封垫结构进行可拆且密封处理，此种方式还利于换热区域和输烟区域147内侧的清理处理。
57.位于输烟区域147出的所述本体144内侧设置有散热片1471，通过散热片1471利于加快烟与循环水的换热效率，且还能缩短换热时间。
58.输烟区域147为螺旋/涡旋结构，通过螺旋/涡旋结构利于延长热烟换热路径换热面积，进而提高换热效率。
59.水套件14上设置有用于安装烟温传感器的安装孔148，安装孔148与输烟区域147连通且正对进烟口142设置。通过烟温传感器的安装孔148正对进烟口142设置，利于烟温传感器的精准测量，再配合plc控制系统，利于控制采暖炉的燃烧状态。
60.水套件14上设置有进水口149、出水口1410和安装安全阀的接口1411。通过进水口149和出水口1410设置利于实现循环水的持续供给，安全阀利于把握水套内侧换热区域的压强。
61.中空通道141内设置有连接结构1412。通过连接结构1412安装加长管，通过加长管安装炉盖组合安装在炉顶处。
62.所述水套件14上设置有管道避让槽，设置的管道避让槽，利于实现炉内上送涡旋风保证炉内充分燃烧的效果。