一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種主要針對燃氣熱水器尾部煙氣余熱回收的節(jié)能型裝置，具體涉及一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前家用燃氣熱水器的尾部排煙溫度都比較高，一般在120?250°C，平均熱效率只有80%，相比國際水平較低，造成能源浪費和環(huán)境污染。因而，如何較好的回收這部分的能源(顯熱和潛熱)，以提高燃氣熱水器的熱效率的技術(shù)，已被廣泛研宄。
[0003]目前開發(fā)余熱回收裝置比較多，主要有管殼式換熱器、板式換熱器等，然而尾部煙氣屬于廢熱，應(yīng)用常規(guī)換熱器，其節(jié)能設(shè)備的投資成本相對較高，且換熱器在運行中流體流動阻力較大等，從而會制約余熱利用的有效實施。中國專利:燃氣熱水器的余熱回收裝置(申請?zhí)?201220418641.5)，用波紋盤管錯位排列代替直管和翅片并行排列，一定程度上使煙氣攜帶的余熱可以得到合理利用，增強換熱效率，但是管內(nèi)水流動阻力依然較大，且若有單根管發(fā)生故障亦會影響整個裝置運行，顯然熱量不能被充分、安全地回收再利用。
[0004]然而，整體式熱管換熱器是一種冷熱流體互不接觸的表面式換熱器，最大特點是結(jié)構(gòu)簡單、換熱效率高，在傳遞相同熱量的條件下，其金屬耗量少于傳統(tǒng)型換熱器。此外，整體式熱管換熱器的主要元件為熱虹吸管，可以方便調(diào)整冷熱側(cè)的換熱面積，從而有效避免有腐蝕性氣體的露點腐蝕，達到高效換熱、安全運行、節(jié)能環(huán)保的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供了一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置，本實用新型換熱效率高、能耗低、安全可靠、節(jié)能環(huán)保，是較為理想的余熱回收裝置，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、易于生產(chǎn)、系統(tǒng)高效、價格低廉、經(jīng)濟效益顯著的優(yōu)點。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置，其與燃氣熱水器尾部煙道相連，包括煙氣進口管道、煙氣出口管道、煙氣通道、冷凝式熱管換熱器、冷卻水箱、殼體和冷凝水收集槽，煙氣通道、冷凝式熱管換熱器和冷卻水箱設(shè)置在殼體內(nèi)；所述冷凝式熱管換熱器包括多個平行排列的熱虹吸管，熱虹吸管的管體上焊接若干翅片，熱虹吸管包括蒸發(fā)段和冷凝段，蒸發(fā)段和冷凝段通過隔板隔開，且蒸發(fā)段置于煙氣通道內(nèi)，冷凝段置于冷卻水箱內(nèi)；所述煙氣進口管道和煙氣出口管道均與煙氣通道連通，所述冷卻水箱上設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口。
[0008]所述翅片位于熱虹吸管的蒸發(fā)段，與熱虹吸管的管體垂直。
[0009]所述煙氣進口管道內(nèi)嵌螺旋絲。
[0010]所述煙氣進口管道和煙氣出口管道的開口均采用天方地圓結(jié)構(gòu)。
[0011]所述殼體的底部設(shè)置為斜面，并與冷凝水管連通。
[0012]進一步地，所述余熱回收裝置還包括中和裝置，中和裝置上接冷凝水管、下接冷卻水收集槽。
[0013]本實用新型采用熱管技術(shù)將排煙中的顯熱和潛熱充分回收，主要用于預(yù)熱冷卻水和降低排煙中污染物的排放率，達到燃氣熱水器系統(tǒng)高效、安全可靠、節(jié)能環(huán)保的三重效益，本實用新型具體具有以下優(yōu)點:
[0014](I)采用多排管束熱虹吸管技術(shù)，通過熱虹吸管的高效換熱特性及平行翅片列增大換熱面積，大大提高換熱效率，降低排煙溫度，提高余熱利用率；
[0015](2)煙氣進口管道內(nèi)嵌螺旋絲，增強煙氣擾動，加強換熱；
[0016](3)煙氣進出口采用天方地圓結(jié)構(gòu)，加強煙氣與換熱器的充分接觸，進一步增強換執(zhí).
[0017](4)整體式熱管換熱器屬于冷熱流體互不接觸的表面式換熱器，相比較內(nèi)部走水外部通煙氣的普通換熱器，運行安全可靠；
[0018](5)熱虹吸管真空密封，通過內(nèi)部工質(zhì)液體自身重力作用，完成工質(zhì)循環(huán)過程，實現(xiàn)零滴漏；
[0019](6)熱虹吸管沒有吸液芯，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低廉，運行可靠，不需維護；
[0020]因此，相對于普通管殼式等換熱器，本實用新型用料經(jīng)濟、換熱效率高、能耗低、安全可靠、節(jié)能環(huán)保，是較為理想的余熱回收裝置，具有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置示意圖；
[0022]圖2為本實用新型的冷凝式熱管焊接翅片半剖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]其中，1-煙氣進口管道，2-煙氣出口管道，3-冷卻水入口，4-冷卻水出口，5-蒸發(fā)段，6-冷凝段，7-隔板，8-螺旋絲，9-翅片，10-斜面，11-水閥，12-水管閥門，13-中和裝置，14-冷凝水收集槽，15-天方地圓結(jié)構(gòu)，16-煙氣通道，17-冷卻水箱，18-冷凝水管，19-傳熱工質(zhì)氣體，20-傳熱工質(zhì)液體。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0025]如圖1所示，用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置，其與燃氣熱水器尾部煙道相連接，包括煙氣進出口管道、煙氣通道16、冷凝式熱管換熱器、冷卻水進出口、冷卻水箱17、殼體、中和裝置13和冷凝水收集槽14，其中，煙氣通道16、冷凝式熱管換熱器和冷卻水箱17設(shè)置在殼體內(nèi)；冷凝式熱管換熱器為整體式熱管換熱器，其包括8個平行排列的熱虹吸管，熱虹吸管的的管體上焊接有若干金屬翅片9，翅片9與熱虹吸管的管體垂直；熱虹吸管的蒸發(fā)段5和冷凝段6通過隔板7隔開，蒸發(fā)段5置于煙氣通道16內(nèi)，冷凝段6置于冷卻水箱17 (圓柱形或方形)內(nèi)，冷卻水水箱17置于煙氣通道16的上方；冷凝式熱管換熱器的殼體底部設(shè)置為斜面10，與冷凝水管18連接，以便于冷凝水的采集。煙氣進口管道I內(nèi)嵌螺旋絲8，煙氣進口管道I和煙氣出口管道2的開口均采用天方地圓結(jié)構(gòu)15，煙氣進口管道I和煙氣出口管道2均與煙氣通道16連通。水閥11置于冷卻水入口 3上方，冷卻水入口 3和冷卻水出口 4均與冷卻水箱17連通。冷凝水管18收集經(jīng)冷凝式熱管換熱器凝結(jié)下來的冷凝水，中和裝置13用于中和流冷凝水的酸堿性，冷凝水收集槽14貯存中和后的冷凝水。
[0026]本實用新型的冷凝式熱管余熱回收過程如下:首先，燃氣熱水器尾部排煙經(jīng)煙氣進口管道I (內(nèi)嵌有螺旋絲8結(jié)構(gòu)的圓管)進入煙氣通道16內(nèi)，由于尾部煙氣通過強排式風(fēng)機將其排至煙道，具有一定的流速；且煙氣進口管道I具有較為合適的截面積，使排煙處于強制對流狀態(tài)；另外，煙氣進口管道I內(nèi)嵌有螺旋絲8用以加強擾動，且煙氣進出口管道的開口均采用天方地圓結(jié)構(gòu)15，加強煙氣與各熱虹吸管的蒸發(fā)段5的充分接觸，從而增強換熱；在強制對流下，煙氣橫掠多根平行排列的熱虹吸管的蒸發(fā)段5 (焊接有翅片9，以此增大傳熱面積，增強傳熱效果)，將煙氣溫度降低至露點溫度以下，經(jīng)煙氣出口管道2排至大氣中，回收煙氣的顯熱和潛熱。煙氣中的水蒸氣凝結(jié)(冷凝水能夠一定程度的凈化煙氣)，通過斜面10流至冷凝水管18，再經(jīng)過中和裝置13落入冷凝水收集槽14。然后，(如圖2所示)熱虹吸管的蒸發(fā)段5內(nèi)的傳熱工質(zhì)吸收來流煙氣的熱量，傳熱工質(zhì)液體20在真空密閉的熱虹吸管內(nèi)快速升溫，傳熱工質(zhì)液體20蒸發(fā)變成傳熱工質(zhì)氣體19，迅速上升至熱虹吸管的冷凝段6，在冷凝段6內(nèi)，傳熱工質(zhì)氣體19冷凝凝結(jié)將熱量釋放，加熱由冷卻水入口 3進入的冷卻水，使得冷卻水升高一定溫度，從冷卻水出口 4流出，再而進入燃氣熱水器的進水口，提高燃氣熱水器的進水溫度，而釋放熱量后的傳熱工質(zhì)氣體19冷凝凝結(jié)為傳熱工質(zhì)液體20，再沿管壁回流至蒸發(fā)段5，完成一個循環(huán)；最后，隨著排煙的不斷吹入，完成一系列的吸熱一放熱工作過程，實現(xiàn)余熱的高效回收再利用。
【主權(quán)項】
1.一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置，其特征在于:所述余熱回收裝置與燃氣熱水器尾部煙道相連，包括煙氣進口管道、煙氣出口管道、煙氣通道、冷凝式熱管換熱器、冷卻水箱、殼體和冷凝水收集槽，煙氣通道、冷凝式熱管換熱器和冷卻水箱設(shè)置在殼體內(nèi)；所述冷凝式熱管換熱器包括多個平行排列的熱虹吸管，熱虹吸管的管體上焊接若干翅片，熱虹吸管包括蒸發(fā)段和冷凝段，蒸發(fā)段和冷凝段通過隔板隔開，且蒸發(fā)段置于煙氣通道內(nèi)，冷凝段置于冷卻水箱內(nèi)；所述煙氣進口管道和煙氣出口管道均與煙氣通道連通，所述冷卻水箱上設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置，其特征在于:所述翅片位于熱虹吸管的蒸發(fā)段，與熱虹吸管的管體垂直。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置，其特征在于:所述煙氣進口管道內(nèi)嵌螺旋絲。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置，其特征在于:所述煙氣進口管道和煙氣出口管道的開口均采用天方地圓結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置，其特征在于:所述殼體的底部設(shè)置為斜面，并與冷凝水管連通。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置，其特征在于:所述余熱回收裝置還包括中和裝置，中和裝置上接冷凝水管、下接冷卻水收集槽。
【專利摘要】本實用新型公開一種用于燃氣熱水器的冷凝式熱管余熱回收裝置，其與燃氣熱水器尾部煙道相連，包括煙氣進出口管道、煙氣通道、冷凝式熱管換熱器、冷卻水箱、殼體和冷凝水收集槽，煙氣通道、冷凝式熱管換熱器和冷卻水箱設(shè)置在殼體內(nèi)；冷凝式熱管換熱器包括多個平行排列的熱虹吸管，熱虹吸管管體上焊接若干翅片，熱虹吸管包括蒸發(fā)段和冷凝段，蒸發(fā)段和冷凝段通過隔板隔開，蒸發(fā)段置于煙氣通道內(nèi)，冷凝段置于冷卻水箱內(nèi)；煙氣進出口管道均與煙氣通道連通，冷卻水箱上設(shè)有冷卻水進出口。本實用新型采用熱管技術(shù)將排煙中的顯熱和潛熱充分回收，用于預(yù)熱冷卻水和降低排煙中污染物的排放率，達到燃氣熱水器系統(tǒng)高效、安全可靠、節(jié)能環(huán)保的三重效益。
【IPC分類】F24H8/00, F24H9/00
【公開號】CN204693831
【申請?zhí)枴緾N201520095064
【發(fā)明人】張敏, 趙孝保, 王若琳, 祝葉, 朱琳
【申請人】南京師范大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年2月10日