[发明专利]基于热虹吸管二次换热的冷凝式燃气热水器

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷凝式燃气热水器，具体说是一种基于热虹吸管二次换热的冷凝式燃气热水器。

背景技术

当今能源日趋紧张，特别是在化石燃料日益紧缺的情况下，冷凝式燃气热水器由于比普通燃气热水器热效率高12％以上而得到广泛的重视，目前已有多家公司推出冷凝式燃气热水器，一般都是通过热交换系统进行两次换热，当燃烧产生的烟气经过一次换热后，其温度降低，在经过第二次换热后，温度降至烟气露点温度以下，烟气中的水蒸气就会冷凝成水，释放出潜热。但是，已报导的冷凝式燃气热水器采用整体化生产，在提高热效率和节能效果的同时付出了比较巨大的经济投入，且整体化设计使得冷凝式热水器在修理和维护方面带来众多不便，在长期使用的过程中也会因为余热换热器的腐蚀而带来一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有的普通冷凝式燃气热水器投入成本高、维护不便和存在安全隐患等不足，提供一种基于热虹吸管二次换热的冷凝式燃气热水器，采用热虹吸管利用烟气的余热，在不附加额外能源消耗时，将烟气的余热充分利用，达到节约能源的效果。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

基于热虹吸管二次换热的冷凝式燃气热水器，包括冷凝式燃气热水器本体，冷凝式燃气热水器本体设有进水管和排烟管，其特征是：

还设有热虹吸管换热系统；

所述热虹吸管换热系统，包括：烟气室、热交换室、若干根热虹吸管；热交换室位于烟气室上方；烟气室设有烟气进口和烟气出口；热交换室设有进水口和出水口；所述若干根热虹吸管(简称热管)为竖向排列，热虹吸管的一部分置于热交换室(为热虹吸管冷却段)，另一部分置于烟气室(为热虹吸管加热段)；

所述热交换室的出水口接冷凝式燃气热水器本体的进水管；

所述烟气室的烟气进口接冷凝式燃气热水器本体的排烟管。

所述烟气室底部设有冷凝水出水口。

所述热虹吸管在位于烟气室内部分上装有若干肋片，以增加热交换面积。

本发明采用热管技术收集排烟中温差显热和蒸汽凝结汽化潜热，用于预热水温，同时保证燃气热水器安全可靠运行，具有成本低、结构简单、适用范围广等特点。

附图说明

图1是本发明基于热虹吸管二次换热的冷凝式燃气热水器结构示意图；

图2是本发明热虹吸管换热系统结构立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例：

如图2所示，热虹吸管换热系统，包括烟气室1、热交换室2、若干根热虹吸管3；热交换室位于烟气室上方；烟气室设有烟气进口4和烟气出口5；热交换室设有进水口6和出水口7；所述若干根热虹吸管为竖向排列，热虹吸管的冷却段置于热交换室，热虹吸管的加热段置于烟气室。所述烟气室底部设有冷凝水出水口8。所述热虹吸管在加热段(位于烟气室内部分)上装有若干肋片9，以增加热交换面积。

在图1中，热虹吸管换热系统的烟气室的烟气进口4连接冷凝式燃气热水器本体10的排烟管，热交换室进水口6接水源，出水口7接冷凝式燃气热水器本体的进水口管。通常，烟气出口5的烟道需略向上倾斜，以让少量冷凝水回流至烟气室中收集排出。

热管是内部抽真空并充入一定量液体的封闭管道或系统，管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要在两段中间可布置绝热层(称为绝热段)。当热管的一端受热时毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端受热时毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不已，热量由热管的一端传至另一端。

因此，热管具有如下的结构和传热特征：

1)热管内部为汽化和凝结的相变换热，热阻非常小，所以热管具有极高的轴向导热能力或者轴向温度均匀，因此被称为高效传热元件或超导热元件。

2)参与换热的冷热侧流体都在热管外流动，流体流动阻力小，并且易于加翅片并实现传热强化。

3)热管传热经过了两次壁面，没有渗漏，热源和冷源流体绝对不相互混合。

4)热管内部有吸液芯时，传热可以自动地逆向进行，能够适应不同季节和传热温差的换热需要。

因为热管具有传热能力大、传热温差小、流动阻力低、逆向传热、没有渗漏、冷热源远距离布置等特征，所以用于本实用新型技术方案中，换热效果好。

本发明的工作过程是：

燃气燃烧产生的高温烟气通过冷凝式燃气热水器本体10的主换热器后，由排烟管进入烟气室1，和热虹吸管3进行换热，热虹吸管3将吸收的热量通过冷却段用于给热交换室内的冷水预热，从而达到回收余热的作用，整个装置使得热效率提高12％以上。烟气通过热管后冷凝的冷凝水可吸收烟气中部分的NO_x和SO_x，通过冷凝水出水口8排出，这样降温后的烟气即可直接从烟道排入空气中，可起到防止环境污染等作用。