CN109163450A - 一种全预混冷凝式换热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全预混冷凝式换热装置，包括外壳、高温换热装置、冷凝换热装置、燃烧器组件、中低温烟气分区隔板和中高温烟气分区隔板，外壳上设置有烟气出口和冷凝水出口；中低温烟气分区隔板为环状的封闭结构且位于外壳内，将外壳的腔体分隔为内环和外环，高温换热装置和冷凝换热装置分布在内环内，中低温烟气分区隔板上设置有连通孔；高温换热装置包括若干高温管翅式换热单元，若干高温管翅式换热单元相配合形成弧状结构，中高温烟气分区隔板设置在弧状结构的弧口处形成第一环状结构；燃烧器组件燃烧产生的高温烟气位于第一环状结构内。本发明简化了整体结构，制造更加简便，造成更低。
Description
技术领域
本发明涉及热交换设备技术领域，特别涉及一种全预混冷凝式换热装置。
背景技术
现有全预混冷凝热交换器最常用于壁挂炉等热交换装置，混合燃气燃烧产生的高温烟气穿过全预混冷凝热交换器，对流经全预混冷凝热交换器中的水进行加热，高温烟气被降温直至冷凝，加热后的水再流入壁挂炉中被热交换器使用。现有全预混冷凝热交换器主要有盘管式全预混冷凝热交换器和圆盘翅片管式全预混冷凝热交换器两种结构，这两种全预混式换热装置均具有烟气热传递效果较差，换热效率较低，其容易造成烟尘堵塞的问题。
针对上述问题，中国发明专利（申请号：201810444338.4，公开日：2018.08.17）全预混冷凝式换热装置有效的解决了上述问题，并公开了如下技术方案:包括外壳、高温换热装置、冷凝换热装置和燃烧器组件，高温换热装置和冷凝换热装置呈径向分布在外壳内，高温换热装置位于外壳的下部，冷凝换热装置位于外壳的上部，高温换热装置与冷凝换热装置之间设置有中低温烟气分区隔板，该中低温烟气分区隔板用于引导烟气流动并将冷凝产生的冷凝水引导到外壳的下部进行排放，燃烧器组件产生的高温烟气位于高温换热装置的第一环状结构内，高温烟气流经高温换热装置后转换为中温烟气，中温烟气流经冷凝换热装置后转换为低温烟气，从烟气出口排出；该发明专利的结构比较复杂，制造比较麻烦，同时中温烟气直接于外壳接触，对外壳的要求较高，外壳上需要必要的保温层，制造成本较高，具有改进的空间。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，提供一种结构简单、制造工艺简易、成本低的全预混冷凝式换热装置。
为实现上述目的，本发明提供一种全预混式冷凝换热装置，包括外壳、高温换热装置、冷凝换热装置、燃烧器组件、中低温烟气分区隔板和中高温烟气分区隔板，所述外壳上设置有烟气出口和冷凝水出口，该高温换热装置和冷凝换热装置径向分布在外壳内且高温换热装置位于外壳的上部，冷凝换热装置位于外壳的下部；
所述中低温烟气分区隔板为环状的封闭结构且位于外壳内，将外壳的腔体分隔为内环和外环，所述高温换热装置和冷凝换热装置均分布在内环内，且中低温烟气分区隔板对应冷凝换热装置的下方设置有连通内环和外环的连通孔；
所述高温换热装置包括若干高温管翅式换热单元，若干所述高温管翅式换热单元相配合形成开口朝下的弧状结构，所述中高温烟气分区隔板设置在弧状结构的弧口处并与弧状结构配合形成第一环状结构；
所述燃烧器组件燃烧产生的高温烟气位于第一环状结构内，高温烟气流经高温换热装置后转换为中温烟气，中温烟气流经冷凝换热装置后转换为低温烟气，低温烟气通过连通孔进入外环后从烟气出口排出。
进一步设置为：所述冷凝换热装置为具有冷凝管的管式换热结构，其中，至少一根冷凝换热管贴合设置在中高温烟气分区隔板上。
进一步设置为：所述冷凝换热装置两侧的冷凝管呈倾斜向下形式阵列排布，用于引导中温烟气倾斜向下流动。
进一步设置为：所述烟气出口位于外壳的上部，冷凝水出口位于外壳的下部。
与现有技术相比，本发明结构紧凑、合理，显著强化了烟气换热，有效提高了换热效率，避免了烟气所携带的固体颗粒堵塞高温管翅式换热单元的间隙，简化了冷凝水的流动排放，保证了长期运行换热的稳定性；同时通过环状的中低温烟气分区隔板有效将中温烟气和低温烟气进行分离，使得与外壳接触的烟气为低温烟气，从而降低了外壳的材料使用要求，简化了外壳结构、制造简便。
附图说明
图1是本发明全预混冷凝式换热装置的径向剖面结构示意图。
结合附图在其上标记以下附图标记：
1、外壳；11、烟气出口；12、冷凝水出口；13、内环；14、外环；2、高温换热装置；21、高温管翅式换热单元；3、冷凝换热装置；31、冷凝管；4、燃烧器组件；5、中低温烟气分区隔板；51、连通孔；6、中高温烟气分区隔板。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明一种全预混冷凝式换热装置如图1所示，包括外壳1、高温换热装置2、冷凝换热装置3、燃烧器组件4、中低温烟气分区隔板5和中高温烟气分区隔板6；外壳1为圆筒形结构，外壳1的上部设置有烟气出口11，下部设置有冷凝水出口12；中低温烟气分区隔板5为封闭的环状结构且设置在外壳1内，将外壳1的内部腔体分隔为内环13和外环14，中低温烟气分区隔板5上设置有连通内环13和外环14的连通孔51；高温换热装置2和冷凝换热装置3径向分布在内环13内，高温换热装置2位于外壳1的上部，冷凝换热装置3位于外壳1的下部，燃烧器组件4燃烧产生的高温烟气位于高温换热装置2内，燃烧器组件4燃烧产生的高温烟气径向辐射，流经高温换热装置2进行换热后转化为中温烟气，中温烟气在环状结构的中低温烟气分区隔板5的引导下流经冷凝换热装置3进行换热后转化为低温烟气，低温烟气通过连通孔51进入外环14，优选的，连通孔51位于冷凝换热装置3的下方，低温烟气从外壳1的下部通过中低温烟气分区隔板5的引导进入外壳1的上部，最后从烟气出口11流出，有效的延长了烟气的流动路径，提高了烟气的换热效率，同时实现中、低温烟气的完全分隔，与外壳1接触的烟气为低温烟气，从而降低了外壳1的材料使用要求，简化了外壳1结构、制造简便；中温烟气在流经冷凝换热装置3时冷凝产生的冷凝水通过了连通孔51进入外环14，从冷凝水出口12排出，使得冷凝水的排放更加简单方便。
如图1，高温换热装置2包括若干高温管翅式换热单元21，若干高温管翅式换热单元21配合形成开口朝下的弧状结构，中高温烟气分区隔板6连接弧状结构的开口并与之配合形成封闭的第一环状结构，燃烧器组件4燃烧产生高温烟气位于第一环状结构内；冷凝换热装置3位于高温换热装置2的下方，冷凝换热装置3为具有冷凝管31的管式换热结构，其中至少有一根冷凝管31贴合设置在中高温烟气分区隔板6上，通过冷凝管31能够有效减低中高温烟气分区隔板6的温度，提高使用寿命，同时使得结构更加紧凑；优选的，冷凝换热装置3两侧的冷凝管31呈倾斜向下形式阵列排布，从而能够引导中温烟气以倾斜向下的方式流入冷凝换热装置3，有利于冷凝水滴落而强化换热，更能有效避免冷凝水搭桥造成堵塞。
与现有技术相比，本发明结构紧凑、合理，显著强化了烟气换热，有效提高了换热效率，避免了烟气所携带的固体颗粒堵塞高温管翅式换热单元的间隙，简化了冷凝水的流动排放，保证了长期运行换热的稳定性；同时通过环状的中低温烟气分区隔板有效将中温烟气和低温烟气进行分离，使得与外壳接触的烟气为低温烟气，从而降低了外壳的材料使用要求，简化了外壳结构、制造简便。
以上公开的仅为本发明的实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于，包括外壳、高温换热装置、冷凝换热装置、燃烧器组件、中低温烟气分区隔板和中高温烟气分区隔板，所述外壳上设置有烟气出口和冷凝水出口，该高温换热装置和冷凝换热装置径向分布在外壳内且高温换热装置位于外壳的上部，冷凝换热装置位于外壳的下部；
所述中低温烟气分区隔板为环状的封闭结构且位于外壳内，将外壳的腔体分隔为内环和外环，所述高温换热装置和冷凝换热装置均分布在内环内，且中低温烟气分区隔板对应冷凝换热装置的下方设置有连通内环和外环的连通孔；
所述高温换热装置包括若干高温管翅式换热单元，若干所述高温管翅式换热单元相配合形成开口朝下的弧状结构，所述中高温烟气分区隔板设置在弧状结构的弧口处并与弧状结构配合形成第一环状结构；
所述燃烧器组件燃烧产生的高温烟气位于第一环状结构内，高温烟气流经高温换热装置后转换为中温烟气，中温烟气流经冷凝换热装置后转换为低温烟气，低温烟气通过连通孔进入外环后从烟气出口排出。
2. 根据权利要求1所述的一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于， 所述冷凝换热装置为具有冷凝管的管式换热结构，其中，至少一根冷凝换热管贴合设置在中高温烟气分区隔板上。
3. 根据权利要求2所述的一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于， 所述冷凝换热装置两侧的冷凝管呈倾斜向下形式阵列排布，用于引导中温烟气倾斜向下流动。
4.根据权利要求1所述的一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于，所述烟气出口位于外壳的上部，冷凝水出口位于外壳的下部。
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