用于在热室中使用的分段式热交换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于在热室(heatcell)中使用的分段式热交换器领域。这种热交换器包括几个区段。当组装分段式热交换器时，区段的数量被选择为分段式热交换器的容量的函数。更具体地说，本发明的分段式热交换器具有燃烧室，其中燃烧器可以被安装在燃烧室内(由此形成热室)，用于产生烟气，其将热能转移来加热液体。这种热室可以在锅炉中使用。
【背景技术】
[0002]分段式热交换器由多个区段或分段组成。分段式热交换器，例如铝制的热交换器，存在，其包括多个彼此紧邻定位的相同中间段;和两个端部段。用于热交换器组装的中间段的数目取决于热交换器的所需容量。该热交换器具有多个通道(在每一个中间段中的至少一个水通道)，用于待被加热的水的平行流动连接，和从热交换器内的一个或多个燃烧室延伸的烟气通道。
[0003]这种热交换器的实例可以在DE102005014616B3，EP0843135A1 和 W02008/004855A2中找到。
[0004]EP0843135A1公开了分段式热交换器，其中各个燃烧室形成在分段式热交换器的每两段之间。每个燃烧室被提供有一个或多个独立的燃烧器。
[0005]W02008/0048552A2的分段被组装而创建具有一个燃烧室的热交换器，并具有用于每个中间段的单独燃烧器，以产生烟气用于与流过分段式热交换器的水通道的水热交换。中间段彼此平行地被组装。W02008/004855A2的中间段可以使用挤压型材制成。
[0006]分段式热交换器，采用浇铸中间段，在DE102005014616B3提供，其中一个单个燃烧器可以被使用，安装在分段式热交换器的一个燃烧室内。
[0007]EP2080961A2描述了一种具有分段式热交换器的锅炉。分段式热交换器具有由用于气体或油燃烧的铸造材料制成的竖直元件，用于热气体和锅炉水之间的热交换的。废气和冷凝水收集器被形成在下部区域，并且燃烧室与循环水臂分离。竖直水臂基于较低轮毂紧固至在燃烧室下面的水侧处的循环水臂。竖直水臂形成用于热气体的竖直流动通道。
[0008]US3533379A公开了一种在相邻区段的界面处具有带槽或沟的空间的分段式锅炉。基本保持永久柔韧和弹性的柔韧的弹性密封剂装配带槽或沟的空间以接合区段。如此形成的该接合在所有环境温度和烟道压力下是防漏的，包括在强制通风锅炉系统中遇到的烟道压力。
[0009]现有技术中的分段式热交换器的问题是性能和效率不是最佳的。
【发明内容】
[0010]本发明的主要目的是提供用于热室的分段式热交换器，具有更高的性能，并且易于组装。
[0011]本发明的第一方面是如权利要求1所述的分段式热交换器。
[0012]本发明的第一方面是用于热室的分段式热交换器。
[0013]分段式热交换器包括两个端部段和提供在两个端部段之间的一个或多个中间段。优选地，两个端部段和一个或多个中间段彼此平行组装。当设计和组装热交换器时，可以选择中间段的数量来设置热交换器的容量。
[0014]—个或多个中间段和两个端部段组装在热交换器中，其中，燃烧室被提供在分段式热交换器中，垂直于一个或多个中间段。优选地燃烧室被预见用于燃烧器的安装，优选用于一个燃烧器的安装，并且更优选仅用于一个燃烧器。优选地，燃烧室是束成形的，具有通过一个或多个中间段的直线轴线，具有通过分段式热交换器的中间段的恒定的横截面。
[0015]—个或多个中间段的每一个，并且优选地端部段也，包括至少一个流动通道以用于待加热的流体(例如水)。
[0016]如果不止一个中间段存在，在每两个连续的中间段之间，至少一个用于烟气的流动通道存在，其中所述流动通道在燃烧室延伸。优选地，在端部段和中间段之间，以及如果存在一个以上的中间段时则在两中间段之间，存在至少一个用于烟气的流动通道，其从燃烧室延伸。优选地，每两个连续段之间的至少一个用于烟气的流动通道存在，并且流动通道从燃烧室延伸。
[0017]在两段之间，在与所述一个或多个中间段并行的平面中，分段式热交换器的总宽度在远离燃烧室的方向上的长度的至少一部分上减小。优选地，总宽度在之间存在烟气通道的段的如垂直于燃烧室测量的长度的至少一半上减小;更优选在该长度的至少75%上减小。优选地，宽度减小是在长度上的连续减小，在长度上其减小。这种连续减少是有益的，因为它有利于这些段的生产。优选地最大与最小宽度的比率小于4，优选大于1.5;更优选小于
3。宽度减少意味着两个连续段之间的烟气通道的宽度减小。优选地，宽度减小导致在两个连续段之间的烟气通道的宽度减小，其中，最大与最小宽度的比率小于4，优选大于1.5;更优选小于3。
[0018]垂直于一个或多个中间段并且在连续段之间测量的，用于烟气的流动通道的深度，在远离燃烧室的方向上减小。优选地，深度在用于远离燃烧室的烟气流动的分段式热交换器中长度的至少一半上减小，更优选地在该长度的至少75 %上减小。优选地，深度减小是在长度上的连续减小，在长度上其减小。优选地最大比最小深度的范围是大于2，优选大于3，优选小于4，更优选小于3.5。所述范围具有益处，因为当分段式热交换器站立(例如，安装在热交换器的烟气出口的池)，它站得更稳定。
[0019]在一个或多个中间段中，划界中间段并且与在段之间形成的烟气通道是热交换关系的两个壁之间的距离，在远离燃烧室的方向上增加，从而提高了可用于在中间段的一个或多个流体流动通道的深度。优选地这个距离在远离燃烧室的长度的至少一半上增加，更优选在其长度的至少75 %上增加。优选地，增加是在长度内的连续增加，在长度上其增加。
[0020]本发明的分段式热交换器具有益处，它已提高能量效率，由于其结构特征的协同有益效果。热交换器的能量效率一方面由烟气和流体之间的热交换量决定，如当使用热交换器时，通过热交换表面的量和通过烟气和流体的速度所确定的。另一方面，由系统本身的能耗必须考虑，特别是迫使待加热流体通过热交换器的栗能量，和驱动风扇供给燃烧室中的燃烧器的能量。本发明允许构建相同容量和性能的更紧凑和更轻的热交换器，并且该热交换器具有相同的效率。
[0021]优选地，一个或多个中间段和/或两个端部段是铝或铝合金段，优选地单独的段。
[0022]优选地，一个或多个中间区段和/或所述两个端部段是铸造段，优选地单独的铸造段。
[0023]在一个优选的实施方式中，分段式热交换器包括至少两个中间段并且，至少两个中间段被设置成在分段式热交换器内平行于彼此。
[0024]优选地，烟气通道的横截面的最大到最小表面的比率-在连续段之间的同一烟气通道中-垂直于一个或更多个中间段测量的，是在4和6之间，更优选4.5和6之间，甚至更优选5和6之间。
[0025]优选地，在用于待加热的流体的至少一个通道和用于烟气的流动通道之间的中间段的壁的至少部分设置有用于增加通过壁的传热的装置。优选地，用于待加热的流体的通道和用于端部段和中间段之间的烟气的流动通道之间的端部段的壁的至少部分设置有用于增加通过壁的传热的装置。这种装置的实例是从壁延伸进入烟气通道的装置，例如销和/或翅片，例如能够在铸造段时被制备。
[0026]在优选的实施方式中，在中间段的流体流动通道遵循蜿蜒流路。优选地蜿蜒流动通道是基本上垂直于当热交换器在使用中时段之间的烟气通道内烟气流动的方向。
[0027]在优选实施方式中，在端部段和/或在中间段中的流体流动通道(例如在中间段的蜿蜒流动通道的)的至少部分的高度在远离燃烧室的方向上，在中间段的高度的至少部分上增加，在中间段上存在一个或多个流体流动通道。流体流动通道的高度是指当热交换器在使用中时，流体流动通道的在烟气流的平均方向上，远离燃烧室的尺寸。
[0028]在优选的实施方式中，分段式热交换器包括一个以上的中间段和该一个以上的中间段的流体流动通道，并且优选还有两个端部段的流体流动通道，被并联流动连接。
[0029]在优选的实施方式，其中分段式热交换器只包括一个中间段，该一个中间段的流体流动通道和两个端部段的流体流动通道是并联流动连接。
[0030]在优选的实施方式中，一个或多个中间段中的流体流动通道被提供用于待加热液体相对于烟气通道的流动方向的对流。
[0031]在优选的实施方式中，在垂直于所述一个或多个中间段的方向上观察到，中间段包括彼此紧邻的，优选地以对流关系布置的用于流体流动的至少两个通道。更优选的是，当在一个中间段时，彼此紧邻的用于流体流动的至少两个通道位于热交换器中朝向分段式热交换器的烟气出口。这样的实施方案的一个益处是传热效率进一步协同地增加，因为水流是裂开的并且更多地被迫朝向与烟气通道呈热交换关系的流体通道的壁。
[0032]本发明的第二方面是一种热室，包括
[0033]-如在本发明的第一方面的分段式热交换器;和
[0034]-优选一个，更优选只有一个，燃烧器，优选预混气体燃烧器，并且优选筒状燃烧器，提供在燃烧室中用于产生烟气，以流过在段之间的用于烟气的流动通道-所述段