专利名称：超导环保节能速热式燃气热水器的制作方法
技术领域：
本实用性新型涉及水加热器技术领域，确切地说是一种用超导温装置进行热交换和余热回收的环保节能快速燃气热水器技术。
背景技术：
随着燃气事业的迅速发展和人民生活水平的不断提高，近年来我国燃气热水器需求量迅速增加，每年都以400～500万台的数量投放到市场。但目前燃气热水器在燃气的使用上浪费极大，主要表现在热水器的热效率低。常规燃气快速热水器按国标GB6932-2001规定，其排烟温度θPy大于或等于110℃，热效率大于或等于80％。就中国的生产状况看，热水器排烟温度一般都在220℃左右，排烟热损耗大，加上燃烧器壁上的热量损耗，一般热水器的热效率只有75％左右。显然，燃气热水器的余热和燃烧器壁上的热量损耗均未能充分利用，造成能源很大的浪费。尽管燃气热水器应用界一直努力提高热水器的热效率，但由于受各种因素的制约，即使是中国最先进的生产厂，其燃气热水器的热效率一般也只有84％左右。国外同类产品的热效率一般也只有85％。由于燃气价格在我国相对较高，开发高效燃气用具意义更为重大。另外，燃气热水器排烟热量损失严重，除造成能源极大浪费外，也严重地影响了人类的自然生存环境，甚至发生洗浴时有害气体中毒现象。众所周知，大自然环境的污染威胁着人们的生存和人类社会的发展，据有关资料报道，目前世界上每年有7亿吨的污染物包围着地球，在人类生活的大气层飘浮着的大量有害物质中，光每年烧去的50多亿吨燃料所产生的氮氧化物的光化学烟幕就有两亿吨，并且这种有害气体随着时间的推移会越来越多。这种严重的污染所造成的危害已引起世界各国政府高度重视，纷纷制定解决污染保护环境的办法。当前广泛使用的直排式和烟道式燃气快速热水器(及普通热水器)的排烟温度较高，因为燃气热水器工作时只用了它的热流量的一部分，显热，对它的潜热部分无法加以利用。因此，开发高效燃气用具，以及对保护人类赖以生存的自然环境具有十分重要的意义。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种超导环保节能速热式燃气热水器。它使用超导温热交换装置进行热交换和余热回收，即利用了燃气热水器热流量的显热部分，也利用了它热流量的潜热部分，同时又利用了燃烧器壁上的耗散热量，从而将燃气快速热水器的排烟温度由228℃左右降低到80℃左右，提高了燃气快速热水器的热效率，节约了能源，减少了对周围环境的污染。
本目的以下列技术方案来实现该超导环保节能速热式燃气热水器自下而上主要由水气联动装置、“口琴”式燃烧器、方形腔式燃烧室、管式超导温吸热装置、热交换器、超导温余热回收装置、烟道排气扇、输水管组成。其中超导温余热回收装置由多根“L”型超导温管、连接在超导温管下端的翅片受热器、连接在“L”型超导温管上端的薄片散热器、包围着“L”型超导温管上端薄片散热器的水盒、以及包围着水盒的绝热层构成，它放置在热交换器的上方位置。管式超导温吸热装置由3-6根弧状圆管形金属超导温管、连接在弧状超导温管上端的螺旋散热器、包围着螺旋散热器的蛇形园管水套以及弧状超导温管下端连接的园管吸热器构成，园管吸热器下端伸在方形腔式燃烧室中与方形腔式燃烧室的内壁接触。所述的“L”形超导温管和弧形状超导温管均是曲形金属高效传热体，在其内部设置有腔线和不同温度相应的微纳米热载子构成。热交换器5是四根金属翅片管式换热器，置于方形腔式燃烧室上方。输水管将进水口、水气联动装置、超导温余热回收装置、管式超导温吸热装置、热交换器及出水口依次连通为一体，通过上述装置将超导环保节能速热式燃气热水器产生的热水输出供人们使用。烟道排气扇是由烟道和排气扇构成。超导环保节能速热式燃气热水器的其它辅助装置及功能与普通燃气热水器基本相同。
该超导环保节能快速燃气热水器主要特点是可以充分地回收一般燃气热水器排烟热量中的显热和潜热以及燃烧器壁上的耗散热量，使燃气热水器排烟温度大幅降低(由223℃降低到83℃)，大大地降低了燃气热水器烟气的热能损失，热效率明显提高，出热水量大幅增加，耗气量大大减少，燃烧时有害气体产生量远远低于中国国家标准。燃气热水器工作时不产生冷凝水腐蚀热水器，以致破坏环境。
图1为本实用新型整体内部结构示意图。
具体实施方法下边结合附图对其构成和原理进行详细说明如图1所示，该超导环保节能速热式燃气热水器自下而上主要由水气联动装置1、“口琴”式燃烧器2、方形腔式燃烧室3、管式超导温吸热装置4、热交换器5、超导温余热回收装置6、烟道排气扇7、输水管8组成，并将他们固定在热水器的外壳内。其中超导温余热回收装置主要由11根“L”型超导温管9、连接在超导温管下端的翅片受热器10、连接在“L”型超导温管9上端的薄片散热器11、包围着薄片散热器11的水盒12、以及水盒外包裹的绝热层19构成，它安置在热交换器5的上方位置。其作用是吸收热交换器5上方的排烟余热，将热能传导给需要加热的水；管式超导温吸热装置4由四根弧状圆管形金属超导温管13、连接在弧状超导温管13上端的螺旋散热器14、包围着螺旋散热器的蛇形圆管水套15以及弧型超导温管13下侧连接的圆管吸热器16构成，圆管吸热器16下端伸在方形腔式燃烧室3中与方形腔式燃烧室3的内壁接触，它的作用是吸收燃烧室3壁上耗散的热量，将热能传导给需要加热的水；所述的“L”超导温管9、弧状超导温管13均是曲形金属高效传热体，在其内部设置有腔线和微纳米热载子。微纳米热载子是无毒、无害、无燃、无辐射、无污染、结构稳定、安全可靠的微纳米载热粒子，它们的工作范围分别是-40℃至160℃和-40℃至1500℃，工作时它们的下端受热后在其内部的微纳米载热粒子被激活产生高速热震荡，伴随物化作用，将热能通过“L”超导温管和弧形状超导温管上端的散热片迅速的分别传导给需要加热的水，其传热速度为音速，传热的热阻趋于零，传热效率为98％，是目前单位面积传热量最大、传热效率最高、传热速度最快、不需要任何外加动力、可进行热量传输的部件。热交换器5是四根金属翅片管式换热器，置于方形腔式燃烧室3上方，它的作用是将气体燃料燃烧时所产生的热量传导给水；方形腔式燃烧室3下方是“口琴”式燃烧器2，速热式燃气热水器的燃气通过水气联动装置1左边的入口进入，在“口琴”式燃烧器2上方燃烧，将热流通过其上方的方形腔式燃烧室3以热对流和热传导的方式传导给上方的热交换器5和超导温余热回收装置6并将热能转换到水中。输水管8、水气联动装置1、超导温余热回收装置6、管式超导温吸热装置4、热交换器5及出水口18依次连通为一体，通过上述装置将超导环保节能速热式燃气热水器产生的热水输出供人们使用。烟道排气扇7是由烟道20和排气扇21构成，其目的增大方形腔式燃烧室3中的空气流速，给超导环保节能速热式燃气热水器工作时提供充分的氧气，以改善燃烧器2的燃烧工况，减少烟气中的CO的含量。该燃气热水器中的水气联动装置1的构成及其功能与普通燃气热水器基本相同。
该超导环保节能速热式燃气热水器的工作原理是在原普通热水器的基础上，利用超导温高效热交换装置充分地回收燃气热水器排烟热量中的显热和潜热，充分地吸收方形腔式燃烧器壁上的耗散热，大幅地降低燃气热水器的排烟温度，最大限度地减少燃气热水器烟气的热能损失，使热水器的热效率明显提高，出热水量大幅增加，耗气量大大减少，燃烧时有害气体产生量远远低于中国国家标准。由于高效热交换装置的“L”超导温管9、弧状超导温管13及其内部微纳米热载子工作温度响应范围宽，高效热交换装置热交换范围广，燃气热水器工作时的不同余热都不会产生冷凝水腐蚀热水器，影响周围环境。燃气热水器工作时，气体燃料经水气联动装置1进入“口琴”式燃烧器2被点燃后产生的热流烟经方形腔式燃烧室3、管式超导温吸热装置4、热交换器5、超导温余热回收装置6、烟道排气扇7，最后将少量的废热流烟经烟道20排出室外。需要加热的水从进水口17流经水气联动装置1、输水管8a进入超导温余热回收装置6，带走余热回收装置6所回收的余热，再经输水管8b进入管式超导温吸热装置4，带走管式超导温吸热装置4所回收的方形腔式燃烧器3壁上的耗散热，然后再经输水管8c进入热交换器5，将气体燃料燃烧时所产生的热量传导给已经预热的水，最后经输水管8d、出水口18输出热水供人们使用。
权利要求1.一种超导环保节能速热式燃气热水器，它包括水气联动装置(1)、其特征是在其上方自下而上设置有“口琴”式燃烧器(2)、方形腔式燃烧室(3)、管式超导温吸热装置(4)、热交换器(5)、超导温余热回收装置(6)、烟道排气扇(7)及输水管(8)组成，其中超导温余热回收装置(4)主要由多根“L”型超导温管(9)、连接在超导温管下端的翅片受热器(10)、连接在“L”型超导温管(9)上端的薄片散热器(11)、包围着薄片散热器的水盒(12)、以及水盒外围的绝热层(19)构成；管式超导温吸热装置(4)主要由3-6根弧状超导温管(13)、连接在弧状超导温管上端的螺旋式散热器14、螺旋散热器外围有蛇形园管水套(15)、以及弧状超导温管(13)下端连接的管式吸热器(16)构成，管式吸热器(16)下端伸在方形腔式燃烧室(3)中与方形腔式燃烧室3的内壁接触；热交换器(5)是由3-5根金属翅片管式换热器构成，它置于方形腔式燃烧室(3)上；“口琴”式燃烧器(2)置于方形腔式燃烧室(3)下方；烟道排气扇(7)是由烟道(20)和排气扇(21)构成。
2.根据权利要求1所述的超导环保节能速热式燃气热水器，其特征是所述的“L”超导温管(9)、弧状超导温管(13)均是曲形金属高效传热体，在其内设置有腔线和微纳米热载子构成。
3.根据权利要求2所述的超导环保节能速热式燃气热水器，其特征是所述的“L”型超导温管(9)是8-13根，连接在超导温管下端的翅片受热器(10)及上端的薄片散热器(11)可以是绕制式翅片，也可以是穿片式翅片。
4.根据权利要求1所述的超导环保节能速热式燃气热水器，其特征是所述的热交换器(5)是四根金属翅片管式换热器构成。
专利摘要该超导环保节能速热燃气热水器，由水气联动装置1、“口琴”式燃烧器2、方形腔式燃烧室3、管式超导温吸热装置4、热交换器5、超导温余热回收装置6、烟道排气扇7及输水管8组成。其中超导温余热回收装置由11根“L”型超导温管9、翅片受热器10、薄片散热器11、水盒12、及水盒外绝热层构成。管式超导温吸热装置4由弧状超导温管13、螺旋散热器14、蛇形圆管水套15及圆管吸热器16构成。热交换器5是四根金属翅片管式换热器构成。烟道排气扇由烟道和排气扇构成。该燃气热水器充分地回收其排烟热量中的显热和潜热以及燃烧器壁上的耗散热量，使其排烟温度大幅降低(由223℃降至83℃)，大大地降低了热水器烟气的热能损失。
文档编号F24H8/00GK2646608SQ20032010961
公开日2004年10月6日 申请日期2003年10月9日 优先权日2003年10月9日
发明者田海金 申请人:西安超维达温度传导技术有限公司, 南京崇文科技有限责任公司