一种低氮冷凝壁挂炉的制作方法

本实用新型涉及一种冷凝壁挂炉，具体涉及一种低氮冷凝壁挂炉。

背景技术：

常用的壁挂炉有燃气采暖热水炉和冷凝式燃气暖浴两用炉。目前的燃烧器主要有全预混燃烧器、浓淡燃烧器和水冷盘管式燃烧器三种。浓淡燃烧器在壁挂炉中应用很少，且其借用的是壁挂炉口琴结构式燃烧器，只适用于正压燃烧环境。全预混燃烧器技术含量高，且对燃气的成分含量及其洁净度有很高的要求，所以其燃烧适应能力较弱。目前在壁挂炉中应用得比较好的是水冷式燃烧器，应用该燃烧器，燃气燃烧后能够有效的降低氮氧化物含量，可满足低氮氧化物排放要求。但是该燃烧器的应用也存在以下缺陷：冷凝水腐蚀主换热器；燃烧负荷调节比太小导致夏季水温太烫；在极限气测试条件下，烟气中的CO气体超标。等等。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可避免上述缺陷的低氮冷凝壁挂炉。

本发明提供的这种低氮冷凝壁挂炉，包括风机、集烟罩、燃气阀和水冷燃烧器。水冷燃烧器分气管的内腔通过堵板分成独立的两段，每段均连接有进气接头。所述燃气阀由一个主通断阀、一个比例调节阀和两个通断阀组成，主通断阀连接主进气管，两个通断阀的出口分别与分气管的两段连通。

所述风机为定速风机。

所述集烟罩的底部设置透风挡板，透风挡板一端段的透风率大于另一端段的透风率。

所述透风板采用耐高温、抗变形的金属材料制作。

本发明通过将水冷燃烧器的分气管进行分段，控制分气管上的全部火排燃烧或者部分火排燃烧两种工况，使低氮冷凝壁挂炉的性能更优越。通过分段燃烧降低小负荷与额定负荷的比值，保证部分火排燃烧稳定避免发生离焰问题。在夏季时，以小负荷分段燃烧，降低燃烧负荷，使水加热后不超过设定温度范围，避免水温过烫。主换热器一般为铜质换热器，少数使用不锈钢换热器。发生腐蚀主要是在燃烧器以最小负荷下燃烧换热时，此时主换热器换热有余量，而风速太小，换热效率过高，导致出现冷凝，产生冷凝水。本发明采用定速风机，所以燃烧器在最大负荷和最小负荷下燃烧时，风速保持不变，所以小负荷下风速偏大，效率偏低，满足一级能效标准即可，烟气中的含氧量增加，理论露点温度降低，排烟温度相比增加，所以主换热发生冷凝的几率很小，基本上可避免小负荷下主换热器产生冷凝水，部分冷凝只发生在冷凝换热器中，而冷凝换热器为不锈钢换热器。在集烟罩的底部设置透风挡板，且透风挡板靠近集烟罩排烟口的区域透风率较大，合理分布气流组织，使得燃气燃烧后，气流更均匀、通畅，避免在极限气测试条件下，CO排放超标。

总的来说，本发明具有以下优势：可有效增加产品的燃烧负荷调节比，降低最小燃烧负荷，避免夏季水温过烫；可有效减少冷凝水对主换热器的腐蚀，提高产品的使用寿命；可有效解决极限气测试条件下烟气中CO超标排放的问题，绿色环保。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中水冷燃烧器的放大结构示意图。

图3为图1中透风板的一种放大结构示意图。

图4为图1中透风板的另一种放大结构示意图。

图5为图1中燃气阀的放大结构示意图。

图6为图5的侧视示意图。

图1中：

A、供暖水出口；B、生活热水出口；C、燃气进口；D、生活冷水进口；E、供暖回水口；F、冷凝水排水口；

1、风压开关；2、风机；3、集烟罩；4、主换热器；5、机械温控器；6、供暖温度探头；7、水冷燃烧器；8、燃气阀；9、三通阀；10、水压传感器；11、热水温度探头；12、补水阀；13、安全泄压阀；14、循环水泵；15、板式换热器；16、膨胀水箱；17、冷凝换热器；18、同轴给排烟管。

图2中：71、分气管；72、堵板；73、进气接头；74、紧固螺栓；75、燃烧器支架；76、盘管；77、火排。

具体实施方式

从图1可以看出，本发明公开的这种低氮冷凝壁挂炉，包括风压开关1、风机2、集烟罩3、主换热器4、机械温控器5、供暖温度探头6、水冷燃烧器7、燃气阀8、三通阀9、水压传感器10、热水温度探头11、补水阀12、安全泄压阀13、循环水泵14、板式换热器15、膨胀水箱16、冷凝换热器17、同轴给排烟管18、透风挡板19。供暖水出口A、生活热水出口B、燃气进口C、生活冷水进口D、供暖回水口E、冷凝水排水口F。

结合图5和图6可以看出，燃气阀8由一个主通断阀81、一个比例调节阀82和两个通断阀83组成。

从图2可以看出，水冷燃烧器7的分气管71的内腔被堵板72分隔成独立的两段，每段的下侧均连接有一个进气接头73。

结合图1、图2、图5和图6可以看出，主通断阀81连接主进气管，两个通断阀83的出口分别与分气管71的两段连通。

图3为本发明透风挡板的一种结构示意图。从图3可以看出，其下部的透风孔直径小于上部透风孔的直径，但是下部透风孔的布置密度大于上部透风孔的密度。

图4为本发明透风板的另一种结构示意图。从图4可以看出，上部和下部透风孔的直径相同，但是布置密度不同，下部较密上部较稀疏。

本发明公开的这种低氮冷凝壁挂炉的工作原理如下：

在燃气系统中，燃气由C进口后进入燃气阀8，从图5和图6可以看出，燃气阀8为分段比例阀，有两个通断阀作为出口阀。结合图1和图2可以看出，燃气阀8的两个通断阀分别与水冷燃烧器7分气管的两段连通，通过系统的控制，在水冷燃烧器7中分段燃烧，燃烧的部分热量与水冷燃烧器7的盘管76内循环水换热，降低火焰根部温度，破坏NO_X的生成环境，降低NO_X的生产含量，燃烧的热量大部分与主换热器4进行换热，加热管路中的循环水，最后高温烟气经风机2强排至冷凝换热器17中，管路循环水进一步吸收余热，烟气最后排出室外。

在供暖循环水系统中，循环水由供暖回水口E流入壁挂炉，在经过循环泵14后，循环水被送至冷凝换热器与高温烟气换热，再流回燃烧器中的盘管与火焰根部温度换热，最后再流至主换热器进行加热，加热后经三通阀切换下，加热后的循环水流进板式换热器中，与生活水进行换热。生活水由D进B出。

将风机2采用定速风机，所以燃烧器在最大负荷和最小负荷下燃烧时，风速保持不变，所以小负荷下风速偏大，效率偏低，满足一级能效标准即可，烟气中的含氧量增加，理论露点温度降低，排烟温度相比增加，所以主换热发生冷凝的几率很小，基本上可避免小负荷下主换热器产生冷凝水，部分冷凝只发生在冷凝换热器中，而冷凝换热器为不锈钢换热器。

在集烟罩3的底部设置透风挡板19，透风挡板与集烟罩壳体之间通过铆接方式连接或者通过螺钉紧固。图3和图4示出了两种结构的透风挡板，根据集烟罩的形状不同，可酌情选用。如用图3所示的结构时，使透风孔直径较小的一端段距离集烟罩排烟出口较近。或者选用图4所示的结构，使透风孔布置较稀的一端段距离集烟罩的排烟出口较近。选用原则是合理分布气流组织，使得燃气燃烧后，气流更均匀、通畅，避免在极限气测试条件下CO超标。

水冷燃烧器的结构决定了其不分段燃烧的小负荷不得小于50％额定负荷，若小于这个值会使火排燃烧不稳定，从而导致离焰现象出现。通过将水冷燃烧器的分气管分成独立的两段，控制火排分段燃烧可降低小负荷比。而水冷燃烧器的火孔比普通燃烧器的火孔要大，其燃烧方式为类似全预混燃烧时，过剩空气系数比普通燃烧器的要小很多。经过反复试验验证，在小负荷状态下，若负荷比小于0.35，再配合定速风机燃烧时，风量过大，气流影响较大，易导致点火燃烧不成功，或燃烧不稳定。若配合可调速风机，风量过小，气流缓慢，换热后的烟气再集烟罩易发生凝聚，或者产生回流，烟温过低易冷凝，产生冷凝水，腐蚀主换热器。也就是说，水冷燃烧器分段燃烧时，其小负荷为额定负荷的35％为最低值，这样才能克服现有技术存在的缺陷。