[发明专利]一种无冷凝水且低氮排放的燃气热水器

说明书

技术领域

本发明涉及燃气热水器技术领域，尤其涉及一种无冷凝水且低氮排放的燃气热水器。

背景技术

冷凝式燃气热水器工作时会有冷凝水产生，故在安装附近应有地漏或排水口，便于冷凝水的排放，但绝大部分安装环境无地漏，这样给售后安装及用户使用带来了不少麻烦。

目前市面上的冷凝机配置有冷凝水储存盒，当水到达一定量时，报警，提醒用户倒水；但这个方法同样也存有一定弊端，例如冷凝机越大排水量越大，如果冷凝水储存盒设计大了占位置；小了水满了就会报警，如果太频繁也会给用户带去不少不便。此外、有相关技术通过将冷凝水蒸发的方式来彻底解决冷凝水问题，其方案为：将冷凝蒸发管设置在换热器上方，通过吸收烟气中的热量加热冷凝水使其蒸发逸出。这种方法占用了流向冷凝换热器的烟气热量，使得整机效率下降。

另外，燃气热水器在工作时会产生NO_x，尤其是高负荷下燃烧状态下NO_x生成量会显著提高。而现有技术中，燃气热水器产生的烟气又大都直接排放到空气中，造成空气污染，不够节能减排。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于开发一种无冷凝水且低氮排放的冷凝式燃气快速热水器。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种无冷凝水且低氮排放的燃气热水器，包括：燃烧室，设置在燃烧室内的燃烧器、一次换热器以及冷凝换热器；其特征在于，在冷凝换热器上连接有U型管，U型管的一端与冷凝换热器的底部连通，U型管的另一端通过设置于燃烧器头部下方的冷凝蒸发管与燃气热水器的排烟管连通。

作为改进地，在U型管的底部设有冷凝水排水管，在冷凝水排水管上设有冷凝水排水阀。

本发明的有益效果是：

将冷凝水导入燃烧室内，冷凝水蒸发管设置于燃烧器头部下方，吸收燃烧系统逸散和辐射的热量，使其蒸发逸出。由于冷凝蒸发管吸收的热量不是传递到换热系统的，属于整机未利用的热量，因此不会影响整机换热系统所需热量，不会降低效率。同时，冷凝水蒸发会使燃烧室温度降低，减少了热力型NO_x的生成，有效降低烟气中NO_x的含量，实现低氮排放。参考现有的24Kw冷凝壁挂炉得知：在使用具有类似功能和原理的水冷燃烧器后满负荷时NO含量由64ppm降低到18ppm，降低烟气中氮氧化物排放量的成效显著，有效促进冷凝式燃气热水器的推广、销售，一定程度上降低能源消耗，绿色环保。

附图说明

图1所示为本发明提供的燃气热水器结构示意图。

附图标记说明：

1：燃烧室，2：燃烧器，3：一次换热器，4：冷凝换热器，5：U型管，6：冷凝水排水阀，7：冷凝蒸发管，8：排烟管，9：冷凝水排水管。

具体实施方式

为方便本领域技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。

如图1所示，一种无冷凝水且低氮排放的燃气热水器，包括：燃烧室1，设置在燃烧室1内的燃烧器2、一次换热器3以及冷凝换热器4；其特征在于，在冷凝换热器4上连接有U型管5，U型管5的一端与冷凝换热器4的底部连通，U型管5的另一端通过设置于燃烧器2头部下方的冷凝蒸发管7与燃气热水器的排烟管8连通。

其中，在U型管5的底部设有冷凝水排水管9，在冷凝水排水管9上设有冷凝水排水阀6，便于车间生产排水用。

燃气热水器实际工作时，冷凝换热器4产生的冷凝水经U型管5流入冷凝蒸发管7。流入冷凝蒸发管7的冷凝水吸收燃烧室1内逸散的热量蒸发，冷凝水蒸发管7另一端与排烟管8连接，烟气排出时冷凝水蒸发管7末端烟气流速大，压强小，利于蒸汽逸出。同时，冷凝水在U型管5内形成液封，有效防止冷凝蒸发管7内的水雾倒流回冷凝换热器。

根据水吸热蒸发的原理，将冷凝水导入燃烧室内，冷凝水蒸发管设置于燃烧器头部下方，吸收燃烧系统逸散和辐射的热量，使其蒸发逸出。由于吸收的热量不是传递到换热系统的，属于整机未利用的热量，因此不会影响整机换热系统所需热量，不会降低效率。

经研究表明，燃烧过程中生成的NO_x有3种形式：热力型NO_x，瞬时反应型NO_x，燃料型NO_x。其中热力型NO_x所占份额最大。热力型NO_x在燃烧时产生，主要是NO，由氮气在高温下氧化生成。化学反应过程共有6个，其中4个反应影响相对较小，2个主要的反应过程如下：