專利名稱：用于采暖和熱水供應(yīng)的冷凝鍋爐的換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于供應(yīng)釆暖水和熱水的冷凝鍋爐的換熱器，尤其涉及一種用 于供應(yīng)釆暖水和熱水的冷凝鍋爐的換熱器，該換熱器能夠用雙管替代間接換熱 器作為顯熱換熱器，以在冷凝鍋爐中對(duì)水進(jìn)行加熱，從而得到簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并且 獲得較高的熱效率。
背景技術(shù)：
根據(jù)回收用于釆暖水的燃燒熱的方法，可以將主要用于供應(yīng)家庭釆暖水和 熱水的鍋爐分為普通鍋爐和冷凝鍋爐。冷凝鍋爐回收包含在排氣中的水蒸氣的 潛熱并且具有用來(lái)回收潛熱的單獨(dú)的換熱器(潛熱換熱器)。
這種潛熱換熱器首先吸收燃燒器的燃燒熱，再與排氣接觸，該排氣接觸到 與內(nèi)管中的水交換熱的顯熱換熱器，以便具有較低溫度。當(dāng)潛熱換熱器與排氣 的相對(duì)低溫接觸時(shí)，便產(chǎn)生冷凝水。因此，優(yōu)選地，潛熱換熱器由諸如不銹鋼 或者鋁等的材料制成，以防止由冷凝水(表現(xiàn)為由包含在該排氣中的氧化氮引 起的酸性)導(dǎo)致的腐蝕。
圖1為示出常規(guī)順流型(downstream-type)冷凝鍋爐結(jié)構(gòu)的視圖。如圖1 所示，用于供應(yīng)釆暖水和熱水的冷凝鍋爐包括顯熱換熱器11和潛熱換熱器12， 該顯熱換熱器11和潛熱換熱器12由單管制成，用于吸收燃燒器10的燃燒熱， 以便與內(nèi)管中的水換熱。顯熱換熱器11和潛熱換熱器12的末端分別與釆暖管 列的熱水供應(yīng)端口 13和熱水回流端口 14相連。進(jìn)一步，冷凝鍋爐具有布置在 熱水供應(yīng)端口 13和熱水回流端口 14之間的間接換熱器17，該間接換熱器17 將通過(guò)釆暖水供應(yīng)端口 13供應(yīng)的釆暖水所吸收的熱能傳遞給引入到冷水管15 中的冷水，以便加熱冷水并向熱水管16供應(yīng)加熱后的水，即熱水。以上沒(méi)有描述的附圖標(biāo)記18表示膨脹水箱，用于去除釆暖水管中產(chǎn)生的空 氣，降低根據(jù)釆暖水溫度的升高該管中釆暖水膨脹導(dǎo)致的壓力，并維持鍋爐中
的水量恒定。附圖標(biāo)記19表示送風(fēng)機(jī)，用于將燃燒器IO的燃燒熱供應(yīng)給顯熱 換熱器11以及潛熱換熱器12。附圖標(biāo)記20表示三通閥，附圖標(biāo)記21表示循 環(huán)泵，附圖標(biāo)記22表示冷凝水排水管，附圖標(biāo)記23表示排氣口。
在這樣的鍋爐中，本質(zhì)上，安裝三通閩20是為了將從采暖水供應(yīng)端口 13 到釆暖水管提供的釆暖水流交換到間接換熱器17，以便鍋爐具有采暖水閉合回 路。因此，該鍋爐存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題。
進(jìn)一步地，由于常規(guī)顯熱換熱器和潛熱換熱器由單管制成，則存在另一個(gè) 問(wèn)題，用于供應(yīng)釆暖水和熱水的套管式換熱器無(wú)法用作該冷凝鍋爐的顯熱換熱 器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在解決出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中的前述問(wèn)題，并且本發(fā)明的目的 在于提供一種用于供應(yīng)釆暖水和熱水的冷凝鍋爐的換熱器，可以具有對(duì)冷水預(yù) 熱并將其提供給顯熱換熱器的潛熱換熱器，替代單獨(dú)的間接換熱器，以便對(duì)冷 凝鍋爐中的熱水進(jìn)行加熱，并且在顯熱換熱器中使用套管式換熱器，以使換熱 器具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及減小的體積。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種用于供應(yīng)釆暖水 和熱水的冷凝鍋爐的換熱器，該換熱器包括顯熱換熱器；以及潛熱換熱器，
該潛熱換熱器包括釆暖水換熱器和熱水換熱器，該釆暖水換熱器具有帶一個(gè)入 口和多個(gè)出口的入口部分、帶有多個(gè)入口和一個(gè)出口的出口部分、以及被連接
到入口和出口部分的入口和出口且平行排列的多個(gè)釆暖水換熱管；該熱水換熱 器具有分別與該釆暖水換熱器相鄰布置的多個(gè)熱水換熱器、帶有一個(gè)入口和多
個(gè)出口并被連接到該熱水換熱器的熱水入口端口的入口部分、以及帶有多個(gè)入 口和一個(gè)出口并被連接到該熱水換熱器的熱水出口端口的出口部分；其中，該 采暖水換熱器的出口部分被連接到該顯熱換熱器的釆暖水端口，并且該熱水換熱器的出口部分被連接到該顯熱換熱器的熱水端口 。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于供應(yīng) 采暖水和熱水的冷凝鍋爐的換熱器，該換熱器包括顯熱換熱器；以及通過(guò)連 接多個(gè)單元換熱器以限定排氣通路而制成的潛熱換熱器，每個(gè)單元換熱器以這 樣的方式制造，具有一面凸一面凹形狀的三個(gè)板彼此層疊，將采暖水通路和熱 水通路限定為彼此相鄰，以便增加傳熱面積。
顯熱換熱器包括以如此方式制造的套管式換熱器釆暖水換熱管被插入到 熱水換熱管中，或者該熱水換熱管被插入到該采暖水換熱管中。
如上所述，本發(fā)明的冷凝鍋爐具有作為顯熱換熱器的套管式換熱器，該套 管式換熱器包括用于熱水的外管和用于釆暖水的內(nèi)管，或者包括用于釆暖水的 外管和用于熱水的內(nèi)管，以便用潛熱對(duì)冷水進(jìn)行預(yù)熱。進(jìn)一步地，由于單獨(dú)的 熱水換熱器無(wú)需加熱熱水，則該冷凝鍋爐具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和減小的體積。


結(jié)合附圖并通過(guò)下文中的詳細(xì)描述可更明確本發(fā)明的上述和其他目的、特 征及優(yōu)點(diǎn)，其中
圖1為示出常規(guī)冷凝鍋爐結(jié)構(gòu)的視圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的潛熱換熱器結(jié)構(gòu)的視圖，其目的在于闡明基本原
理；
圖3至5為示出根據(jù)本發(fā)明具有熱水換熱器的潛熱換熱器結(jié)構(gòu)的視圖；以
及
圖6為示出根據(jù)本發(fā)明采用潛熱換熱器的冷凝鍋爐結(jié)構(gòu)的視圖，該潛熱換 熱器中整體形成有熱水換熱器和釆暖水換熱器。
具體實(shí)施例方式
以下，將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的潛熱換熱器結(jié)構(gòu)的視圖，其目的在于闡明基本原理。
如這里所附的圖2所示，采暖水換熱器30 (粗實(shí)線表示)包括連接到釆暖 水回流端口的入口部分32，釆暖水通過(guò)該采暖水回流端口從采暖水管(未示出) 回流，用于與燃燒器的排氣交換熱量的釆暖水換熱管33，以及出口部分34,從 該排氣吸收潛熱的釆暖水通過(guò)該出口部分34被供應(yīng)至顯熱換熱器200。
采暖水換熱器30的入口部分32具有水被引入到單個(gè)管中并輸出至多個(gè)管 (釆暖水換熱管33)的結(jié)構(gòu)。釆暖水換熱器30的出口部分34具有水從多個(gè)管 (釆暖水換熱管33)輸入并通過(guò)單個(gè)管排出的結(jié)構(gòu)。多個(gè)采暖水換熱器33在 帶有多個(gè)輸出結(jié)構(gòu)的入口部分32和帶有多個(gè)輸入結(jié)構(gòu)的出口部分34之間延伸。
因此，在釆曖水換熱器30中，通過(guò)釆暖水回流端口 31引入的釆暖水在多 個(gè)釆暖水換熱管33中分流，并從各釆暖水換熱管33吸收排氣的潛熱。然后， 釆暖水被收集在出口部分34中并供應(yīng)至顯熱換熱器200。
同時(shí)，排氣通路50被限定在多個(gè)釆暖水換熱管33之間，排氣經(jīng)過(guò)該通路 并與釆暖水換熱管33接觸，以與這些管交換熱量。
采暖水換熱管33在入口部分32和出口部分34之間直線平行延伸，但是其 結(jié)構(gòu)并不限于上述提及的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，為了制造包括釆暖水換熱管33的換 熱器，該釆暖水換熱管33具有增大的換熱面積和減小的體積，用U形管將一 束管子以Z字形彼此連接。那么就可以制造具有六邊形外形的換熱器。可替代 地，可以利用具有連接換熱管的流體通路的罩替代U形管來(lái)制造換熱器。
此外，熱水換熱器40 (細(xì)實(shí)線表示)安裝在換熱器上并且具有熱水換熱管 43,每個(gè)熱水換熱管43均與釆暖水換熱器30的各釆暖水換熱管33相鄰排列。 優(yōu)選地，為了增加換熱面積，熱水換熱管43排成一排。與釆暖水換熱管33相 似，每個(gè)熱水換熱管43包括位于熱水入口處的入口部分42和位于熱水出口處 的出口部分44。
因此，引入到冷水入口端口 41的冷水在入口部分分流到多個(gè)熱水換熱管 43中并且通過(guò)每個(gè)熱水換熱管43吸收排氣的潛熱。然后，像以下所描述的那 樣，冷水被收集在出口部分44中并供應(yīng)給顯熱換熱器200。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的潛熱散熱器ioo包括彼此結(jié)合為一體的采暖水換 熱器30和熱水換熱器40，并且吸收排氣的潛熱。通過(guò)釆暖水回流端口 31和冷 水入口端口 41引入到潛熱換熱器IOO的采暖水和冷水的相對(duì)低溫，首先被釆暖 水換熱器30和熱水換熱器40加熱，再供應(yīng)給潛熱換熱器200。
在本實(shí)施例中，雖然以具有包括多個(gè)換熱管的基本結(jié)構(gòu)的換熱器作為潛熱 換熱器100的實(shí)例進(jìn)行了描述，但是如下面結(jié)合圖3至5所描述的，本發(fā)明可 以適用于具有這樣結(jié)構(gòu)的換熱器，具有一面凸一面凹形狀的三個(gè)板51、 52和 53彼此層疊，釆暖水流體通路54和熱水通路55形成于層疊的板51、 52和53 之間，以便建立單元換熱器50，而具有限定于其間的排氣通路56的單元換熱 器50彼此層疊。
圖3至5為示出根據(jù)本發(fā)明另 一個(gè)實(shí)施例的包括熱水換熱器和釆暖水換熱 器的潛熱換熱器結(jié)構(gòu)的視圖。
在圖3至5中示出的實(shí)施例中，單元換熱器50以此種方式構(gòu)成，板51和 53層疊在板52的兩側(cè)，并且釆暖水通路54和熱水通路55平行形成于板51、 52和53之間。然后，多個(gè)單元換熱器50彼此串聯(lián)，以便在其間限定排氣通路 56，從而建立采暖水通路54和熱水通路55交替排列其中的潛熱換熱器。
如圖4所示，單元換熱器50基本上按照如此方式制造，具有一面凸一面凹 形狀的不銹鋼板51、 52和53彼此層疊并且經(jīng)過(guò)硬釬焊。板51、 52和53的一 面凸一面凹部分增加了預(yù)定體積內(nèi)的傳熱面積，以提高傳熱效率，并且還防止 板51、 52和53因換熱器中被加熱水的膨脹而產(chǎn)生變形和損壞。
進(jìn)一步地，組成單元換熱器50的三個(gè)板51、 52和53分別具有形成于其中 的用于釆暖水的入口 32和出口 34以及用于熱水的入口 42和出口 44。中間板 52的熱水入口 42被焊接到板53的熱水出口 44上，以便形成熱水通路54。同 樣，中間板52的采暖水入口 32也被焊接到采暖水出口 34上，以便形成釆暖水 通路55。因此，當(dāng)多個(gè)單元換熱器50彼此層疊時(shí)，單元換熱器50的采暖水通 路54彼此連通，并且同樣地，單元換熱器50的熱水通路55也彼此連通，從而 建立具有入口部分和出口部分的換熱器。當(dāng)然，單元換熱器的硬釬焊通常在不銹鋼釬焊爐中完成。在對(duì)三個(gè)板51、
52和53進(jìn)行硬釬焊后，借助附在中間板52上的兩個(gè)板51和53限定兩條流體 通路。 一條流體通路用作供釆暖水通過(guò)其中的采暖水通路54，另一條流體通路 用作供熱水通過(guò)其中的熱水通路55。
根據(jù)必需的容量，將一些單元換熱器50彼此層疊并硬釬焊在一起。在單元 50被硬釬焊后，相鄰的板51的一面凸一面凹部分在相鄰的單元換熱器50之間 限定排氣通路56(粗箭頭表示)，由燃燒產(chǎn)生的排氣通過(guò)該排氣通路56。當(dāng)然， 單元換熱器50可以同時(shí)層疊并進(jìn)行硬釬焊，以便形成換熱器。
如圖3所示，引入到釆暖水入口部分32的釆暖水通過(guò)每個(gè)換熱器50的釆 暖水通路54排出到采暖水出口部分34。同樣，引入到熱水入口 42的冷水也通 過(guò)每個(gè)單元換熱器50的熱水通路55排出到熱水出口部分34。當(dāng)流經(jīng)單元換熱 器50之間的排氣通路56時(shí)，排氣將熱量傳遞給釆暖水通路54和熱水通路55 中的釆暖水和熱水。
當(dāng)進(jìn)行房間加熱時(shí)，釆暖水具有增加的熱量吸收能力。因此，由熱水通路 55吸收的熱能通過(guò)中間板52傳遞給釆暖水通路54。另一方面，當(dāng)使用熱水時(shí)， 熱水具有增加的熱量吸收能力。那么，由釆暖水通路54吸收的熱能通過(guò)中間板 52傳遞給熱水通路55。
通過(guò)上述過(guò)程，當(dāng)對(duì)房間加熱并使用熱水時(shí)，本發(fā)明的潛熱換熱器IOO具 有最大熱量吸收能力。因此，不需要用于熱水的單獨(dú)的間接換熱器。
圖6為示出根據(jù)本發(fā)明采用潛熱換熱器的冷凝鍋爐結(jié)構(gòu)的視圖，該潛熱換 熱器中整體形成有熱水換熱器和采暖水換熱器。
如這里所附的圖6所示，在具有順流燃燒換熱器的冷凝鍋爐中，送風(fēng)機(jī)19 布置在鍋爐的上端，并且燃燒器IO、顯熱換熱器200和潛熱換熱器IOO按順序 布置在送風(fēng)機(jī)19的下方。
特別地，具有用于熱水通路210的外管和用于采暖水通路220的內(nèi)管的套 管式換熱器在冷凝鍋爐中用作顯熱換熱器200。然而，顯熱換熱器200不限于 套管式換熱器。顯熱換熱器200可以具有用于釆暖水通路的外管和用于熱水通路的內(nèi)管，并且也可以在使用熱水時(shí)，應(yīng)用于套管式換熱器，該套管式換熱器 釆用三通閥在鍋爐中循環(huán)釆暖水，代替在房間內(nèi)的釆暖管內(nèi)循環(huán)采暖水。
在如上述構(gòu)造的本發(fā)明的冷凝鍋爐中，由燃燒器IO產(chǎn)生的燃燒熱與顯熱換
熱器200中的熱水直接接觸，以向熱水傳遞熱量，從而對(duì)熱水加熱，熱水再依 次間接對(duì)釆暖水進(jìn)行加熱。
潛熱換熱器100利用通過(guò)顯熱換熱器200的排氣的潛熱，對(duì)從房間內(nèi)的釆 暖管中回流的釆暖水和從冷水管15中引入的冷水進(jìn)行預(yù)熱。
通過(guò)潛熱換熱器100的排氣通過(guò)排氣口 23排出到外部。熱傳遞過(guò)程中產(chǎn)生 的冷凝水被收集到排水管22中然后排出到外部。
進(jìn)一步地，循環(huán)泵21布置在釆暖管線的一部分以循環(huán)釆暖水。當(dāng)循環(huán)泵 21運(yùn)行時(shí)，完成加熱房間的釆暖水通過(guò)釆暖水回流端口 14引入到鍋爐中，并 且流至膨脹水箱18，以調(diào)節(jié)其壓力。接著，采暖水通過(guò)潛熱換熱器100和顯熱 換熱器200中的熱傳遞過(guò)程吸收熱能，并供應(yīng)給房間中的釆暖管線，從而加熱 房間。加熱空間的過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。
如上所述，本發(fā)明利用潛熱換熱器100中的排氣的潛熱對(duì)釆暖水和熱水進(jìn) 行預(yù)熱，并且使得釆暖水和熱水吸收潛熱換熱器中的潛熱。因此，熱水通路和 釆暖水通路雙雙形成于其中的套管式換熱器可以用作顯熱換熱器。
如上所述，本發(fā)明可以將套管式換熱器用作顯熱換熱器，從而用冷凝鍋爐 中的潛熱對(duì)冷水進(jìn)行預(yù)熱。
盡管為了例示性的目的描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)該理解在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的情況下可 以進(jìn)行各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1、一種用于供應(yīng)采暖水和熱水的冷凝鍋爐的換熱器，該換熱器包括顯熱換熱器；以及潛熱換熱器，包括采暖水換熱器和熱水換熱器；該采暖水換熱器具有帶有一個(gè)入口和多個(gè)出口的入口部分、帶有多個(gè)入口和一個(gè)出口的出口部分、以及被連接到入口和出口部分的入口和出口并平行排列的多個(gè)采暖水換熱管；該熱水換熱器具有分別與該采暖水換熱器相鄰布置的多個(gè)熱水換熱器、帶有一個(gè)入口和多個(gè)出口并被連接到該熱水換熱器的熱水入口端口的入口部分、以及帶有多個(gè)入口和一個(gè)出口并被連接到該熱水換熱器的熱水出口端口的出口部分；其中該采暖水換熱器的出口部分被連接到該顯熱換熱器的采暖水端口，并且該熱水換熱器的出口部分被連接到該顯熱換熱器的熱水端口。
2、 一種用于供應(yīng)釆暖水和熱水的冷凝鍋爐的換熱器，該換熱器包括 顯熱換熱器；以及通過(guò)連接多個(gè)單元換熱器以限定排氣通路而制成的潛熱換熱器，每個(gè)單元 換熱器以如此方式制造，具有一面凹一面凸形狀的三個(gè)板彼此層疊，將釆暖水 通路和熱水通路限定為彼此相鄰，以便增加傳熱面積。
3、 如權(quán)利要求2所述的冷凝鍋爐的換熱器，其中組成該單元換熱器的三個(gè) 板中的每個(gè)具有形成于該板上的釆暖水入口和出口部分以及熱水入口和出口部 分，其中限定該釆暖水通路的中間板和外部板的熱水入口和出口部分的邊緣部 分彼此焊接在一起，并且其中當(dāng)該多個(gè)單元換熱器層疊時(shí)，該單元換熱器的釆 暖水通路彼此連通，并且同樣地，該單元換熱器的熱水通路也彼此連通，以便 該換熱器具有帶有一個(gè)入口和多個(gè)出口的入口部分以及帶有多個(gè)入口和一個(gè)出 口的出口部分。
4、 如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的冷凝鍋爐的換熱器，其中該顯熱換 熱器包括以如此方式制造的套管式換熱器，釆暖水換熱管被插入到熱水換熱管 中，或者該熱水換熱管被插入到該采暖水換熱管中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于供應(yīng)采暖水和熱水的冷凝鍋爐的換熱器，該換熱器能夠用雙管替代間接換熱器作為顯熱換熱器。該換熱器包括顯熱換熱器；以及通過(guò)連接多個(gè)單元換熱器以限定排氣通路而制成的潛熱換熱器，每個(gè)單元換熱器以如此方式制造，具有一面凹一面凸形狀的三個(gè)板被彼此層疊，以限定彼此相鄰的采暖水通路和熱水通路，以便增加傳熱面積。
文檔編號(hào)F24H1/10GK101321994SQ200680045315
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者金容范 申請(qǐng)人:(株)慶東Navien