本實用新型涉及熱水器
技術領域：
，尤其涉及一種燃氣熱水器。
背景技術：
：家用燃氣熱水器行業迅速發展，但是由于燃氣燃燒中產生大量有害氣體CO和NOx，對環境和人體健康造成了極大的危害，并且煤氣中毒的事情時有報道，熱水器的安全問題始終是人們需要關注的問題。現有的環保燃氣熱水器是直接從室外吸入燃燒空氣并強制將燃燒產生的煙氣排向室外，這種方式雖然可以解決安全問題，但是排向室外煙氣中的有害氣體NOx過多，對環境造成了污染。技術實現要素：本實用新型的主要目的在于提供一種燃氣熱水器，旨在解決現有的燃氣熱水器有害氣體排放過多的技術問題。為實現上述目的，本實用新型提供的一種燃氣熱水器，所述燃氣熱水器包括外殼以及與所述外殼連接的風機、水路系統和燃燒系統，所述燃燒系統包括設于外殼內部的燃燒室、設于燃燒室中的水冷燃燒器和連通燃燒室頂部的排氣通道，所述風機設于燃燒室的下方；所述水路系統包括進水管、出水管以及連通進水管和出水管的換熱器，所述換熱器置于燃燒室的上方；所述水冷燃燒器的一次空氣系數為1.6至1.8。優選地，所述水冷燃燒器的噴嘴直立設置，所述燃燒室中水冷燃燒器與換熱器之間留有供噴嘴引射出火焰通過的直立空間。優選地，所述噴嘴為預混噴嘴，該預混噴嘴的預混腔分別與所述風機的風道和燃氣熱水器的燃氣通道連通。優選地，所述預混噴嘴的預混腔為鋁制件或銅制件。優選地，所述水路系統還包括與進水管連通的冷卻水管，所述冷卻水管經過水冷燃燒器以對該水冷燃燒器進行降溫。優選地，所述水冷燃燒器包括多個并列設置的火排，每個火排上設有散熱片，所述冷卻水管與散熱片貼合設置。優選地，所述燃氣熱水器還包括設置于燃燒室上方煙氣通道的催化反應裝置，所述催化反應裝置上附有催化CO燃燒的觸媒物質。優選地，所述催化反應裝置貼附于換熱器外層。優選地，所述催化反應裝置為柵格件，柵格件上設有貫穿該柵格件的過氣通道。優選地，所述過氣通道的通道內壁上涂有催化CO燃燒的觸媒物質。優選地，所述排氣通道包括集煙罩，集煙罩扣設于燃燒室頂部，集煙罩相對燃燒室的一側開設有出氣口。本實用新型通過將水冷燃燒器設置與燃燒室內，風機向燃燒室供應空氣，以使水冷燃燒器的一次空氣系數為1.6至1.8，使水冷燃燒器噴出的燃氣達到全預混燃燒狀態，燃氣的火焰只有內焰燃燒，火焰高度只有普通大氣式燃燒的50％；無外焰燃燒，1000℃以上的高溫區縮短了70％以上，整個燃燒室的高度降低了30％，因此水冷燃燒器通過縮短高溫區，減少水冷燃燒器燃燒產生的煙氣在高溫區的停留時間，從而有效的抑制NOx生成，大大減少了燃氣熱水器有害氣體的排放，使燃氣熱水器更加環保。附圖說明圖1為本實用新型燃氣熱水器一實施例的結構示意圖。附圖標號說明：外殼1風機2燃燒室31水冷燃燒器32排氣通道33出氣口331進水管41出水管42換熱器43進水閥411出水閥421水流觸感器412水比例閥413燃氣通道5燃氣比例閥51催化反應裝置6風壓開關7控制器8本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。具體實施方式下面結合附圖及具體實施例就本實用新型的技術方案做進一步的說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”“橫向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”“第三”、“第四”“第五”、“第六”僅用于描述的目的，而不能理解指示或暗示的重要性。為更好理解本實用新型，在此提供一種燃氣熱水器，燃氣熱水器包括外殼1以及與外殼1連接的風機2、水路系統和燃燒系統，燃燒系統包括設于外殼1內部的燃燒室31、設于燃燒室31中的水冷燃燒器32和連通燃燒室31頂部的排氣通道33，風機2設于燃燒室31的下方；水路系統包括進水管41、出水管42以及連通進水管41和出水管42的換熱器43，換熱器43置于燃燒室31的上方；水冷燃燒器32的一次空氣系數為1.6至1.8。燃氣熱水器的外殼1一般為金屬外殼1，將風機2、水路系統和燃燒系統包裹于其中，燃燒系統包括燃燒室31、水冷燃燒器32和排氣通道33，燃燒室31可設置于外殼1的中部，燃燒室31的底部設置有水冷燃燒器32，燃燒室31的頂部設置有與外界連通的排氣通道33，燃燒室31是一個相對封閉的空間，水冷燃燒器32與燃氣熱水器的燃氣通道5連通，燃氣通道5的進氣口處設有燃氣比例閥51，該燃氣比例閥51用于控制燃氣流量。水冷燃燒器32采用直立式結構，且相同功率的情況下噴嘴數量是普通燃燒器的數倍，具體地，水冷燃燒器32的噴嘴(圖中未顯示)直立設置，燃燒室31中水冷燃燒器32與換熱器43之間留有供噴嘴引射出火焰通過的直立空間，噴嘴噴出的火焰和火焰燃燒氣流也是在燃燒室31中直立噴出，從而氣流阻力小，引射的空氣多。風機2設于外殼1的底部，即風機2設于燃燒室31的下方，便于風機2引入的氣流由燃燒室31底部吹入，便于火焰和火焰燃燒氣流在燃燒室31中直立噴出；此外燃氣熱水器還設置有風壓開關7，該風壓開關7用于控制風機2運行。當然，風機2也可以直接向水冷燃燒器32供應燃燒所需的空氣。水路系統包括設置與外殼1底部的進水管41和出水管42，以及換熱器43，水流依次經過進水管41、換熱器43和出水管42，進水管41的入口處設置有進水閥411，出水管42的出口處設置有出水閥421，此外，進水管41上還可設置用于測試進水流量的水流量傳感器412和用于調節進水流量的水比例閥413，從而通過燃氣比例閥和水比例閥實現對燃氣熱水器的水氣雙調，恒溫精度更高，洗浴更舒適。換熱器43呈彎折管路結構設置在燃燒室31的上部，在水冷燃燒器32點燃燃燒時，流水流經換熱器43時與水冷燃燒器32射出火焰進行熱交換，從而冷水因吸熱而溫度變高，溫度變高后的熱水由出水管42排出。一次空氣系數是：在燃燒器中預先和煤氣混合的空氣量與理論空氣之比，一次空氣系數的數值大小反映了預混氣體的混合狀況；例如一次空氣系數為1.6至1.8，也就是說一次空氣的量是燃氣完全燃燒所需空氣量的1.6倍至1.8倍。風機2為水冷燃燒器32供應空氣，以使水冷燃燒器32的一次空氣系數為1.6至1.8。此外，燃氣熱水器還包括控制器8，控制器8分別與風壓開關7、水流量傳感器、風機2、燃氣比例閥、水比例閥電性連接，從而控制器8可控制風機2開關、風機2向燃燒室31供應的空氣量、燃氣供應量、冷水供應量等。具體地，控制器8根據燃氣通道5的供應流量(可通過燃氣比例閥獲取)，從而得知燃氣完全燃燒所需的空氣量，然后控制器控制風機轉速以向燃氣熱水器提供1.6倍至1.8倍完全燃燒空氣量的空氣，其中完全燃燒空氣量的空氣為燃氣通道5的供應流量的燃氣完全燃燒所需的空氣量。在本實施例中，通過將水冷燃燒器32設置與燃燒室31內，風機2向燃燒室31供應空氣，以使水冷燃燒器32的一次空氣系數為1.6至1.8，使水冷燃燒器32噴出的燃氣達到全預混燃燒狀態，燃氣的火焰只有內焰燃燒，火焰高度只有普通大氣式燃燒的50％；無外焰燃燒，1000℃以上的高溫區縮短了70％以上，整個燃燒室31的高度降低了30％，因此水冷燃燒器32通過縮短高溫區，減少水冷燃燒器32燃燒產生的煙氣在高溫區的停留時間，從而有效的抑制NOx生成，大大減少了燃氣熱水器有害氣體的排放，使燃氣熱水器更加環保。此外，由于燃氣熱水器有害氣體排放大大減小，就不需要強制把延期全部排向室外，大大緩解了燃氣熱水器使用安裝的位置局限性。進一步地，燃氣熱水器的冷水燃燒器噴嘴為預混噴嘴，預混噴嘴具有用于混合空氣和燃氣的預混腔，該預混腔分別與風機2的風道和燃氣熱水器的燃氣通道5連通，從而風機2直接向預混腔供應空氣，燃氣通道5向預混腔供應燃氣，通過控制器8對風機2和燃氣比例閥進行控制，使水冷燃燒器32的一次空氣系數為1.6至1.8，從而以一種簡單結構實現了對水冷燃燒器32的一次空氣系數的調整。可選地，預混噴嘴的預混腔為鋁制件或銅制件。由于鋁制件和銅制件的導熱性很好，便于預混噴嘴或預混腔快速散熱，避免水冷燃燒器32出現回火現象。此外，基于生產成本和導熱性能的綜合考慮，預混噴嘴的預混腔可采用導熱性極佳且價格適中的紫銅件。可選地，水路系統還包括與進水管41連通的冷卻水管，冷卻水管經過水冷燃燒器32以對該水冷燃燒器32進行降溫，優選地，冷卻水管纏繞在預混噴嘴的預混腔表面，冷水流經冷卻水管以對預混腔進行快速降溫。由于水冷燃燒器32一次空氣系數達到了1.2以上且水冷燃燒器32表面溫度達到200℃以上時，極易產生回火現象，現為水冷燃燒器32獨特地設計了冷卻水管，同時采用導熱性極佳的紫銅作為預混腔材料，利用冷水對燃燒器進行冷卻，使水冷燃燒器32表面溫度降到100℃以下，不但降低了燃燒溫度，減少NOx排放，同時有效的防止了回火現象，保持燃燒的穩定性。此外，所述水冷燃燒器包括多個并列設置的火排，每個火排上設有散熱片，所述冷卻水管與散熱片貼合設置。水冷燃燒器包括多個并列的火排，每個火排的上下兩側分別設有散熱片，且每個火排上側的散熱片上分別設有同軸線的上散熱安裝孔、下側的散熱片上分別設有同軸線的下散熱安裝孔，每個上散熱安裝孔的兩側分別設有環形的凸環、每個下散熱安裝孔的兩側分別設有環形的凸環，上散熱安裝孔和下散熱安裝孔上設有一端穿過每個上散熱安裝孔、另一端穿過每個下散熱安裝孔的冷卻水管。凸環有效的增加了冷卻水管與散熱片之間的熱傳遞效果。火排靠近其出火端的部分呈扁平的喇叭狀結構，這種結構既可以做到節省水冷燃燒器的空間，又可以有效的提高水冷散熱器的散熱效果，火苗可以在出火端均勻散開，同時傳遞給散熱片的熱量也最多，散熱片設于呈扁平的喇叭狀結構的火排上。進一步地，燃氣熱水器還包括設置于燃燒室31上方煙氣通道的催化反應裝置6，催化反應裝置6上附有催化CO燃燒的觸媒物質。從而水冷燃燒器32燃燒產生的高溫煙氣與催化反應裝置6上的觸媒物質接觸，從而煙氣中的CO通過催化氧化作用與空氣中的O2結合生成CO2等無毒氣體后排出，主要反應化學方程式：2CO+O2＝2CO2，從而減少煙氣中CO含量、提高了排放標準、降低了對環境的污染；更特別的是，CO氧化反應是一個放熱過程，即煙氣中的CO在觸媒物質作用下充分燃燒以生成熱能，供燃氣熱水器加熱使用，提高了熱水器的加熱效率，減少了燃氣消耗。可選地，催化反應裝置6可部分貼附于換熱器43外層，即催化反應裝置6可纏繞、安裝、扣合于換熱器43外層，水冷燃燒器32的射出火焰和產生的煙氣對換熱器43進行加熱的同時，也對催化反應裝置6進行加熱以達到CO催化氧化反應溫度，保證CO催化氧化反應順利進行。可選地，催化反應裝置6為柵格件，柵格件上設有貫穿該柵格件的過氣通道。柵格件可為柵格板，柵格件的過氣通道的延伸方向與水冷燃燒器32的噴嘴直立的延伸方向一致，從而保證噴嘴噴出火焰和燃燒生成的煙氣順利通向排氣通道33的前提下，使催化反應裝置6與火焰、高溫煙氣的接觸面積盡可能大，使催化反應裝置6能夠穩定受熱，保證CO催化氧化反應順利進行。優選地，過氣通道的通道內壁上涂有催化CO燃燒的觸媒物質，提高了觸媒物質與含有CO的高溫煙氣的接觸面積，更有利于CO催化氧化反應順利進行，從而可將燃氣熱水器的CO、NOx排放控制在20ppm以內。進一步地，排氣通道33包括集煙罩，集煙罩扣設于燃燒室31頂部，集煙罩相對燃燒室31的一側開設有出氣口331，集煙罩將與換熱器43進行熱交換之后的煙氣聚攏并從出氣口331排出，實現對煙氣的引流和聚集，有利于燃氣熱水器產生的煙氣快速、有序地從外殼1內部排出。此外，出氣口331處可增設CO報警器，以此來提醒用戶CO是否超標，保護用戶的生命安全。本實用新型還提供一種基于上述燃氣熱水器的燃氣熱水器燃燒控制方法，該方法包括：獲取燃氣比例閥的當前燃氣流量；根據當前燃氣流量，獲取當前燃氣流量下燃氣完全燃燒所需的完全燃燒空氣量；根據完全燃燒空氣量和目標一次空氣系數，控制風機轉速以向水冷燃燒器提供對應空氣量的空氣。燃氣熱水器的控制器采集當前燃氣比例閥的開合度，并根據該開合度得到燃氣通道的當前燃氣流量；然后根據燃氣熱水器所使用燃氣的氣體種類和氣體燃燒化學式，得到一單位體積燃氣完全燃燒所需的氧氣量，進而得出當前燃氣流量下燃氣所需的氧氣量，最終得到當前燃氣流量下燃氣所需的空氣量，即獲取到當前燃氣流量下燃氣完全燃燒所需的完全燃燒空氣量；再根據該獲取的完全燃燒空氣量和目標一次空氣系數(如目標一次空氣系數為1.6至1.8)，得到燃氣熱水器風機的目標轉速，從而控制風機以目標轉速工作，以向水冷燃燒器提供對應空氣量的空氣，從而使水冷燃燒器32噴出的燃氣達到全預混燃燒狀態，燃氣的火焰只有內焰燃燒，火焰高度只有普通大氣式燃燒的50％；無外焰燃燒，1000℃以上的高溫區縮短了70％以上，整個燃燒室31的高度降低了30％，因此水冷燃燒器32通過縮短高溫區，減少水冷燃燒器32燃燒產生的煙氣在高溫區的停留時間，從而有效的抑制NOx生成，大大減少了燃氣熱水器有害氣體的排放，使燃氣熱水器更加環保。應當說明的是，本實用新型的各個實施例的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域的技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當人認為這種技術方案的結合不存在，也不在本實用新型要求的保護范圍之內。以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。當前第1頁1 2 3