熱交換器及具有其的燃氣熱水器的制造方法
【專利摘要】一種熱交換器，包括水箱殼、進水管、出水管、直管和換熱翅片，主要技術特征在于所述水箱殼圍成具有高溫煙氣段、顯熱換熱段、潛熱換熱段的煙氣通道，多根直管橫穿過顯熱換熱段和潛熱換熱段的煙氣通道，換熱翅片依次疊置穿在直管上，各直管連接成換熱回路，所述換熱回路連通進水管和出水管；一種具有上述熱交換器的燃氣熱水器，還包括倒置燃燒的燃燒器，所述熱交換器置于燃燒器的下方，且水箱殼內高溫煙氣段靠近燃燒器。故本實用新型中熱交換器不僅能集顯熱換熱與潛熱換熱于一體，以節省燃氣熱水器內部空間，有效增加換熱面積，從而提高換熱效率，并且有利于降低產品成本；本實用新型中燃氣熱水器不僅換熱效率高，同時有利于冷凝水的排放。
【專利說明】熱交換器及具有其的燃氣熱水器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于燃氣熱水器領域，具體地涉及到一種熱交換器及具有其的燃氣熱水器。
【背景技術】
[0002]冷凝式燃氣熱水器可充分利用燃燒煙氣的氣化潛熱來提高熱效率，故具有高效節能的特性，因而被廣泛推行。現有的冷凝式換熱器通常與主換熱器分體設計，冷凝式換熱器由獨立的密封殼體、置于該殼體內的換熱管以及分液器等部件組成。這種結構的冷凝式燃氣熱水器不僅內部主換熱器和冷凝換熱器占據空間較多，以致不能優化換熱面積，且整機產品的生產工藝繁雜，如此不僅不利于提高換熱效率，且制造成本高。為克服這些缺陷，特對熱交換器及具有其的燃氣熱水器進行了研制。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題的一方面是要提供一種熱交換器，它不僅能集顯熱換熱與潛熱換熱于一體，以節省燃氣熱水器內部空間，有效增加換熱面積，從而提高換熱效率，并且有利于降低產品成本。
[0004]本實用新型所要解決的技術問題的另一方面是要提供一種燃氣熱水器，其中設有根據本實用新型第一方面所述的熱交換器，其不僅換熱效率高，同時有利于冷凝水的排放。
[0005]本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是:一種熱交換器，包括水箱殼、進水管、出水管、直管和換熱翅片，所述水箱殼圍成具有高溫煙氣段、顯熱換熱段、潛熱換熱段的煙氣通道，多根直管橫穿過顯熱換熱段和潛熱換熱段的煙氣通道，換熱翅片依次疊置穿在直管上，各直管連接成換熱回路，所述換熱回路連通進水管和出水管。
[0006]根據本實用新型的一個示例，所述高溫煙氣段的水箱殼外壁設有盤管，盤管的出水端連接出水管，盤管的進水端連接換熱回路的出水端。盤管的設置有利于提高換熱效率；而采用盤管的出水端連接出水管、盤管的進水端連接換熱回路的出水端的技術手段，換而言之，水經過潛熱換熱段和顯熱換熱段進行換熱后，再流入盤管內進行換熱，而盤管盤繞于高溫煙氣段，如此采用“冷對冷”即冷水先通過相對較低溫的潛熱換熱段進行換熱、“熱對熱”即經過潛、顯熱換熱段的熱水進入具有最高溫的高溫煙氣段進行換熱的加熱方式，更有利于管體內流體吸收熱能。
[0007]根據本實用新型的一個示例，所述顯熱換熱段和潛熱換熱段的總長度為煙氣通道長度的2/3?5/8，所述顯熱換熱段的長度是潛熱換熱段的長度的Π.5倍，所述的“長度”是指沿煙氣流動方向的長度。通過合理配置顯熱換熱段和/或潛熱換熱段占據煙氣通道的范圍與面積，以進一步提聞換熱效率。
[0008]根據本實用新型的一個示例，所述直管呈陣列式排布，且相鄰兩層直管相互錯位設置。以起到擾流的作用。
[0009]根據本實用新型的一個示例，所述熱交換器還包括設有凸包的左右導流板，所述水箱殼兩側壁設有固定板，直管的兩端部穿過固定板固定在水箱殼上，左右導流板分別緊壓水箱殼兩側的固定板，左右導流板上的凸包交錯設置，相鄰兩根直管的端部伸入凸包，形成一條迂回的水路。采用凸包代替現有技術中連接相鄰兩直管的U型管，可減少熱量損失，同時有助于產品的整體成型，零件裝配工藝也簡單。
[0010]根據本實用新型的一個示例，所述凸包呈三角形狀或者四邊形設置，相鄰多根直管的端部伸入凸包，形成具有并聯的換熱水路。
[0011]根據本實用新型的一個示例，所述水箱殼、進水管、出水管、直管和換熱翅片由不銹鋼材料制造。正由于本實用新型集顯熱換熱與潛熱換熱于一體，采用具有耐腐蝕特性不銹鋼材料制造熱交換器，不僅有利用降低材料成本，并且能有效提高產品的使用壽命。
[0012]根據本實用新型的一個示例，所述水箱殼、進水管、出水管、直管、換熱翅片、固定板以及左右導流板由不銹鋼材料制造。
[0013]一種燃氣熱水器，包括倒置燃燒的燃燒器，及以上所述熱交換器，所述熱交換器置于燃燒器的下方，且水箱殼內高溫煙氣段靠近燃燒器，所述進水管連接外部冷水源，出水管連接熱水用水點。
[0014]根據本實用新型的一個示例，所述水箱殼內潛熱換熱段下方設有收集冷凝水的集煙罩。
[0015]本實用新型同【背景技術】相比所產生的有益效果:本實用新型采用集顯熱換熱與潛熱換熱于一體的熱交換器，即水箱殼圍成具有高溫煙氣段、顯熱換熱段、潛熱換熱段的煙氣通道，多根直管橫穿過顯熱換熱段和潛熱換熱段的煙氣通道，換熱翅片依次疊置穿在直管上，各直管連接成換熱回路，所述換熱回路連通進水管和出水管，形成“進水管一換熱回路一出水管”的加熱水路。故本實用新型不僅能節省燃氣熱水器內部空間，有效增加換熱面積，提高換熱效率，并且有利于降低產品成本。
[0016]進一步地，本實用新型中設有上述熱交換器的燃氣熱水器，采用倒置式的燃燒方式，且水箱殼內高溫煙氣段靠近燃燒器，即熱交換器按照從上之下為“高溫煙氣段一顯熱換熱段一潛熱換熱段”的方位放置。故本實用新型不僅換熱效率高，同時有利于冷凝水的排放。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1為本實用新型中熱交換器001的結構示意圖；
[0019]圖2為圖1的爆炸圖，為簡化圖形，其中直管04僅示意性地列出一根，換熱翅片05僅示意性地給出若干片；
[0020]圖3為圖1或圖2中直管04、固定板09、左導流板07、右導流板08的爆炸圖，其中直管04僅示意性地給出一根，以簡化圖形；
[0021]圖4為本實用新型中燃氣熱水器示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中各圖中相同的標號表示相同的部分。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0023]需作特別說明的是，術語“左”、“右”、“上”、“下”、“底”等指示的方位或者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，而不是指示所指的裝置必須具有特定的方位，不能理解為對本實用新型的限制。
[0024]如圖1、圖2所示，本實施例涉及的熱交換器，適用于燃氣熱水器，主要包括水箱殼
01、進水管02、出水管03、直管04、換熱翅片05、盤管06、左導流板07、右導流板08、固定板09。且其中水箱殼01、直管04、換熱翅片05、盤管06、左導流板07、右導流板08、固定板09均采用不銹鋼材料制造。
[0025]所述水箱殼01圍成具有高溫煙氣段101、顯熱換熱段102、潛熱換熱段103的煙氣通道，且所述顯熱換熱段102和潛熱換熱段103的長度之和為煙氣通道總長度的2/3?5/8，優選為2/3 ;其中顯熱換熱段102的長度是潛熱換熱段103的長度的5倍，優選為2倍。這里所述的“長度”是指水箱殼01內沿煙氣流動方向的長度。
[0026]多根直管04橫穿過水箱殼01上顯熱換熱段102和潛熱換熱段103的煙氣通道，所述直管04呈陣列式排布，且相鄰兩層直管04相互錯位設置，如此可起到擾流作用，以增加換熱面積和換熱時間；換熱翅片05依次疊置穿在直管04上，所述換熱翅片05置于顯熱換熱段102和潛熱換熱段103的煙氣通道中。現有技術中翅片式熱交換器僅具有顯熱換熱功能，故在換熱翅片的體積與材料的設計上，都不需要考慮冷凝換熱的溫度和材質要求。而本實施例中所述的翅片式熱交換器，集顯熱換熱和潛熱換熱于一體，故直管的布局和換熱翅片的體積設計等，都需與顯、潛熱換熱的要求相匹配。
[0027]如圖3所示，水箱殼01顯熱換熱段102和潛熱換熱段103的兩側壁處固定有固定板09，直管04的兩個端部分別穿過水箱殼OI兩側的固定板，以使直管固定在水箱殼OI上。左導流板07和右導流板08分別緊壓在水箱殼01兩側的固定板09，左導流板07和右導流板08上均設有與直管04相匹配的凸包10，相鄰兩根直管04的端部伸入凸包10，左導流板07和右導流板08上的凸包10交錯設置，以連通相鄰兩根直管04，最終所有橫穿水箱殼01的直管連接成一條迂回的加熱水路。
[0028]優選地，在上述迂回的加熱水路上設置有并聯的加熱水路，具體地，將所述凸包10設置成三角形或者四邊形狀，以容納三根及以上的直管04的端部，以形成并聯的加熱水路。
[0029]進一步地，水箱殼01高溫煙氣段11外壁側設有盤管06，盤管06的出水端連接出水管03，盤管06的進水端連接換熱回路的出水端。
[0030]如圖4所示，一種燃氣熱水器，包括上述的熱交換器001、燃燒器002、集煙罩003。所述燃燒器002倒置設置，及采用倒置燃燒的方式，熱交換器001置于燃燒器002的下方，且水箱殼01內高溫煙氣段101靠近燃燒器002，以收納燃燒器002釋放的高溫煙氣，并將高溫煙氣引送至顯熱換熱段102和潛熱換熱段103，而水箱殼01內潛熱換熱段103下方設有集煙罩003，集煙罩003不僅能收集并排放廢煙氣，還可收集換熱過程中產生的冷凝水。熱交換器001的進水管02連接外部冷水源、出水管03連接熱水用水點。
[0031]燃氣熱水器運作時，燃燒器002開始燃燒，燃燒產生的高溫煙氣先后經過水箱殼01的高溫煙氣段101-顯熱換熱段102-潛熱換熱段103，同時冷水源向進水管02供水，冷水通過進水管02直接進入水箱殼01的潛熱換熱段直管04內進行第一次換熱，經過潛熱換熱后的溫水進入顯熱換熱段102直管04內進行第二次換熱，而后流經盤管06與高溫煙氣段進行第三次換熱，最后由出水管03送往熱水用水點，同時潛熱換熱過程中產生的冷凝水掉落至集煙罩003，廢煙氣也經集煙罩003排出。
[0032]本實用新型中，熱交換器集顯熱換熱與潛熱換熱于一體，高溫煙氣經過顯熱段后，煙氣溫度降至150°C左右，經潛熱換熱后溫度降至90°C左右，可見本實用新型不僅在結構上將熱交換器做了集中優化設計，并且產品性能上有效提高了換熱效率。進一步地，本實用新型中采用了“冷對冷”、“熱對熱”的換熱方式，即冷水先進入煙氣溫度相對較低的潛熱換熱段進行換熱，而經顯熱換熱后的熱水進入盤管，與煙氣溫度最高的高溫煙氣段進行換熱，如此更有利于對熱能的吸收，進一步提高換熱效率。這打破了傳統“冷對熱”的換熱方式，即改變了傳統的溫差大更有利于熱能吸收的觀念。
[0033]上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。所述的各種變化、修改、替換和變型均在本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種熱交換器(001)，包括水箱殼(01)、進水管(02)、出水管(03)、直管(04)和換熱翅片(05)，其特征在于:所述水箱殼(01)圍成具有高溫煙氣段(101)、顯熱換熱段(102)、潛熱換熱段(103)的煙氣通道，多根直管(04)橫穿過顯熱換熱段(102)和潛熱換熱段(103)的煙氣通道，換熱翅片(05)依次疊置穿在直管(04)上，各直管(04)連接成換熱回路，所述換熱回路連通進水管(02)和出水管(03)。
2.根據權利要求1所述的熱交換器，其特征在于所述高溫煙氣段(101)的水箱殼(01)外壁設有盤管(06)，盤管(06)的進水端連接所述換熱回路的出水端，盤管(06)的出水端連接出水管(03)。
3.根據權利要求2所述的熱交換器，其特征在于所述顯熱換熱段(102)和潛熱換熱段(103)的總長度為煙氣通道長度的2/3?5/8，所述顯熱換熱段(102)的長度是潛熱換熱段(103)的長度的2?2.5倍。
4.根據權利要求3所述的熱交換器，其特征在于所述直管(04)呈陣列式排布，且相鄰兩層直管(04)相互錯位設置。
5.根據權利要求廣4中任一項所述的熱交換器，其特征在于還包括設有凸包(10)的左右導流板(07、08)，所述水箱殼(01)兩側壁具有固定板(09)，直管(04)的兩端部穿過固定板(09 )固定在水箱殼(OI)上，左右導流板(07、08 )分別緊壓水箱殼(OI)兩側的固定板(09)，左右導流板(07、08)上的凸包(10)交錯設置，相鄰兩根直管(04)的端部伸入凸包(10)，形成一條迂回的水路。
6.根據權利要求5所述的熱交換器，其特征在于所述凸包(10)呈三角形狀或者四邊形設置，相鄰多根直管(04)的端部伸入凸包(10)，形成具有并聯的換熱水路。
7.根據權利要求2?4中任一項所述的熱交換器，其特征在于所述水箱殼(01)、直管(04 )、換熱翅片(05 )、盤管(06 )由不銹鋼材料制造。
8.根據權利要求5所述的熱交換器，其特征在于所述水箱殼(01)、直管(04)、換熱翅片(05)、盤管(06)、固定板(09)以及左右導流板(07、08)由不銹鋼材料制造。
9.一種燃氣熱水器，包括倒置燃燒的燃燒器(002)，以及根據權利要求廣8中任一項所述的熱交換器(001)，其特征在于:所述熱交換器(001)置于燃燒器(002)的下方，且水箱殼(01)內高溫煙氣段(101)靠近燃燒器(002)，所述進水管(02)連接外部冷水源，出水管(03)連接熱水用水點。
10.根據權利要求9所述的燃氣熱水器，其特在于所述水箱殼(01)內潛熱換熱段(103)下方設有收集冷凝水的集煙罩(003 )。
【文檔編號】F24H1/10GK204100858SQ201420537066
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】葉遠璋, 莫家盛 申請人:廣東萬和新電氣股份有限公司