CN104075607A

CN104075607A - 一种热交换器翅片及热水器热交换器

Info

Publication number: CN104075607A
Application number: CN201410332319.4A
Authority: CN
Inventors: 陶放; 邱斌
Original assignee: Chengdu Chiffo Electronics Co Ltd
Current assignee: Chengdu Chiffo Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2014-10-01

Abstract

本发明涉及燃气热水器技术领域，具体涉及的一种热交换器翅片及采用该翅片的热水器热交换器，所述热交换器翅片上设有8个管孔，所述8个管孔由下而上采用3-3-2方式在所述热交换器翅片上排成三排。采用本发明的热交换器在工作状态下，高温烟气上升，经换热器铜管上翅片进行大量的对流换热，由于穿过换热片的铜管由下向上采用3-3-2的结构形式，其换热能力大幅度提高。

Description

一种热交换器翅片及热水器热交换器

技术领域

本发明涉及燃气热水器技术领域，具体涉及的一种热交换器翅片及采用该翅片的热水器热交换器。

背景技术

目前，大功率(大于32Kw)燃气快速式热水器所用热交换器的翅片结构一般是按3-2-3的排列方式；这样就容易使热交换器翅片中间部位过热，造成换热效率降低，翅片高温氧化，缩短寿命；另外在小负荷燃烧换热时，由于热交换器最上排为3根水管穿过翅片，吸热量大，使得排烟温度降低，易产生冷凝水，腐蚀热交换器的铜管和翅片，影响热交换器的使用寿命。

通过对现有3-2-3排列方式的热交换器最大负荷时进行参数测试，得出如下测试数据及热交换器表面状况：

热交换器内部水温测试点(101～110)

1、水温探头测试数据：

如附图1所示，附图1是热交换器正面示意图，其中标记201为冷进水管，标记202为热出水管，第一排301代表第一排管孔的位置，第二排302代表第二排管孔的位置，第三排303代表第三排管孔的位置，所述管孔用于***水管，附图5中的标记2为所述管孔示意图。附图2和3为附图1的右视图和左视图，附图2和附图3上的标记101-110为测试点一至十，标记101-110的位置即为上表中十个测试点的测试位置。标记401为热交换器正面，标记402为背面。

2、表面温度状况：

如附图4所示，标记501-512所指的位置为热交换器表面的12个测温点位置，这12个测温点的温度如下表：

测温点编号	温度(℃)
		501	99
502	102
		503	97
504	113
		505	134
506	130
		507	97
508	116
		509	103
510	64
		511	67
512	69

另外，在第二排302周围(即标记504-506周围)发现，热交换器正、背面的无氧铜发生氧化变色。

3、分析：

1)、从水温探头测试数据分析，围框上从冷进水管201到测试点三103的水温温升只有1℃左右，都不高；从测试点四104到测试点八108，水温温升逐渐升高；尤其是测试点五105、测试点七107、测试点八108；但温升不均匀；从测试点九109到测试点十110，水温温升又逐渐降低；尤其是测试点九109；

造成的原因，经过分析是：

(1)、由于燃烧室内的高温烟气(辐射能和对流传热)与其上盘管的换热率低(铜盘管换热面积较小，管内水流速度快)；

(2)、高温烟气继续上升，经换热器铜管上翅片进行大量的对流换热。其中换热能力表现为，换热器的第一排、第二排高于第三排。

2)、从表面温度状况看，第二排温度偏高(第二排只有2根铜管排列)；经剖开热交换器后，发现在在第二排范围内，无氧铜发生氧化变色处，翅片面积较大，又无铜管穿过，故造成该处无氧铜发生氧化变色。

发明内容

针对现有技术存在的问题，提供一种热交换效率高、翅片中间部位温度不过热、并且不易产生冷凝水的热交换器翅片及采用该翅片的热水器热交换器。

本发明采用的技术方案为：

一种热交换器翅片，所述热交换器翅片上设有8个管孔，所述8个管孔由下而上采用3-3-2方式在所述热交换器翅片上排成三排，即8个管孔从下往上排成三排，第一排包括3个管孔，第2排也包括三个管孔，第三排包括2个管孔。由于穿过换热片的铜管由下向上采用3-3-2的结构形式，其换热能力大幅度提高；从表面温度状况来看，在最大负荷状态下热交换器表面温度小于130℃，无氧铜铜管未发生氧化变色现象；另外在小负荷燃烧换热时，由于热交换器最上排为2根水管穿过翅片，吸热量不大，使得排烟温度不至过低，不易产生冷凝水，延长了热交换器的使用寿命。

作为本发明的优选实施方式，所述热交换器翅片表面未设所述管孔的地方，做有翻包或翻孔。翻包或翻孔的作用：对高温烟气形成扰流，提高热交换效率。

作为本发明的优选实施方式，所述热交换器翅片采用耐腐蚀、耐高温的金属薄板制成。

作为本发明的优选实施方式，所述热交换器翅片采用无氧铜或不锈钢材料制成。

一种热水器热交换器，其特征在于，采用上述任意一项所述的热交换器翅片。

作为本发明的优选实施方式，还包括与所述8个管孔对应的8根水管，所述水管上设有70至90片所述热交换器翅片。不仅水管两端设有翅片，整个水管上都设有翅片。

作为本发明的优选实施方式，所述水管通过熔焊焊接工艺与所述热交换器翅片连接在一起。

作为本发明的优选实施方式，所述水管内设有螺旋状***物。螺旋状***物作用：破坏水流边界层，形成混流，增大热交换效率。

作为本发明的优选实施方式，所述水管为圆形铜管。本文中其他地方所述的铜管或者铜盘管即此处的水管。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、采用本发明的热交换器在工作状态下，高温烟气上升，经换热器铜管上翅片进行大量的对流换热，由于穿过换热片的铜管由下向上采用3-3-2的结构形式，其换热能力大幅度提高。

2、从表面温度状况来看，在最大负荷状态下热交换器表面温度小于130℃，无氧铜不会发生氧化变色现象。

3、在小负荷燃烧换热时，由于热交换器最上排为2根水管穿过翅片，吸热量不大，使得排烟温度不至过低，不易产生冷凝水，延长了热交换器的使用寿命。

4、烟气中有大量的水份以蒸气形式存在；当采用3-2-3排列方式时，其排烟管中烟气温度只有70～80℃左右，易产生冷凝水，冷凝水回流至炉膛内对热交换器和燃烧器都有腐蚀，影响使用寿命和安全燃烧。而采用3-3-2排列方式时，其排烟管中烟气温度大于110℃，不易产生冷凝水。

附图说明

图1是热交换器正面示意图

图2是图1的右视图

图3是图1的左视图

图4是3-2-3排列方式测温点示意图

图5是本发明翅片的结构示意图

图6是图4的侧视图

图7是图6中A处放大图

图8是水管与翅片安装在一起的结构示意图

图9是3-3-2排列方式测温点示意图

图中标记：1-热交换器翅片，2-管孔，3-翻包，4-水管，5-螺旋状***物，6-高温烟气，7-水流，101-测试点一，102-测试点二，103-测试点三，104-测试点四，105-测试点五，106-测试点六，107-测试点七，108-测试点八，109-测试点九，110-测试点十，201-冷进水管，202-热出水管，301-第一排，302-第二排，303-第三排，401-正面，402-背面,501-测温点一，502-测温点二，503-测温点三，504-测温点四，505-测温点五，506-测温点六，507-测温点七，508-测温点八，509-测温点九，510-测温点十，511-测温点十一，512-测温点十二，601-本发明排列方式测温点一，602-本发明排列方式测温点二，603-本发明排列方式测温点三，604-本发明排列方式测温点四，605-本发明排列方式测温点五，606-本发明排列方式测温点六，607-本发明排列方式测温点七，608-本发明排列方式测温点八，609-本发明排列方式测温点九，610-本发明排列方式测温点十，611-本发明排列方式测温点十一，612-本发明排列方式测温点十二，613-本发明排列方式测温点十三，614-本发明排列方式测温点十四，615-本发明排列方式测温点十五。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示的热交换器翅片，热交换器翅片1上设有8个管孔2，所述8个管孔2由下而上采用3-3-2方式在所述热交换器翅片1上排成三排，即8个管孔从下往上排成三排，第一排包括3个管孔，第2排也包括三个管孔，第三排包括2个管孔。由于穿过换热片(即翅片)的铜管(即水管)由下向上采用3-3-2的结构形式，其换热能力大幅度提高；从表面温度状况来看，在最大负荷状态下热交换器表面温度小于130℃，无氧铜铜管未发生氧化变色现象；另外在小负荷燃烧换热时，由于热交换器最上排为2根水管穿过翅片，吸热量不大，使得排烟温度不至过低，不易产生冷凝水，延长了热交换器的使用寿命。

结合图2和图3所示，所述热交换器翅片1表面未设所述管孔2的地方，做有翻包3，也可做成翻孔。翻包或翻孔的作用：对高温烟气形成扰流，提高热交换效率。所述热交换器翅片采用耐腐蚀、耐高温的金属薄板制成，本实施例中采用无氧铜或不锈钢材料制成。

如图4所示的热水器热交换器，采用上述热交换器翅片；还包括与所述8个管孔2对应的8根水管4，所述水管上设有70至90片所述热交换器翅片1。不仅水管4两端设有翅片1，整个水管4上都设有翅片1，图4是剖视图，仅剖视了两端，实际上整个水管4上都设有翅片1。所述水管4通过熔焊焊接工艺与所述热交换器翅片1连接在一起。所述水管4内设有螺旋状***物5。螺旋状***物作用：破坏水流边界层，形成混流，增大热交换效率。本实施例中，所述水管4为圆形铜管。

改进后3-3-2排列方式的热交换器最大负荷时参数测试：

1、表面温度状况：

如附图9，标记601-612的位置为本发明3-3-2排列方式的热交换器表面的15个测温点位置，这15个测温点的温度测试结果如下表：

测温点编号	温度(℃)
		601	88
602	85
		603	76
604	85
		605	85
606	88
		607	120

608	100
		609	103
610	63
		611	72
612	65
		613	60
614	72
		615	62

2、水温探头测试数据：

上表中测试点1-10的位置与附图2和附图3中标记101-110完全一样，并且一一对应，因此附图中没有单独绘制3-3-2排列方式的热交换器的测试点示意图。

3、分析：

第一、通过改进换热片结构形式后：

(1)、进水口到测试点1之间：由于燃烧室内的高温烟气(辐射能和对流传热)与其上盘管的换热率低(铜盘管换热面积较小，管内水流速度快)，温升较低。

(2)、高温烟气继续上升，经换热器铜管上翅片进行大量的对流换热。由于穿过换热片的铜管由下向上采用3-3-2的结构形式，其换热能力大幅度提高；从测试点2至6温升较高且均匀。

2、从表面温度状况来看，在最大负荷状态下热交换器表面温度小于130℃，无氧铜无发生氧化变色现象；

由此看出，该种热交换器与现有结构的同型热交换器相比，换热能力有了很大的提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种热交换器翅片，其特征在于，所述热交换器翅片上设有8个管孔，所述8个管孔由下而上采用3-3-2方式在所述热交换器翅片上排成三排。

2.根据权利要求1所述的热交换器翅片，其特征在于，所述热交换器翅片表面未设所述管孔的地方，做有翻包或翻孔。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器翅片，其特征在于，所述热交换器翅片采用耐腐蚀、耐高温的金属薄板制成。

4.根据权利要求3所述的热交换器翅片，其特征在于，所述热交换器翅片采用无氧铜或不锈钢材料制成。

5.一种热水器热交换器，其特征在于，采用上述任意一项所述的热交换器翅片。

6.根据权利要求5所述的热水器热交换器，其特征在于，还包括与所述8个管孔对应的8根水管，所述水管上设有70至90片所述热交换器翅片。

7.根据权利要求6所述的热水器热交换器，其特征在于，所述水管通过熔焊焊接工艺与所述热交换器翅片连接在一起。

8.根据权利要求5、6或7所述的热水器热交换器，其特征在于，所述水管内设有螺旋状***物。

9.根据权利要求8所述的热水器热交换器，其特征在于，所述水管为圆形铜管。