CN104296383A - 一种高效冷凝换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效冷凝换热器，包括壳体、设置在壳体上的排气管及设置在壳体内的换热管组，所述换热管组包括有至少一条的换热管，所述换热管为一波纹管，所述换热管折弯成由多个直管及多个弯管组成的往复状结构，所述换热管的直管与壳体内烟气流向垂直，且所述的多个直管的轴线不在同一平面内，充分利用了波纹管材料、最大限度实现高效换热，烟气及水流阻力低；换热效率高，提升热水器整体效率，且结构简单、成本低，适合大批量生产。

Description

一种高效冷凝换热器

技术领域

本发明涉及一种换热器，特别是一种高效冷凝换热器。

背景技术

目前，国内大部分冷凝式燃气热水器，均采用波纹管为换热元件的冷凝换热器，如图1中所示，波纹管盘绕成螺纹状，竖直摆放的筒形换热器内部，高温烟气从筒状换热器侧下部进入，从上侧出口排出，同时将波纹管内部的冷水加热，实现预热过程。这种换热器结构，充分发挥了不锈钢材料抗腐蚀的特点，避开了传统换热器结构上难以防烟气腐蚀缺陷，很快被同行普遍采用。

但是，这种换热器存在缺陷：受空间及布局制约，换热器总长度有限换热面积较小；一旦增加换热管长度，又会堵塞进烟口区域通道，烟气阻力大；长波纹管阻力大，导致热水器出水量收到限制；螺纹状波纹管上下面很难接触到高温烟气、且螺纹状波纹管内外两侧烟气扰动不够，导致换热效果受限，换热器整体效率难以提升。

专利201220418641.5，提出了一种多管并联的波纹管换热器设计，该设计有以下不足：多管并联方式，造成波纹管内水流速度很低、尤其是远离接头的波纹管内水流量速度更低，水流速度过低，会导致水流与波纹管内表面对流换热能力很差，速度更低会出现换热很差情况，降低了材料利用率，而采用分组并联后串联则很好解决了这个问题；进水盒及出水盒，与其上盖板的关系不明确，如果理解为进水盒与其上盖板、出水盒与其上盖板分别为一个整体，则波纹管与进水盒或出水盒之间的焊接加工十分困难，如果理解将盖板与进出水盒理解为两个零件，则二者的配合关系不明确。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高效冷凝换热器

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高效冷凝换热器，包括壳体、设置在壳体上的排气管及设置在壳体内的换热管组，所述换热管组包括有至少一条的换热管，所述换热管为一波纹管，所述换热管折弯成由多个直管及多个弯管组成的往复状结构，且所述的多个直管的轴线不在同一平面内，所述换热管的直管与壳体内烟气流向垂直。

所述换热管为一不锈钢波纹管。

所述换热管折弯成多层直管排列的往复状结构，且相邻层的直管相互错位排列。

所述换热管固定在一固定板上，所述壳体侧面设置有换热管安装口，所述换热管组通过该固定板安装至换热管安装口上，所述固定板上设置有两个开口，所述换热管端部焊接在该开口处，并在该开口处焊接与换热管端部对应的压盖、进出水接头。

所述换热管组包括两组换热管，该两组换热管并列设置在固定板上。

所述壳体上端为开口结构，在该开口结构处配置有盖板，所述排气管设置在该盖板上。

所述壳体下端设置有冷凝水出口。

所述壳体下端侧面设置有烟气进口。

本发明的有益效果是：一种高效冷凝换热器，包括壳体、设置在壳体上的排气管及设置在壳体内的换热管组，所述换热管组包括有至少一条的换热管，所述换热管为一波纹管，所述换热管折弯成由多个直管及多个弯管组成的往复状结构，所述换热管的直管与壳体内烟气流向垂直，且所述的多个直管的轴线不在同一平面内，充分利用了波纹管材料、最大限度实现高效换热，烟气及水流阻力低；换热效率高，提升热水器整体效率，且结构简单、成本低，适合大批量生产。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是传统换热器的内部结构示意图；

图2是本发明的换热管组的侧面视图；

图3是本发明的换热管组的后视图；

图4是本发明的内部结构示意图。

具体实施方式

参照图2至图4，图2至图4是本发明一个具体实施例的结构示意图，如图所示，一种高效冷凝换热器，包括壳体1、设置在壳体1上的排气管4及设置在壳体1内的换热管组，所述壳体1上端为开口结构，在该开口结构处配置有盖板3，所述排气管4设置在该盖板3上，所述壳体1下端设置有冷凝水出口11，所述壳体1下端侧面设置有烟气进口12，所述换热管组包括有至少一条的换热管2，所述换热管2为一波纹管，作为优选的，该换热管2为一不锈钢波纹管，所述换热管2折弯成由多个直管21及多个弯管22组成的往复状结构，所述的多个直管21的轴线不在同一平面内，所述换热管2的直管21与壳体1内烟气流向垂直，使得波纹管上的波纹与烟气流向平行，提高换热的效率。

作为优选的，如图所示，所述换热管2折弯成多层直管21排列的往复状结构，且相邻层的直管21相互错位排列，使得换热管2与热烟气接触更为的充分，大大提高换热的效率。

如图所示，在本实施例中，所述换热管组优选的设置有两组换热管2，该两组换热管2并列设置在固定板5上，所述壳体1侧面设置有换热管安装口，所述换热管组通过该固定板5侧向的安装至换热管安装口上，使得换热管2的直管21与壳体1内烟气流向垂直，所述固定板5上设置有两个开口，所述换热管2端部焊接在该开口处，并在该开口处焊接与换热管2端部对应的压盖6、进出水接头7。

燃气热水器工作时，烟气经过一次换热后从冷凝换热器壳体1侧面进入冷凝换热器，从壳体1上方排气管4排出；冷水从冷凝换热器进水接头、进入并联的两条换热管2，最后从出水接头排出；烟气经过换热管2时，与换热管2内部冷水进行热交换，将换热管2内冷水加热，同时局部烟气温度下降到露点以下，实现冷凝换热；烟气中的水分凝结成液体状，从壳体1下方的冷凝水出口11排出。

本发明利用不锈钢波纹管易弯曲的特点，将波纹管多次折弯成由多层平面组成的立体形状，保证了波纹管与烟气气流方向垂直，并将多个直管21的轴线不在同一平面内，且相邻层间不锈钢波纹管错位排列，充分利用了波纹管材料、最大限度实现高效换热；采用多管并联结构，保证易加工的同时、减少水流阻力；换热元件结构紧凑，在烟气通道两端都留有足够通道，烟气流动阻力较小，与现有燃气热水器相近结构不锈钢波纹管冷凝换热器相比，简化结构、成本更低，适合大批量生产；而水流阻力、烟气流体阻力有较大幅度减小，而换热效果有较大幅度提升，换热效率高，提升热水器整体效率。

以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高效冷凝换热器，其特征在于：包括壳体（1）、设置在壳体（1）上的排气管（4）及设置在壳体（1）内的换热管组，所述换热管组包括有至少一条的换热管（2），所述换热管（2）为一波纹管，所述换热管（2）折弯成由多个直管（21）及多个弯管（22）组成的往复状结构，且所述的多个直管（21）的轴线不在同一平面内，所述换热管（2）的直管（21）与壳体（1）内烟气流向垂直。

2.根据权利要求1所述的一种高效冷凝换热器，其特征在于：所述换热管（2）为一不锈钢波纹管。

3.根据权利要求1所述的一种高效冷凝换热器，其特征在于：所述换热管（2）折弯成多层直管（21）排列的往复状结构，且相邻层的直管（21）相互错位排列。

4.根据权利要求1所述的一种高效冷凝换热器，其特征在于：所述换热管（2）固定在一固定板（5）上，所述壳体（1）侧面设置有换热管安装口，所述换热管组通过该固定板（5）安装至换热管安装口上，所述固定板（5）上设置有两个开口，所述换热管（2）端部焊接在该开口处，并在该开口处焊接与换热管（2）端部对应的压盖（6）、进出水接头（7）。

5.根据权利要求4所述的一种高效冷凝换热器，其特征在于：所述换热管组包括两组换热管（2），该两组换热管（2）并列设置在固定板（5）上。

6.根据权利要求1所述的一种高效冷凝换热器，其特征在于：所述壳体（1）上端为开口结构，在该开口结构处配置有盖板（3），所述排气管（4）设置在该盖板（3）上。

7.根据权利要求1所述的一种高效冷凝换热器，其特征在于：所述壳体（1）下端设置有冷凝水出口（11）。

8.根据权利要求1所述的一种高效冷凝换热器，其特征在于：所述壳体（1）下端侧面设置有烟气进口（12）。