CN204100858U - 热交换器及具有其的燃气热水器 - Google Patents

Abstract

一种热交换器，包括水箱壳、进水管、出水管、直管和换热翅片，主要技术特征在于所述水箱壳围成具有高温烟气段、显热换热段、潜热换热段的烟气通道，多根直管横穿过显热换热段和潜热换热段的烟气通道，换热翅片依次叠置穿在直管上，各直管连接成换热回路，所述换热回路连通进水管和出水管；一种具有上述热交换器的燃气热水器，还包括倒置燃烧的燃烧器，所述热交换器置于燃烧器的下方，且水箱壳内高温烟气段靠近燃烧器。故本实用新型中热交换器不仅能集显热换热与潜热换热于一体，以节省燃气热水器内部空间，有效增加换热面积，从而提高换热效率，并且有利于降低产品成本；本实用新型中燃气热水器不仅换热效率高，同时有利于冷凝水的排放。

Description

热交换器及具有其的燃气热水器

技术领域

本实用新型属于燃气热水器领域，具体地涉及到一种热交换器及具有其的燃气热水器。 

背景技术

冷凝式燃气热水器可充分利用燃烧烟气的气化潜热来提高热效率，故具有高效节能的特性，因而被广泛推行。现有的冷凝式换热器通常与主换热器分体设计，冷凝式换热器由独立的密封壳体、置于该壳体内的换热管以及分液器等部件组成。这种结构的冷凝式燃气热水器不仅内部主换热器和冷凝换热器占据空间较多，以致不能优化换热面积，且整机产品的生产工艺繁杂，如此不仅不利于提高换热效率，且制造成本高。为克服这些缺陷，特对热交换器及具有其的燃气热水器进行了研制。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题的一方面是要提供一种热交换器，它不仅能集显热换热与潜热换热于一体，以节省燃气热水器内部空间，有效增加换热面积，从而提高换热效率，并且有利于降低产品成本。 

本实用新型所要解决的技术问题的另一方面是要提供一种燃气热水器，其中设有根据本实用新型第一方面所述的热交换器，其不仅换热效率高，同时有利于冷凝水的排放。 

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种热交换器，包括水箱壳、进水管、出水管、直管和换热翅片，所述水箱壳围成具有高温烟气段、显热换热段、潜热换热段的烟气通道，多根直管横穿过显热换热段和潜热换热段的烟气通道，换热翅片依次叠置穿在直管上，各直管连接成换热回路，所述换热回路连通进水管和出水管。 

根据本实用新型的一个示例，所述高温烟气段的水箱壳外壁设有盘管，盘管的出水端连接出水管，盘管的进水端连接换热回路的出水端。盘管的设置有利于提高换热效率；而采用盘管的出水端连接出水管、盘管的进水端连接换热回路的出水端的技术手段，换而言之，水经过潜热换热段和显热换热段进行换热后，再流入盘管内进行换热，而盘管盘绕于高温烟气段，如此采用“冷对冷”即冷水先通过相对较低温的潜热换热段进行换热、“热对热”即经过潜、显热换热段的热水进入具有最高温的高温烟气段进行换热的加热方式，更有利于管体内流体吸收热能。 

根据本实用新型的一个示例，所述显热换热段和潜热换热段的总长度为烟气通道长度的2/3~5/8，所述显热换热段的长度是潜热换热段的长度的2~2.5倍，所述的“长度”是指沿烟气流动方向的长度。通过合理配置显热换热段和/或潜热换热段占据烟气通道的范围与面积，以进一步提高换热效率。 

    根据本实用新型的一个示例，所述直管呈阵列式排布，且相邻两层直管相互错位设置。以起到扰流的作用。 

    根据本实用新型的一个示例，所述热交换器还包括设有凸包的左右导流板，所述水箱壳两侧壁设有固定板，直管的两端部穿过固定板固定在水箱壳上，左右导流板分别紧压水箱壳两侧的固定板，左右导流板上的凸包交错设置，相邻两根直管的端部伸入凸包，形成一条迂回的水路。采用凸包代替现有技术中连接相邻两直管的U型管，可减少热量损失，同时有助于产品的整体成型，零件装配工艺也简单。 

    根据本实用新型的一个示例，所述凸包呈三角形状或者四边形设置，相邻多根直管的端部伸入凸包，形成具有并联的换热水路。 

    根据本实用新型的一个示例，所述水箱壳、进水管、出水管、直管和换热翅片由不锈钢材料制造。正由于本实用新型集显热换热与潜热换热于一体，采用具有耐腐蚀特性不锈钢材料制造热交换器，不仅有利用降低材料成本，并且能有效提高产品的使用寿命。 

    根据本实用新型的一个示例，所述水箱壳、进水管、出水管、直管、换热翅片、固定板以及左右导流板由不锈钢材料制造。 

    一种燃气热水器，包括倒置燃烧的燃烧器，及以上所述热交换器，所述热交换器置于燃烧器的下方，且水箱壳内高温烟气段靠近燃烧器，所述进水管连接外部冷水源，出水管连接热水用水点。 

    根据本实用新型的一个示例，所述水箱壳内潜热换热段下方设有收集冷凝水的集烟罩。 

本实用新型同背景技术相比所产生的有益效果：本实用新型采用集显热换热与潜热换热于一体的热交换器，即水箱壳围成具有高温烟气段、显热换热段、潜热换热段的烟气通道，多根直管横穿过显热换热段和潜热换热段的烟气通道，换热翅片依次叠置穿在直管上，各直管连接成换热回路，所述换热回路连通进水管和出水管，形成“进水管--换热回路--出水管”的加热水路。故本实用新型不仅能节省燃气热水器内部空间，有效增加换热面积，提高换热效率，并且有利于降低产品成本。 

进一步地，本实用新型中设有上述热交换器的燃气热水器，采用倒置式的燃烧方式，且水箱壳内高温烟气段靠近燃烧器，即热交换器按照从上之下为“高温烟气段→显热换热段→潜热换热段”的方位放置。故本实用新型不仅换热效率高，同时有利于冷凝水的排放。 

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型中热交换器001的结构示意图；

图2为图1的***图，为简化图形，其中直管04仅示意性地列出一根，换热翅片05仅示意性地给出若干片；

图3为图1或图2中直管04、固定板09、左导流板07、右导流板08的***图，其中直管04仅示意性地给出一根，以简化图形；

图4为本实用新型中燃气热水器示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中各图中相同的标号表示相同的部分。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。 

需作特别说明的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“底”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示所指的装置必须具有特定的方位，不能理解为对本实用新型的限制。 

如图1、图2所示，本实施例涉及的热交换器，适用于燃气热水器，主要包括水箱壳01、进水管02、出水管03、直管04、换热翅片05、盘管06、左导流板07、右导流板08、固定板09。且其中水箱壳01、直管04、换热翅片05、盘管06、左导流板07、右导流板08、固定板09均采用不锈钢材料制造。 

所述水箱壳01围成具有高温烟气段101、显热换热段102、潜热换热段103的烟气通道，且所述显热换热段102和潜热换热段103的长度之和为烟气通道总长度的2/3~5/8，优选为2/3；其中显热换热段102的长度是潜热换热段103的长度的2~2.5倍，优选为2倍。这里所述的“长度”是指水箱壳01内沿烟气流动方向的长度。 

多根直管04横穿过水箱壳01上显热换热段102和潜热换热段103的烟气通道，所述直管04呈阵列式排布，且相邻两层直管04相互错位设置,如此可起到扰流作用，以增加换热面积和换热时间；换热翅片05依次叠置穿在直管04上，所述换热翅片05置于显热换热段102和潜热换热段103的烟气通道中。现有技术中翅片式热交换器仅具有显热换热功能，故在换热翅片的体积与材料的设计上，都不需要考虑冷凝换热的温度和材质要求。而本实施例中所述的翅片式热交换器，集显热换热和潜热换热于一体，故直管的布局和换热翅片的体积设计等，都需与显、潜热换热的要求相匹配。 

如图3所示，水箱壳01显热换热段102和潜热换热段103的两侧壁处固定有固定板09，直管04的两个端部分别穿过水箱壳01两侧的固定板，以使直管固定在水箱壳01上。左导流板07和右导流板08分别紧压在水箱壳01两侧的固定板09，左导流板07和右导流板08上均设有与直管04相匹配的凸包10，相邻两根直管04的端部伸入凸包10，左导流板07和右导流板08上的凸包10交错设置，以连通相邻两根直管04，最终所有横穿水箱壳01的直管连接成一条迂回的加热水路。 

优选地，在上述迂回的加热水路上设置有并联的加热水路，具体地，将所述凸包10设置成三角形或者四边形状，以容纳三根及以上的直管04的端部，以形成并联的加热水路。 

进一步地，水箱壳01高温烟气段11外壁侧设有盘管06，盘管06的出水端连接出水管03，盘管06的进水端连接换热回路的出水端。 

如图4所示，一种燃气热水器，包括上述的热交换器001、燃烧器002、集烟罩003。所述燃烧器002倒置设置，及采用倒置燃烧的方式，热交换器001置于燃烧器002的下方，且水箱壳01内高温烟气段101靠近燃烧器002，以收纳燃烧器002释放的高温烟气，并将高温烟气引送至显热换热段102和潜热换热段103，而水箱壳01内潜热换热段103下方设有集烟罩003，集烟罩003不仅能收集并排放废烟气，还可收集换热过程中产生的冷凝水。热交换器001的进水管02连接外部冷水源、出水管03连接热水用水点。 

燃气热水器运作时，燃烧器002开始燃烧，燃烧产生的高温烟气先后经过水箱壳01的高温烟气段101--显热换热段102--潜热换热段103，同时冷水源向进水管02供水，冷水通过进水管02直接进入水箱壳01的潜热换热段直管04内进行第一次换热，经过潜热换热后的温水进入显热换热段102直管04内进行第二次换热，而后流经盘管06与高温烟气段进行第三次换热，最后由出水管03送往热水用水点，同时潜热换热过程中产生的冷凝水掉落至集烟罩003，废烟气也经集烟罩003排出。 

本实用新型中，热交换器集显热换热与潜热换热于一体，高温烟气经过显热段后，烟气温度降至150℃左右，经潜热换热后温度降至90℃左右，可见本实用新型不仅在结构上将热交换器做了集中优化设计，并且产品性能上有效提高了换热效率。进一步地，本实用新型中采用了“冷对冷”、“热对热”的换热方式，即冷水先进入烟气温度相对较低的潜热换热段进行换热，而经显热换热后的热水进入盘管，与烟气温度最高的高温烟气段进行换热，如此更有利于对热能的吸收，进一步提高换热效率。这打破了传统“冷对热”的换热方式，即改变了传统的温差大更有利于热能吸收的观念。 

上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。所述的各种变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种热交换器（001），包括水箱壳（01）、进水管（02）、出水管（03）、直管（04）和换热翅片（05），其特征在于：所述水箱壳（01）围成具有高温烟气段（101）、显热换热段（102）、潜热换热段（103）的烟气通道，多根直管（04）横穿过显热换热段（102）和潜热换热段（103）的烟气通道，换热翅片（05）依次叠置穿在直管（04）上，各直管（04）连接成换热回路，所述换热回路连通进水管（02）和出水管（03）。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于所述高温烟气段（101）的水箱壳（01）外壁设有盘管（06），盘管（06）的进水端连接所述换热回路的出水端，盘管（06）的出水端连接出水管（03）。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于所述显热换热段（102）和潜热换热段（103）的总长度为烟气通道长度的2/3~5/8，所述显热换热段（102）的长度是潜热换热段（103）的长度的2~2.5倍。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于所述直管（04）呈阵列式排布，且相邻两层直管（04）相互错位设置。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的热交换器，其特征在于还包括设有凸包（10）的左右导流板（07、08），所述水箱壳（01）两侧壁具有固定板（09），直管（04）的两端部穿过固定板（09）固定在水箱壳（01）上，左右导流板（07、08）分别紧压水箱壳（01）两侧的固定板（09），左右导流板（07、08）上的凸包（10）交错设置，相邻两根直管（04）的端部伸入凸包（10），形成一条迂回的水路。

6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于所述凸包（10）呈三角形状或者四边形设置，相邻多根直管（04）的端部伸入凸包（10），形成具有并联的换热水路。

7.根据权利要求2~4中任一项所述的热交换器，其特征在于所述水箱壳（01）、直管（04）、换热翅片（05）、盘管（06）由不锈钢材料制造。

8.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于所述水箱壳（01）、直管（04）、换热翅片（05）、盘管（06）、固定板（09）以及左右导流板（07、08）由不锈钢材料制造。

9.一种燃气热水器，包括倒置燃烧的燃烧器（002），以及根据权利要求1~8中任一项所述的热交换器（001），其特征在于：所述热交换器（001）置于燃烧器（002）的下方，且水箱壳（01）内高温烟气段（101）靠近燃烧器（002），所述进水管（02）连接外部冷水源，出水管（03）连接热水用水点。

10.根据权利要求9所述的燃气热水器，其特在于所述水箱壳（01）内潜热换热段（103）下方设有收集冷凝水的集烟罩（003）。