CN101424446A

CN101424446A - 高效节能家用短管式快速热水器

Info

Publication number: CN101424446A
Application number: CNA2008102291097A
Authority: CN
Inventors: 姚新安; 姚刚; 姚远
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2009-05-06

Abstract

一种高效节能家用短管式快速热水器，它有一个由外壳和内胆构成的水套，其特殊之处是，在水套的夹层中有若干个隔水圈，将水套的夹层分隔成由上至下的若干层水流通道，在内胆上还有若干根水管，水管将水套的各层水流通道连通在一起；优点在于，改变了传统家用燃气快速热水器的燃烧和换热方式，可燃物质燃烧的充分，化学未完全燃烧的损失少；增加了对流受热面和辐射受热面，并使热交换器内的水流始终呈剧烈的涡流和紊流状态，提高了对流换热系数，水升温快，出水量大，出水温度高；辐射受热面积大，且水胆壁、水管壁的辐射角系数大，黑度大，辐射热吸收的多，反射的少，排烟热损失少，效率高；适用范围宽，燃料选择范围宽，运行费用低。

Description

高效节能家用短管式快速热水器

技术领域

本发明属于一种热交换装置，特别涉及一种高效节能家用短管式快速热水器。

背景技术

热效率是家用燃气快速热水器的重要能效指标。用热效率来衡量热工设备有效利用的能量与输入能量的百分比没有顾及到能量在质量上的差别，因此，往往不能反映装置的完善程度。“

”是上世纪七十年代在热力学和能源科学领域中出现的新术语，也有人将其称为可用能或有效能。

是结合热力学第一定律和第二定律导得的参数，单位千卡/公斤。

作为一种评价能量价值的物理量，从量与质的结合上评价了能量的价值，揭示了能量在转换过程中变质退化的本质。因此，用

损失或

效率来评价传统家用燃气快速热水器的能量转换应该更为合理。

传统家用燃气快速热水器主要由燃烧器、热交换器、气水联动装置等部件构成。热交换器是其中的核心部件，它是由单根带有翅片的细口径铜管构成，其长度一米左右，并成蛇形水平设置在燃烧器的上方。传统家用燃气快速热水器存在的主要问题是，1、以天然气为燃料满负荷运行时，炉膛火焰中心温度高达1500℃左右，而进入热交换器水管内的水温已有15℃左右，加热后出水温度仅为40℃左右，这种极为悬殊的视在温差无疑造成了很大的

损失。因为有温差的传热是不可逆过程，即使没有热量损失，也必然会产生

损失，并且传热温差越大，传热

损失也越大。2、由于燃烧器与热交换器的距离近，空间小，燃料充分燃烧的条件差，因此，造成一部分化学能未完全燃烧热损失，即一定的燃烧

损失。3、炉膛内的高温火焰与水管壁的热交换基本上以热辐射的方式进行，但辐射受热的管径细，面积小，黑度低，即辐射热吸收的少，反射的多。水管壁面总的辐射角系数小，即直射到其表面的辐射热量少，所以，热交换器总的辐射换热系数小，且热交换过程很短，热交换不充分，因此，传热

损失大。4、热交换器的对流受热面积很小，而且，水管的管径细、硬弯多，由于水有一定粘性，其水管内壁上不可避免的会产生一定厚度的层流边界层热阻，而水的导热、导温系数又很低，所以，其对流换热系数低，传热

损失大。5、燃烧室壁面的热量散热损失较大，这也是

效率低的一个原因。

发明内容

本发明的目的是克服传统家用燃气快速热水器存在的问题，提供一种热交换充分、

损失小、效率高的高效节能家用短管式快速热水器。

本发明有一个由外壳和内胆构成的水套，其特殊之处是，在水套的夹层中有若干个隔水圈，将水套的夹层分隔成由上至下的若干层水流通道，在内胆上还有若干根水管，水管将水套的各层水流通道连通在一起。

在外壳上、隔水圈的对应处还装有紧固箍，防止外壳变形。

在外壳的外面还有一层保温层，以减小热损失。

本发明的优点在于：

1、水套构成炉膛，燃料在炉膛中自由燃烧，换热方式以对流为主，辐射为辅，改变了传统家用燃气快速热水器的燃烧和换热方式，且燃烧室的空间大了，燃料燃烧的条件好，可燃物质燃烧的充分，化学未完全燃烧的

损失少。

2、在水套中设置水管，并用水管连通水套的上下层水流通道，一方面大大增加了对流受热面和辐射受热面，另一方面使热交换器内的水流始终呈剧烈的涡流和紊流状态，使水胆内壁和水管内壁上不产生热阻很大的层流边界层，继而显著提高了对流换热系数，且水在高温壁面的流程长，即加热时间长，换热充分，在输入同等热量条件下，由于受热面积增加多倍，因此，水升温快，出水量大，出水温度高，而且数年不减。

3、辐射受热面积大，且水胆壁、水管壁的辐射角系数大，黑度大，辐射热吸收的多，反射的少，排烟热损失少，

效率高。

4、燃料选择范围宽，除天然气外，还适合煤气、人工沼气及秸杆气等中热值燃料，另外，可以烧各种液体燃料。

5、适用范围宽，除用于淋浴外，还适合家庭盆浴以及不同面积的家庭及公共场所供暖，并大大降低了供暖成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A—A剖视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明有一个由外壳和内胆构成的水套，所述的外壳由外筒6、上盖12和底板1构成，三者焊接在一起，内胆由内筒7和烟囱11构成，采用铸造的方式将两者铸成一体，并与上盖12和底板1焊接在一起，构成一个整体；在内胆的内表面上还可以铸造出吸热片，以增大受热面积；在水套的上盖12上有一个进水接头10，在外筒6的下部有一个出水接头13；在水套的夹层中有若干个隔水圈4，隔水圈4将水套的夹层分隔成由上至下的若干层水流通道，隔水圈4采用耐高温并具有弹性的材料制作，以防止上下层之间漏水，所述的隔水圈4的数量不限，根据需要来设置；所述的水套为梯形，以便于外壳与内胆的组装，并确保隔水圈4不漏水，水套也可以为矩形，功能不变；在内胆上还有若干根水管8，水管8与内胆焊接在一起，水管8的数量由水流通道的层数确定，水管8将水套的各层水流通道连通在一起，即每根水管8的进口端与其上层的水流通道相连通，出口端与其下层的水流通道相连通，从而将各层水流通道连接成一条水流通道，上下层的水管8之间相互错开；在水管8上还有翅片9，以提高受热效果；所述的外壳、内胆及水管8三者采用同一材质，以便于焊接；在外壳上、隔水圈4的对应处还装有紧固箍3，防止外壳变形及外壳变形后隔水圈4漏水；在外壳的外面还有一层保温层5，以减小热损失；在内胆的下面有一个燃烧器2，对水套及水管8进行加热。

水经进水接头10进入，由于隔水圈4的阻隔，所以，不能直接流到下层水流通道中，必须经水管8流到下一层水流通道中，并在每一层水流通道和水管8中交替流动，在与高温壁面频繁接触的流动过程中被加热，最后从出水接头13流出。

Claims

1、一种高效节能家用短管式快速热水器，它有一个由外壳和内胆构成的水套，其特征在于，在水套的夹层中有若干个隔水圈，将水套的夹层分隔成由上至下的若干层水流通道，在内胆上还有若干根水管，水管将水套的各层水流通道连通在一起。

2、根据权利要求1所述的高效节能家用短管式快速热水器，其特征在于，在外壳上、隔水圈的对应处还装有紧固箍。

3、根据权利要求1所述的高效节能家用短管式快速热水器，其特征在于，在外壳的外面还有一层保温层。