CN103528190A - 一种燃气热水器热交换器 - Google Patents

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张平
卢才兴
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Abstract

本发明公开了一种燃气热水器热交换器，设有热交换器壳体、燃烧室、热交换室、水流盘道，在热交换器里面的上部还设有冷凝室，所述热交换器壳体、燃烧室、热交换室、冷凝室和水流盘道为一个铝合金整体铸件；水流盘道铸造在所述热交换器壳体的壁体中；热交换室和冷凝室的内壁铸有若干排吸热柱，其排气道主要由相邻的吸热柱之间的间隙构成；冷凝室I的下端设有一个由凝结水导流片和凝结水收集片组成或由一个V形凝结水收集槽构成的凝结水收集装置。本发明公开的热交换器热传递导热快速，整体稳定性较强，吸热表面积大，大幅度的提高了热效率，同时其材料成本低廉，耐腐蚀性好，有效的提高了燃气热水器的使用寿命，降低了制造成本。

Description

一种燃气热水器热交换器
技术领域
本发明涉及热水器技术领域，特别涉及的是一种燃气热水器热交换器及冷凝系统。
背景技术
在我国推行“绿色中国”的形势下，大力推进绿色能源之一的天燃气以及如何提升家用热水器的效率、可靠性和延长其使用寿命将是一个有意义的命题。燃气热水器以燃气作为燃料，通过燃烧加热的方式将热量传递给安装在热交换器中水管的冷水，以适时制备热水的一种燃气用具。提升热量的利用率的关键在于如何减少热量在热交换过程中的损耗。
申请号为201020175041.1授权公告号为CN201680588U的实用新型专利公开了一种热水器交换器，包括加热管、吸热片以及固定板的热水器交换器，该热交换器的箱体由无氧铜材料制成，布置在由铝合金制成的一个热交换箱的上开口处，水流盘管环绕在热交换箱体四周以吸收热交换箱外壁上的散发的热量。实验数据表明无氧铜热交换器的箱体外部温度能够达到180℃左右，而水流盘管与热交换箱体的接触面积有限，无法有效吸收绝大部分热量，且在制造过程中，其热交换器箱体还需要使用无氧铜材料，成本造价比较高昂。
现有技术条件下，生产商通常在燃气热水器上增设烟气冷凝系统，以此来吸收烟气的热量来达到提高效能的目的。然而当前烟气冷凝系统加工工艺复杂，通常由铜管、铜片焊接而成，尽管在铜管或铜片外设置了防腐层，但其防腐效果仍旧不够理想，因铜管、铜片容易被腐蚀而导致热水器使用寿命不长。同时，现有技术下，燃气热水器的热交换器和冷凝系统是由两组零件连接而成，由于制造环节过多、连接焊接点过多，影响了热水器的整体稳定性及使用寿命。
因此，能否提供一种热效率高、成本不高的热交换器，以及提供一种耐腐蚀性强的冷凝系统，以使燃气热水器的热能利用率和整体稳定性及使用寿命得到大幅度提高，成为一项急需解决的技术命题。
发明内容
本发明为解决上述现有技术问题提供了一种燃气热水器热交换器，此热交换器同时具有热交换器和冷凝系统的双重功能，很好的解决了现有技术下热交换器及冷凝系统不能有效吸收燃气燃烧所产生的大部分热量及热量损耗大的问题，大大提高了热效率；并且降低了材料和制造成本，解决了现有技术下冷凝系统防腐蚀效果不理想的问题；将燃气热水器热交换器和冷凝系统两部分合二为一成为一个整体部件，还解决了当前燃气热水器整体稳定性不太好，使用寿命不长的问题。
本发明是通过如下技术方案解决的：
一种燃气热水器热交换器，设有热交换器壳体、燃烧室、热交换室、水流盘道，优选地，在热交换器里面的上部还设有冷凝室，所述热交换器壳体、燃烧室、热交换室、冷凝室和水流盘道为一个整体铸件；
优选地，所述的一个整体铸件是铝合金整体式铸件；
优选地，所述水流盘道铸造在所述热交换器壳体的壁体中；
优选地，所述整体铸件上部的冷凝室的下端设有凝结水收集装置；
优选地，所述热交换室和冷凝室的内壁铸有若干排吸热柱，相邻的吸热柱之间的间隙构成热交换室排气道和冷凝室排气道；
优选地，所述凝结水收集装置由一排弧形凹面朝下的凝结水导流片和一排弧形凹面朝上的凝结水收集片组成，凝结水导流片设置在凝结水收集片的上方，凝结水收集片倾斜设置在冷凝室下端，在凝结水收集片低端设有冷凝水出口；
优选地，所述凝结水收集装置为一V形凝结水收集槽，凝结水收集槽倾斜设置在冷凝室下端，在凝结水收集槽的低端设有冷凝水出口；
优选地，所述凝结水收集装置是铝合金材质的。
由于热交换器壳体、水流盘道、燃烧室、热交换室、冷凝室是一个整体铸件，故热能传递导热快速，热水器的整体稳定性较强；由于水流盘道铸造在所述热交换器壳体的壁体中，故该热交换器增加了水流盘道的吸热表面积，吸收能量更多更充分，绝大部分热能优先传递使用到了水的加热上，流失于热交换器壳体外壁的热量极少，故大幅度的提高了热效率。
由于凝结水收集装置设置科学合理，有效的导流了冷凝水，故使整体防腐耐腐蚀性增强；同时铝合金材料比铜材料成本低廉，耐腐蚀性好，故有效的提高了热水器的使用寿命，降低了成本。
相比现有技术，本发明兼具有热交换器和冷凝系统多功能，且材料成本低廉，结构简单制造方便，可采用模具批量铸造简化了制造工艺，产品一致性好、质量稳定性、整体可靠性更高，大幅度的降低了材料成本和制造成本，大幅度地提升了燃气热水器的热效率；且防腐和耐腐蚀性能好，总体上达到了延长燃气热水器使用寿命、节约能源和降低成本的目的，其推广使用后，可取得十分有益的社会效果。
附图说明
图1是本发明实施例一侧面的结构剖面图；
图2是本发明实施例一图1的A-A剖面图；
图3是本发明实施例二侧面的结构剖面图；
图4是本发明实施例二图3的B-B剖面图。
其中：I-冷凝室；II-热交换室；III-燃烧室；1-热交换器壳体；2-吸热柱；3-水流盘道；4-凝结水收集片；5-冷凝水出口；6-凝结水导流片；7-进水口；8-冷凝室排气道；9-出水口；10-热交换室排气道；11-凝结水收集槽，31-冷凝室水流盘道、32-热交换室水流盘道、33-燃烧室水流盘道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来详细说明本发明：
实施例一
如图1和图2所示，为本发明的优选实施例一，一种燃气热水器热交换器，设有：燃烧室III、热交换室II、冷凝室I；水流盘道3铸造在热交换器壳体1的壁体中，冷凝室I的下端设有凝结水收集装置，凝结水收集装置由一排弧形凹面朝下的凝结水导流片6和一排弧形凹面朝上的凝结水收集片4组成，凝结水导流片6设置在凝结水收集片4的上方，凝结水收集片4倾斜设置在冷凝室I下端，在凝结水收集片4低端设有冷凝水出口5，凝结水收集装置是铝合金材质的，热交换室II和冷凝室I的内壁铸有若干排吸热柱2，相邻的吸热柱2之间的间隙构成热交换室排气道10和冷凝室排气道8；热交换器壳体1、燃烧室III、热交换室II、冷凝室I和水流盘道3为一个整体铝合金铸件，其中吸热柱2、凝结水收集片4、凝结水导流片6、进水口7、出水口9、冷凝水出口5都属于所述整体铝合金铸件的一部分。
由于热交换器壳体1、水流盘道3、燃烧室III、热交换室II、冷凝室I是一个整体铸件，故热能传递导热快速，热水器的整体稳定性较强；由于水流盘道3铸造在所述热交换器壳体1的壁体中，故该热交换器增加了水流盘道的吸热表面积，吸收能量更多更充分，绝大部分热能优先传递使用到了水的加热上，流失于热交换器壳体外壁的热量极少，故大幅度的提高了热效率。
由于凝结水收集装置设置科学合理，有效的导流了冷凝水，故使整体防腐耐腐蚀性增强；同时铝合金材料比铜材料成本低廉，耐腐蚀性好，故有效的提高了热水器的使用寿命，降低了成本。
实施例二
如图3和图4所示，为本发明的优选实施例二，一种燃气热水器热交换器，设有：燃烧室III、热交换室II、冷凝室I；水流盘道3铸造在热交换器壳体1的壁体中，冷凝室I的下端设有凝结水收集装置，所述凝结水收集装置为一V形凝结水收集槽11，凝结水收集槽11倾斜设置在冷凝室I下端，在凝结水收集槽11的低端设有冷凝水出口5，凝结水收集装置是铝合金材质的，热交换室II和冷凝室I的内壁铸有若干排吸热柱2，相邻的吸热柱2之间的间隙构成热交换室排气道10和冷凝室排气道8；热交换器壳体1、燃烧室III、热交换室II、冷凝室I和水流盘道3为一个整体铝合金铸件，其中吸热柱2、凝结水收集槽11、进水口7、冷凝水出口5、出水口9都属于所述整体铝合金铸件的一部分。
由于热交换器壳体1、水流盘道3、燃烧室III、热交换室II、冷凝室I是一个整体铸件，故热能传递导热快速，热水器的整体稳定性较强；由于水流盘道3铸造在所述热交换器壳体1的壁体中，故该热交换器增加了水流盘道的吸热表面积，吸收能量更多更充分，绝大部分热能优先传递使用到了水的加热上，流失于热交换器壳体外壁的热量极少，故大幅度的提高了热效率。
由于凝结水收集装置设置科学合理，有效的导流了冷凝水，故使整体防腐耐腐蚀性增强；同时铝合金材料比铜材料成本低廉，耐腐蚀性好，故有效的提高了热水器的使用寿命，降低了成本。
下面叙述本发明在燃气热水器中的工作过程：
燃烧器燃烧所产生的火焰在热交换器的燃烧室III内燃烧并直接将热量传递到燃烧室III和热交换室II的内壁以及热交换室II区域内的吸热柱2上后，对此时处于燃烧室水流盘道33和热交换室水流盘道32区域内的水进行加热，到达预设温度后热水从出水口9流出。
由于冷凝室排气道8和热交换室排气道10都设置在燃烧室III的上方，热交换室II内的烟气可以顺利地进入冷凝室I内，可降低送风风机功率，充分节约能源。
高温烟气通过热交换室II区域内的排气道10进入冷凝室I后，由于冷凝室水流盘道31内的水温度较低，高温烟气的热量逐渐被冷凝室I内壁和圆形吸热柱2吸收并传递给从进水口7进入冷凝室水流盘道31中的水后，转化为低温烟气且烟气中的有害物质大大减少，经冷凝室I内的排气道8排出。烟气完成热交换后生成的冷凝水，在经过凝结水导流片6和凝结水收集片4或凝结水收集槽11集中后，从冷凝水出口5排出。
本发明大幅度的减少了热量在热交换过程中的损耗，提高了热效率，达到了节能环保的目的。
以上所述仅为发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种燃气热水器热交换器，设有热交换器壳体(1)、燃烧室(III)、热交换室(II)、水流盘道(3)，其特征在于：在热交换器里面的上部还设有冷凝室(I)，所述热交换器壳体(1)、燃烧室(III)、热交换室(II)、冷凝室(I)和水流盘道(3)为一个整体铸件。
2.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器，其特征在于：所述一个整体铸件是铝合金整体式铸件。
3.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器，其特征在于：所述水流盘道(3)铸造在所述热交换器壳体(1)的壁体中。
4.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器，其特征在于：所述整体铸件上部的冷凝室(I)的下端设有凝结水收集装置。
5.根据权利要求1所述的一种燃气热水器热交换器，其特征在于：所述热交换室(II)和冷凝室(I)的内壁铸有若干排吸热柱(2)，相邻的吸热柱(2)之间的间隙构成热交换室排气道(10)和冷凝室排气道(8)。
6.根据权利要求4所述的一种燃气热水器热交换器，其特征在于：所述凝结水收集装置由一排弧形凹面朝下的凝结水导流片(6)和一排弧形凹面朝上的凝结水收集片(4)组成，凝结水导流片(6)设置在凝结水收集片(4)的上方，凝结水收集片(4)倾斜设置在冷凝室(I)下端，在凝结水收集片(4)低端设有冷凝水出口(5)。
7.根据权利要求4所述的一种燃气热水器热交换器，其特征在于：所述凝结水收集装置为一V形凝结水收集槽(11)，凝结水收集槽(11)倾斜设置在冷凝室(I)下端，在凝结水收集槽(11)的低端设有冷凝水出口(5)。
8.根据权利要求6所述的一种燃气热水器热交换器，其特征在于：所述凝结水收集装置是铝合金材质的。
9.根据权利要求7所述的一种燃气热水器热交换器，其特征在于：所述凝结水收集装置是铝合金材质的。
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