CN104848517A - 一种换热器及采用其的节能燃气热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气热水器用换热器，所述换热器包括内层管道、外层管道和环绕所述外层管道的螺旋管，所述内层管道与所述螺旋管连通构成待加热的水流动的管路，所述外层管道用于排放所述燃气热水器燃烧的燃气产生的烟气，其中所述内层管道包括进水管和收纳管，所述进水管上设置有一个或多个喷嘴，将待加热的水喷射到与所述外层管道相邻的所述收纳管的壁上进行热交换。以及一种采用该换热器的节能燃气热水器。本发明的换热器及燃气热水器通过将冷水以喷射的方式与换热器壁接触，从而能提高冷水的流动速度，扩大冷水与高温烟气的接触面积，最终能够提高换热效率；本发明的节能燃气热水器具有结构简单、成本低廉、节能环保的特点。

Description

一种换热器及采用其的节能燃气热水器
技术领域
本发明涉及燃气热水器技术领域，更具体地涉及一种换热器及采用其的节能燃气热水器。
背景技术
燃气热水器以燃气作为燃料，通过燃气燃烧产生高温烟气来加热换热器，从而使换热器内冷水温度得到提升，达到制备热水的目的。然而，对于传统燃气热水器，冷水在管道流动时的换热面积有限，而且冷水的流速较低，这些都影响冷水与高温烟气的换热，限制高温烟气的利用率。现如今全球能源紧张，资源短缺，如何提高冷水的流速，扩大冷水与高温烟气的接触面积，从而提高换热效率，节约燃气，是一个非常值得研究的方向。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种换热器及采用其的节能燃气热水器，以通过提高冷水流动速度，扩大冷水与高温烟气的接触面积来提高换热效率。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种燃气热水器用换热器，所述换热器包括密封的内层管道、用于排放燃烧燃气产生的烟气的外层管道以及环绕所述外层管道的螺旋管，所述内层管道与所述螺旋管连通构成待加热的水流动的密封管路，其特征在于，所述内层管道包括进水管和收纳管，所述进水管上设置有一个或多个喷嘴，将待加热的水喷射到与所述外层管道相邻的所述收纳管的壁上进行热交换。
其中，所述内层管道采用不锈钢或铜制造。
其中，在所述喷嘴前还设置有水泵，用于将所述待加热的水进行加压。
其中，所述喷嘴为直接加工在进水管上。
其中，所述喷嘴为市售的喷嘴，通过螺纹安装在所述内层管道的进水管上。
其中，所述喷嘴为扇形喷嘴、实心锥形喷嘴或者雾化喷嘴。
其中，所述喷嘴均匀分布在所述进水管的四壁上。
作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种采用如上任意一项所述的燃气热水器用换热器的燃气热水器。
其中，所述燃气热水器使用天然气、液化石油气或人工煤气作为燃气。
所述燃气热水器是强制排气式或冷凝式燃气热水器。
基于上述技术方案可知，本发明的节能燃气热水器通过将冷水以喷射的方式与换热器壁接触，从而能够提高冷水的流动速度，扩大冷水与高温烟气的接触面积，最终能够提高换热效率。本发明的节能燃气热水器具有结构简单、成本低廉、节能环保的特点。
附图说明
图1是本发明的燃气热水器内部结构示意图；
图2是本发明中采用的直喷实心锥形喷嘴形状的示意图；
图3是本发明中采用的扇形喷嘴形状的示意图；
图4是现有技术与本发明的不同冷却方式换热能力的对比图。
附图标记说明：
1            内层管道；
2            外层管道；
3            螺旋管；
4            喷嘴；
5，6         水泵；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明采用的技术方案是：燃气热水器内部换热器主要由内层管道1、外层管道2以及缠绕外层管道外面的螺旋管3组成。内层管道1、外层管道2以及缠绕外层管道外面的螺旋管3均由不锈钢、铜等材料制成。冷水首先经过水泵5加压后，通过水管进入换热器的内层管道，所述内层管道包括进水管和收纳管，所述进水管上设置有一个或多个喷嘴，将待加热的水喷射到与所述外层管道相邻的所述收纳管的壁上进行热交换，喷头数目及层数根据实际情况设置安装。冷水通过喷嘴4射流到内层壁面，与壁面进行射流冲击换热。此种射流冲击换热既增大冷水与高温烟气的接触面积，又增加冷水的流速，大大强化了换热效果。射流出来的水被壁面加热后，顺着内层壁面流入下水管，通过水泵6加压后，进入外部的螺旋管3，与外层管道2内高温烟气进行再次换热，然后流出。
作为一个优选实施例，喷嘴4优选以对称的方式设置在进水管的四周，从而使水流均匀地喷射在收纳管的四壁上。喷嘴4可以采用在内层管道的进水管上直接钻孔加工而成，也可以购买市场上现成的扇形喷嘴、实心锥形喷嘴或雾化喷嘴，通过螺纹安装在进水管上。具体尺寸规格视实际采用其的燃气热水器的实际要求来决定。
高温烟气在外层管道2内流动，不仅与内层管道的冷水进行换热，还与螺旋管内的热水进一步换热，使高温烟气得到充分利用。
本发明的燃气热水器使用天然气、液化石油气或人工煤气作为燃气，可以是强制排气式或冷凝式燃气热水器。
传统热水器采用冷却在盘管内与高温燃气流动换热，而本发明采用喷射冷水冲击换热，射流冲击冷却和喷射雾滴冷却的换热能力比通常的管内换热能力高出几倍甚至一个数量级。图4是现有技术与本发明的不同冷却方式的换热能力的对比图，从图上可以看出，本发明的喷射冲击冷却方式的热流密度在105～1100W/cm2范围之间，远优于通常采用的气体自然对流和热管传热方式。因此，采用该技术的本发明的燃气热水器换热器具有很高的换热效率。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气热水器用换热器，所述换热器包括密封的内层管道、用于排放燃烧燃气产生的烟气的外层管道以及环绕所述外层管道的螺旋管，所述内层管道与所述螺旋管连通构成待加热的水流动的密封管路，其特征在于，所述内层管道包括进水管和收纳管，所述进水管上设置有一个或多个喷嘴，将待加热的水喷射到与所述外层管道相邻的所述收纳管的壁上进行热交换。
2.如权利要求1所述的燃气热水器用换热器，其中所述内层管道采用不锈钢或铜制造。
3.如权利要求1所述的燃气热水器用换热器，其中在所述喷嘴前还设置有水泵，用于将所述待加热的水进行加压。
4.如权利要求1所述的燃气热水器用换热器，其中所述喷嘴为直接加工在进水管上。
5.如权利要求1所述的燃气热水器用换热器，其中所述喷嘴为市售的喷嘴，通过螺纹安装在所述内层管道的进水管上。
6.如权利要求5所述的燃气热水器用换热器，其中所述喷嘴为扇形喷嘴、实心锥形喷嘴或者雾化喷嘴。
7.如权利要求1所述的燃气热水器用换热器，其中所述喷嘴均匀分布在所述进水管的四壁上。
8.一种采用如权利要求1至7任意一项所述的燃气热水器用换热器的燃气热水器。
9.如权利要求8所述的燃气热水器，所述燃气热水器使用天然气、液化石油气或人工煤气作为燃气。
10.如权利要求8所述的燃气热水器，所述燃气热水器是强制排气式或冷凝式燃气热水器。
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