CN105387746A - 一种热交换增强热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热交换增强热水器，其热源装置包括热交换管，该热交换管包括圆管段；该圆管段通过椭圆过渡段与椭圆管段连接；各圆管段等长；各椭圆管段等长；两个相邻的椭圆管段的截面椭圆长轴交叉角度为15°～90°；椭圆过渡管段的横截面形状为标准椭圆或近似椭圆或两条直线加两个圆弧构成的扁圆形或多段弧线拟合的对称和近似对称的扁圆形或圆；各椭圆过渡管段等长；该热交换管的两端设置圆管接头段；圆管接头段的内壁光滑；所述圆管接头段与所述圆管段的内径相同。本发明结构简单，有效合理的协调了速度场和温度梯度场的平衡，节能环保效率高。

Description

一种热交换增强热水器

技术领域

本发明涉及一种热传递装置，特别是涉及一种管道式的热交换装置。

背景技术

传热增强技术因为可以提高热量传递速率也能达到节能的目的，在日常生活中得到了广泛的应用。传热增强技术主要分为主动增强和被动增强技术。前者是指需要从外界输入能量的热传递增强技术，如电场增强、磁场增强、振动增强技术等等；后者是指不需要外界能量的热传递增强技术，因此更容易被应用到工程当中。被动增强技术通常包括扩展表面(肋片)、管内插入物、旋流(紊流)发生器等。被动增强技术已被广泛应用，但是仍存在着一个共同的问题，即热传递增强的同时，流动阻力增加更多，不利于节能，从而阻碍了这些技术更广泛地应用于各工程领域。

因此本领域技术人员致力与开发一种与常规的传热增强管不同的新型热交换管。从流体速度场与温度梯度场的协同的角度提出人传递增强的新方法“场协同原则”，即提高场的协同度，就能在阻力增加较少的条件下增强传热。本发明根据这个原则，是管流中能形成径向流动，就能显著改善速度场与温度梯度场的协同程度，进而增强传热，同时也达到了节能的效果。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种传热效率高，结构简单，节能环保的热交换管。

为实现上述目的，本发明提供了一种热交换增强热水器，其热源装置包括热交换管道，该热交换管道包括圆管段，该圆管段通过椭圆过渡段与椭圆管段连接。各圆管段不等长；各椭圆管段不等长；两个相邻的椭圆管段的截面椭圆长轴A交叉角度C为15°～90°；椭圆过度管段的横截面形状为标准椭圆或近似椭圆或两条直线加两个圆弧构成的扁圆形或多段弧线拟合的对称和近似对称的扁圆形或圆；各椭圆过渡管段不等长。该热交换管道的两端设置有圆管接头段；圆管接头段的内壁光滑；圆管接头段与圆管段的内径d相同，圆管段和椭圆管段依次周期排列中间由椭圆过渡段连接。

较佳的，所述圆管段的长度Lc与其内径d的比值为0.5～10；所述椭圆管段的长度Le与所述圆管段的内径d的比值为1～10；所述椭圆过渡管段外径的长轴A和短轴B的比值为1.1～2.5。

较佳的，所述圆管段、所述椭圆管段和所述椭圆过渡管段的内表面和外表面均为螺纹表面。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，有效合理的协调了速度场和温度梯度场的平衡，节能环保效率高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的椭圆管段长轴间夹角示意图。

图3是本发明椭圆管段内的液体流动状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2所示，一种热交换增强热水器，其热源装置包括热交换管道5，该热交换管道5包括圆管段1；该圆管段1通过椭圆过渡段3与椭圆管段2连接；各圆管段1可以是等长或不等长的；各椭圆管段2可以是等长或不等长的。两个相邻的椭圆管段2的截面椭圆长轴A交叉角度C为15°～90°，这个角度是为了增加管中液体流动时产生更大的阻力。椭圆过渡管段3的横截面形状为标准椭圆或近似椭圆或两条直线加两个圆弧构成的扁圆形或多段弧线拟合的对称和近似对称的扁圆形或圆；各椭圆过渡管段3可以是等长或不等长的。该热交换管5的两端设置圆管接头段4；所述圆管接头段4的内壁光滑，该光滑的内壁是为了安装时可以更好的密封；圆管接头段4与圆管段1的内径相同。

圆管段1的长度Lc与其内径d的比值为0.5～10；椭圆管段2的长度Le与圆管段1的内径d的比值为1～10；所述椭圆过渡管段3外径的长轴A和短轴B的比值为1.1～2.5。

圆管段1、椭圆管段2和椭圆过渡管段3的内表面和外表面均为螺纹表面,这样的管道增加了热传递的接触表面，提高了热交换效率。图3为椭圆管段内液体流动的分布结构示意图。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种热交换增强热水器，其热源装置包括热交换管道(5)；其特征是：所述热交换管道(5)包括圆管段(1)；所述圆管段(1)通过椭圆过渡段(3)与椭圆管段(2)连接；各所述圆管段(1)不等长；各所述椭圆管段(2)不等长；两个相邻的所述椭圆管段(2)的截面椭圆长轴交叉角度为15°～90°；所述椭圆过渡管段(3)的横截面形状为标准椭圆或近似椭圆或两条直线加两个圆弧构成的扁圆形或多段弧线拟合的对称和近似对称的扁圆形或圆；各所述椭圆过渡管段(3)不等长；所述热交换管道(5)的两端设置有圆管接头段(4)；所述圆管接头段(4)的内壁光滑；所述圆管接头段(4)与所述圆管段(1)的内径相同；所述圆管段(1)、所述椭圆管段(2)和所述椭圆过渡管段(3)的内表面和外表面均为螺纹表面。

2.如权利要求1所述的热交换增强热水器，其特征是：所述圆管段(1)的长度与其内径的比值为0.5～10；所述椭圆管段(2)的长度与所述圆管段(1)的内径的比值为1～10；所述椭圆过渡管段(3)外径的长轴和短轴的比值为1.1～2.5。