CN106839441A - 燃气热水器的换热器和具有其的燃气热水器 - Google Patents

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金琦沅
梁国荣
何美玲
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    • F28F3/083—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning capable of being taken apart

Abstract

本发明公开了一种燃气热水器的换热器和具有其的燃气热水器，所述换热器内形成有燃烧室、多个烟气通道以及多个水流通道，多个所述烟气通道和多个所述水流通道在前后方向上依次交替，且多个所述烟气通道均与所述燃烧室连通，所述换热器上设有冷水进口、热水出口以及排烟口，所述冷水进口和所述热水出口均与多个所述水流通道连通，且所述排烟口与多个所述烟气通道连通。根据本发明的燃气热水器的换热器，可以同时实现相关技术中燃气热水器的显热交换器以及冷凝换热器的热交换效果，零部件少，结构简单紧凑，热效率高。

Description

燃气热水器的换热器和具有其的燃气热水器
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，尤其是涉及一种燃气热水器的换热器和具有其的燃气热水器。
背景技术
全预混燃烧技术由于其低CO低NOx排放的特性，近些年来一直被运用于高端燃气采暖炉中，在欧美市场也出现越来越多的高端燃气热水器。全预混燃烧系统中采用的换热器主要为盘管式换热器和翅片管式换热器。
一般来说，家庭中使用的热水器是以使用燃料来区分的。这种燃气热水器是通过燃气供气管供给的燃气，用点火器通在主燃烧器进行点火，并且燃气热水器内部设置了换热装置，通过冷水和热水管路进入家庭中使用。但是，一般的燃气热水器的热效率约为84％～90％，剩余热量则主要随着排气而损失，把排气中的热量回收的其中一个方法就是冷凝式换热技术，这种冷凝式换热技术是在上述排气通道上设置冷凝换热器，将排气冷却以及将其中的水蒸气冷凝后来回收热量，达到热量损失最小化的目的。因此上述的燃气热水器依据换热器可以分为冷凝式和非冷凝式两种形式。
其中冷凝式燃气热水器的换热器由利用燃烧的热量直接加热冷水的显热换热器，以及利用显热交换器的排气的潜热加热冷水的冷凝式换热器组成，非冷凝式热水器则只具备显热交换器。
冷凝式燃气热水器考虑到热效率问题，大多使用相同的材质，换热器内部冷凝时会产生酸性水分和排气烟气中的硫化物、氮氧化物和被燃烧热腐蚀的东西，为了抑制这些物质的生成，近年来有耐腐蚀性的铝和不锈钢被大量使用。
相关技术中的冷凝式燃气热水器是燃烧室、显热换热器、冷凝式换热器这3个部件来组成，或者是燃烧室和显热换热器组合为一个部件，冷凝式换热器的构成部件变为2个。这种冷凝方式的燃气热水器主要使用的是有耐腐蚀性的铝或不锈钢材质，但是此种材料的加工难度较大。由于显热部和潜热部是单独制作的，且显热和冷凝式换热器外面的换热翅片要通过钎焊方式与换热管焊接，所以制作工序也非常复杂。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种燃气热水器的换热器，所述换热器可以将显热交换器和冷凝式换热器集成为一体。
本发明还提出一种具有上述换热器的燃气热水器。
根据本发明第一方面的燃气热水器的换热器，所述换热器内形成有燃烧室、多个烟气通道以及多个水流通道，多个所述烟气通道和多个所述水流通道在前后方向上依次交替，且多个所述烟气通道均与所述燃烧室连通，所述换热器上设有冷水进口、热水出口以及排烟口，所述冷水进口和所述热水出口均与多个所述水流通道连通，且所述排烟口与多个所述烟气通道连通。
根据本发明的燃气热水器的换热器，可以同时实现相关技术中燃气热水器的显热交换器以及冷凝换热器的热交换效果，零部件少，结构简单紧凑，热效率高。
在一些实施例中，所述换热器包括沿前后方向层叠布置的多个板片，相邻的两个板片之间限定出所述烟气通道，每个板片均包括层叠布置的顶板和底板，且所述顶板和底板之间限定出所述水流通道。
在一些实施例中，，每个所述板片的顶板和底板中的至少一个上形成有朝相对的方向凸起且相互间隔的多个凸筋。
在一些实施例中，每个所述板片的顶板和底板上均形成有所述凸筋，且所述顶板上的凸筋和所述底板上的凸筋交叉布置。
在一些实施例中，所述多个板片包括第一板片、第二板片和设在所述第一板片和所述第二板片之间的多个中间板片，所述中间板片上形成有沿纵向延伸的通孔，且多个所述中间板片的通孔配合形成所述燃烧室。
在一些实施例中，多个所述通孔沿纵向对齐。
在一些实施例中，所述第一板片上形成有用于定位燃烧器的燃烧器孔，且在纵向上所述燃烧器孔与所述通孔的中间位置相对。
在一些实施例中，每个所述板片的顶板和底板中的至少一个上形成有朝相对的方向凸起且相互间隔的多个凸筋，其中，所述中间板片上的凸筋的两端均邻近所述中间板片的边沿或所述通孔边沿；所述第一板片上的凸筋的两端均邻近所述第一板片的边沿、所述燃烧器孔的边沿或第一圆周的边沿，所述第一圆周与所述通孔的周沿前后对齐；所述第二板片上的凸筋的两端均邻近所述第二板片的边沿、所述第二圆周的边沿或所述第三圆周的边沿，所述第二圆周与所述通孔的周沿前后对齐，所述第三圆周与所述燃烧器孔的周沿前后对齐。
在一些实施例中，每个所述板片的底部均形成有所述冷水进口且顶部形成有所述热水出口，多个所述水流通道的冷水进口在前后方向上对齐并相互连通，且多个所述水流通道的热水出口在前后方向上对齐且相互连通。
根据本发明第二方面的燃气热水器，包括：换热器，所述换热器为包括根据本发明第一方面的燃气热水器的换热器；燃烧器，所述燃烧器设在所述换热器的燃烧室内。
根据本发明的燃气热水器，通过设置上述第一方面的燃气热水器的换热器，从而提高了燃气热水器的整体性能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的燃气热水器的换热器的示意图；
图2是图1中所示的第一板片的爆炸图；
图3是图1中所示的第一板片的断面图的示意图；
图4是图1中所示的中间板片的爆炸图；
图5是图1中所示的中间板片的断面图的示意图；
图6是图1中所示的第二板片的爆炸图；
图7是图1中所示的第二板片的断面图的示意图；
图8是根据本发明实施例的燃气热水器的示意图；
图9是图8中所示的燃气热水器的侧视截面图的示意图；
图10是图8中所示的燃气热水器的前视图的示意图；
图11是图8中所示的燃气热水器的后视图的示意图。
附图标记：
换热器100，
燃烧室101，烟气通道102，水流通道103，冷水进口104，热水出口105，排烟口106，
第一板片1，燃烧器孔11，第二板片2，中间板片3，通孔31，凸筋4，
顶板a，底板b，
燃气热水器1000，燃烧器200，风机300，点火针400。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1-图11描述根据本发明第一方面实施例的燃气热水器1000的换热器100。
如图1、图8和图9所示，根据本发明第一方面实施例的燃气热水器1000的换热器100，所述换热器100内形成有燃烧室101、多个烟气通道102以及多个水流通道103，多个烟气通道102和多个水流通道103在前后方向上依次交替，且多个烟气通道102均与燃烧室101连通，换热器100上设有冷水进口104、热水出口105以及排烟口106，冷水进口104和热水出口105均与多个水流通道103连通，且排烟口106与多个烟气通道102连通。
燃气热水器1000的燃烧器200可以布置在换热器100的燃烧室101内。当燃气热水器1000工作时，燃气和空气预混合之后进入燃烧室101内，由燃烧器200点燃燃烧，燃烧产生的热量可以通过燃烧室101周壁用于直接加热从水流通道103中的水，同时，燃烧产生的烟气进入与燃烧室101连通的烟气通道102内，此时，烟气通道102内的高温烟气可以与水流通道103中的水进行热交换，以回收烟气中的热量，提高燃气热水器1000的热效率，减少热损失。
简言之，根据本发明实施例的燃气热水器1000的换热器100，可以同时实现相关技术中燃气热水器的显热交换器以及冷凝换热器的热交换效果，零部件少，结构简单紧凑，热效率高。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，换热器100可以包括多个板片(例如下文中所述的第一板片1、第二板片2和中间板片3)，多个板片可以沿前后方向(例如图1中所示的前后方向)层叠布置，相邻的两个板片之间限定出烟气通道102，每个板片均包括层叠布置的顶板a和底板b，且顶板a和底板b之间限定出水流通道103。这样，烟气通道102中的烟气和水流通道103中的水可以通过板片的顶板a和底板b进行热交换，以回收烟气中的热量。由此，可以使得换热器100的结构更加紧凑，提高换热效率。
进一步地，如图2-图7所示，每个板片的顶板a和底板b中的至少一个上形成有朝相对的方向凸起且相互间隔的多个凸筋4。例如，板片的顶板a上可以设有朝向该板片的底板b凸起的凸筋4，且凸筋4包括相互间隔布置的多个；和/或板片的底板b上也可以设有朝向该板片的顶板a的方向凸起的凸筋4。由此，可以进一步提高烟气与水之间的换热效率，进一步提高换热器100的热效率。
有利地，每个板片的顶板a和底板b上均可以形成有凸筋4，且顶板a上的凸筋4和底板b上的凸筋4交叉布置。由此，可以进一步提高顶板a和底板b之间的水的紊流程度，提高换热效率。
在一些实施例中，多个板片可以包括第一板片1、第二板片2和多个中间板片3，多个中间板片3设在第一板片1和第二板片2之间，中间板片3上形成有沿纵向(例如图1中所示的前后方向)延伸的通孔31，且多个中间板片3的通孔31配合形成燃烧室101。这样，当燃气在燃烧室101内燃烧时，通孔31的周壁(燃烧室101壁面)可以直接作为显热交换器，将燃烧的热量用于直接加热水流通道103中的冷水。从而使得换热器100的结构简单、紧凑、合理。
优选地，如图1所示，多个通孔31沿纵向(例如图1中所示的前后方向)对齐，由此，可以简化燃烧室101的结构，简化换热器100的结构，便于加工制造。
有利地，如图1和图2所示，第一板片1上形成有燃烧器孔11，燃烧器孔11用于定位燃烧器200，且在纵向(例如图1中所示的前后方向)上，燃烧器孔11与通孔31的中间位置相对，由此，不仅可以便于燃烧器200的定位安装，还可以使燃烧器200位于燃烧室101的中间位置，提高燃气燃烧时对燃烧室101壁面的加热效率。
进一步地，如图2-图7所示，每个板片的顶板a和底板b中的至少一个上形成有朝相对的方向凸起且相互间隔的多个凸筋4，其中，中间板片3上的凸筋4的两端均邻近中间板片3的边沿或通孔31边沿；第一板片1上的凸筋4的两端均邻近第一板片1的边沿、燃烧器孔11的边沿或第一圆周的边沿，第一圆周与通孔31的周沿前后对齐；第二板片2上的凸筋4的两端均邻近第二板片的边沿、第二圆周的边沿或第三圆周的边沿，第二圆周与通孔31的周沿前后对齐，第三圆周与燃烧器孔11的周沿前后对齐。由此，可以提高板片的传热效率，提高换热器100的热效率。
在一些实施例中，如图1-图7所示，每个板片的底部均可以形成有冷水进口104，且顶部形成有热水出口105，多个水流通道103的冷水进口104在前后方向上对齐并相互连通，且多个水流通道103的热水出口105在前后方向上对齐且相互连通。这样，烟气通道102中的烟气与水流通道103中的水可以逆向流动，进一步提高换热效率。
根据本发明第二方面实施例的燃气热水器1000，包括根据本发明上述第一方面实施例的燃气热水器1000的换热器100和燃烧器200，所述燃烧器200设在所述换热器100的燃烧室101内。
根据本发明实施例的燃气热水器1000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
根据本发明实施例的燃气热水器1000，通过设置上述第一方面实施例的燃气热水器1000的换热器100，从而提高了燃气热水器1000的整体性能。
下面将参考图1-图11描述根据本发明一个具体实施例的燃气热水器1000。
参照图8，燃气热水器1000包括燃烧器200和换热器100、风机300和点火针400，其中，换热器100内形成有燃烧室101、多个烟气通道102和多个水流通道103，燃烧器200布置的燃烧室101内，风机300用于向燃烧室101内输送燃气和空气，点火针400用于燃烧器200点火。
具体地，如图1所示，换热器100包括沿前后方向层叠布置的多个板片，相邻的两个板片之间限定出烟气通道102，每个板片均包括层叠布置的顶板a和底板b，且顶板a和底板b之间限定出水流通道103。
多个板片包括第一板片1、第二板片2和设在第一板片1和第二板片2之间的多个中间板片3，中间板片3上形成有沿纵向延伸的通孔31，且多个中间板片3的通孔31配合形成燃烧室101。第一板片1上形成有用于定位燃烧器200的燃烧器孔11，且在纵向上燃烧器孔11与通孔31的中间位置相对。
每个板片的顶板a和底板b上均形成有朝相对的方向凸起且相互间隔的多个凸筋4，其中，中间板片3上的凸筋4的两端均邻近中间板片3的边沿或通孔31边沿；第一板片1上的凸筋4的两端均邻近第一板片1的边沿、燃烧器孔11的边沿或第一圆周的边沿，第一圆周与通孔31的周沿前后对齐；第二板片2上的凸筋4的两端均邻近第二板片2的边沿、第二圆周的边沿或第三圆周的边沿，第二圆周与通孔31的周沿前后对齐，第三圆周与燃烧器孔11的周沿前后对齐。
每个板片的底部均形成有冷水进口104且顶部形成有热水出口105，多个水流通道103的冷水进口104在前后方向上对齐并相互连通，且多个水流通道103的热水出口105在前后方向上对齐且相互连通。
其中，本发明实施例的燃气热水器1000的换热器100，燃烧室101位于换热器100的中部，且燃烧室101的上方为燃气燃烧直接加热的显热换热部，燃烧室101的下方为与烟气热交换的潜热换热部。本发明实施例的换热器100不需要换热片，而是用压有波纹状凸筋的不锈钢板重叠在一起，进行钎焊焊接。实现将显热换热部和潜热换热部简单地制做成一体型。
进一步地，在潜热换热部的下方设置了冷凝水排出口，且排烟口106也设置在潜热换热部的下方。由此，可以实现烟气通道102中的冷凝水和烟气均朝同一方向(朝下)流动。
根据本发明实施例的燃气热水器1000，为将燃烧器200、显热交换器、潜热交换器集成为一体的板式换热器100，通过将有一定波纹形状的不锈钢板重叠在一起，进行钎焊焊接为一体，使得内部的水和燃烧烟气是沿着不锈钢板的两侧流动，进一步地提高换热器100的换热效率。
此外，燃烧室101的壁面除了燃烧室101上附着的孔之外，所有的壁面都可以算作为换热器100的换热面积，换热效率更高。且燃烧器200上附着的孔的大小，比起燃烧室101的直径要小很多，热损失最小。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种燃气热水器的换热器，其特征在于，所述换热器内形成有燃烧室、多个烟气通道以及多个水流通道，多个所述烟气通道和多个所述水流通道在前后方向上依次交替，且多个所述烟气通道均与所述燃烧室连通，所述换热器上设有冷水进口、热水出口以及排烟口，所述冷水进口和所述热水出口均与多个所述水流通道连通，且所述排烟口与多个所述烟气通道连通。
2.根据权利要求1所述的燃气热水器的换热器，其特征在于，所述换热器包括沿前后方向层叠布置的多个板片，相邻的两个板片之间限定出所述烟气通道，每个板片均包括层叠布置的顶板和底板，且所述顶板和底板之间限定出所述水流通道。
3.根据权利要求2所述的燃气热水器的换热器，其特征在于，每个所述板片的顶板和底板中的至少一个上形成有朝相对的方向凸起且相互间隔的多个凸筋。
4.根据权利要求3所述的燃气热水器的换热器，其特征在于，每个所述板片的顶板和底板上均形成有所述凸筋，且所述顶板上的凸筋和所述底板上的凸筋交叉布置。
5.根据权利要求2所述的燃气热水器的换热器，其特征在于，所述多个板片包括第一板片、第二板片和设在所述第一板片和所述第二板片之间的多个中间板片，所述中间板片上形成有沿纵向延伸的通孔，且多个所述中间板片的通孔配合形成所述燃烧室。
6.根据权利要求5所述的燃气热水器的换热器，其特征在于，多个所述通孔沿纵向对齐。
7.根据权利要求5所述的燃气热水器的换热器，其特征在于，所述第一板片上形成有用于定位燃烧器的燃烧器孔，且在纵向上所述燃烧器孔与所述通孔的中间位置相对。
8.根据权利要求7所述的燃气热水器的换热器，其特征在于，每个所述板片的顶板和底板中的至少一个上形成有朝相对的方向凸起且相互间隔的多个凸筋，
其中，所述中间板片上的凸筋的两端均邻近所述中间板片的边沿或所述通孔边沿；
所述第一板片上的凸筋的两端均邻近所述第一板片的边沿、所述燃烧器孔的边沿或第一圆周的边沿，所述第一圆周与所述通孔的周沿前后对齐；
所述第二板片上的凸筋的两端均邻近所述第二板片的边沿、所述第二圆周的边沿或所述第三圆周的边沿，所述第二圆周与所述通孔的周沿前后对齐，所述第三圆周与所述燃烧器孔的周沿前后对齐。
9.根据权利要求2所述的燃气热水器的换热器，其特征在于，每个所述板片的底部均形成有所述冷水进口且顶部形成有所述热水出口，多个所述水流通道的冷水进口在前后方向上对齐并相互连通，且多个所述水流通道的热水出口在前后方向上对齐且相互连通。
10.一种燃气热水器，其特征在于，包括：
换热器，所述换热器为根据权利要求1-9中任一项所述的燃气热水器的燃烧器；
燃烧器，所述燃烧器设在所述换热器的燃烧室内。
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