CN110017597A - 一种带储水空间的零冷水段热交换器 - Google Patents

一种带储水空间的零冷水段热交换器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带储水空间的零冷水段热交换器，包括进水管、换热管、吸热片、燃烧室、出水管、输流管和储水空间，换热管穿插在吸热片之间，换热管连接输流管，输流管连接储水空间，储水空间由金属材质的内壳、外壳、上壳和下壳组成，内壳和外壳围成中空夹层结构，中空夹层结构的夹层由上壳和下壳密封形成密闭空间构成储水空间，内壳围成的空间为燃烧室，燃烧室四周包围在储水空间内，储水空间外侧连接出水管。当热水中途重新启动，进入的少量冷水与储水空间热水混合，再加上燃烧室的二次换热，可解决热水器中途重启的冷水段问题，提高用户体验，储水空间与燃烧室全面接触二次换热，提升热交换率，提高热效节省能源。

Description

一种带储水空间的零冷水段热交换器
技术领域
本发明属于热交换器技术领域，特别涉及一种带储水空间的零冷水段热交换器。
背景技术
目前市场上热水器热交换器大多用管线缠绕燃烧室在进入吸热片加热，水流快进快出没有储水空间。缺点1：缠绕的管线与燃烧室接触面小，不能充分吸收燃烧室的高温，热效较低。缺点2：没有储水空间，机器中途重启会有冷水段，给用户带来不舒适感。
目前市场上解决热水器中途重启有冷水段的方案是在热交换器外接储水罐，缺点是与热交换器独立，不能加热，第一次使用需热水持续流入罐中与冷水对冲一段时间，才能达到用户预设温度，费水费气。
中国专利申请公布号CN109269108A公开了一种零冷水热水器系统，包括热水器，连接于热水器进口的冷水进水管以及连接于热水器出口的热水出水管，冷水进水管连通有冷水出水管，热水出水管与冷水出水管均连接于出水阀门，在热水出水管与冷水出水管之间设置有储水罐以及泵，在热水器处于开启状态时，开启出水阀门，热水出水管内的冷水通过泵排至储水罐内。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种带储水空间的零冷水段热交换器，解决热水器中途重启的冷水段问题。
本发明的另一目的在于提供一种带储水空间的零冷水段热交换器，热交换率高。
本发明的另一目的在于提供一种带储水空间的零冷水段热交换器，首次使用时冷水可直接加热，减少冷水排放。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种带储水空间的零冷水段热交换器，包括进水管、换热管、吸热片、燃烧室和出水管，所述进水管与所述换热管一端连接，所述换热管穿插在所述吸热片之间使所述换热管内的冷水与所述吸热片之间发生热交换；
其特征在于：还包括输流管和储水空间，所述换热管另一端连接所述输流管，所述输流管连接所述储水空间，所述储水空间设于所述换热管和吸热片正下方，所述储水空间由金属材质的内壳、外壳、上壳和下壳组成，所述内壳和外壳围成中空夹层结构，所述中空夹层结构的夹层由所述上壳和下壳密封形成密闭空间构成所述储水空间，所述内壳围成的空间为所述燃烧室，所述燃烧室四周包围在所述储水空间内，所述燃烧室正下方设有火排，所述储水空间外侧连接所述出水管。
如上所述一种带储水空间的零冷水段热交换器，其特征在于：所述换热管包括上换热管组和下换热管组，所述上换热管组和下换热管组均为回形换热管，所述上换热管组和下换热管组通过弯管连通；所述吸热片由若干等间距排列的吸热片单体组成，所述吸热片垂直于所述换热管设置，所述吸热片上设有与所述上换热管组和下换热管组位置对应的上固定孔组和下固定孔组，所述上换热管组穿过所述上固定孔组固定于所述吸热片上，所述下换热管组穿过所述下固定孔组固定于所述吸热片上。
如上所述一种带储水空间的零冷水段热交换器，其特征在于：所述储水空间的内壳和外壳之间设有可使水流在所述储水空间内分层绕流的导流支架。
如上所述一种带储水空间的零冷水段热交换器，其特征在于：所述上换热管组和下换热管组均由若干个平行分布的直管和连接相邻直管的连接管组成，所述吸热片单体之间相互靠近且阵列分布，所述吸热片单体上设有上固定孔和下固定孔，所述上换热管组上的直管穿过所述吸热片单体上的上固定孔，所述下换热管组上的直管穿过所述吸热片单体上的下固定孔。
本发明的有益效果是：
1、本发明热交换器有一定容量的储水空间，当热水中途重新启动，进入的少量冷水与储水空间热水混合，再加上燃烧室的二次换热，可解决了热水器中途重启的冷水段问题，提高用户体验。
2、本发明热交换器的储水空间包围燃烧室设置，储水空间与燃烧室全面接触，储水空间四面直接接触高温燃烧火焰，换热效率高，提高热效节省能源，并且首次使用热水器时，储水空间内的冷水可直接加热，可减少冷水排放，节约用水。
3、本发明热交换器的换热管上下两层设计，吸热片单体之间相互靠近且阵列分布，换热管来回穿插在吸热片之间，冷水在换热管内的流动路径加长，可以延长换热时间，提高换热效率。
4、本发明热交换器的储水空间内设有导流支架，导流支架可使进入储水空间内的冷水分层绕流，加长水流路径，延长换热时间、加大换热面积，从而提高换热效率。
附图说明
图1是本发明热交换器的结构示意图；
图2是本发明热交换器的另一视角结构示意图；
图3是本发明热交换器的换热管结构示意图；
图4是本发明热交换器的换热管固定在吸热片上结构示意图；
图5是本发明热交换器使用另一种导流支架的结构示意图；
其中：1、进水管；2、换热管；21、上换热管组；22、下换热管组；23、弯管；3、吸热片；31、上固定孔组；32、下固定孔组；4、燃烧室；5、出水管；6、输流管；7、储水空间；71、内壳；72、外壳；73、上壳；74、下壳；8、导流支架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1-5所示，一种带储水空间的零冷水段热交换器，包括进水管1、换热管2、吸热片3、燃烧室4和出水管5，进水管1与换热管2一端连接，换热管2穿插在吸热片3之间使换热管2内的冷水与吸热片3之间发生热交换。
本申请热交换器还包括输流管6和储水空间7，换热管2另一端连接输流管6，输流管6连接储水空间7，储水空间7设于换热管2和吸热片3正下方，储水空间7由金属材质的内壳71、外壳72、上壳73和下壳74组成，内壳71和外壳72围成中空夹层结构，中空夹层结构的夹层由上壳73和下壳74密封形成密闭空间构成储水空间7，内壳71围成的空间为燃烧室4，燃烧室4四周包围在储水空间7内，燃烧室4正下方设有火排，储水空间7外侧连接出水管5。
热水器上设有水流传感器，感应到水流就会点火，但从点燃到加热需要一段时间，这段时间的冷水来不及在换热管2换热，当冷水流到储水空间7时，与上一次储水空间7储存的热水混合，使得冷水变成热水。
本产品有一定容量的储水空间，当热水中途重新启动，进入的少量冷水与储水空间7内的热水混合，再加上燃烧室4加热的二次换热，可解决了热水器中途重启的冷水段问题，提高用户体验。
热交换器的储水空间7包围燃烧室4设置，储水空间7与燃烧室4全面接触，储水空间7四面直接接触高温燃烧火焰，换热效率高，提高热效节省能源，并且首次使用热水器时，储水空间7内的冷水可直接加热，可减少冷水排放，节约用水。
本申请中，换热管2包括上换热管组21和下换热管组22，上换热管组21和下换热管组22均为回形换热管，上换热管组21和下换热管组22通过弯管23连通；吸热片3由若干等间距排列的吸热片单体组成，吸热片3垂直于换热管2设置，吸热片3上设有与上换热管组21和下换热管组22位置对应的上固定孔组31和下固定孔组32，上换热管组21穿过上固定孔组31固定于吸热片3上，下换热管组22穿过下固定孔组32固定于吸热片3上。
上换热管组21设有进水口a和出水口b，弯管23设有进水口c和出水口d，下换热管组22设有进水口e和出水口f，进水口a连通进水管1，出水口b连通进水口c，出水口d连通进水口e，出水口f连通输流管6。
本申请中，储水空间7的内壳71和外壳72之间设有可使水流在储水空间7内分层绕流的导流支架8。
如图1所示，导流支架8为金属材质的支架，焊接在储水空间7的内壳71和外壳72之间。如图5所示，也可以由储水空间7的内壳71和外壳72向内凹陷对碰焊接在一起形成导流支架8。
当冷水流过换热管2再流入储水空间7时，火已经点燃，导流支架8可使储水空间7分层绕流，加长水流路径，延长换热时间、加大换热面积，实现二次加热到完全变成热水，从出水管5流出。
本申请中，上换热管组21和下换热管组22均由若干个平行分布的直管和连接相邻直管的连接管组成，吸热片单体之间相互靠近且阵列分布，吸热片单体上设有上固定孔和下固定孔，上换热管组21上的直管穿过吸热片单体上的上固定孔，下换热管组22上的直管穿过吸热片单体上的下固定孔。
此结构的设计吸热片单体之间相互靠近且阵列分布，从而使上换热管组21和下换热管组22的相邻直管之间也相互靠近分布，在一定的空间内可以加长换热管2的长度，从而使冷水在换热管2内的流动路径加长，可以延长换热时间，提高换热效率。
工作原理：冷水通过进水管1进入换热管2，机器燃烧吸热片3吸收高温热量，换热管2来回穿插在吸热片3之间，冷水在这里完成热量交换变成热水，换热管2连接储水空间7，热水流入储水空间二次加热；在热水器中途重启来不及加热的冷水段通过储水空间7内的导流支架8分流与前一次储存的热水混合再加热，使之完全变成热水，实现无冷水段，储水空间7外侧连接出水管5。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带储水空间的零冷水段热交换器，包括进水管(1)、换热管(2)、吸热片(3)、燃烧室(4)和出水管(5)，所述进水管(1)与所述换热管(2)一端连接，所述换热管(2)穿插在所述吸热片(3)之间使所述换热管(2)内的冷水与所述吸热片(3)之间发生热交换；
其特征在于：还包括输流管(6)和储水空间(7)，所述换热管(2)另一端连接所述输流管(6)，所述输流管(6)连接所述储水空间(7)，所述储水空间(7)设于所述换热管(2)和吸热片(3)正下方，所述储水空间(7)由金属材质的内壳(71)、外壳(72)、上壳(73)和下壳(74)组成，所述内壳(71)和外壳(72)围成中空夹层结构，所述中空夹层结构的夹层由所述上壳(73)和下壳(74)密封形成密闭空间构成所述储水空间(7)，所述内壳(71)围成的空间为所述燃烧室(4)，所述燃烧室(4)四周包围在所述储水空间(7)内，所述燃烧室(4)正下方设有火排，所述储水空间(7)外侧连接所述出水管(5)。
2.根据权利要求1所述一种带储水空间的零冷水段热交换器，其特征在于：所述换热管(2)包括上换热管组(21)和下换热管组(22)，所述上换热管组(21)和下换热管组(22)均为回形换热管，所述上换热管组(21)和下换热管组(22)通过弯管(23)连通；所述吸热片(3)由若干等间距排列的吸热片单体组成，所述吸热片(3)垂直于所述换热管(2)设置，所述吸热片(3)上设有与所述上换热管组(21)和下换热管组(22)位置对应的上固定孔组(31)和下固定孔组(32)，所述上换热管组(21)穿过所述上固定孔组(31)固定于所述吸热片(3)上，所述下换热管组(22)穿过所述下固定孔组(32)固定于所述吸热片(3)上。
3.根据权利要求1所述一种带储水空间的零冷水段热交换器，其特征在于：所述储水空间(7)的内壳(71)和外壳(72)之间设有可使水流在所述储水空间(7)内分层绕流的导流支架(8)。
4.根据权利要求2所述一种带储水空间的零冷水段热交换器，其特征在于：所述上换热管组(21)和下换热管组(22)均由若干个平行分布的直管和连接相邻直管的连接管组成，所述吸热片单体之间相互靠近且阵列分布，所述吸热片单体上设有上固定孔和下固定孔，所述上换热管组(21)上的直管穿过所述吸热片单体上的上固定孔，所述下换热管组(22)上的直管穿过所述吸热片单体上的下固定孔。
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