CN115950094A - 换热器和热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换热器和热水器,其中换热器包括:壳体、燃烧室换热管、冷凝室换热管和换热室换热管,壳体内具有燃烧室、换热室和冷凝室,在壳体内的烟气流动方向上,燃烧室、换热室和冷凝室依次排列;燃烧室换热管设置在燃烧室内;换热室换热管设置在换热室内,换热室换热管与燃烧室换热管连通;冷凝室换热管设置在冷凝室内,冷凝室换热管与换热室换热管连通,该换热器具有更高的换热效率,避免了烟气中的热量直接排出造成能源浪费,烟气在冷凝换热部分与水进一步进行换热,热水器的能效能够达到较高标准。
Description
技术领域
本发明涉及热水器技术领域,具体而言,涉及一种换热器和热水器。
背景技术
传统的燃气热水器排出的烟气内存在大量的热量,由于烟气中的热量无法在换热器中与水进行交换,能量无法被充分利用,导致热水器的能效无法达到较高标准,能源被浪费,存在改进空间。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此,本发明提出一种换热器,该换热器具有更高的换热效率,避免了烟气中的热量直接排出造成能源浪费,烟气在冷凝换热部分与水进一步进行换热,热水器的能效能够达到较高标准。
本发明还提出了一种具有上述换热器的热水器。
根据本发明的实施例的换热器,包括:壳体,所述壳体内具有燃烧室、换热室和冷凝室,在所述壳体内的烟气流动方向上,所述燃烧室、所述换热室和所述冷凝室依次排列;燃烧室换热管,所述燃烧室换热管设置在所述燃烧室内;换热室换热管,所述换热室换热管设置在所述换热室内,所述换热室换热管与所述燃烧室换热管连通;冷凝室换热管,所述冷凝室换热管设置在所述冷凝室内,所述冷凝室换热管与所述换热室换热管连通。
根据本发明的实施例的换热器,该换热器具有更高的换热效率,避免了烟气中的热量直接排出造成能源浪费,烟气在冷凝换热部分与水进一步进行换热,热水器的能效能够达到较高标准。
另外,根据发明实施例的换热器,还可以具有如下附加技术特征:
根据本发明的一些实施例,所述冷凝室换热管在所述烟气流动方向上排列为多排,其中至少一部分所述冷凝室换热管分成多组,每组均包括至少两个并联设置的所述冷凝室换热管。
根据本发明的一些实施例,同一排所述冷凝室换热管中的至少两个所述冷凝室换热管并联;和/或,相邻的多排所述冷凝室换热管中的至少两个所述冷凝室换热管并联,且并联的至少两个所述冷凝室换热管处于相邻的至少两排。
根据本发明的一些实施例,所述冷凝室换热管排列成三排,在所述烟气流动方向上,下游以及中间的两排所述冷凝室换热管成组并联,且每一组中包括下游的一个所述冷凝室换热管以及中间的一个所述冷凝室换热管;上游的一排所述冷凝室换热管中,同排相邻的至少两个所述冷凝室换热管成组并联。
根据本发明的一些实施例,下游以及中间的所述冷凝室换热管成组并联所包括的冷凝室换热管的数量大于上游的所述冷凝室换热管成组并联所包括的冷凝室换热管的数量。
根据本发明的一些实施例,所述换热室换热管在所述烟气流动方向上排列为多排,每排所述换热室换热管串联设置。
根据本发明的一些实施例,所述燃烧室换热管在所述烟气流动方向上排列为多排,每排所述燃烧室换热管并联设置。
根据本发明的一些实施例,所述壳体包括:第一水盒底板和第二水盒底板以及第一水盒盖板和第二水盒盖板,所述第一水盒盖板盖设于所述第一水盒底板且与所述第一水盒底板之间限定出多个第一水盒,每个所述第一水盒与对应的至少一个所述冷凝室换热管的第一端连通,所述第二水盒盖板盖设于所述第二水盒底板且与所述第二水盒底板之间限定出多个第二水盒,每个所述第二水盒与对应的至少一个所述冷凝室换热管的第二端连通;第一个所述第一水盒与所述换热器的进水口连接且第一个所述第一水盒内的液体通过对应的所述冷凝室换热管流动至对应的第一个所述第二水盒内,液体在第一个所述第二水盒内再通过对应的所述冷凝室换热管流动至对应的第二个所述第一水盒内,按此方式流动直至液体流经所有所述冷凝室换热管后流动至最后一个所述第二水盒。
根据本发明的一些实施例,所述第一水盒盖板与所述第一水盒底板之间还限定出第三水盒,所述第二水盒盖板与所述第二水盒底板之间还限定出第四水盒,每个所述第三水盒与对应的至少一个所述换热室换热管的第一端连通,每个所述第四水盒与对应的至少一个所述换热室换热管的第二端连通,其中,第一个所述第四水盒与最后一个所述第二水盒连通,第一个所述第四水盒内的液体通过对应的所述换热室换热管流动至对应的第一个所述第三水盒内,液体在第一个所述第三水盒内再通过对应的所述换热室换热管流动至对应的第二个第四水盒内,按此方式流动直至流动至最后一个所述第四水盒。
根据本发明的一些实施例,所述换热器还包括:第三水盒底板和第四水盒底板以及第三水盒盖板和第四水盒盖板,所述第三水盒盖板盖设于所述第三水盒底板且与所述第三水盒底板之间限定出多个所述第五水盒,每个所述第五水盒与对应的至少一个所述换热室换热管的第一端连通,所述第四水盒盖板盖设于所述第四水盒底板且与所述第四水盒底板之间限定出多个第六水盒,每个所述第六水盒与对应的至少一个所述换热室换热管的第二端连通;其中,第一个所述第五水盒与最后一个所述第四水盒之间连接有至少一根所述换热室换热管,第一个所述第五水盒内的液体通过对应的所述换热室换热管流动至对应的第一个所述第六水盒内,液体在第一个所述第六水盒内再通过对应的所述换热室换热管流动至对应的第二个第五水盒内,按此方式流动直至流动至最后一个所述第五水盒。
根据本发明的一些实施例,所述第三水盒盖板与所述第三水盒底板之间还限定出一个第七水盒,所述第七水盒与对应的至少一个所述燃烧室换热管的第一端连通,所述第二水盒盖板与所述第二水盒底板之间限定出一个第八水盒,所述第八水盒与对应的至少一个所述燃烧室换热管的第二端连通,所述第一水盒盖板与所述第一水盒底板之间还限定出一个所述第九水盒,所述第九水盒与所述换热器的出水口连通,其中,所述第七水盒与最后一个所述第五水盒连通,所述第七水盒内的液体通过对应的所述燃烧室换热管流动至所述第八水盒,液体在所述第八水盒内再通过对应的所述燃烧室换热管流动至所述第九水盒。
根据本发明的一些实施例,所述烟气流动方向自上而下,且所述进水口位于所述换热器的底部,所述出水口位于所述换热器的顶部。
根据本发明的一些实施例,与所述第五水盒和所述第六水盒连接的所述换热室换热管的第一端延伸穿过所述第一水盒底板和第一水盒盖板且第二端延伸穿过所述第二水盒底板和所述第二水盒盖板。
根据本发明的一些实施例,所述第一水盒底板和所述第二水盒底板构造为所述燃烧室、所述换热室和所述冷凝室的两个相对侧壁,所述第一水盒盖板和所述第二水盒盖板分别配置在所述第一水盒底板和所述第二水盒底板的相对外侧,所述第三水盒盖板和所述第三水盒底板位于所述第一水盒盖板的外侧且独立于所述第一水盒盖板,所述第四水盒盖板和所述第四水盒底板位于所述第二水盒盖板的外侧且独立于所述第二水盒盖板。
根据本发明的一些实施例,与所述第五水盒和所述第六水盒连接的所述换热室换热管配置成:能够相对所述第一水盒底板、所述第一水盒盖板以及所述第二水盒底板和所述第二水盒盖板微动。
根据本发明的一些实施例,所述冷凝室换热管和所述燃烧室换热管均为椭圆形管,所述椭圆形管的长轴平行于所述烟气流动方向。
根据本发明的一些实施例,所述换热室换热管中的一部分为圆形管且另一部分为椭圆形管,所述椭圆形管的长轴平行于所述烟气流动方向。
根据本发明的一些实施例,在所述烟气流动方向上,所述换热室换热管排列为多排,且在相邻的两排中,位于上游的一排所述换热室换热管中圆形管的数量比位于下游的一排所述换热室换热管中圆形管的数量少,且位于上游的一排所述换热室换热管中位于两端的两个管为所述椭圆形管。
根据本发明的一些实施例,所述换热室换热管上套设有换热室翅片,所述换热室翅片具有换热室翅片通孔和围绕所述换热室翅片通孔的换热室翅片翻边,所述换热室换热管穿设所述换热室翅片通孔并与所述换热室翅片翻边固定。
根据本发明的一些实施例,所述换热室换热管上套设有换热室翅片,所述换热室翅片具有多排换热室翅片通孔,在所述烟气流动方向上,位于最上游的一排所述换热室翅片通孔的至少一部分通孔具有围绕该通孔的换热室翅片环绕部,所述换热室翅片环绕部的至少一段构造为宽度趋于相等的换热室翅片均温段。
根据本发明的一些实施例,所述换热室翅片均温段位于对应的所述换热室翅片通孔的朝向所述燃烧室的一侧。
根据本发明的一些实施例,所述换热室翅片均温段对应的圆心角度不小于45°。
根据本发明的一些实施例,相邻的两段所述换热室翅片均温段之间形成有切缝。
根据本发明的一些实施例,所述换热室换热管上套设有换热室翅片,所述换热室翅片具有换热室翅片通孔,所述换热室翅片上设置有第一换热导流结构。
根据本发明的一些实施例,所述第一换热导流结构设置在对应的所述换热室翅片通孔的下方。
根据本发明的一些实施例,在所述烟气流动方向上,所述换热室翅片通孔排列为多排,位于下游侧的一排所述换热室翅片通孔中每相邻的两个通孔上方之间设置一个所述第一换热导流结构,且该第一换热导流结构还位于上游侧对应的一个所述换热室翅片通孔的正下方。
根据本发明的一些实施例,所述换热室翅片上还设置有第二换热导流结构,且在所述烟气流动方向上,所述换热室翅片通孔排列为多排,位于下游侧的至少一排所述换热室翅片通孔中每个所述换热室翅片通孔的中下部的一侧或两侧设置一个所述第二换热导流结构。
根据本发明的一些实施例,同一排所述换热室翅片通孔中,相邻的两个所述换热室翅片通孔之间配置一个所述第二换热导流结构,以使该相邻的两个所述换热室翅片通孔所安装的所述换热室换热管共用该第二换热导流结构。
根据本发明的一些实施例,所述第一换热导流结构和所述第二换热导流结构构造为环形翻边结构。
根据本发明的一些实施例,至少一部分所述冷凝室换热管上套设有冷凝室翅片,所述冷凝室翅片上设置有至少一排冷凝室翅片通孔,所述冷凝室翅片上设置有第一冷凝导流结构,所述第一冷凝导流结构用于将烟气向所述冷凝室换热管引导。
根据本发明的一些实施例,所述冷凝室翅片通孔在所述烟气流动方向上排列成多排,且在所述烟气流动方向上,所述第一冷凝导流结构位于最上游的一排所述冷凝室翅片通孔的纵向两端。
根据本发明的一些实施例,所述第一冷凝导流结构为一对且相对倾斜设置,一对所述第一冷凝导流结构的距离在所述烟气流动方向上呈递减趋势,以向所述冷凝室换热管引导烟气。
根据本发明的一些实施例,所述冷凝室翅片上还设置有第二冷凝导流结构,所述第二冷凝导流结构位于每个所述冷凝室翅片通孔的中下部的一侧或两侧,所述第二冷凝导流结构用于将烟气向对应的所述冷凝室换热管的中下部引导。
根据本发明的一些实施例,同一排所述冷凝室翅片通孔中,相邻的两个所述冷凝室翅片通孔之间配置一个所述第二冷凝导流结构,以使该相邻的两个所述冷凝室翅片通孔所安装的所述冷凝室换热管共用该第二冷凝导流结构。
根据本发明的一些实施例,所述第二冷凝导流结构构造为顶部窄、底部宽的导流结构以使所述第二冷凝导流结构的两侧侧面形成适于引导烟气的斜面,其中在所述烟气流动方向上所述第二冷凝导流结构的顶部位于底部的上游侧。
根据本发明的一些实施例,所述冷凝室翅片通孔在所述烟气流动方向上排列成多排,且在相邻的两排之间所述冷凝室翅片上还设置有第三冷凝导流结构,所述第三冷凝导流结构用于将来自上游侧的烟气向下游侧的所述冷凝室换热管引导。
根据本发明的一些实施例,在所述烟气流动方向上,位于下游侧的一排所述冷凝室翅片通孔中每相邻的两个通孔的上方之间设置一个所述第三冷凝导流结构,且该第三冷凝导流结构还位于上游侧对应的一个所述冷凝室翅片通孔的正下方。
根据本发明的一些实施例,所述第三冷凝导流结构构造为环形翻边结构。
根据本发明的一些实施例,所述冷凝室翅片上排列的所述冷凝室翅片通孔的排数少于所述冷凝室换热管的排数,且多排所述冷凝室换热管中靠近上游侧的至少一排所述冷凝室换热管与对应的至少一排所述冷凝室翅片通孔配合,且位于下游侧的至少一排所述冷凝室换热管整体位于所述冷凝室翅片的下游侧。
根据本发明的一些实施例,所述换热器还包括:隔热结构,所述隔热结构设置在所述燃烧室内,所述隔热结构与所述燃烧室的燃烧室壁的至少一部分邻接设置。
根据本发明的一些实施例,所述隔热结构包括隔热层。
根据本发明的一些实施例,所述隔热结构具有避让部,所述避让部用于避让所述壳体上的点火部和/或观火窗。
根据本发明的一些实施例,所述隔热层固定在所述燃烧室壁的内壁面。
根据本发明的一些实施例,所述燃烧室壁上设置有燃烧室壁翻边,所述燃烧室壁翻边分别位于所述隔热层的纵向两端且用于固定所述隔热层。
根据本发明的一些实施例,所述换热器还包括:燃烧室换热管,所述燃烧室换热管设置在所述燃烧室内,所述燃烧室换热管构成所述隔热结构的一部分,所述燃烧室换热管位于所述隔热层的底部,所述燃烧室换热管用于隔离所述燃烧室内火焰即烟气向所述燃烧室壁辐射热量。
根据本发明的一些实施例,所述燃烧室换热管上套设有燃烧室翅片,所述燃烧室翅片设置有支撑翻边,所述支撑翻边用于支撑所述隔热层。
根据本发明的一些实施例,所述换热器还包括:燃烧室换热管,所述燃烧室换热管设置在所述燃烧室内,所述燃烧室换热管与所述换热室换热管连通,所述燃烧室换热管上套设有燃烧室翅片。
根据本发明的一些实施例,所述燃烧室翅片具有燃烧室翅片通孔和围绕所述燃烧室翅片通孔的燃烧室翅片翻边,所述燃烧室换热管穿设所述燃烧室翅片通孔并与所述燃烧室翅片翻边固定。
根据本发明的一些实施例,所述燃烧室翅片上还设置有燃烧室翅片折边,所述燃烧室翅片折边与所述燃烧室壁固定。
根据本发明的一些实施例,所述燃烧室翅片具有围绕每个所述燃烧室翅片通孔的燃烧室翅片环绕部,所述燃烧室翅片环绕部的至少一段构造为宽度趋于相等的燃烧室翅片均温段。
根据本发明的一些实施例,所述壳体包括:左侧板组件、右侧板组件、前侧板组件和后侧板组件,所述左侧板组件、所述后侧板组件、所述右侧板组件和所述前侧板组件合围固定,且所述壳体的底部设置有挡烟结构。
根据本发明的一些实施例,所述前侧板组件包括:前隔热板和设置在所述前隔热板外侧的前装饰板,所述前隔热板与所述前装饰板间隔设置;和/或
所述后侧板组件包括:后隔热板和设置在所述后隔热板外侧的后装饰板,所述后隔热板与所述后装饰板间隔设置。
根据本发明的一些实施例,所述左侧板组件和所述右侧板组件中的每一个构造为用于形成水路循环的水盒的一部分。
根据本发明另一方面的热水器,包括上述的换热器。
附图说明
图1是根据本发明实施例的换热器的剖视图;
图2是根据本发明实施例的换热器的爆炸图;
图3是根据本发明实施例的换热器的爆炸图;
图4是根据本发明实施例的第一水盒底板/第二水盒底板的结构示意图;
图5是根据本发明实施例的第一水盒盖板的结构示意图;
图6是根据本发明实施例的第二水盒盖板的结构示意图;
图7是根据本发明实施例的第三水盒底板的结构示意图;
图8是根据本发明实施例的第三水盒盖板的结构示意图;
图9是根据本发明实施例的第四水盒底板的结构示意图;
图10是根据本发明实施例的第四水盒盖板的结构示意图;
图11是根据本发明实施例的左侧板组件的局部结构示意图;
图12是根据本发明实施例的右侧板组件的局部结构示意图;
图13是根据本发明实施例的左侧板组件的局部结构示意图;
图14是根据本发明实施例的右侧板组件的局部结构示意图;
图15是根据本发明实施例的换热器的剖视图;
图16是根据本发明实施例的燃烧室翅片的结构示意图;
图17是根据本发明实施例的换热室翅片的结构示意图;
图18是根据本发明实施例的换热室翅片的结构示意图;
图19是根据本发明实施例的冷凝室翅片的结构示意图;
图20是根据本发明实施例的冷凝室翅片的结构示意图;
图21是根据本发明实施例的换热器的爆炸图;
图22是根据本发明实施例的前隔热板的结构示意图;
图23是根据本发明实施例的前隔热板的结构示意图;
图24是根据本发明实施例的前隔热板的结构示意图;
图25是根据本发明实施例的隔热层的结构示意图;
图26是根据本发明实施例的挡烟结构的结构示意图;
图27是根据本发明实施例的热水器的结构示意图。
附图标记:
热水器1000,换热器100,点火部101,观火窗102,燃烧室10,隔热结构11,隔热层111,隔热层通孔1111,燃烧室换热管112,
燃烧室翅片113,支撑翻边1131,燃烧室翅片通孔1132,燃烧室翅片翻边1133,燃烧室翅片折边1134,燃烧室翅片环绕部1135,
换热室20,换热室换热管21,
换热室翅片22,换热室翅片通孔221,换热室翅片翻边222,换热室翅片环绕部223,切缝224,第一换热导流结构225,第二换热导流结构226,第三换热导流结构227,
冷凝室30,冷凝室换热管31,
冷凝室翅片32,冷凝室翅片通孔321,第一冷凝导流结构322,第二冷凝导流结构323,第三冷凝导流结构324,
壳体40,左侧板组件41,第一水盒底板411,第一水盒盖板412,第三水盒底板413,第三水盒盖板414,右侧板组件42,第二水盒底板421,第二水盒盖板422,第四水盒底板423,第四水盒盖板424,前侧板组件43,前隔热板431,前装饰板432,后侧板组件44,后隔热板441,后装饰板442,燃烧室壁翻边45,第二翻边46,凸起结构47,
第一水盒51,第一个第一水盒511,第二个第一水盒512,第三个第一水盒513,第四个第一水盒514,第五个第一水盒515,第二水盒52,第一个第二水盒521,第二个第二水盒522,第三个第二水盒523,第四个第二水盒524,第五个第二水盒525,第三水盒53,第一个第三水盒531,第二个第三水盒532,第四水盒54,第一个第四水盒541,第二个第四水盒542,第三个第四水盒543,第五水盒55,第一个第五水盒551,第二个第五水盒552,第三个第五水盒553,第四个第五水盒554,第六水盒56,第一个第六水盒561,第二个第六水盒562,第三个第六水盒563,第七水盒57,第八水盒58,第九水盒59,
挡烟结构60,通孔61,烟气聚拢空腔62,第一挡烟板63,第二挡烟板64,过渡平板65,进水口91,出水口92,
排烟口座200,排烟口201,进风口座300,空气进口301,预混器400,风机500,燃烧器600,控制器700,水封结构800,冷水进口901,进水管道900,燃气管道1001,燃气进口1002,热水出口1003,水比例阀1004,燃气比例阀1005,水流量传感器1006,消音管1007,风压传感器1008。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,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,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图27所示,本发明实施例中的热水器可以为燃气热水器。在热水器中,换热器是核心部件,热水器中的水会在换热器内实现热交换。
传统的燃气热水器排出的烟气内存在大量的热量,由于烟气中的热量无法在换热器中与水进行交换,能量无法被充分利用,导致热水器的能效无法达到较高标准,能源被浪费。
为此,本发明实施例设计了一种增设有冷凝换热段的换热器100,由此,使得换热器100具有更高的换热效率,避免了烟气中的热量直接排出造成能源浪费,烟气在冷凝换热部分与水进一步进行换热,热水器1000的能效能够达到较高标准。
下面参考图1-图27描述根据本发明实施例的换热器100。
根据本发明实施例的换热器100可以包括:壳体40、燃烧室换热管112、冷凝室换热管31和换热室换热管21。
如图15所示,壳体40内具有燃烧室10、换热室20和冷凝室30,在壳体40内的烟气流动方向上,燃烧室10、换热室20和冷凝室30依次排列,也就是说,经过燃烧产生的烟气首先会经过燃烧室10,再经过换热室20、最后通过冷凝室30。
燃烧室换热管112设置在燃烧室10内,由此,在燃烧室10内燃烧室换热管112能够吸收热辐射产生的热量以及高温烟气的热量,并与燃烧室换热管112内的水进行换热,燃烧室换热管112的设置能够降低燃烧室10周围的温度,避免换热器100壁面温度过高对人员造成伤害。
换热室换热管21设置在换热室20内,由此,在换热室20内换热室换热管21能够吸收热辐射产生的热量以及高温烟气的热量,并与换热室换热管21内的水进行换热,换热室换热管21的设置能够起到主要的换热功能,确保换热器100的换热效率。
冷凝室换热管31设置在冷凝室30内,由此,在冷凝室30内冷凝室换热管31能够吸收经过换热室20并在换热室20经过换热后的高温烟气的热量,并与冷凝室换热管31内的水进行换热,冷凝室换热管31的设置能够,使得换热器100具有更高的换热效率,避免了烟气中的热量直接排出造成能源浪费,烟气在冷凝换热部分与水进一步进行换热,热水器1000的能效能够达到较高标准。
其中,换热室换热管21与燃烧室换热管112连通,冷凝室换热管31与换热室换热管21连通,也就是说,冷水在换热器100中能够顺次经过冷凝室换热管31、换热室换热管21以及燃烧室换热管112,经过多级换热后再输出到外界,由此,确保了冷水能够在换热器100内进行充分加热,确保换热器100加热效果。
根据本发明实施例的换热器100,该换热器100具有更高的换热效率,避免了烟气中的热量直接排出造成能源浪费,烟气在冷凝换热部分与水进一步进行换热,热水器1000的能效能够达到较高标准。
如图11-图15所示,冷凝室换热管31在烟气流动方向上排列为多排,其中至少一部分冷凝室换热管31分成多组,每组均包括至少两个并联设置的冷凝室换热管31,由此,在水温较低处,一组并联的冷凝室换热管31中能够使冷水通过的横截面积更大,确保了该处具有足够的水流量,实现了大通量换热,冷水较快的流过冷凝室换热管31,使得用户能够较快的获得大量的热水,并且并联的冷凝室换热管31能够使冷凝室30内冷凝室换热管31与烟气之间的换热充分,换热器100的热效率更高。
结合图11-图15所示实施例,同一排冷凝室换热管31中的至少两个冷凝室换热管31并联,例如,图15中从下向上第三排中的冷凝室换热管31,在该排中,冷凝室换热管31两两并联。
进一步,相邻的多排冷凝室换热管31中的至少两个冷凝室换热管31并联,且并联的至少两个冷凝室换热管31处于相邻的至少两排,例如,图15中最下方的一排冷凝室换热管31与自下而上第二排中的冷凝室换热管31并联。
在一些实施例中,在一组并联的冷凝室换热管31中,至少两个冷凝室换热管31处于同一排并且至少两个冷凝室换热管31处于相邻的至少两排,例如,图15中最下方的一排冷凝室换热管31与自下而上第二排中的冷凝室换热管31并联,且最下方一排中从左向右第一个冷凝室换热管31与第二个冷凝室换热管31并联,第四个冷凝室换热管31与第五个冷凝室换热管31并联,第七个冷凝室换热管31与第八个冷凝室换热管31并联。
参照图11-图15,冷凝室换热管31排列成三排,以确保烟气在冷凝室30内得到充分换热,降低排烟温度,确保换热器100的换热效果,提高热水器1000的能效。
其中,在烟气流动方向上,下游以及中间的两排冷凝室换热管31成组并联,且每一组中包括下游的一个冷凝室换热管31以及中间的一个冷凝室换热管31,在此处水温较低,水压较大,通过使相邻的两排的冷凝室换热管31并联,能够在提高冷水通过的横截面积的同时确保冷水能够充满每一个冷凝室换热管31。
进一步,上游的一排冷凝室换热管31中,同排相邻的至少两个冷凝室换热管31成组并联,在这一排中,水压下降,因此该排的冷凝室换热管31不与其他排的冷凝室换热管31并联,水流无需克服重力向水盒上部输送水流,避免了上排冷凝室换热管31由于水压不足导致的断流,避免冷凝室换热管31空烧,确保换热器100的使用寿命以及使用安全。
在一些实施例中,参照图11-图15,下游以及中间的冷凝室换热管31成组并联所包括的冷凝室换热管31的数量大于上游的冷凝室换热管31成组并联所包括的冷凝室换热管31的数量,一方面,上游处水流温度增高,烟气温度也增高,通过减少并联的冷凝室换热管31的数量,能够减小冷水通过的横截面积,增大水流速度,使得水流能够充分的吸收热量,确保换热效率。
下游以及中间的冷凝室换热管31中两侧成组并联所包括的冷凝室换热管31的数量大于中间的冷凝室换热管31成组并联所包括的冷凝室换热管31的数量,以使中间部分烟气温度更高的部分的冷凝室换热管31内水流速度更快。
结合图11-图15所示实施例,换热室换热管21在烟气流动方向上排列为多排,每排换热室换热管21串联设置,由此能够使换热室换热管21中的水流量更大,并且各个换热室换热管21内的水流分配均匀,流速恒定,换热室换热管21内的换热效果更好,避免了水流产生气化现象影响换热效果。
如图11-图15所示,燃烧室换热管112在烟气流动方向上排列为多排,每排燃烧室换热管112并联设置,由此,同一排并联的燃烧室换热管112内的水流量更大,避免了水流气化,影响换热器100的换热效率,并且利用了燃烧室10内的部分能量,换热器100的换热效果好。
结合图1-图15所示实施例,壳体40包括:第一水盒底板411和第二水盒底板421以及第一水盒盖板412和第二水盒盖板422,其中,第一水盒底板411和第一水盒盖板412位于换热器100的第一端,第二水盒底板421与第二水盒盖板422位于第二端。
第一水盒盖板412盖设于第一水盒底板411且与第一水盒底板411之间限定出多个第一水盒51,具体地,第一水盒盖板412的至少一部分与第一水盒底板411之间连接,该部分将第一水盒盖板412与第一水盒底板411之间的空间分割为多个小空间,而第一水盒盖板412的另一部分向远离第一水盒底板411的方向凸起,以使第一水盒盖板412与第一水盒底板411之间能够形成第一水盒51。
并且,第一水盒51的布置能够覆盖在冷凝室30一侧的壁面,降低冷凝室30壁面的温度,避免热量从壁面溢散,提高换热器100的换热效率的同时避免高温烫伤。
第二水盒盖板422盖设于第二水盒底板421且与第二水盒底板421之间限定出多个第二水盒52,具体地,第二水盒盖板422的至少一部分与第二水盒底板421之间连接,该部分将第二水盒盖板422与第二水盒底板421之间的空间分割为多个小空间,而第二水盒盖板422的另一部分向远离第二水盒底板421的方向凸起,以使第二水盒盖板422与第二水盒底板421之间能够形成第二水盒52。
并且,第二水盒52的布置能够覆盖在冷凝室30另一侧的壁面,降低冷凝室30壁面的温度,避免热量从壁面溢散,提高换热器100的换热效率的同时避免高温烫伤。
参照图11-图15,每个第一水盒51与对应的至少一个冷凝室换热管31的第一端连通,每个第二水盒52与对应的至少一个冷凝室换热管31的第二端连通,第一水盒51与第二水盒52不仅能够将并联的冷凝室换热管31连通,并且,相邻的两组并联的冷凝室换热管31之间也能够通过第一水盒51或者第二水盒52连通。
具体地,如图11和图12所示,与进水口91连通的第一水盒51同时连通与进水口91连通的第一组并联的冷凝室换热管31的第一端,第一个第二水盒521连通第一组并联的冷凝室换热管31的第二端的同时还与第二组并联的冷凝室换热管31的第二端连通,第二个第一水盒512与第二组并联的冷凝室换热管31的第一端连通的同时与第三组并联的冷凝室换热管31的第一端连通,由此,通过第一水盒51与第二水盒52的布置还使并列平行布置的冷凝室换热管31形成了稳定的串联或并联水路。
在一些实施例中,第一个第一水盒511与换热器100的进水口91连接且第一个第一水盒511内的液体通过对应的冷凝室换热管31流动至对应的第一个第二水盒521内,液体在第一个第二水盒521内再通过对应的冷凝室换热管31流动至对应的第二个第一水盒512内,按此方式流动直至液体流经所有冷凝室换热管31后流动至最后一个第二水盒52。
具体地,参照图11和图12,第一个第一水盒511与换热器100的进水口91连接,并且第一水盒51还与由下至上第一排的两根冷凝室换热管31的第一端以及第二排的两根冷凝室换热管31的第一端连通,进水口91进入到第一水盒51的冷水经过这四根冷凝室换热管31后到达第二端。
第一个第二水盒521与由下至上第一排的三根冷凝室换热管31的第二端以及第二排的四根冷凝室换热管31的第二端连通,水流经过第一排的两根冷凝室换热管31和第二排的两根冷凝室换热管31到达第一个第二水盒521,并通过第一排的一根冷凝室换热管31和第二排的两根冷凝室换热管31流出第一个第二水盒521到达第一端。
第二个第一水盒512与由下至上第一排的三根冷凝室换热管31和第二排的三根冷凝室换热管31连通,水流经过第一排的一根冷凝室换热管31和第二排的两根冷凝室换热管31到达第二个第一水盒512,并通过第一排的两根冷凝室换热管31和第二排的一根冷凝室换热管31流出第二个第一水盒512到达第二端。
第二个第二水盒522与由下至上第一排的三根冷凝室换热管31和第二排的三根冷凝室换热管31连通,水流经过第一排的两根冷凝室换热管31和第二排的一根冷凝室换热管31到达第二个第二水盒522,并通过第一排的一根冷凝室换热管31和第二排的两根冷凝室换热管31流出第二个第二水盒522到达第一端。
第三个第一水盒513与由下至上第一排的三根冷凝室换热管31和第二排的四根冷凝室换热管31连通,水流经过第一排的一根冷凝室换热管31和第二排的两根冷凝室换热管31到达第三个第一水盒513,并通过第一排的两根冷凝室换热管31和第二排的两根冷凝室换热管31流出第三个第一水盒513到达第二端。
第三个第二水盒523与由下至上第一排的两根冷凝室换热管31、第二排的两根冷凝室换热管31以及第三排的两根冷凝室换热管31连通,水流经过第一排的两根冷凝室换热管31和第二排的两根冷凝室换热管31到达第三个第二水盒523,并通过第三排的两根冷凝室换热管31流出第三个第二水盒523到达第一端。
第四个第一水盒514与由下至上第三排的四根冷凝室换热管31连通,水流经过第三排的两根冷凝室换热管31到达第四个第一水盒514,并通过另外两根冷凝室换热管31流出第四个第一水盒514到达第二端。
第四个第二水盒524与由下至上第三排的四根冷凝室换热管31连通,水流经过第三排的两根冷凝室换热管31到达第四个第二水盒524,并通过另外两根冷凝室换热管31流出第四个第二水盒524到达第一端。
第五个第一水盒515与由下至上第三排的四根冷凝室换热管31连通,水流经过第三排的两根冷凝室换热管31到达第五个第一水盒515,并通过另外两根冷凝室换热管31流出第五个第一水盒515到达第二端。
第五个第二水盒525即为最后一个第二水盒52,第五个第二水盒525与由下至上第三排的两根冷凝室换热管31的第二端连通。
参照图11和图12,第一水盒盖板412与第一水盒底板411之间还限定出第三水盒53,具体地,第一水盒盖板412的至少一部分与第一水盒底板411之间连接,该部分将第一水盒盖板412与第一水盒底板411之间的空间分割为多个小空间,而第一水盒盖板412的另一部分向远离第一水盒底板411的方向凸起,以使第一水盒盖板412与第一水盒底板411之间能够形成第三水盒53。
并且,第三水盒53的布置能够覆盖在换热室20一侧的壁面的至少一部分,降低换热室20壁面的温度,避免热量从壁面溢散,提高换热器100的换热效率的同时避免高温烫伤。
第二水盒盖板422与第二水盒底板421之间还限定出第四水盒54,具体地,第二水盒盖板422的至少一部分与第二水盒底板421之间连接,该部分将第二水盒盖板422与第二水盒底板421之间的空间分割为多个小空间,而第二水盒盖板422的另一部分向远离第二水盒底板421的方向凸起,以使第二水盒盖板422与第二水盒底板421之间能够形成第四水盒54。
并且,第四水盒54的布置能够覆盖在换热室20另一侧的至少一部分壁面,降低换热室20壁面的温度,避免热量从壁面溢散,提高换热器100的换热效率的同时避免高温烫伤。
如图11和图12所示,每个第三水盒53与对应的至少一个换热室换热管21的第一端连通,每个第四水盒54与对应的至少一个换热室换热管21的第二端连通,第三水盒53与第四水盒54的设置能够连通相邻的两根换热室换热管21,使换热室换热管21能够串联布置。
其中,第一个第四水盒541与最后一个第二水盒52连通,以使冷凝室30的换热管路与换热室20的换热管路之间能够连通。在一些实施例中,第一个第四水盒541与最后一个第二水盒52为同一水盒。
进一步,第一个第四水盒541内的液体通过对应的换热室换热管21流动至对应的第一个第三水盒531内,液体在第一个第三水盒531内再通过对应的换热室换热管21流动至对应的第二个第四水盒542内,按此方式流动直至流动至最后一个第四水盒54。
具体地,如图11和图12所示,第一个第四水盒541与最后一个第二水盒52连通,并与由下至上第四排第一根换热室换热管21连通,最后一个第二水盒52内的水直接流入到第一个第一个第四个水盒内,并通过第一根换热室换热管21流出第一个第四水盒541到达第一端。
第一个第三水盒531与由下至上第四排第一根换热室换热管21和第二根换热室换热管21连通,液体通过第一根换热室换热管21流动至第一个第三水盒531内,并通过第二根换热室换热管21流出第一个第三水盒531到达第二端。
第二个第四水盒542与由下至上第四排第二根换热室换热管21和第三根换热室换热管21连通,液体通过第二根换热室换热管21流动至第二个第四水盒542内,并通过第三根换热室换热管21流出第二个第四水盒542到达第一端。
第二个第三水盒532与由下至上第四排第三根换热室换热管21和第四根换热室换热管21连通,液体通过第三根换热室换热管21流动至第二个第三水盒532内,并通过第四根换热室换热管21流出第二个第三水盒532到达第二端。
第三个第四水盒543与由下至上第四排第四根换热室换热管21和第五根换热室换热管21连通,液体通过第四根换热室换热管21流动至第三个第四水盒543内,并通过第五根换热室换热管21流出第三个第四水盒543到达第一端。第三个第四水盒543即为最后一个第四水盒54。
如图13和图14所示,换热器100还包括:第三水盒底板413和第四水盒底板423以及第三水盒盖板414和第四水盒盖板424,其中,第三水盒底板413和第三水盒盖板414位于换热器100的第一端,第四水盒底板423与第四水盒盖板424位于第二端。
第三水盒盖板414盖设于第三水盒底板413且与第三水盒底板413之间限定出多个第五水盒55,具体地,第三水盒盖板414的至少一部分与第三水盒底板413之间连接,该部分将第三水盒盖板414与第三水盒底板413之间的空间分割为多个小空间,而第三水盒盖板414的另一部分向远离第三水盒底板413的方向凸起,以使第三水盒盖板414与第三水盒底板413之间能够形成第五水盒55。
并且,第五水盒55的布置能够覆盖在换热室20一侧的壁面,降低换热室20壁面的温度,避免热量从壁面溢散,提高换热器100的换热效率的同时避免高温烫伤。
第四水盒盖板424盖设于第四水盒底板423且与第四水盒底板423之间限定出多个第六水盒56,具体地,第四水盒盖板424的至少一部分与第四水盒底板423之间连接,该部分将第四水盒盖板424与第四水盒底板423之间的空间分割为多个小空间,而第四水盒盖板424的另一部分向远离第四水盒底板423的方向凸起,以使第四水盒盖板424与第四水盒底板423之间能够形成第六水盒56。
并且,第六水盒56的布置能够覆盖在换热室20另一侧的壁面,降低换热室20壁面的温度,避免热量从壁面溢散,提高换热器100的换热效率的同时避免高温烫伤。
参照图11-图15,每个第五水盒55与对应的至少一个换热室换热管21的第一端连通,每个第六水盒56与对应的至少一个换热室换热管21的第二端连通,第五水盒55与第六水盒56能够将相邻的两根换热室换热管21连通。
其中,第一个第五水盒551与最后一个第四水盒54之间连接有至少一根换热室换热管21,第一个第五水盒551内的液体通过对应的换热室换热管21流动至对应的第一个第六水盒561内,液体在第一个第六水盒561内再通过对应的换热室换热管21流动至对应的第二个第五水盒552内,按此方式流动直至流动至最后一个第五水盒55。
具体地,如图13和图14所示,第一个第五水盒551与最后一个第四水盒54之间通过由下至上第四排第五根换热室换热管21连通,并与由下至上第五排的第六根换热室换热管21连通,最后一个第四水盒54内的水通过由下至上第四排的第五根换热室换热管21流入到第一个第五水盒551内,并通过由下至上第五排的第六根换热室换热管21流出第一个第五水盒551到达第二端。
第一个第六水盒561与由下至上第五排第六根换热室换热管21和第七根换热室换热管21连通,液体通过第五根换热室换热管21流动至第一个第六水盒561内,并通过第七根换热室换热管21流出第一个第六水盒561到达第一端。
第二个第五水盒552与由下至上第五排第七根换热室换热管21和第八根换热室换热管21连通,液体通过第七根换热室换热管21流动至第二个第五水盒552内,并通过第八根换热室换热管21流出第二个第五水盒552到达第二端。
第二个第六水盒562与由下至上第五排第八根换热室换热管21和第九根换热室换热管21连通,液体通过第八根换热室换热管21流动至第二个第六水盒562内,并通过第九根换热室换热管21流出第二个第六水盒562到达第一端。
第三个第五水盒553与由下至上第五排第九根换热室换热管21和第十根换热室换热管21连通,液体通过第九根换热室换热管21流动至第三个第五水盒553内,并通过第十根换热室换热管21流出第三个第五水盒553到达第二端。
第三个第六水盒563与由下至上第五排第十根换热室换热管21和第十一根换热室换热管21连通,液体通过第十根换热室换热管21流动至第三个第六水盒563内,并通过第十一根换热室换热管21流出第三个第六水盒563到达第一端。
第四个第五水盒554与由下至上第十一跟换热室换热管21连通,液体通过第十一根换热室换热管21流动至第四个第五水盒554内,第四个第五水盒554即为最后一个第五水盒55。
参照图13和图14,第三水盒盖板414盖与第三水盒底板413之间限定出一个第七水盒57,具体地,第三水盒盖板414的至少一部分与第三水盒底板413之间连接,该部分将第三水盒盖板414与第三水盒底板413之间的空间分割为多个小空间,而第三水盒盖板414的另一部分向远离第三水盒底板413的方向凸起,以使第三水盒盖板414与第三水盒底板413之间能够形成第七水盒57。
并且,第七水盒57的布置能够覆盖在燃烧室10一侧的壁面的至少一部分,降低燃烧室壁面的温度,避免热量从壁面溢散,提高换热器100的换热效率的同时避免高温烫伤。
第二水盒盖板422与第二水盒底板421之间限定出一个第八水盒58,具体地,第二水盒盖板422的至少一部分与第二水盒底板421之间连接,该部分将第二水盒盖板422与第二水盒底板421之间的空间分割为多个小空间,而第二水盒盖板422的另一部分向远离第二水盒底板421的方向凸起,以使第二水盒盖板422与第二水盒底板421之间能够形成第八水盒58。
并且,第八水盒58的布置能够覆盖在燃烧室10一侧的壁面的至少一部分,降低燃烧室壁面的温度,避免热量从壁面溢散,提高换热器100的换热效率的同时避免高温烫伤。
第一水盒盖板412与第一水盒底板411之间还限定出一个第九水盒59,具体地,第一水盒盖板412的至少一部分与第一水盒底板411之间连接,该部分将第一水盒盖板412与第一水盒底板411之间的空间分割为多个小空间,而第一水盒盖板412的另一部分向远离第一水盒底板411的方向凸起,以使第一水盒盖板412与第一水盒底板411之间能够形成第九水盒59。
并且,第九水盒59的布置能够覆盖在燃烧室10一侧的壁面的至少一部分,降低燃烧室壁面的温度,避免热量从壁面溢散,提高换热器100的换热效率的同时避免高温烫伤。
第七水盒57与对应的至少一个燃烧室换热管112的第一端连通,以使与其连通的燃烧室换热管112并联。第七水盒57与最后一个第五水盒55连通,由此,最后一个第五水盒55内的液体能够直接流动到第七水盒57,并通过与第七水盒57连通的燃烧室换热管112流动到第二端。
第八水盒58与对应的至少一个燃烧室换热管112的第二端连通,以使从第一端流动到第二端的液体能够通过第八水盒58折返回第一端。
第九水盒59与换热器100的出水口92连通,其中,第七水盒57内的液体通过对应的燃烧室换热管112流动至第八水盒58,液体在第八水盒58内再通过对应的燃烧室换热管112流动至第九水盒59。
具体地,如图11和图14所示,第七水盒57与最后一个第五水盒55连通,由此,最后一个第五水盒55内的液体能够直接流动到第七水盒57,并通过与第七水盒57连通的燃烧室换热管112流动到第二端。
第七水盒57与由上至下第二排的两个燃烧室换热管112连通,第七水盒57内的液体能够通过由上至下第二排的两个燃烧室换热管112流动到第二端。
第八水盒58同时与由上至下第二排的两个燃烧室换热管112和由上至下第一排的两个燃烧室换热管112连通,液体通过由上至下第二排的两个燃烧室换热管112流入到第八水盒58内,并通过由上至下第一排的两个燃烧室换热管112流动到第一端。
第九水盒59与由上至下第一排的两个燃烧室换热管112连通,且同时与换热器100的出水口92连通,液体通过由上至下第一排的两个燃烧室换热管112流入到第九水盒59内,并通过出水口92流出换热器100的换热管道。
参照图15,图中箭头所指方向即为烟气流动方向,在一些实施例中,烟气流动方向自上而下,且进水口91位于换热器100的底部,出水口92位于换热器100的顶部。由此,水的温度自下而上温度渐增,换热器100内空间的温度自上而下递减,从而确保了液体与换热器100内空间的温度之间具有足够的温差用于换热,确保换热效率。
在另一些实施例中,烟气流动方向可以为自下而上,或者烟气首先自上而下流动,而后再自下而上流动,对于烟气流动的方向也即换热器100内烟气流道的布置方式,在此不做限定。
如图1-图3所示,与第五水盒55和第六水盒56连接的换热室换热管21的第一端延伸穿过第一水盒底板411和第一水盒盖板412且第二端延伸穿过第二水盒底板421和第二水盒盖板422,以使换热室换热管21能够与位于第一水盒底板411和第一水盒盖板412外侧的第五水盒55和位于第二水盒底板421和第二水盒盖板422外的第六水盒56连通。
在一些实施例中,参照图1-图3,与第七水盒57连接的燃烧室换热管112的第一端延伸穿过第一水盒底板411和第一水盒盖板412,以使燃烧室换热管112能够与位于第一水盒底板411和第二水盒盖板422外侧的第七水盒57连通。
如图1-图3所示,第一水盒底板411和第二水盒底板421构造为燃烧室10、换热室20和冷凝室30的两个相对侧壁,第一水盒盖板412和第二水盒盖板422分别配置在第一水盒底板411和第二水盒底板421的相对外侧,以使第一水盒底板411与第二水盒盖板422能够在换热器100的侧壁外构成换热器100的换热水路。
第三水盒盖板414和第三水盒底板413位于第一水盒盖板412的外侧且独立于第一水盒盖板412,由此,第三水盒盖板414与第三水盒底板413能够相对第一水盒盖板412运动,第四水盒盖板424和第四水盒底板423位于第二水盒盖板422的外侧且独立于第二水盒盖板422,由此,第四水盒底板423与第四水盒盖板424能够相对第二水盒盖板422运动。
第五水盒55以及第六水盒56内的水温较高,通过将第五水盒55与第六水盒56与换热室20分离设置,能够避免换热室20内高温烟气与第五水盒55与第六水盒56内的高温液体之间产生热应力。
根据本发明的一些实施例,与第五水盒55和第六水盒56连接的换热室换热管21配置成能够相对第一水盒底板411、第一水盒盖板412以及第二水盒底板421和第二水盒盖板422微动。
由于与第五水盒55以及第六水盒56连接的换热室换热管21内液体温度较高,并且该部分换热室换热管21所处环境中的高温烟气的温度也较高,换热室换热管21与换热室20内的高温烟气之间产生热应力,换热室换热管21会发生变形并产生微位移,换热室换热管21配置成能够相对第一水盒底板411、第一水盒盖板412以及第二水盒底板421和第二水盒盖板422微动的形式,能够避免换热室换热管21受力导致断裂,提高了换热器100的使用寿命。
如图15所示,冷凝室换热管31和燃烧室换热管112均为椭圆形管,椭圆形管的长轴平行于烟气流动方向,椭圆形管的表面积较大,增加了换热面积,由于椭圆形管的长轴平行于烟气流动方向,在烟气流动方向上椭圆形管与烟气的换热面积更大,提高了换热器100的换热效率,并且由于短轴垂直于烟气流动方向,因此在相同宽度的换热器100内,能够布置更多的换热管,提高了换热效率,减小了换热器100整体的体积。
参照图15,换热室换热管21中的一部分为圆形管,圆形管的阻力较小,使得换热室换热管21内的能够保持在较高水流速度,避免了不溶物在换热室换热管21内部沉积,避免产生水垢导致换热室换热管21内出现局部高温疲劳断裂,避免出现恶化工况,延长了换热器100的使用寿命。
并且,换热室换热管21中的另一部分为椭圆形管,以便于换热室换热管21的布置,在较小的空间内能够布置更多的换热室换热管21,提高了换热效率,并且,椭圆形管的表面积较大,增加了换热面积,由于椭圆形管的长轴平行于烟气流动方向,在烟气流动方向上椭圆形管与烟气的换热面积更大,提高了换热器100的换热效率。
如图15所示,在烟气流动方向上,换热室换热管21排列为多排,且在相邻的两排中,位于上游的一排换热室换热管21中圆形管的数量比位于下游的一排换热室换热管21中圆形管的数量少,且位于上游的一排换热室换热管21中位于两端的两个管为椭圆形管。
具体地,如图15所示,换热室换热管21排列为两排,其中上游的一排换热室换热管21具有四个圆形管位于中间,两端的两个管为椭圆形管,下游侧的一排换热室换热管21具有五个圆形管,且上游的任意一个圆形管位于下游的相邻的两个圆形管的中间。
结合图15、图17和图18所示实施例,换热室换热管21上套设有换热室翅片22,换热室翅片22具有换热室翅片通孔221和围绕换热室翅片通孔221的换热室翅片翻边222,换热室换热管21穿设换热室翅片通孔221并与换热室翅片翻边222固定,以确保换热室换热管21与换热室翅片22的安装稳定性。
由此,换热室换热管21与换热室翅片22共同构成了管翅结构,与烟气进行对流换热,确保了换热室换热管21与烟气之间具有足够的接触面积,提高了换热效率。
并且,由于换热室翅片22同时与所有换热室换热管21连接,由此,确保了各个换热室换热管21的温度均匀,进一步提高了换热效率。
在一些实施例中,换热室换热管21的横截面积大于燃烧室换热管112以及冷凝室换热管31的横截面积。
如图15、图17和图18所示,换热室换热管21上套设有换热室翅片22,换热室翅片22具有多排换热室翅片通孔221,在烟气流动方向上,位于最上游的一排换热室翅片通孔221的至少一部分通孔61具有围绕该通孔61的换热室翅片环绕部223,换热室翅片环绕部223的至少一段构造为宽度趋于相等的换热室翅片22均温段,由此,该部分对应的换热室翅片通孔221对应的换热室换热管21管壁与换热室翅片22的边沿之间的尺寸均匀,对应的换热室换热管21的管壁各个方向上的温度也能够均匀分布,从而使得换热室换热管21的管壁能够均匀换热,避免温度不均匀对换热室翅片22以及换热室换热管21的使用寿命造成影响。
参照图15、图17和图18,换热室翅片22均温段位于对应的换热室翅片通孔221的朝向燃烧室10的一侧,该部分接受的高温烟气的温度较高,高温烟气与换热室换热管21之间的热交换对换热室换热管21的使用寿命的影响较大,通过设计换热室翅片22均温端与其对应,能够确保该处的温度均匀,避免温度不均匀对换热室翅片22以及换热室换热管21的使用寿命造成影响。
结合图15、图17和图18所示实施例,换热室翅片22均温段对应的圆心角度不小于45°,以确保换热室翅片22以及换热室换热管21具有足够大的面积能够保持均温,确保换热室翅片22以及换热室换热管21的使用寿命。
参照图15、图17和图18,相邻的两段换热室翅片22均温段之间形成有切缝224,以通过切缝224降低换热室翅片22与高温烟气的接触面积,避免换热室换热管21的温度过高,确保换热室换热管21的使用寿命,并通过切缝224控制换热室翅片环绕部223的至少一段构造为宽度趋于相等。
如图15、图17和图18所示,换热室换热管21上套设有换热室翅片22,换热室翅片22具有换热室翅片通孔221,换热室翅片22上设置有第一换热导流结构225,通过第一换热导流结构225,能够使烟气均匀的流过换热室换热管21的四周,避免烟气流动过程中存在死角,影响换热器100的换热效率。
结合图15、图17和图18所示实施例,第一换热导流结构225设置在对应的换热室翅片通孔221的下方。具体地,烟气在经过上游的一排换热室换热管21并与其换热后,会在换热室换热管21的下方汇聚,也即在第一换热导流结构225的上方汇聚,如果此时不对烟气加以引导,会导致烟气直接通过下游一排换热室换热管21的夹缝处向下流动,降低换热效率,因此,在对应的换热室翅片通孔221的下方设置第一换热导流结构225,能够将烟气导流到上游的一排换热室换热管21的下部以及下游一排换热室换热管21的上部,使得上游的一排换热室换热管21的下部以及下游一排换热室换热管21的上部都能够与烟气充分接触,提高了换热效率。
参照图15、图17和图18,在烟气流动方向上,换热室翅片通孔221排列为多排,位于下游侧的一排换热室翅片通孔221中每相邻的两个通孔61上方之间设置一个第一换热导流结构225,由此,汇集在第一换热导流结构225上方的烟气能够均匀的导流到其两侧位于下游侧的换热室换热管21的上部。
并且,该第一换热导流结构225还位于上游侧对应的一个换热室翅片通孔221的正下方,以确保上游侧的一个换热室换热管21具有对应的第一换热导流结构225将烟气导流到换热室换热管21的下部。
如图15、图17和图18所示,换热室翅片22上还设置有第二换热导流结构226,通过第二换热导流结构226,能够使烟气均匀的流过换热室换热管21的四周,避免烟气流动过程中存在死角,影响换热器100的换热效率。
并且,在烟气流动方向上,换热室翅片通孔221排列为多排,位于下游侧的至少一排换热室翅片通孔221中每个换热室翅片通孔221的中下部的一侧或两侧设置一个第二换热导流结构226。
具体地,烟气在经过位于下游侧的换热室换热管21的上部并与换热室换热管21换热后,会在换热室换热管21的中下部的两侧汇聚,也即在第二换热导流结构226的上方汇聚,如果此时不对烟气加以引导,会导致烟气直接夹缝向下流动,降低换热效率,因此,在换热室换热管21对应的换热室翅片通孔221的中下部的一侧或两侧设置第二换热导流结构226,能够将烟气导流到下游侧的换热室换热管21的下部,使得下游的一排换热室换热管21的下部能够与烟气充分接触,提高了换热效率。
结合图15、图17和图18所示实施例,同一排换热室翅片通孔221中,相邻的两个换热室翅片通孔221之间配置一个第二换热导流结构226,以使该相邻的两个换热室翅片通孔221所安装的换热室换热管21共用该第二换热导流结构226,以简化结构,使得换热器100的整体结构更紧凑,在有限的空间内能够布置更多的换热室换热管21,提高了换热效率。
参照图15、图17和图18,第一换热导流结构225和第二换热导流结构226构造为环形翻边结构,由此,通过冲压即可实现换热室翅片22的加工,降低了加工难度,降低了生产成本。
如图15、图17和图18所示,换热室翅片22上还设置有第三换热导流结构227,第三换热导流结构227位于下游侧的一排换热室翅片通孔221的两侧,且所述第三换热导流结构227为一对且相对倾斜设置,一对所述第三换热导流结构227的距离在所述烟气流动方向上呈递减趋势,以向位于下游侧的一排换热室换热管21引导烟气。
通过第三换热导流结构227,能够使烟气均匀的流过换热室换热管21的四周,避免烟气流动过程中存在死角,影响换热器100的换热效率。
现有技术中,热水器1000的换热器100通过冷凝换热能够达到一级能效,经过冷凝换热后,换热器100排烟温度能够降低到露点以下,因此,在冷凝换热过程中,烟气中的水蒸气会冷凝产生冷凝水,冷凝水中存在大量的酸性物质,会腐蚀换热器100的壁面,导致换热器100的使用寿命受到影响。
为了避免酸性液体对换热器100壁面的腐蚀问题,换热器100壁面的材料通常选择耐腐蚀但耐热程度较差的不锈钢结构,由此导致燃烧室10的壁面在高温环境下发生损坏,不仅影响换热器100的使用寿命,甚至可能引起火灾,换热器100的使用寿命短,热水器1000的安全性能差。
为此,本发明实施例设计了一种在燃烧室壁邻接设置有隔热结构11的换热器100,由此,燃烧室10内辐射产生的热量或者燃烧室10内高温烟气中的热量能够被隔热结构11隔绝或吸收,避免了热量大量传递到燃烧室壁面,导致燃烧室10的壁面在高温环境下发生损坏,提高了换热器100的使用寿命,提高了热水器1000的安全性能。
其中,换热器100还包括:隔热结构11,隔热结构11设置在燃烧室10内,隔热结构11与燃烧室10的燃烧室壁的至少一部分邻接设置,燃烧室10内辐射产生的热量或者燃烧室10内高温烟气中的热量能够被隔热结构11隔绝或吸收,避免了热量大量传递到燃烧室壁面,导致燃烧室10的壁面在高温环境下发生损坏,提高了换热器100的使用寿命,提高了热水器1000的安全性能。
根据本发明实施例的换热器100,该换热器100能够避免燃烧室壁面温度过高,燃烧室壁面不易受燃烧室10的高温影响,提高了换热器100的使用寿命,提高了热水器1000的安全性能。
如图15所示,隔热结构11包括隔热层111,隔热层111主要起到隔绝热量的作用,避免热量向壁面传递,从而避免壁面在高温下遭到破坏。
在一些实施例中,隔热层111可以为隔热棉,以在确保隔热层111的隔热效果的同时更好塑形。
参照图25,隔热结构11具有避让部,以便于部分结构穿过隔热结构11与燃烧室10内的结构进行交互。在一些实施例中,避让部用于避让壳体40上的点火部101和/或观火窗102,点火部101能够设置在燃烧室10的壁面上并实现点火,维修人员可以通过观火窗102对燃烧室10内混合气体的燃烧情况进行观测,便于维修。
如图25所示,隔热层111上设置有隔热层通孔1111,通孔61的设置能够连通燃烧室壁面和燃烧室10,在确保隔热层111的隔热效果的同时避免隔热层111的布置影响气体结构的正常布置。隔热层通孔1111构造为避让部。
参照图15,隔热层111固定在燃烧室壁的内壁面,以确保隔热层111的设置稳定性,避免隔热层111与避免脱离,确保隔热层111的隔热效果。
结合图15和图21-图24所示实施例,燃烧室壁上设置有燃烧室壁翻边45,燃烧室壁翻边45分别位于隔热层111的纵向两端且用于固定隔热层111,通过燃烧室壁翻边45对隔热层111进行固定,不仅能够确保隔热层111设置的稳定性,而且还能够避免利用其它结构固定隔热层111造成的结构冗余,并且,这种固定方式更适宜高温环境下隔热层111的固定。
如图15和图16所示,换热器100还包括:燃烧室换热管112,燃烧室换热管112设置在燃烧室10内,燃烧室换热管112构成隔热结构11的一部分,燃烧室换热管112位于隔热层111的底部,燃烧室换热管112用于隔离燃烧室10内火焰即烟气向燃烧室壁辐射热量。
也就是说,在燃烧室10内的燃烧室换热管112能够吸收热辐射产生的热量以及高温烟气的热量,并与燃烧室换热管112内的水进行换热,燃烧室换热管112的设置能够吸收燃烧室壁面的温度,避免燃烧室壁面温度过高对人员造成伤害,避免燃烧室10的壁面在高温环境下发生损坏,提高了换热器100的使用寿命,提高了热水器1000的安全性能。
如图15和图16所示,燃烧室换热管112上套设有燃烧室翅片113,燃烧室翅片113设置有支撑翻边1131,支撑翻边1131用于支撑隔热层111,由此,通过燃烧室壁上设置的燃烧室壁翻边45分别在隔热层111的纵向两端以及横向两侧对隔热层111进行限位,燃烧室翅片113设置的支撑翻边1131在隔热层111下侧支撑隔热层111,能够稳定的固定隔热层111,确保隔热层111稳定的执行隔热的功能。
如图15和图16所示,燃烧室翅片113具有燃烧室翅片通孔1132和围绕燃烧室翅片通孔1132的燃烧室翅片翻边1133,燃烧室换热管112穿设燃烧室翅片通孔1132并与燃烧室翅片翻边1133固定,以确保燃烧室换热管112与燃烧室翅片113的安装稳定性。
由此,燃烧室换热管112与燃烧室翅片113共同构成了管翅结构,与烟气进行对流换热,确保了燃烧室换热管112与烟气之间具有足够的接触面积,提高了换热效率。
并且,由于燃烧室翅片113同时与同侧所有燃烧室换热管112连接,由此,确保了各个同侧燃烧室换热管112的温度均匀,进一步提高了换热效率。
参照图15和图16,燃烧室翅片113上还设置有燃烧室翅片折边1134,燃烧室翅片折边1134与燃烧室壁固定,通过燃烧室翅片折边1134与燃烧室壁固定连接,能够将燃烧室翅片113整体固定在燃烧室壁上,并进一步对燃烧室换热管112进行固定,确保整体设置的稳定性。
参照图15和图16,燃烧室翅片113具有围绕每个燃烧室翅片通孔1132的燃烧室翅片环绕部1135,燃烧室翅片环绕部1135的至少一段构造为宽度趋于相等的燃烧室翅片113均温段,由此,该部分对应的燃烧室翅片通孔1132对应的燃烧室换热管112管壁与燃烧室翅片113的边沿之间的尺寸均匀,对应的燃烧室换热管112的管壁各个方向上的温度也能够均匀分布,从而使得燃烧室换热管112的管壁能够均匀换热,避免温度不均匀对燃烧室翅片113以及燃烧室换热管112的使用寿命造成影响。
参照图15和图16,燃烧室翅片113均温段位于对应的燃烧室翅片通孔1132的朝向燃烧室10的中心的一侧,该部分接受的高温烟气的温度较高并且热辐射的能量也较高,高温烟气与燃烧室换热管112之间的热交换对燃烧室换热管112的使用寿命的影响较大,通过设计燃烧室翅片113均温端与燃烧室10的中心对应,能够确保对应处的温度均匀,避免温度不均匀对燃烧室翅片113以及燃烧室换热管112的使用寿命造成影响。
结合图15、图17和图18所示实施例,燃烧室翅片113均温段对应的圆心角度不小于45°,以确保燃烧室翅片113以及燃烧室换热管112具有足够大的面积能够保持均温,确保换热室翅片22以及换热室换热管21的使用寿命。
参照图15,在换热器100内的烟气流动方向上,冷凝室30位于燃烧室10和换热室20的下方,由此,烟气流动方向与冷凝水的流动方向相同,避免了冷凝水汇集在壁面上,提高了换热器100的使用寿命。
进一步,换热室20位于燃烧室10和冷凝室30之间,由此,换热器100内的烟气流动方向自上而下,烟气在燃烧室10内生成,自上而下流动到换热室20,与换热室换热管21换热后再流动到冷凝室30,与冷凝室换热管31进行冷凝换热,经过二级换热后的烟气再排出换热器100。
如图15、图19和图20所示,至少一部分冷凝室换热管31上套设有冷凝室翅片32,如图15所示,冷凝室换热管31在烟气流动方向上排列为三排,其中上游侧的两排冷凝室换热管31上套设有冷凝室翅片32。
冷凝室翅片32上设置有至少一排冷凝室翅片通孔321,冷凝室翅片32上设置有第一冷凝导流结构322,第一冷凝导流结构322用于将烟气向冷凝室换热管31引导,通过第一冷凝导流结构322,能够使烟气向冷凝室换热管31处流动,避免烟气流动过程中存在流失,影响换热器100的换热效率。
参照图15、图19和图20,冷凝室翅片通孔321在烟气流动方向上排列成多排,且在烟气流动方向上,第一冷凝导流结构322位于最上游的一排冷凝室翅片通孔321的纵向两端,由此,从换热室20边沿向下流入到冷凝室30边沿的烟气经过第一冷凝导流结构322的导流,汇集到冷凝室30中部,从而能够更好的与冷凝室换热管31换热。
如图15、图19和图20所示,第一冷凝导流结构322为一对且相对倾斜设置,一对第一冷凝导流结构322的距离在烟气流动方向上呈递减趋势,以向冷凝室换热管31引导烟气,由此,从换热室20边沿向下流入到冷凝室30边沿的烟气经过第一冷凝导流结构322的导流,汇集到冷凝室30中部,从而能够更好的与冷凝室换热管31换热。
参照图15、图19和图20,冷凝室翅片32上还设置有第二冷凝导流结构323,通过第二冷凝导流结构323,能够使烟气均匀的流过冷凝室换热管31的四周,避免烟气流动过程中存在死角,影响换热器100的换热效率。
第二冷凝导流结构323位于每个冷凝室翅片通孔321的中下部的一侧或两侧,第二冷凝导流结构323用于将烟气向对应的冷凝室换热管31的中下部引导,具体地,烟气在经过冷凝室换热管31上半部分并与冷凝室换热管31上半部分进行换热后,到达冷凝室换热管31两侧,如果此时不对烟气加以引导,烟气会直接向下游流动,冷凝室换热管31的下半部分的无法与烟气接触,导致换热效果差。
因此,通过在每个冷凝室翅片通孔321的中下部的一侧或两侧设置第二冷凝导流结构323,能够使烟气在流经冷凝室换热管31上半部分后再向冷凝室换热管31下半部分流动使得冷凝室换热管31上部和下部都能够与烟气充分接触,提高了换热效率。
如图15、图19和图20所示,同一排冷凝室翅片通孔321中,相邻的两个冷凝室翅片通孔321之间配置一个第二冷凝导流结构323,以使该相邻的两个冷凝室翅片通孔321所安装的冷凝室换热管31共用该第二冷凝导流结构323,以简化结构,使得换热器100的整体结构更紧凑,在有限的空间内能够布置更多的冷凝室换热管31,提高换热效率。
根据本发明的一些实施例,第二冷凝导流结构323构造为顶部窄、底部宽的导流结构以使第二冷凝导流结构323的两侧侧面形成适于引导烟气的斜面,其中在烟气流动方向上第二冷凝导流结构323的顶部位于底部的上游侧。
在一些实施例中,第二冷凝导流结构323可以构造为梯形翻边结构,在另一些实施例中,第二冷凝导流结构323可以构造为三角形结构,再此不做限定。
具体地,参照图15、图19和图20,上游侧的烟气向下游流动到达第二冷凝导流结构323的顶部,烟气分别由第二冷凝导流结构323的两侧侧面导流,在第二冷凝导流结构323的导流下烟气分别向两侧流动,进而能够向冷凝室换热管31下半部分流动。
根据本发明的一些实施例,冷凝室翅片通孔321在烟气流动方向上排列成多排,且在相邻的两排之间冷凝室翅片32上还设置有第三冷凝导流结构324,第三冷凝导流结构324用于将来自上游侧的烟气向下游侧的冷凝室换热管31引导,由此,汇集在第三冷凝导流结构324上方的烟气能够均匀的导流到其两侧位于下游侧的冷凝室换热管31的上部。
并且,在烟气流动方向上,位于下游侧的一排冷凝室翅片通孔321中每相邻的两个通孔61的上方之间设置一个第三冷凝导流结构324,且该第三冷凝导流结构324还位于上游侧对应的一个冷凝室翅片通孔321的正下方。
也就是说,烟气在流经冷凝室换热管31上半部分后,流动到达第二冷凝导流结构323的顶部,烟气分别由第二冷凝导流结构323的两侧侧面导流,并在第二冷凝导流结构323的导流下烟气分别向两侧冷凝室换热管31下半部分流动,烟气在流经上游侧的冷凝室换热管31的下部分后到达第三冷凝导流结构324的上部,汇集在第三冷凝导流结构324上方的烟气能够均匀的导流到其两侧位于下游侧的冷凝室换热管31的上部。
参照图15、图19和图20,第三冷凝导流结构324构造为环形翻边结构,由此,通过冲压即可实现冷凝室翅片32的加工,降低了加工难度,降低了生产成本。
如图15、图19和图20所示,冷凝室翅片32上排列的冷凝室翅片通孔321的排数少于冷凝室换热管31的排数,以在保证换热器100换热效率的同时简化结构,降低加工成本。
多排冷凝室换热管31中靠近上游侧的至少一排冷凝室换热管31与对应的至少一排冷凝室翅片通孔321配合,且位于下游侧的至少一排冷凝室换热管31整体位于冷凝室翅片32的下游侧,由此,位于上游侧的冷凝室换热管31通过翅片获得了更大的换热面积,并且能够与温度更高的烟气进行换热,换热效果更好。
参照图1-图3,并结合图21所示实施例,壳体40包括:左侧板组件41、右侧板组件42、前侧板组件43和后侧板组件44,左侧板组件41、后侧板组件44、右侧板组件42和前侧板组件43合围固定,也就是说,换热器100的换热室20和冷凝室30一体设置,由此使得整体结构紧凑,并且由于烟气是自上而下流动,与冷凝水的流动方向一致,因此冷凝室30不易聚集在壁面上,避免了壳体40的腐蚀。
现有技术中,烟气在经过冷凝换热后直接从排烟通道排出,烟气与换热器100之间的换热不充分,排烟温度较高,由此导致换热器100的换热效率低。
为此,本发明实施例设计了一种在冷凝室30下游设置有挡烟结构60的换热器100,由此,挡烟结构60能够增大烟气流出冷凝室30的阻力,增加烟气在冷凝室30的停留时间,使得烟气能够与冷凝室换热管31进行充分的换热,降低排烟温度,提高换热器100的热效率。
其中,换热器100还包括:挡烟结构60,在换热器100内的烟气流动方向上,挡烟结构60设置在冷凝室30的下游侧,挡烟结构60上开设有挡烟结构60通孔61,以供冷凝水以及烟气通过。
挡烟结构60的设置能够增大烟气流出冷凝室30的阻力,增加烟气在冷凝室30的停留时间,使得烟气能够与冷凝室换热管31进行充分的换热,降低排烟温度,提高换热器100的热效率。
根据本发明实施例的换热器100,该换热器100能够增大烟气流出冷凝室30的阻力,增加烟气在冷凝室30的停留时间,使得烟气能够与冷凝室换热管31进行充分的换热,降低排烟温度,提高换热器100的热效率。
如图1和图15所示,在一些实施例中,烟气自上而下的流动,挡烟结构60设置在壳体40的底部,以在烟气流出冷凝室30时增大烟气阻力。
如图15所示,冷凝室30位于挡烟结构60的上方,挡烟结构60的至少一部分向着远离冷凝室30的方向凸出,从而使得挡烟结构60内形成烟气聚拢空腔62,由此,在烟气流动到烟气聚拢腔内时,会在挡烟结构60的避免的导流下向烟气聚拢空腔62底部汇聚。
也就是说,换热器100可以通过挡烟结构60的设置实现烟气以及冷凝水的汇聚,而无需通过对冷凝室30进行特殊设计来实现烟气以及冷凝水的汇聚,整体结构紧凑,冷凝室30内空间更大,冷凝室30内能够设置更多的冷凝室换热管31,提高了换热效率。
参照图15,挡烟结构60的周边区域高于挡烟结构60的中心区域,以使冷凝水能够向挡烟结构60的中心区域汇聚,冷凝水的流动可以借助重力,便于冷凝水的流出。
具体地,如图26所示,挡烟结构60包括:第一挡烟板63和第二挡烟板64,第一挡烟板63和第二挡烟板64的彼此相邻的相邻纵向边相连,第一挡烟板63和第二挡烟板64的彼此远离的远离纵向边与壳体40相连,以使挡烟结构60与壳体40能够形成一个整体结构。第一挡烟板63和第二挡烟板64中的每一个相邻纵向边比远离纵向边低,以使挡烟结构60整体中心低,四周高,冷凝水在第一挡烟板63和第二挡烟板64的导流下都会向挡烟结构60的中心位置汇集。
参照图26,第一挡烟板63和第二挡烟板64的两相邻纵向边之间通过过渡平板65连接,过渡平板65上可以设置更多的通孔61,烟气以及冷凝水都能够通过过渡平板65上的通孔61流出冷凝室30。
根据本发明的一些实施例,换热器100还包括:集水盘,在烟气流动方向上,集水盘设置在挡烟结构60的下游侧,集水盘连接有水封结构800以及排烟通道。由此,挡烟结构60汇集的冷凝水能够向下流动到集水盘内,并能够通过水封结构800排出换热器100,而烟气会向上流动并通过排烟通道排出换热器100。
参照图21,前侧板组件43包括:前隔热板431和设置在前隔热板431外侧的前装饰板432,前隔热板431与前装饰板432间隔设置,以利用前隔热板431与前装饰板432之间的空间进一步隔绝热量的传递,避免前装饰板432温度过高;和/或,后侧板组件44包括:后隔热板441和设置在后隔热板441外侧的后装饰板442,后隔热板441与后装饰板442间隔设置,以利用后隔热板441与后装饰板442之间的空间进一步隔绝热量的传递,避免后装饰板442温度过高。
在前隔热板431和/或后隔热板441的外侧表面上设有凸起结构47,以利用凸起结构47维持前隔热板431与前装饰板432间隔设置或者后隔热板441与后装饰板442间隔设置。
前隔热板431以及后隔热板441上端具有向外的第二翻边46结构,可以阻止烟气进入前隔热板431与前装饰板432之间或者后隔热板441与后装饰板442之间,避免烟气泄露,并且避免烟气在前隔热板431与前装饰板432之间或者后隔热板441与后装饰板442之间对壳体40造成低温腐蚀伤害,提高隔热板的寿命。
结合图1-图3所示实施例,左侧板组件41和右侧板组件42中的每一个构造为用于形成水路循环的水盒的一部分,以简化结构,使得换热器100整体结构紧凑,减小换热器100的体积,并利用水盒对壁面进行降温,避免换热器100避免温度过高对维修人员造成伤害。
根据本发明实施例的热水器1000,通过采用上述换热器100,使热水器1000的能效更高。
下面结合图示附图描述热水器1000的一个具体实施例。
如图1-图26所示,热水器1000包括:换热器100,燃气在换热器100的燃烧室10内燃烧,燃烧过程中产生的热辐射以及高温烟气能够在换热器100内进行换热,从而实现加热冷水的目的。
如图27所示,热水器1000还包括:进风口座300和空气进口301,空气进口301形成在进风口座300上,空气能够通过空气进口301进入到热水器1000的进气通道内。
热水器1000还包括:燃气管道1001和燃气进口1002,燃气能够通过燃气进口1002进入到燃气管道1001内。
热水器1000还包括:预混器400、风机500、消音管1007和燃烧器600,进气通道以及燃气管道1001与预混器400连通,在预混器400内缓和形成混合气体,混合气体经过风机500的驱动进入到消音管1007内,通过消音管1007运输到燃烧器600处,燃烧器600与换热器100的燃烧室10连通,混合气体能够在换热器100的燃烧室10内被点火部101点燃。在风机500的作用下,换热器100内的烟气由上至下的流动。
热水器1000还包括:水封结构800,排烟口座200,排烟口201,经过换热后的烟气形成为低温烟气和冷凝水,冷凝水经过集水盘的收集,能够通过水封结构800排出热水器1000,低温烟气能够通过设置在排烟口座200上的排烟口201排出热水器1000。
热水器1000还包括:进水管道900、冷水进口901和热水出口1003。冷水通过冷水进口901进入到进水管道900内,进水管道900与换热器100的水路连通,冷水通过换热器100的进水口91进入换热器100的水路,并在换热器100内进行换热,水温在过程中升高,最终热水会通过出水口92排出换热器100。而换热器100的出水口92还与热水器1000的热水出口1003连通,从而使得热水能够排出热水器1000并输入到用水设备中。
热水器1000还包括:控制器700、水比例阀1004、燃气比例阀1005、水流量传感器1006和风压传感器1008,控制器700与水流量传感器1006和风压传感器1008通讯,控制风机500以及水比例阀1004和燃气比例阀1005,以更好的控制热水器1000生产出的热水的温度以及生产热水的效率。
对于热水器的其它构造均已为现有技术且为本领域的技术人员所熟知,因此这里对于热水器的其它构造不做详细说明。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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。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 (54)
1.一种换热器,其特征在于,包括:
壳体,所述壳体内具有燃烧室、换热室和冷凝室,在所述壳体内的烟气流动方向上,所述燃烧室、所述换热室和所述冷凝室依次排列;
燃烧室换热管,所述燃烧室换热管设置在所述燃烧室内;
换热室换热管,所述换热室换热管设置在所述换热室内,所述换热室换热管与所述燃烧室换热管连通;
冷凝室换热管,所述冷凝室换热管设置在所述冷凝室内,所述冷凝室换热管与所述换热室换热管连通。
2.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述冷凝室换热管在所述烟气流动方向上排列为多排,其中至少一部分所述冷凝室换热管分成多组,每组均包括至少两个并联设置的所述冷凝室换热管。
3.根据权利要求2所述的换热器,其特征在于,同一排所述冷凝室换热管中的至少两个所述冷凝室换热管并联;和/或,相邻的多排所述冷凝室换热管中的至少两个所述冷凝室换热管并联,且并联的至少两个所述冷凝室换热管处于相邻的至少两排。
4.根据权利要求2所述的换热器,其特征在于,所述冷凝室换热管排列成三排,在所述烟气流动方向上,下游以及中间的两排所述冷凝室换热管成组并联,且每一组中包括下游的一个所述冷凝室换热管以及中间的一个所述冷凝室换热管;
上游的一排所述冷凝室换热管中,同排相邻的至少两个所述冷凝室换热管成组并联。
5.据权利要求4所述的换热器,其特征在于,下游以及中间的所述冷凝室换热管成组并联所包括的冷凝室换热管的数量大于上游的所述冷凝室换热管成组并联所包括的冷凝室换热管的数量。
6.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述换热室换热管在所述烟气流动方向上排列为多排,每排所述换热室换热管串联设置。
7.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述燃烧室换热管在所述烟气流动方向上排列为多排,每排所述燃烧室换热管并联设置。
8.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述壳体包括:第一水盒底板和第二水盒底板以及第一水盒盖板和第二水盒盖板,所述第一水盒盖板盖设于所述第一水盒底板且与所述第一水盒底板之间限定出多个第一水盒,每个所述第一水盒与对应的至少一个所述冷凝室换热管的第一端连通,所述第二水盒盖板盖设于所述第二水盒底板且与所述第二水盒底板之间限定出多个第二水盒,每个所述第二水盒与对应的至少一个所述冷凝室换热管的第二端连通;
第一个所述第一水盒与所述换热器的进水口连接且第一个所述第一水盒内的液体通过对应的所述冷凝室换热管流动至对应的第一个所述第二水盒内,液体在第一个所述第二水盒内再通过对应的所述冷凝室换热管流动至对应的第二个所述第一水盒内,按此方式流动直至液体流经所有所述冷凝室换热管后流动至最后一个所述第二水盒。
9.根据权利要求8所述的换热器,其特征在于,所述第一水盒盖板与所述第一水盒底板之间还限定出第三水盒,所述第二水盒盖板与所述第二水盒底板之间还限定出第四水盒,每个所述第三水盒与对应的至少一个所述换热室换热管的第一端连通,每个所述第四水盒与对应的至少一个所述换热室换热管的第二端连通,其中,第一个所述第四水盒与最后一个所述第二水盒连通,第一个所述第四水盒内的液体通过对应的所述换热室换热管流动至对应的第一个所述第三水盒内,液体在第一个所述第三水盒内再通过对应的所述换热室换热管流动至对应的第二个第四水盒内,按此方式流动直至流动至最后一个所述第四水盒。
10.根据权利要求9所述的换热器,其特征在于,所述换热器还包括:第三水盒底板和第四水盒底板以及第三水盒盖板和第四水盒盖板,所述第三水盒盖板盖设于所述第三水盒底板且与所述第三水盒底板之间限定出多个第五水盒,每个所述第五水盒与对应的至少一个所述换热室换热管的第一端连通,所述第四水盒盖板盖设于所述第四水盒底板且与所述第四水盒底板之间限定出多个第六水盒,每个所述第六水盒与对应的至少一个所述换热室换热管的第二端连通;其中,第一个所述第五水盒与最后一个所述第四水盒之间连接有至少一根所述换热室换热管,第一个所述第五水盒内的液体通过对应的所述换热室换热管流动至对应的第一个所述第六水盒内,液体在第一个所述第六水盒内再通过对应的所述换热室换热管流动至对应的第二个第五水盒内,按此方式流动直至流动至最后一个所述第五水盒。
11.根据权利要求10所述的换热器,其特征在于,所述第三水盒盖板与所述第三水盒底板之间还限定出一个第七水盒,所述第七水盒与对应的至少一个所述燃烧室换热管的第一端连通,所述第二水盒盖板与所述第二水盒底板之间限定出一个第八水盒,所述第八水盒与对应的至少一个所述燃烧室换热管的第二端连通,所述第一水盒盖板与所述第一水盒底板之间还限定出一个第九水盒,所述第九水盒与所述换热器的出水口连通,
其中,所述第七水盒与最后一个所述第五水盒连通,所述第七水盒内的液体通过对应的所述燃烧室换热管流动至所述第八水盒,液体在所述第八水盒内再通过对应的所述燃烧室换热管流动至所述第九水盒。
12.根据权利要求11所述的换热器,其特征在于,所述烟气流动方向自上而下,且所述进水口位于所述换热器的底部,所述出水口位于所述换热器的顶部。
13.根据权利要求11所述的换热器,其特征在于,与所述第五水盒和所述第六水盒连接的所述换热室换热管的第一端延伸穿过所述第一水盒底板和第一水盒盖板且第二端延伸穿过所述第二水盒底板和所述第二水盒盖板。
14.根据权利要求13所述的换热器,其特征在于,所述第一水盒底板和所述第二水盒底板构造为所述燃烧室、所述换热室和所述冷凝室的两个相对侧壁,所述第一水盒盖板和所述第二水盒盖板分别配置在所述第一水盒底板和所述第二水盒底板的相对外侧,所述第三水盒盖板和所述第三水盒底板位于所述第一水盒盖板的外侧且独立于所述第一水盒盖板,所述第四水盒盖板和所述第四水盒底板位于所述第二水盒盖板的外侧且独立于所述第二水盒盖板。
15.根据权利要求13所述的换热器,其特征在于,与所述第五水盒和所述第六水盒连接的所述换热室换热管配置成:能够相对所述第一水盒底板、所述第一水盒盖板以及所述第二水盒底板和所述第二水盒盖板微动。
16.根据权利要求2-15中任一项所述的换热器,其特征在于,所述冷凝室换热管和所述燃烧室换热管均为椭圆形管,所述椭圆形管的长轴平行于所述烟气流动方向。
17.根据权利要求2-15中任一项所述的换热器,其特征在于,所述换热室换热管中的一部分为圆形管且另一部分为椭圆形管,所述椭圆形管的长轴平行于所述烟气流动方向。
18.根据权利要求17所述的换热器,其特征在于,在所述烟气流动方向上,所述换热室换热管排列为多排,且在相邻的两排中,位于上游的一排所述换热室换热管中圆形管的数量比位于下游的一排所述换热室换热管中圆形管的数量少,且位于上游的一排所述换热室换热管中位于两端的两个管为所述椭圆形管。
19.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述换热室换热管上套设有换热室翅片,所述换热室翅片具有换热室翅片通孔和围绕所述换热室翅片通孔的换热室翅片翻边,所述换热室换热管穿设所述换热室翅片通孔并与所述换热室翅片翻边固定。
20.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述换热室换热管上套设有换热室翅片,所述换热室翅片具有多排换热室翅片通孔,在所述烟气流动方向上,位于最上游的一排所述换热室翅片通孔的至少一部分通孔具有围绕该通孔的换热室翅片环绕部,所述换热室翅片环绕部的至少一段构造为宽度趋于相等的换热室翅片均温段。
21.根据权利要求20所述的换热器,其特征在于,所述换热室翅片均温段位于对应的所述换热室翅片通孔的朝向所述燃烧室的一侧。
22.根据权利要求20所述的换热器,其特征在于,所述换热室翅片均温段对应的圆心角度不小于45°。
23.根据权利要求20所述的换热器,其特征在于,相邻的两段所述换热室翅片均温段之间形成有切缝。
24.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述换热室换热管上套设有换热室翅片,所述换热室翅片具有换热室翅片通孔,所述换热室翅片上设置有第一换热导流结构。
25.根据权利要求24所述的换热器,其特征在于,所述第一换热导流结构设置在对应的所述换热室翅片通孔的下方。
26.根据权利要求25所述的换热器,其特征在于,在所述烟气流动方向上,所述换热室翅片通孔排列为多排,位于下游侧的一排所述换热室翅片通孔中每相邻的两个通孔上方之间设置一个所述第一换热导流结构,且该第一换热导流结构还位于上游侧对应的一个所述换热室翅片通孔的正下方。
27.根据权利要求24所述的换热器,其特征在于,所述换热室翅片上还设置有第二换热导流结构,且在所述烟气流动方向上,所述换热室翅片通孔排列为多排,位于下游侧的至少一排所述换热室翅片通孔中每个所述换热室翅片通孔的中下部的一侧或两侧设置一个所述第二换热导流结构。
28.根据权利要求27所述的换热器,其特征在于,同一排所述换热室翅片通孔中,相邻的两个所述换热室翅片通孔之间配置一个所述第二换热导流结构,以使该相邻的两个所述换热室翅片通孔所安装的所述换热室换热管共用该第二换热导流结构。
29.根据权利要求28所述的换热器,其特征在于,所述第一换热导流结构和所述第二换热导流结构构造为环形翻边结构。
30.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,至少一部分所述冷凝室换热管上套设有冷凝室翅片,所述冷凝室翅片上设置有至少一排冷凝室翅片通孔,所述冷凝室翅片上设置有第一冷凝导流结构,所述第一冷凝导流结构用于将烟气向所述冷凝室换热管引导。
31.根据权利要求30所述的换热器,其特征在于,所述冷凝室翅片通孔在所述烟气流动方向上排列成多排,且在所述烟气流动方向上,所述第一冷凝导流结构位于最上游的一排所述冷凝室翅片通孔的纵向两端。
32.根据权利要求31所述的换热器,其特征在于,所述第一冷凝导流结构为一对且相对倾斜设置,一对所述第一冷凝导流结构的距离在所述烟气流动方向上呈递减趋势,以向所述冷凝室换热管引导烟气。
33.根据权利要求30所述的换热器,其特征在于,所述冷凝室翅片上还设置有第二冷凝导流结构,所述第二冷凝导流结构位于每个所述冷凝室翅片通孔的中下部的一侧或两侧,所述第二冷凝导流结构用于将烟气向对应的所述冷凝室换热管的中下部引导。
34.根据权利要求33所述的换热器,其特征在于,同一排所述冷凝室翅片通孔中,相邻的两个所述冷凝室翅片通孔之间配置一个所述第二冷凝导流结构,以使该相邻的两个所述冷凝室翅片通孔所安装的所述冷凝室换热管共用该第二冷凝导流结构。
35.根据权利要求33所述的换热器,其特征在于,所述第二冷凝导流结构构造为顶部窄、底部宽的导流结构以使所述第二冷凝导流结构的两侧侧面形成适于引导烟气的斜面,其中在所述烟气流动方向上所述第二冷凝导流结构的顶部位于底部的上游侧。
36.根据权利要求30所述的换热器,其特征在于,所述冷凝室翅片通孔在所述烟气流动方向上排列成多排,且在相邻的两排之间所述冷凝室翅片上还设置有第三冷凝导流结构,所述第三冷凝导流结构用于将来自上游侧的烟气向下游侧的所述冷凝室换热管引导。
37.根据权利要求36所述的换热器,其特征在于,在所述烟气流动方向上,位于下游侧的一排所述冷凝室翅片通孔中每相邻的两个通孔的上方之间设置一个所述第三冷凝导流结构,且该第三冷凝导流结构还位于上游侧对应的一个所述冷凝室翅片通孔的正下方。
38.根据权利要求36所述的换热器,其特征在于,所述第三冷凝导流结构构造为环形翻边结构。
39.根据权利要求30所述的换热器,其特征在于,所述冷凝室翅片上排列的所述冷凝室翅片通孔的排数少于所述冷凝室换热管的排数,且多排所述冷凝室换热管中靠近上游侧的至少一排所述冷凝室换热管与对应的至少一排所述冷凝室翅片通孔配合,且位于下游侧的至少一排所述冷凝室换热管整体位于所述冷凝室翅片的下游侧。
40.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,还包括:隔热结构,所述隔热结构设置在所述燃烧室内,所述隔热结构与所述燃烧室的燃烧室壁的至少一部分邻接设置。
41.根据权利要求40所述的换热器,其特征在于,所述隔热结构包括隔热层。
42.根据权利要求41所述的换热器,其特征在于,所述隔热结构具有避让部,所述避让部用于避让所述壳体上的点火部和/或观火窗。
43.根据权利要求41所述的换热器,其特征在于,所述隔热层固定在所述燃烧室壁的内壁面。
44.根据权利要求43所述的换热器,其特征在于,所述燃烧室壁上设置有燃烧室壁翻边,所述燃烧室壁翻边分别位于所述隔热层的纵向两端且用于固定所述隔热层。
45.根据权利要求44所述的换热器,其特征在于,还包括:燃烧室换热管,所述燃烧室换热管设置在所述燃烧室内,所述燃烧室换热管构成所述隔热结构的一部分,所述燃烧室换热管位于所述隔热层的底部,所述燃烧室换热管用于隔离所述燃烧室内火焰即烟气向所述燃烧室壁辐射热量。
46.根据权利要求45所述的换热器,其特征在于,所述燃烧室换热管上套设有燃烧室翅片,所述燃烧室翅片设置有支撑翻边,所述支撑翻边用于支撑所述隔热层。
47.根据权利要求40所述的换热器,其特征在于,还包括:燃烧室换热管,所述燃烧室换热管设置在所述燃烧室内,所述燃烧室换热管与所述换热室换热管连通,所述燃烧室换热管上套设有燃烧室翅片。
48.根据权利要求47所述的换热器,其特征在于,所述燃烧室翅片具有燃烧室翅片通孔和围绕所述燃烧室翅片通孔的燃烧室翅片翻边,所述燃烧室换热管穿设所述燃烧室翅片通孔并与所述燃烧室翅片翻边固定。
49.根据权利要求48所述的换热器,其特征在于,所述燃烧室翅片上还设置有燃烧室翅片折边,所述燃烧室翅片折边与所述燃烧室壁固定。
50.根据权利要求48所述的换热器,其特征在于,所述燃烧室翅片具有围绕每个所述燃烧室翅片通孔的燃烧室翅片环绕部,所述燃烧室翅片环绕部的至少一段构造为宽度趋于相等的燃烧室翅片均温段。
51.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述壳体包括:左侧板组件、右侧板组件、前侧板组件和后侧板组件,所述左侧板组件、所述后侧板组件、所述右侧板组件和所述前侧板组件合围固定,且所述壳体的底部设置有挡烟结构。
52.根据权利要求51所述的换热器,其特征在于,所述前侧板组件包括:前隔热板和设置在所述前隔热板外侧的前装饰板,所述前隔热板与所述前装饰板间隔设置;和/或
所述后侧板组件包括:后隔热板和设置在所述后隔热板外侧的后装饰板,所述后隔热板与所述后装饰板间隔设置。
53.根据权利要求51所述的换热器,其特征在于,所述左侧板组件和所述右侧板组件中的每一个构造为用于形成水路循环的水盒的一部分。
54.一种热水器,其特征在于,包括根据权利要求1-53中任一项所述的换热器。
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