CN203404976U - 燃气热水器的热交换器及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气热水器的热交换器及燃气热水器，包括热交换结构，该热交换结构包括换热翅片、将多个换热翅片串起的换热管及连通各个换热管的U型管，此外，热交换器还包括位于热交换结构与燃气热水器的燃烧器之间且将燃气热水器的燃烧室四周包围的隔热层，隔热层的上端与热交换结构的下端连接，隔热层的下端与燃气热水器的燃烧器之间留有间隙。简化了热交换器的结构设计，减少了铜材料的使用量，从而降低了生产成本，此外，还可减少燃烧室内高温烟气的热传导和热辐射损耗，有效地提高了热交换器的换热效率。

Description

燃气热水器的热交换器及燃气热水器

技术领域

本实用新型涉及热交换器技术领域，尤其是涉及一种燃气热水器的热交换器及燃气热水器。

背景技术

燃气热水器的工作原理在于：通过燃烧器燃烧产生高温烟气，再由热交换器将热能从高温烟气传导到水中，最后产生热水。因此，燃气热水器的热交换效率是其重要的技术指标之一。

如图1所示，现有的燃气热水器的热交换器通常由主热交换器10、围板11、盘管12等组成，该种形式的热交换器结构复杂、体积庞大，盘绕在围板11四周的盘管12采用铜材制造，生产成本高，且该围板11位于燃气热水器的燃烧器上方，将燃烧室的四周包围，增加了燃烧室高温烟气的热辐射损耗，且高温烟气首先与围板11和盘管12进行换热，使得进入主热交换器10的高温烟气温度降低，因此导致位于主热交换器10内的换热管的换热效率较低。实际上，盘绕在围板11上的盘管12的换热效率占整个热交换器的换热效率的比例较小，其性价比较低，不仅降低了燃气热水器的换热效率，还浪费资源，使燃气热水器的生产成本居高不下。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种燃气热水器的热交换器及燃气热水器，旨在使得热交换器的结构更加简单，有效降低生产成本，并能提高燃气热水器的换热效率。

为达以上目的，本实用新型提出一种燃气热水器的热交换器，包括热交换结构，该热交换结构包括换热翅片、将多个所述换热翅片串起的换热管及连通各个所述换热管的U型管，此外，所述热交换器还包括位于所述热交换结构与燃气热水器的燃烧器之间且将燃气热水器的燃烧室四周包围的隔热层，所述隔热层的上端与热交换结构的下端连接，所述隔热层的下端与燃气热水器的燃烧器之间留有间隙。

优选地，所述隔热层由石棉材料、隔热棉或微纳隔热板制成。

优选地，所述换热翅片上设置有供所述换热管穿过且与所述换热管的外形适配的翻边通孔，所述换热管的外周面与所述翻边通孔的内周面紧贴。

优选地，所述换热翅片的两侧边分别折弯出一与所述换热翅片垂直且同向的翻边。

优选地，所述换热翅片的表面冲压出若干凸起部。

优选地，所述凸起部呈线形或S形设置。

优选地，所述凸起部的端面为开口设置。

优选地，所述换热翅片设置成波纹板状。

优选地，所述换热管是横截面为椭圆形的扁管。

本实用新型同时提出一种燃气热水器，内部安装有热交换器，该热交换器包括热交换结构，所述热交换结构包括换热翅片、将多个所述换热翅片串起的换热管及连通各个所述换热管的U型管，此外，所述热交换器还包括位于所述热交换结构与燃气热水器的燃烧器之间且将燃气热水器的燃烧室四周包围的隔热层，所述隔热层的上端与热交换结构的下端连接，所述隔热层的下端与燃气热水器的燃烧器之间留有间隙。

本实用新型所提供的一种燃气热水器的热交换器及燃气热水器，通过将现有技术中的围板和盘管结构替换成结构简单、成本低廉的隔热层，该隔热层将燃气热水器的燃烧室四周包围，可减少燃烧室内高温烟气的热传导和热辐射损耗，使得进入热交换器的高温烟气还保持较高的温度，不仅降低了生产成本，还有效地提高了热交换器的换热效率。此外，通过在换热翅片上设置若干凸起部或者将换热翅片设置成波纹板状的结构以及采用横截面为椭圆形的扁管作为换热管，增大了换热翅片和换热管的表面积并且使高温烟气通过换热翅片彼此间时形成紊流，从而进一步提高了热交换器的换热效率。

附图说明

图1是现有技术中燃气热水器的热交换器的结构示意图；

图2 是本实用新型燃气热水器的热交换器较佳实施例的结构示意图；

图3是图2中燃气热水器的热交换器的侧视图；

图4是本实用新型燃气热水器的热交换器中换热翅片第一实施例的结构示意图；

图5是本实用新型燃气热水器的热交换器中换热翅片第二实施例的结构示意图；

图6是本实用新型燃气热水器的热交换器中换热翅片第三实施例的结构示意图；

图7是本实用新型燃气热水器的热交换器中换热管的结构示意图。

其中：10、主热交换器，11、围板，12、盘管，2、热交换器，20、热交换结构，21、换热翅片，22、换热管，23、U型管，24、隔热层，211、翻边通孔，212、翻边，213、凸起部，221、第一排换热管，222、第二排换热管。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图2，图2 是本实用新型燃气热水器的热交换器较佳实施例的结构示意图。

本实施例所提供的燃气热水器的热交换器2，包括热交换结构20，该热交换结构20包括换热翅片21、将多个所述换热翅片21串起的换热管22，及将各个所述换热管22连通的U型管23，换热翅片21间的间距大致在1mm~3mm之间，与现有的燃气热水器的热交换器相比，换热翅片21密度稍微增加，保证了热交换器2的换热效率。本实施例中的换热翅片21、换热管22和U型管23的材料优选为铜合金，符合国家制定的燃气热水器行业标准。该热交换器2用于使在换热管22内流动的水与换热翅片21彼此间流动的高温烟气进行热交换，从而达到对温度较低的水进行加热的目的。

参见图3，图3是图2中燃气热水器的热交换器的侧视图。

本实施例中的换热管22优选为五个，相应的，U型管23为四个，在其他实施方式中，换热管22还可以为三个、四个或六个等。各换热管22之间通过U型管23互相连通，形成一个具有进水口和出水口的水流通道，换热管22双排式设置在热交换器2上，两排换热管22往高温烟气流动方向（如图2、图3箭头所示）分别为第一排换热管221和第二排换热管222，其中第一排换热管221的三个换热管22布置在靠近热交换器2底部的同一平面且等距分布，第二排换热管222的两个换热管22布置在靠近热交换器2顶部的位置，其中第一排换热管221的各个换热管22与第二排换热管221的各个换热管22呈交错排布，以使高温烟气经过第一排换热管221后能与第二排换热管222充分接触且形成紊流，降低高温烟气通过热交换结构20的速度，从热交换器2的侧面方向看，第一排换热管221的各个换热管22与第二排换热管222的各个换热管22大致呈等腰梯形布置。在其他实施例中，换热管22的排布方式还可以根据换热管22的实际数量作相应的改变，如换热管22为三个或四个时，换热管22为单排式设置，均布在同一平面，在此不作赘述。

此外，该热交换器2还包括位于热交换结构20与燃气热水器的燃烧器（附图中未示出）之间、将燃气热水器的燃烧室四周包围的隔热层24，该隔热层24采用耐高温、导热系数小的隔热材料制成，如石棉、隔热棉或微纳隔热板等，以减少燃烧室内高温烟气的热传导和热辐射损失。该隔热层24优选为横截面为矩形的直筒状，隔热层24的上端与热交换结构20的下端连接，确保经过燃烧的高温烟气沿着隔热层包围的空间上升流动，使其仅穿过热交换结构20的换热翅片21彼此之间的空隙排出，隔热层24的下端与燃气热水器的燃烧器之间的空隙大小以燃气能充分燃烧为宜。在本实用新型的其他实施例中，隔热层24的横截面还可以为三角形或梯形等，不限于本实施例。

与现有技术不同，本实施例提供的一种燃气热水器的热交换器2，通过将燃气热水器的热交换器2中的围板和盘绕在该围板四周的盘管替换成结构简单、成本低廉的隔热层24，不仅节省了大量铜材，简化了热交换器2的结构设计，降低了生产成本，而且进一步提高了燃气热水器的换热效率。

参见图4，图4是本实用新型燃气热水器的热交换器中换热翅片第一实施例的结构示意图。

本实施例中，换热翅片21上设置有供换热管22穿过、与换热管22的外形适配的翻边通孔211，换热管22的外周面与翻边通孔211的内周面紧贴，该翻边通孔211的翻边高度大致在1~2mm的范围内，既方便换热翅片21的加工，降低生产成本，又能保证换热管22与换热翅片21之间形成紧密的配合，在其他实施方式中，翻边通孔211的翻边高度可根据实际需要确定。换热翅片21与换热管22的连接处采用钎焊进行连接固定，从而使换热管22与换热翅片21的连接处更加紧密，保证换热翅片21与换热管22之间良好的热传导效果，提高了燃气热水器的换热效率。

进一步地，换热翅片21的两侧边分别折弯出一与换热翅片21垂直且同向的翻边212，该翻边212的高度约为2mm~3mm。通过在每片换热翅片的两侧边分别折弯出翻边212，在保持原燃气热水器的热交换器2体积不变的情况下，在一定程度上增大了换热翅片21的表面积，改善了热交换器2的换热性能，提高了燃气热水器的换热效率。此外，在组装换热翅片21时，换热翅片21的翻边212的端面抵接于另一片换热翅片21的表面，可以很好地控制换热翅片21彼此之间的距离，使其等距分布，保证换热翅片21彼此间均匀通过高温烟气，使各根换热管22内的水均匀受热。

参见图5和图6，图5是本实用新型燃气热水器的热交换器中换热翅片第二实施例的结构示意图；图6是本实用新型燃气热水器的热交换器中换热翅片第三实施例的结构示意图。

进一步地，换热翅片21的表面冲压出若干凸起部213，该凸起部213的端面可以是封闭的，也可以是开口的，凸起部213的形状呈半圆球形设置，当然也可以是其他形状，如椭圆形、圆锥形、圆柱形或方形等。通过在换热翅片21的表面设置凸起部213，在不增加换热翅片21的外形尺寸和耗材的情况下，极大地增大了换热翅片21的表面积，使高温烟气与换热翅片21的接触面积更大，换热效果更好。此外，该凸起部213还起到阻碍燃烧室内的高温烟气上升流动穿过换热翅片21彼此间的速度，使竖直上升流动的高温烟气形成紊流，进一步减小高温烟气的热量向外流失的速度，确保换热翅片21能与高温烟气进行充分的换热，提高了燃气热水器的换热效率。

进一步地，换热翅片21的表面冲压出的若干凸起部213呈线形或S形设置。该呈线形或S形设置的凸起部213大致垂直燃烧室内高温烟气上升流动的方向延伸且等距排列，又或者，凸起部213与燃烧室内高温烟气上升流动的方向呈一定角度的方向延伸，如30°、45°、60°等，从而在增大换热翅片21表面积的同时可以使竖直上升流动的高温烟气形成紊流，有效延长上升流动的高温烟气穿过换热翅片21彼此间的时间，提高热交换器2的换热效率。在其他实施例中，呈线形或S形设置的凸起部213的布置形式还可以是不规则的，该种布置形式也适于使竖直上升流动的高温烟气形成紊流，提高热交换器2的换热效率。此外，为了方便换热翅片21的加工和换热管22的安装，避开在换热翅片21上设置翻边通孔211的部位冲压出该呈线形或S形的凸起部213。通过在换热翅片21的表面冲压出若干呈线形或S形的凸起部213，在保持换热翅片21外形尺寸和耗材不变的情况下，极大地增大了换热翅片21与高温烟气侧的传热面积，提高了燃气热水器的换热效率。

进一步地，换热翅片21还可设置成波纹板状，波纹板翅片的波形振幅方向与高温烟气上升流动方向大致平行，从而使燃烧室内上升流动的高温烟气穿过呈波纹板状的换热翅片21时形成紊流，有利于换热翅片21与高温烟气之间进行充分的换热，提高热交换器2的换热效率。呈波纹板状的换热翅片21的峰部和谷部以一定周期交替地形成波纹板状，该波纹板状的换热翅片21的波形为三角形或半圆形。通过将换热翅片21设置成反复折叠的波纹板状，在保持换热翅片21外形尺寸不变的情况下，极大地增大了换热翅片21与高温烟气侧的传热面积，提高了燃气热水器的换热效率。

通过在换热翅片21上设置若干凸起部213或者将换热翅片21设置成波纹板状的结构，增大换热翅片21的表面积并且使高温烟气通过换热翅片21彼此间时形成紊流，从而提高了燃气热水器的换热效率。参见图7，图7是本实用新型燃气热水器的热交换器中换热管的结构示意图。本实施例中，还可通过改进换热管22的结构以进一步提高热交换器2的换热效率。具体地，换热管22是横截面为椭圆形的扁管，在换热管22流通能力相当的情况下，横截面为椭圆形设置的扁管的外表面积比圆管的大，因此，换热管22与换热翅片21的接触面积更大，换热管22与高温烟气侧的传热面积也更大，可以有效地提高燃气热水器的换热效率。

本实用新型还提出一种燃气热水器。

本实施例所提供的燃气热水器，内部安装有热交换器，热交换器包括热交换结构，该热交换结构包括换热翅片、将多个换热翅片串起的换热管及连通各个换热管的U型管，此外，热交换器还包括位于热交换器与燃气热水器的燃烧器之间且将燃气热水器的燃烧室四周包围的隔热层，隔热层的上端与热交换结构下端连接，隔热层的下端与燃气热水器的燃烧器之间留有间隙。

本燃气热水器实施例包括上述热交换器全部实施例的全部技术方案，所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

应当理解的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，不能因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃气热水器的热交换器，包括热交换结构，该热交换结构包括换热翅片、将多个所述换热翅片串起的换热管及连通各个所述换热管的U型管，其特征在于，所述热交换器还包括位于所述热交换结构与燃气热水器的燃烧器之间且将燃气热水器的燃烧室四周包围的隔热层，所述隔热层的上端与所述热交换结构的下端连接，所述隔热层的下端与燃气热水器的燃烧器之间留有间隙。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述隔热层由石棉材料、隔热棉或微纳隔热板制成。

3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述换热翅片上设置有供所述换热管穿过且与所述换热管的外形适配的翻边通孔，所述换热管的外周面与所述翻边通孔的内周面紧贴。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述换热翅片的两侧边分别折弯出一与所述换热翅片垂直且同向的翻边。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述换热翅片的表面冲压出若干凸起部。

6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述凸起部呈线形或S形设置。

7.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述凸起部的端面为开口设置。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述换热翅片设置成波纹板状。

9.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述换热管是横截面为椭圆形的扁管。

10.一种燃气热水器，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的热交换器。

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