CN206310953U - 一种板管换热器式蓄能节能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热水器技术领域，尤其是指一种板管换热器式蓄能节能热水器，包括蓄能装置，该蓄能装置包括保温蓄能水箱、用于对保温蓄能水箱的水进行加热的加热器件、与该保温蓄能水箱连接的混水阀组件及与混水阀组件连接的冷水管，还包括板管换热器、换热出水管及换热进水管。本实用新型采用保温蓄能水箱储存热水，对热水进行保温，有效的防止热水热量散失，使其可以避开用电高峰期加热，低谷电价蓄能降成本，也可对电网起到优化的移峰填谷作用，并减少对电网的冲击。本实用新型所述的板管换热器的A板和B板均采用板片加波纹结构进行强化换热，换热系数高，并且污水流动顺畅，有效的避免了污垢堵塞、沉积造成换热系数大幅度降低的问题。

Description

一种板管换热器式蓄能节能热水器

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，尤其是指一种板管换热器式蓄能节能热水器。

背景技术

随着生活水平的提高，日常生活中用到热水的地方越来越多，如刷牙、洗脸、洗澡等。南方大部分学校都已推广热水到学生宿舍每个房间，北方的学生宿舍为改善和提高办学条件，也存在这种需求。但由于北方寒冷，用水量相对较少，热水供应到每个房间，由于管网的散热，无论采用何种热源(锅炉、热泵或电加热)，屯水能耗都大幅度增加，使热水的单价都比较高，影响使用与推广，因此目前北方大部分学校还是只有集中的浴室，房间均没有热水；一般浴室距离学生宿舍比较远，使用不方便，影响学生良好卫生习惯的养成。

对低品位废流体能量的回收再利用，一直是节能领域研究重点。低品位废流体能量回收，最大的问题是污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数的大幅度降低。对于大型污水系统，可通过过滤等处理手段解决该问题，对于淋浴等中小型污水系统，采用过滤等处理手段则显得不经济，且处理过程热损耗大，甚至可能无法热回收或使热回收失去经济意义。

目前，也有一些热水器采用余热回收装置来回收污水的余温，但是由于受到余热回收装置结构的限制，经常出现堵塞的问题。例如中国专利ZL200810244379.5公开了一种高效易清洗污水换热器，其由污水箱体内布置的蛇形换热管进行换热。蛇形换热管需要支撑，蛇形换热管的支撑和蛇形换热管本身均成为换热器污水流道内的障碍，特别易造成毛发、发膏、污垢堵塞和沉积，清洗频率高，清洗也比较麻烦，缺陷十分明显，不能满足使用的需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种对污水的热量进行回收的板管式蓄能小功率节能热水器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种板管换热器式蓄能节能热水器，包括蓄能装置，该蓄能装置包括保温蓄能水箱、用于对保温蓄能水箱的水进行加热的加热器件、与该保温蓄能水箱连接的混水阀组件及与混水阀组件连接的冷水管，还包括板管换热器、换热出水管及换热进水管；

所述板管换热器包括芯体，芯体包括A板、B板、前封板及后封板；A板并列设有若干A板沉槽，A板沉槽的背面为A板沉槽凸起；B板设有与A板沉槽对应的B板沉槽，B板沉槽的背面为B板沉槽凸起，相邻的两个B板沉槽相连通；A板沉槽凸起设置于B板沉槽内且A板沉槽凸起与B板沉槽之间具有间隙，A板沉槽凸起和B板沉槽两端均设有密封间隙的结构，使A板沉槽凸起与B板沉槽之间形成介质流道；

所述前封板和后封板分别设有用于连通相邻A板沉槽的前端槽和后端槽，A板沉槽、前端槽5和后端槽组成污水流道；使用时，污水流经污水流道；所述介质流道的出水端通过换热出水管与保温蓄能水箱的进水口连通，所述换热进水管与介质流道的进水端连通。

其中，所述蓄能装置包括设置于保温蓄能水箱内的蓄能介质。

其中，所述A板沉槽凸起和B板沉槽两端焊接，使A板沉槽凸起和B板沉槽两端的间隙被密封。

其中，B板设有用于连通相邻B板沉槽的沉槽。

其中，前封板和后封板分别设置有前插槽和后插槽，A板和B板组装后两端分别插装于前插槽和后插槽。

其中，所述芯体设有若干加强筋条，若干加强筋条设置于A板和/或B板。

优选的，所述介质流道的截面呈月牙形，所述月牙形截面由多段曲线组成，该多段曲线包括设置于A板的A板外压曲线段、分别与该A板外压曲线段的两端连接的A板内压曲线段、设置于B板的B板内压曲线段及分别与该B板内压曲线段的两端连接的B板外压曲线段。

优选的，还包括盖设于A板的盖板，盖板设有漏水孔，漏水孔处设有过滤网，所述前封板设有用于收集漏水孔中流出的流体的集水槽，集水槽与污水流道连通。

优选的，所述芯体通过若干卡块安装于盖板。

优选的，还包括箱体，所述芯体装设于箱体。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用换热器回收污水中的热量，减少加热时间，降低加热水的能耗，节省资源，起到节能环保的作用。其只需要小功率的加热器件对其加热，便可以得到平常所需的水温，大大降低能源的耗费，降低使用的成本。

本实用新型采用保温蓄能水箱储存热水，对热水进行保温，有效的防止热水热量散失，使其可以避开用电高峰期加热，保温蓄能水箱对加热后的水进行保温，低谷电价蓄能降成本，也可对电网起到优化的移峰填谷作用，并减少对电网的冲击。

本实用新型所述的板管换热器，在A板设置A板沉槽，在B板设置B板沉槽，A板和B板均采用板片加波纹结构进行强化换热，换热系数高。A板和B板采用板管结构组合成芯体，A板沉槽的整体平滑性好，污水流动顺畅，有效的避免了污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数大幅度降低问题。

本实用新型所述的板管换热器，A板沉槽和B板沉槽均并列设置有若干个，大大增加污水和自来水的热量交换面积，污水和自来水迂回流动，使自来水充分吸热。

本实用新型所述的板管换热器，A板的若干A板沉槽通过前端槽和后端槽连接，使得A板沉槽的转角为无障碍通道，其过渡平滑，可以避免了污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数大幅度降低的问题。

本实用新型所述的板管换热器，对A板和B板进行冲压等就可以得到相应的沉槽，其制造相对容易，减低生产的成本。

本实用新型所述的板管换热器采用A板和B板板管结构，其结构稳定，使用寿命长，并且便于对A板沉槽和介质流道进行清洗，其维护成本低。

本实用新型独立使用板管换热器回收污水余热，代替现有的余热回收浸泡式结构，有效的避免了污水温度损失，提高了余热回收的效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型实施例一所述板管换热器的立体结构示意图。

图3为本实用新型实施例一所述板管换热器的立体结构分解示意图。

图4为本实用新型实施例一所述A板的立体结构示意图。

图5为本实用新型实施例一所述B板的立体结构示意图。

图6为本实用新型实施例一所述前封板的立体结构示意图。

图7为本实用新型实施例一所述后封板的立体结构示意图。

图8为本实用新型实施例一所述板管换热器的截面的局部结构示意图。

图9为本实用新型实施例一所述板管换热器的另一种截面的局部结构示意图。

图10为本实用新型实施例二所述板管换热器的立体结构示意图。

图11为本实用新型实施例二所述板管换热器的立体结构分解示意图。

图12为本实用新型实施例二所述板管换热器的截面的局部结构示意图。

图13为本实用新型实施例三所述板管换热器的立体结构示意图。

图14为本实用新型实施例三所述板管换热器的立体结构分解示意图。

图15为本实用新型实施例四所述板管换热器的立体结构示意图。

图16为本实用新型实施例四所述板管换热器的立体结构分解示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

实施例一。

如图1至图9所示，一种板管换热器式蓄能节能热水器，包括蓄能装置300，该蓄能装置300包括保温蓄能水箱310、用于对保温蓄能水箱310的水进行加热的加热器件330、与该保温蓄能水箱310连接的混水阀组件1及与混水阀组件1连接的冷水管3，还包括板管换热器800、换热出水管5及换热进水管6；所述板管换热器800包括芯体20，芯体20包括A板30、B板40、前封板50及后封板70；A板30并列设有若干A板沉槽301，A板沉槽301的背面为A板沉槽凸起302；B板40设有与A板沉槽301对应的B板沉槽401，B板沉槽401的背面为B板沉槽凸起402，相邻的两个B板沉槽401相连通；A板沉槽凸起302设置于B板沉槽401内且A板沉槽凸起302与B板沉槽401之间具有间隙，A板沉槽凸起302和B板沉槽401两端均设有密封间隙的结构，使A板沉槽凸起302与B板沉槽401之间形成介质流道60；

所述前封板50和后封板70分别设有用于连通相邻A板沉槽301的前端槽501和后端槽701，A板沉槽301、前端槽501和后端槽701组成污水流道；使用时，污水流经污水流道；所述介质流道60的出水端通过换热出水管5与保温蓄能水箱310的进水口连通，所述换热进水管6与介质流道60的进水端连通。

具体的，所述蓄能装置300包括设置于保温蓄能水箱310内的蓄能介质320。所述混水阀组件1通过热水出水管4与保温蓄能水箱310连接，所述冷水管3与混水阀组件1连接。所述加热器件330可以采用电热加热、电磁加热、空气源热泵加热及污水源热泵加热等，所述混水阀组件1包括混水阀，还可以根据需要设置为与混水阀连接的花洒等，其属于现有组件，故不再赘述。

实际应用时，所述A板30和B板40组装后，前封板50和后封板70分别设置于A板30和B板40组装体的两端。根据需要，可以采用多种方式密封A板沉槽凸起302和B板沉槽401两端的间隙，例如采用胶条密封及焊接密封等。本实施例中，提供一种优选的方案，所述A板沉槽凸起302和B板沉槽401两端焊接，焊接时，可以将A板30的两端下压或者将B板40的两端上压，使A板30的两端和B板40的两端进行接触式焊接，从而使A板沉槽凸起302和B板沉槽401两端的间隙被密封，而且能够承受较大的压力。相邻的两个B板沉槽401相连通的，A板沉槽凸起302与B板沉槽401之间的间隙也相互连通，其成为用于流通自来水或者其他介质的介质流道60。介质流道60的截面可以采用多种形状，如U型弯流道、圆形流道、椭圆形流道等，以适应不同换热场所要求。相邻的A板沉槽301通过前端槽501和后端槽701相串通，使得若干A板沉槽301和前端槽501和后端槽701组成污水流道。所述前端槽501和后端槽701优选为U形状，使得污水的流动更加顺畅。

将本实用新型装设于卫生间、洗澡房等地方。洗澡时，污水流入到污水流道中，污水流经A板沉槽301后，再从污水流道中流出。将自来水从换热进水管6引入到介质流道60中，自来水在介质流道60中吸收A板沉槽301中污水的热量，实现自来水与污水之间热量交换，自来水吸热后从换热出水管5流入到保温蓄能水箱310中，加热器件330再对自来水进行加热，再将预热的自来水通过热水出水管4送至混水阀组件1处，使其与冷水管3中的冷自来水进行混合，供给使用者使用。

本实用新型采用换热器800回收污水中的热量，减少加热时间，降低加热水的能耗，节省资源，起到节能环保的作用。其只需要小功率的加热器件330对其加热，便可以得到平常所需的水温，大大降低能源的耗费，降低使用的成本。

本实用新型采用保温蓄能水箱310储存热水，对热水进行保温，有效的防止热水热量散失，使其可以避开用电高峰期加热，保温蓄能水箱310对加热后的水进行保温，低谷电价蓄能降成本，也可对电网起到优化的移峰填谷作用，并减少对电网的冲击。

本实用新型所述的板管换热器800结构紧凑，可以小型化、使得安装和放置方便，使用灵活，适应范围广。

本实用新型所述的板管换热器800，在A板30设置A板沉槽301，在B板40设置B板沉槽401，A板30和B板40均采用板片加波纹结构进行强化换热，换热系数高。A板30和B板40采用板管结构组合成芯体20，A板沉槽301的整体平滑性好，污水流动顺畅，有效的避免了污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数大幅度降低问题。

本实用新型所述的板管换热器800，A板沉槽301和B板沉槽401均并列设置有若干个，大大增加污水和自来水的热量交换面积，污水和自来水迂回流动，使自来水充分吸热。

本实用新型所述的板管换热器800，A板30的若干A板沉槽301通过前端槽501和后端槽701连接，使得A板沉槽301的转角为无障碍通道，其过渡平滑，可以避免了污垢堵塞、沉积及其造成的换热系数大幅度降低的问题。

本实用新型所述的板管换热器800，对A板30和B板40进行冲压等就可以得到相应的沉槽，其制造相对容易，减低生产的成本。

本实用新型所述的板管换热器800采用A板30和B板40板管结构，其结构稳定，使用寿命长，并且便于对A板沉槽301和介质流道60进行清洗，其维护成本低。

本实用新型独立使用板管换热器800回收污水余热，代替现有的余热回收浸泡式结构，有效的避免了污水温度损失，提高了余热回收的效率。

本实施例中，B板40设有用于连通相邻B板沉槽401的沉槽400。所述沉槽包括上沉槽407，该上沉槽407位于相邻B板沉槽401之间的凸起上。如图8所示，当A板沉槽凸起302的底面没有与B板沉槽401接触时，只设置一个上沉槽407即可。如图9所示，当A板沉槽凸起302的底面与B板沉槽401接触时，所述沉槽还包括下沉槽408，B板沉槽401被A板沉槽凸起302间隔成两个部分，采用上沉槽407和下沉槽408使相邻B板沉槽401连通。从而使得A板沉槽凸起302与B板沉槽401之间的间隙也相互串通，而得到连通的介质流道60，其结构简单，整体性好，承压能力强。当然，根据使用需求，B板沉槽401也可以采用其他方式串通，比如采用上述的A板沉槽301的串通方式，采用封板结构来串通等。

本实施例中，前封板50和后封板70分别设置有前插槽502和后插槽702，A板30和B板40组装后两端分别插装于前插槽502和后插槽702，其安装简单，固定可靠，并使若干A板沉槽301与前端槽501和后端槽701完全对接。

本实施例中，所述芯体20设有若干加强筋条80，若干加强筋条80设置于A板30和/或B板40。具体来说，加强筋条80可以焊接于A板30或B板40上，或同时在A板30和B板40上都焊接加强筋条80，使得芯体20结构稳定，承压能力强。

如图8所示，本实施例中，优选的，所述介质流道60的截面呈月牙形，加大流体扰动，增大换热系数，加强流体的热量交换。所述月牙形截面由多段曲线组成，该多段曲线包括设置于A板30的A板外压曲线段305、分别与该A板外压曲线段305的两端连接的A板内压曲线段306、设置于B板40的B板内压曲线段405及分别与该B板内压曲线段405的两端连接的B板外压曲线段406。具体的，根据承受压力的大小，将多段曲线设为内压曲线段和外压曲线段，设计时，便于对A板30和B板40的厚度进行计算，设计实用、合理的厚度，避免产生设计缺陷，且避免材料的浪费，降低生产的成本。同时介质流道60采用多段曲线内外压设计，能够有效的减少流体的阻力。

本实施例中，提供计算A板或者B板厚度的计算公式，所述A板或者B板的厚度为：

按外压设计时

按内压设计时

其中，P为芯体流体设计压力；

D_1n为A板外压曲线段305或者B板外压曲线段406的当量直径；

D_2n为A板内压曲线段306或者B板内压曲线段405的当量直径；

[σ]为A板外压曲线段305或者B板外压曲线段406材料的抗拉强度；

σ为A板内压曲线段306或者B板内压曲线段405材料的抗拉强度；

η为A板内压曲线段306或者B板内压曲线段405的安全系数；

所述月牙形的介质流道60的平均壁厚

η₃为月牙形的介质流道60壁的抗拉强度安全系数；月牙形的介质流道60当量直径D₃＝L/π；其中，L为月牙形的介质流道60的周长；

实际使用时，所述A板或者B板的厚度取s_1n、s_2n、s₃中的最大值，并再加上安全余量a。所述安全余量a为根据实际生产需求选择的系数。

实施例二。

如图10至图12所示，本实施例二与实施例一的不同之处在于：所述板管换热器800还包括盖设于A板30的盖板10，盖板10设有漏水孔101，漏水孔101处设有过滤网102，所述前封板50设有用于收集漏水孔101中流出的流体的集水槽503，集水槽503与污水流道连通。

本实施例中，增加盖板10，该盖板10盖设于A板30，从而对A板沉槽301进行密封。实际应用时，盖板10可以与A板30顶面的凸起接触，也可以不接触。污水从漏水孔101流入，通过过滤网102过滤后，流入到集水槽503中，污水再从集水槽503流入到A板沉槽301中进行热量交换。所述盖板10与A板30之间的连接、A板30与B板40之间的连接，均可以根据承压能力的不同需求，从而选择焊接密封或者通过胶条压封等。本实施例中，所述芯体20通过若干卡块90安装于盖板10。

本实施例中，增加盖板10对A板沉槽301进行密封，过滤网102对污水进行过滤，可去除毛发等异物，防止污水流道堵塞。进一步采用卡块90安装芯体20，A板30和B板40组装后，其两端用若干卡块90卡紧，其安装方便，固定可靠。

实施例三。

如图13至图15所示，本实施例三与实施例二的不同之处在于：所述板管换热器800还包括箱体100，所述芯体20装设于箱体100。实际应用时，将芯体20安装于箱体100时，箱体100的底面可以与B板沉槽凸起402抵接，使得流体在箱体100与B板沉槽凸起402围成的流体槽200中流动，如图13所示。箱体100的底面也可以不抵接B板沉槽凸起402，使得流体在B板40与箱体100之间流动。在上述实施例二的基础上，再增加箱体100，可以将污水引入流体槽200中，使得介质流道60中的自来水同时吸收流体槽200和A板沉槽301中污水的热量，其吸热效果好，充分利用芯体20的结构来进行热量交换。当然，根据使用的需求，流体槽200或A板沉槽301均可以单独配合介质流道60进行污水与自来水之间的热量交换。

实施例四。

如图15和图16所示，本实施例四与实施例三的不同之处在于：所述芯体20至少设置有两组。本实施例中，多个芯体20组合成组合芯体700，将该组合芯体700装在箱体100内。采用第一进出水管001和第二进出水管002将各个芯体20的介质流道60并联起来，对其集中通自来水。同时，在箱体100连接通污水的进出接头500，在箱体100通污水，使组合芯体700中的自来水吸收污水的热量。当然，也可以将各个芯体20的介质流道60串联起来使用。本实施例中，除了具有实施例三中的有益效果外，其将多个芯体20组合使用，可增大换热器的换热量。

本实施例中，所述箱体100内设有用于对流体的流向进行导向的若干导向板600，所述芯体20安装于若干导向板600。芯体20通过导向板600进行固定，导向板600可以对箱体100的污水的流向起到导向作用，使其朝一个方向流动。另外，导向板600起到安装和固定芯体20的作用。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种板管换热器式蓄能节能热水器，包括蓄能装置(300)，该蓄能装置(300)包括保温蓄能水箱(310)、用于对保温蓄能水箱(310)的水进行加热的加热器件(330)、与该保温蓄能水箱(310)连接的混水阀组件(1)及与混水阀组件(1)连接的冷水管(3)，其特征在于：还包括板管换热器(800)、换热出水管(5)及换热进水管(6)；

所述板管换热器(800)包括芯体(20)，芯体(20)包括A板(30)、B板(40)、前封板(50)及后封板(70)；A板(30)并列设有若干A板沉槽(301)，A板沉槽(301)的背面为A板沉槽凸起(302)；B板(40)设有与A板沉槽(301)对应的B板沉槽(401)，B板沉槽(401)的背面为B板沉槽凸起(402)，相邻的两个B板沉槽(401)相连通；A板沉槽凸起(302)设置于B板沉槽(401)内且A板沉槽凸起(302)与B板沉槽(401)之间具有间隙，A板沉槽凸起(302)和B板沉槽(401)两端均设有密封间隙的结构，使A板沉槽凸起(302)与B板沉槽(401)之间形成介质流道(60)；

所述前封板(50)和后封板(70)分别设有用于连通相邻A板沉槽(301)的前端槽(501)和后端槽(701)，A板沉槽(301)、前端槽(501)和后端槽(701)组成污水流道；使用时，污水流经污水流道；所述介质流道(60)的出水端通过换热出水管(5)与保温蓄能水箱(310)的进水口连通，所述换热进水管(6)与介质流道(60)的进水端连通。

2.根据权利要求1所述的一种板管换热器式蓄能节能热水器，其特征在于：所述蓄能装置(300)包括设置于保温蓄能水箱(310)内的蓄能介质(320)。

3.根据权利要求1所述的一种板管换热器式蓄能节能热水器，其特征在于：所述A板沉槽凸起(302)和B板沉槽(401)两端焊接，使A板沉槽凸起(302)和B板沉槽(401)两端的间隙被密封。

4.根据权利要求1所述的一种板管换热器式蓄能节能热水器，其特征在于：B板(40)设有用于连通相邻B板沉槽(401)的沉槽(400)。

5.根据权利要求1所述的一种板管换热器式蓄能节能热水器，其特征在于：前封板(50)和后封板(70)分别设置有前插槽(502)和后插槽(702)，A板(30)和B板(40)组装后两端分别插装于前插槽(502)和后插槽(702)。

6.根据权利要求1所述的一种板管换热器式蓄能节能热水器，其特征在于：所述芯体(20)设有若干加强筋条(80)，若干加强筋条(80)设置于A板(30)和/或B板(40)。

7.根据权利要求1所述的一种板管换热器式蓄能节能热水器，其特征在于：所述介质流道(60)的截面呈月牙形，所述月牙形截面由多段曲线组成，该多段曲线包括设置于A板(30)的A板外压曲线段(305)、分别与该A板外压曲线段(305)的两端连接的A板内压曲线段(306)、设置于B板(40)的B板内压曲线段(405)及分别与该B板内压曲线段(405)的两端连接的B板外压曲线段(406)。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种板管换热器式蓄能节能热水器，其特征在于：还包括盖设于A板(30)的盖板(10)，盖板(10)设有漏水孔(101)，漏水孔(101)处设有过滤网(102)，所述前封板(50)设有用于收集漏水孔(101)中流出的流体的集水槽(503)，集水槽(503)与污水流道连通。

9.根据权利要求8所述的一种板管换热器式蓄能节能热水器，其特征在于：所述芯体(20)通过若干卡块(90)安装于盖板(10)。

10.根据权利要求8所述的一种板管换热器式蓄能节能热水器，其特征在于：还包括箱体(100)，所述芯体(20)装设于箱体(100)。