CN208567584U - 用于燃气热水器的热交换器及应用该交换器的燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于燃气热水器的热交换器，包括换热器组件以及与换热器组件的出水口相连通的第一水箱，所述换热器组件包括上下敞开的、用于作为烟气流道的壳体和至少两根与烟气进行热交换的换热管，其特征在于：还包括第二水箱，第二水箱与所述第一水箱的出水端相连通，且第一水箱的侧壁和第二水箱的侧壁均贴在壳体的外壁上；本实用新型还涉及一种应用前述热交换器的燃气热水器。本实用新型的第一水箱和第二水箱既能避免热交换器的水温波动、又能降低换热器的热损失、还能容纳膨胀水，一物多用。

Description

用于燃气热水器的热交换器及应用该交换器的燃气热水器

技术领域

本实用新型属于燃气热水器领域，具体涉及一种用于燃气热水器的热交换器及应用该交换器的燃气热水器。

背景技术

现有的燃气热水器一般是冷水经由换热系统加热后直接提供给用户，如专利号为ZL201610389023.5(公告号为CN106016688A)的发明专利公开的《燃气热水器和用于燃气热水器的热交换器》所示。但是该专利的缺陷在于出水温度会受到进水温度及水压的影响，当供水管路中的水压波动较大时，出水温度的波动幅度较大，造成出水忽冷忽热，极大地影响了用户的使用舒适性。另外，为了节约用水，用户在洗浴的过程中会经常进行关闭和开启热水器的操作，每次关闭热水器后管路里存留的水会逐渐冷却，导致下一次开启时初始出来的会是这部分存留的冷水，然后才是加热后的热水，而这些冷水会被放掉造成了浪费。

针对上述问题，专利号为ZL201520215977.5(公告号为CN204693841U)的实用新型专利公开了一种《燃气热水器》，包括壳体、设于壳体内的换热器组件及储水罐，壳体上设有用于连接供水管路的进水口、用于连接用水端的出水口及用于排水的排水口，排水口上设置有用于打开或关闭排水口的排水控制装置，换热器组件一端与进水口管路连接，另一端与储水罐管路连接，储水罐与出水口及排水口管路连接。

该热水器通过设置储水罐，使得热水在储水罐中充分混合后，再提供给用户，有效避免由于进水温度及水压的变化而导致的出水温度的波动，极大地提升了用户的体验度。

但是该热水器还存在其他缺陷：1、换热器组件在工作过程中不可避免的会有热损失，导致换热效果欠佳；2、热交换器表面温度分布不均，温度梯度大，长时间使用后容易出现裂纹；3、燃气热水器循环预热过程中的膨胀水没有空间容纳，会使管路压力增大，有一定风险；且循环管路中空气无法排除，水路噪声大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种通过设置储水箱既能避免热交换器的水温波动、又能降低换热器的热损失、还能容纳膨胀水的用于燃气热水器的热交换器。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种通过设置储水箱既能避免热交换器的水温波动、又能降低换热器的热损失、还能容纳膨胀水的应用上述热交换器的燃气热水器。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于燃气热水器的热交换器，包括换热器组件以及与换热器组件的出水口相连通的第一水箱，所述换热器组件包括上下敞开的、用于作为烟气流道的壳体和至少两根与烟气进行热交换的换热管，其特征在于：还包括第二水箱，第二水箱与所述第一水箱的出水端相连通，且第一水箱的侧壁和第二水箱的侧壁均贴在壳体的外壁上。

为进一步降低壳体的壁面热损失，所述第一水箱的侧壁与壳体之间、第二水箱的侧壁与壳体之间均形成过水通道，且换热管的两端分别穿过壳体与对应侧的过水通道相连通。第一水箱的侧壁、第二水箱的侧壁均与壳体配合形成过水通道，不仅一物多用使热交换器的结构更加紧凑，且水进入过水通道后，第一水箱和第二水箱相当于是保护屏障，进一步降低壳体的壁面热损失。

优选地，所述第一水箱和第二水箱的侧壁上均设有向远离壳体方向凹陷的凹槽，所述凹槽与对应侧的壳体的外壁配合形成所述过水通道，与第一水箱和第二水箱贴合的所述壳体的侧壁上均开设有多个通孔，换热管的两端穿过对应的通孔伸入过水通道内。凹槽易于加工，且能够根据需要将凹槽设计成不同的形状，以实现不同换热管之间的水路流通。

为提高换热器组件的换热效果，所述过水通道包括至少两个间隔设置的子通道，至少两个所述子通道与至少两个所述换热管连通形成水流通路，所述换热器组件的进水口和出水口同时设于第一水箱的侧壁上。如此，使水路往复折返多次，充分与烟气进行热交换。

为进一步减少壳体的热损失，但又不至于使壳体温度过高而破裂，至少两根换热管并排且间隔设置形成一组换热管组，所述换热管组有至少一组，每组所述换热管组的最外侧的换热管安装于壳体上，该换热管组的其他换热管均位于壳体内。因换热管内有水流不断流过，能带走大部分热量；同时，因为水的最高温度可达到100度，而高温烟气的温度可达到上千度，通过换热管内的水将热量带走，减少了壳体传给空气的热量。

为避免换热管组出现局部低温区，至少一组换热管组的下部设有用于导热的导热板，且导热板上开设有供烟气流过的开口。导热板的设置一来均衡同层换热管组温度分布，避免出现局部低温区，有效避免冷凝水的产生；二来增强烟气扰动,增大流道阻力,减缓烟气排出速度，强化换热。

为达到更好的换热效果，每个换热管组的相邻的两根换热管之间形成过烟间隙，在所述过烟间隙内设有竖向设置的呈波浪形的扰流板，以增大换热面积。

为增加烟气与水的接触时间，至少一根换热管内设有用于延长水流路径的扰流件，扰流件对水起扰流作用，增加了烟气与水的接触时间，使换热更充分。

为降低水流噪声，沿水流方向，所述扰流件的迎水端斜削从而形成尖端部。

优选地，所述扰流件包括主体、穿孔以及沿水流方向延伸的翅片，所述主体沿换热管轴向设置，所述穿孔有至少两个并沿主体轴向间隔设置，每个穿孔的靠近迎水端的边沿处均设有所述翅片，所述翅片的自由端向穿孔外侧倾斜，且相邻的两个翅片分别位于主体的两侧。

为避免换热管内有空气而导致水流噪声大，所述第一水箱或第二水箱的顶壁上设有用于排出气体的排气阀，通过排气阀排出空气。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述热交换器的燃气热水器，其特征在于：还包括外壳、设于外壳内的水泵，所述热交换器设于外壳内，所述水泵的出水端通过进水管与换热器组件的进水口相连通，所述第二水箱的出水端设有延伸出外壳的出水管。

与现有技术相比，本实用新型的优点：本实用新型在换热器组件的出水端设置第一水箱和第二水箱(下称水箱)，该水箱的第一个作用在于：第一水箱缓冲水压波动，第二水箱缓冲热交换器的热惯性，两个水箱配合使用，使得热水在水箱中充分混合后，再提供给用户，有效避免由于进水温度、水压的变化而导致的出水温度的波动，极大的提升了用户的体验度；水箱的第二个作用在于水箱的侧壁贴在壳体的壁面上，降低换热器组件的壳体壁面的热损失，增强换热效果；水箱的第三个作用在于水箱具有膨胀水箱的功能，能容纳循环加热过程中的膨胀水体积，避免管路压力过大出现漏水情况；水箱的第四个作用在于水箱与壳体配合形成过水通道，一来结构紧凑，二来使水路往复折返，以使水流与烟气进行充分换热，提高换热效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为图1的局部分解示意图；

图3为图1的另一方向的局部分解示意图；

图4为图1沿A-A向的剖视图；

图5为图4的A处放大图；

图6为图4沿B-B向的剖视图；

图7为图4沿C-C向的剖视图；

图8为扰流板的结构示意图；

图9为扰流件的结构示意图；

图10为图1装配于燃气热水器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～10所示，本优选实施例的燃气热水器包括外壳91、设于外壳91内的水泵92和热交换器，热交换器包括换热器组件1、与换热器组件1的出水口14相连通的第一水箱2以及与第一水箱2的出水端相连通的第二水箱3。水泵92的出水端设有进水管22，进水管22部分伸入第一水箱2内与换热器组件1的进水口13相连通，第二水箱3与延伸出外壳91的出水管31相连通。

如图1～9所示，换热器组件1包括上下敞开的、用于作为烟气流道的壳体11和至少两根换热管12，多根换热管12并排且间隔设置形成一个换热管组15。本实施例中，换热管组15有两组，并呈上下布置于壳体11内。

如图8所示，每组换热管组15中相邻的两根换热管12之间形成过烟间隙，在该过烟间隙内设有竖向布置的呈波浪状的扰流板5，本实施例中，扰流板5为瓦楞板，以增大换热面积。

位于上方的换热管组15的下部设有用于导热的导热板6，以均衡同层换热管组15温度分布，避免出现局部低温区，有效避免冷凝水的产生；且导热板6上开设有供烟气流过的开口，以使烟气顺利通过，且该开口还能增强烟气扰动，增大流道阻力，减缓烟气排出速度，强化换热。

如图1～3所示，壳体11由前侧板112、后侧板113、左侧板114和右侧板115围合而成。左侧板114和右侧板115上均开设有多个通孔111，前侧板112和后侧板113上均设有多个与换热管12平行设置的条形槽116。且前侧板112和后侧板113之间的间距小于左侧板114、右侧板115的长度，如此使每个所述换热管组15的最外侧的换热管12分别对应安装于前侧板112和后侧板113上的条形槽116内，且该最外侧的换热管12的两端分别穿过左侧板114和右侧板115，该换热管组15的其他换热管12均位于壳体11内。换言之，换热管12部分位于壳体11内。

另外，第一水箱2和第二水箱3通过两根连通管32相连通，换热管12位于连通管32上方。两根连通管32分别安装于壳体11的前侧板112和后侧板113上的条形槽116内，连通管32的两端分别穿过左侧板114和右侧板115上的通孔111伸入第一水箱2和第二水箱3内。连通管32设置在壳体11的下部，第二水箱3的出水管31的进水端高于连通管32所在位置，以有效增强第一水箱2和第二水箱3内的水的混合程度，使水温更加均匀。

如图6、7所示，第一水箱2贴在右侧板115上，第二水箱3贴在左侧板114上，第一水箱2和第二水箱3的侧壁上均设有向远离壳体11方向凹陷的凹槽21，凹槽21与对应侧的壳体11的外壁配合形成过水通道4。换言之，第一水箱2的侧壁与右侧板115之间、第二水箱3的侧壁与左侧板114之间均形成过水通道4，换热管12的两端穿过对应的通孔111伸入过水通道4内。

过水通道4包括至少两个间隔设置的子通道，子通道与换热管12连通形成水流通路，且两个换热管组15通过过水通道4相连通。换热器组件1的进水口13和出水口14同时设于第一水箱2的侧壁上，至少一根换热管12的一端部穿过通孔111与进水口13连通，至少一根换热管12的一端部穿过通孔111与出水口14连通，如此，使水路往复折返多次，充分与烟气进行热交换。

也就是说，每个换热管12的两端分别密封穿设在对应的左侧板114和右侧板115上，使换热管12可以与过水通道4实现连通，并且左侧板114和右侧板115可以支撑换热管12的两端，支撑效果好。高温烟气可以从多个换热管12之间的过烟间隙流过，并且与多个换热管12进行热交换，烟气流动均匀且热交换性好。为保证良好的连接密封性，换热管12可以与通孔111的周沿焊接相连。

位于壳体11内的换热管12内设有用于延长水流路径的扰流件7，扰流件7对水起扰流作用，增加了烟气与水的接触时间，使换热更充分。沿水流方向，扰流件7的迎水端斜削从而形成尖端部711，以降低水流噪声。

如图9所示，本实施例中，扰流件7包括主体71、穿孔72以及沿水流方向延伸的翅片73，主体71沿换热管12轴向设置，穿孔72有至少两个并沿主体71轴向间隔设置，每个穿孔72的靠近迎水端的边沿处均设有翅片73，翅片73的自由端向穿孔72外侧倾斜，且相邻的两个翅片73分别位于主体71的两侧。翅片73能够增强水流扰动、避免结垢。

如图4、5所示，第一水箱2的顶壁上设有用于排出气体的排气阀8。本实施例中，排气阀8包括成型于设于第一水箱2的顶壁上的阀体81、设于阀体81内的阀芯82及成型于阀芯82两端的止挡部85，阀体81上开设有排气口83，且阀体81的内侧壁上成型有对阀芯82起导向和限位作用的导向限位件84。在正常情况下，阀芯82在重力作用下处于下限位，且阀芯82上端的止挡部85抵在导向限位件84上，此时排气口83处于常开状态，如此热交换器内有空气即可排出，避免水流噪声大；当第一水箱2内充满水时，阀芯82在水的浮力作用下向上移动，当移动至上限位时，阀芯82下端的止挡部85抵在导向限位件84上，阀芯82的上端遮蔽排气口83，避免水漏出。

另外，本实施例的换热器组件1采用不锈钢材质，相较于铜质换热器，耐腐蚀，使用寿命长。

Claims (12)

1.一种用于燃气热水器的热交换器，包括换热器组件(1)以及与换热器组件(1)的出水口(14)相连通的第一水箱(2)，所述换热器组件(1)包括上下敞开的、用于作为烟气流道的壳体(11)和至少两根与烟气进行热交换的换热管(12)，其特征在于：还包括第二水箱(3)，所述第二水箱(3)与所述第一水箱(2)的出水端相连通，且第一水箱(2)的侧壁和第二水箱(3)的侧壁均贴在壳体(11)的外壁上。

2.根据权利要求1所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于：所述第一水箱(2)的侧壁与壳体(11)之间、第二水箱(3)的侧壁与壳体(11)之间均形成过水通道(4)，且换热管(12)的两端分别穿过壳体(11)与对应侧的过水通道(4)相连通。

3.根据权利要求2所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于：所述过水通道(4)包括至少两个间隔设置的子通道，所述子通道与所述换热管(12)连通形成水流通路，所述换热器组件(1)的进水口(13)和出水口(14)同时设于第一水箱(2)的侧壁上。

4.根据权利要求3所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于：所述第一水箱(2)和第二水箱(3)的侧壁上均设有向远离壳体(11)方向凹陷的凹槽(21)，所述凹槽(21)与对应侧的壳体(11)的外壁配合形成所述过水通道(4)，与第一水箱(2)和第二水箱(3)贴合的所述壳体(11)的侧壁上均开设有多个通孔(111)，换热管(12)的两端穿过对应的通孔(111)伸入过水通道(4)内。

5.根据权利要求1所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于：至少两根换热管(12)并排且间隔设置形成一组换热管组(15)，所述换热管组(15)有至少一组；每个所述换热管组(15)的最外侧的换热管(12)安装于壳体(11)上，该换热管组(15)的其他换热管(12)均位于壳体(11)内。

6.根据权利要求5所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于：至少一组换热管组(15)的下部设有用于导热的导热板(6)，且导热板(6)上开设有供烟气流过的开口。

7.根据权利要求5所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于：每组换热管组(15)的相邻的两根换热管(12)之间形成过烟间隙，在所述过烟间隙内设有竖向设置的呈波浪状的扰流板(5)。

8.根据权利要求1所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于：至少一根换热管(12)内设有用于延长水流路径的扰流件(7)。

9.根据权利要求8所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于：沿水流方向，所述扰流件(7)的迎水端斜削从而形成尖端部(711)。

10.根据权利要求9所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于：所述扰流件(7)包括主体(71)、穿孔(72)以及沿水流方向延伸的翅片(73)，所述主体(71)沿换热管(12) 轴向设置，所述穿孔(72)有至少两个并沿主体(71)轴向间隔设置，每个穿孔(72)的靠近迎水端的边沿处均设有所述翅片(73)，所述翅片(73)的自由端向穿孔(72)外侧倾斜，且相邻的两个翅片(73)分别位于主体(71)的两侧。

11.根据权利要求1所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于：所述第一水箱(2)或第二水箱(3)的顶壁上设有用于排出气体的排气阀(8)。

12.一种应用权利要求1～11中任一权利要求所述的热交换器的燃气热水器，其特征在于：还包括外壳(91)、设于外壳(91)内的水泵(92)，所述热交换器设于外壳(91)内，所述水泵(92)的出水端通过进水管(22)与换热器组件(1)的进水口(13)相连通，所述第二水箱(3)的出水端设有延伸出外壳(91)的出水管(31)。