CN209782986U - 一种异形换热器及其燃气采暖热水炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热交换装置的技术领域，更具体地，涉及一种异形换热器及其燃气采暖热水炉，包括内部流动有水流的换热管及与换热管连接的翅片组；所述换热管的一端设有进水接头，另一端设有出水接头；翅片组包括第一翅片以及第二翅片，相邻第一翅片的间距与相邻所述第二翅片的间距不等。本实用新型换热管内的水流由进水接头流入，在换热管内流动，进行热量交换后由出水接头流出；在应用于燃气采暖热水炉时，根据阻力的大小设置各相邻翅片的间距，从而平衡换热器表面各处的空气流动阻力：阻力大的位置换热器相邻翅片的间距大，阻力小的位置相邻翅片间距小；保证流经燃烧器火孔板上表面参与燃烧的空气量相同，保证较低的有害气体排放和较高的热效率。

Description

一种异形换热器及其燃气采暖热水炉

技术领域

本实用新型涉及热交换装置的技术领域，更具体地，涉及一种异形换热器及其燃气采暖热水炉。

背景技术

目前，市面上销售的家庭采暖热水炉大部分采用强排式结构，这种结构的采暖热水炉中配设的主换热器翅片均匀排列，主换热器与翅片平面垂直方向阻力相同，而风机抽力往往集中于一定范围内，从而导致风机作用于燃烧器火孔平面的抽力不相同即燃烧器火孔平面抽力不相同；由流体力学分析可知，抽力不同会形成不同的负压区，不同的负压区导致燃烧器火孔平面经过的空气量不相同；由燃烧学与传热学分析可知，只有燃烧过程空气量在合理的范围内，才能保证较低的有害气体排放和较高的热效率。另外：目前生产商在机器调试过程中，仅考虑机器出口烟气中有害气体排放量，对机器内部有害气体产生量不做关注，不利于行业技术的长远发展；目前生产商常仅用整体排烟温度高于110℃作为整机不会产生冷凝水的依据，对整机内的局部温度不作关注，因整机局部阻力的存在，出现机器内部温度分布不均，局部烟气温度低于露点温度，局部产生冷凝水腐蚀机器零部件，售后维护成本极高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种异形换热器及其燃气采暖热水炉，通过改变主换热器翅片间距，保证燃烧器火孔平面经过的空气量相同，从而优化燃烧工况，降低烟气中有害气体排放量，保证整机热效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种异形换热器，包括内部流动有水流的换热管及与所述换热管连接的翅片组；所述换热管的一端设有进水接头，另一端设有出水接头；所述翅片组包括第一翅片以及第二翅片，相邻所述第一翅片的间距与相邻所述第二翅片的间距不等。

本实用新型的异形换热器，换热管内的水流由进水接头流入，在换热管内流动，进行热量交换后由出水接头流出；换热器在应用于燃气采暖热水炉时，空气流经换热器的沿途阻力和局部阻力不同，本实用新型的异形换热器根据阻力的大小设置各相邻翅片的间距，从而平衡换热器表面各处的空气流动阻力：阻力大的位置换热器相邻翅片的间距大，阻力小的位置相邻翅片间距小；从而优化燃烧工艺，保证较低的有害气体排放和较高的热效率。

进一步地，所述换热管设有若干迂回弯曲段，位于换热管一端的迂回弯曲段的中心线的切线重合，位于换热管另一端的迂回弯曲段的中心线的切线重合。迂回弯曲设置的换热管有利于热量的充分交换，且换热管的两端平齐，排列规整，外表美观，保证尽可能大的换热面积。

进一步地，相邻第一翅片之间的间距小于相邻第二翅片之间的间距，且所述第一翅片的数量为所述第二翅片的数量的2～3.5倍。异形换热器在实际应用时，往往设置在风机和燃烧室之间，第一翅片设置在风机的下方，相邻第一翅片之间空气受到的抽力大，空气流经第一翅片所受阻力小，第一翅片设置较密集；第二翅片设置在原理风机的一侧，相邻第二翅片之间空气受到的抽力小，空气流经第二翅片所受阻力大，第二翅片设置较为疏松。

进一步地，所述第一翅片设有向一侧翻卷的第一翻边，所述第二翅片设有翻卷方向与第一翻边相同的第二翻边；相邻的第一翻边接触设置，相邻的第二翻边非接触设置。换热时，第一翅片、第一翻边与换热管之间均可进行换热，第二翅片、第二翻边与换热管之间均可进行换热，从而提高异形换热器的换热效率。

进一步地，相邻第一翅片的间距为3.8mm～4.2mm，相邻第二翅片的间距为4.5mm～6mm。本实用新型中相邻第一翅片的间距范围和相邻第二翅片的间距范围根据异形换热器与燃气采暖热水炉的尺寸比例进行相应调整。

进一步地，所述进水接头设有用于固定排气阀的第一固定部件。第一固定部件的设置用于固定排气阀，及时将水流通道中的气体排出，保证水流通道顺畅，保证正常换热。

进一步地，所述出水接头设有用于固定极限温控器的第二固定部件。第二固定部件的设置便于安装极限温控器，当温度达到极限温控器动作值时，采暖热水炉停止工作，防止换热器内水温过高气化而出现安全隐患。

进一步地，所述换热管内设有若干用于对水流形成扰流的扰流片。扰流片增加水流通过换热管时的流量，对水流形成扰流，加强换热。

进一步地，所述扰流片为开口向水流来流方向的“E”形扰流片。“E”形扰流片结构简单，易于制造，且能够实现较好的扰流效果。

本实用新型还提供了一种燃气采暖热水炉，包括燃烧器、燃烧室、风机、冷凝器、给排气烟管、集烟罩、以及如上所述的异形换热器，所述燃烧器设于燃烧室底部，所述异形换热器设于燃烧室顶部，所述燃烧室侧面设有燃烧室侧板，所述燃烧室上方设有空气室；所述给排气烟管所述风机设于空气室中且所述给排气烟管、空气室、冷凝器、风机、集烟罩、燃烧室顺次连通设置；所述集烟罩设于异形换热器的上方且所述集烟罩、风机、冷凝器、给排气烟管顺次连通设置；所述第一翅片设于风机的下方。

本实用新型的燃气采暖热水炉，在风机的作用下，空气由外管进入空气室，依次流过冷凝器、风机、集烟罩、燃烧室侧板表面进入燃烧器，在燃烧器上表面参与燃烧，燃气与空气混合燃烧形成高温烟气，高温烟气经异形换热器换热，经集烟罩收集，依次通过风机、冷凝器、内管排出室外。由于本实用新型采用的异形换热器的翅片之间的间距进行了调整，保证了每个燃烧器组成火孔的空气流经量相同，优化燃烧工况，降低烟气中有害气体排放量，保证整机的热效率；且由于异形换热器每处的换热量相等，异形换热器上方的烟气温度相等，换热器上方烟气的露点温度相同，从而能够保证异形换热器上方的烟气温度均高于露点温度，不致产生冷凝水以腐蚀机器零部件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的异形换热器，根据空气流动阻力的大小设置各相邻翅片的间距从而平衡换热器各处的空气流动阻力，优化燃烧工况，降低烟气中有害气体排放量，保证整机热效率；进水接头处可连接排气阀，及时将水流通道中的气体排出，保证水流通道顺畅，保证正常换热；出水接头处可安装极限温控器，当温度达到极限温控器动作值时，断开电源保障安全；换热管内部设置扰流片，增加水流通过换热管时的流量，对水流形成扰流，加强换热；

本实用新型的燃气采暖热水炉，异形换热器的使用保证每个燃烧器组成火孔的空气流经量相同，降低烟气中有害气体排放量，保证整机的热效率；且异形换热器上方的烟气温度相等，换热器上方烟气的露点温度相同，保证异形换热器上方的烟气温度均高于露点温度，不致产生冷凝水腐蚀机器零部件。

附图说明

图1为实施例一的异形换热器的结构示意图；

图2为图1中局部A的放大示意图；

图3为图1中局部B的放大示意图；

图4为实施例二中燃气采暖热水炉的结构示意图。

附图中：1-换热管；11-进水接头；12-出水接头；13-迂回弯曲段；14-第一固定部件；15-第二固定部件；16-扰流片；2-第一翅片；21-第一翻边；3-第二翅片；31-第二翻边；4-燃烧器；5-燃烧室；51-燃烧室侧板；6-风机；7-冷凝器；8-给排气烟管；81-外管；82-内管；9-集烟罩；10-空气室。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一

如图1至图3所示为本实用新型的异形换热器的实施例，包括内部流动有水流的换热管1及与换热管1连接的翅片组；换热管1的一端设有进水接头11，另一端设有出水接头12；翅片组包括第一翅片2以及第二翅片3，相邻第一翅片2的间距与相邻第二翅片3的间距不等。

本实用新型在实施时，换热管1内的水流由进水接头11流入，在换热管1内流动，进行热量交换后由出水接头12流出；换热器在应用于燃气采暖热水炉时，空气流经换热器的沿途阻力和局部阻力不同，本实用新型的异形换热器根据阻力的大小设置各相邻翅片的间距，从而平衡换热器表面各处的空气流动阻力：阻力大的位置换热器相邻翅片的间距大，阻力小的位置相邻翅片间距小。

如图1所示，换热管1设有若干迂回弯曲段13，位于换热管1一端的迂回弯曲段13的中心线的切线重合，位于换热管1另一端的迂回弯曲段13的中心线的切线重合。迂回弯曲的设置一方面节约换热器的占用体积，一方面能够提高热量的交换效率；且换热管1的两端平齐，排列规整，外表美观。其中，相邻第一翅片2之间的间距小于相邻第二翅片3之间的间距，且所述第一翅片2的数量为所述第二翅片3的数量的2～3.5倍；在实际应用时，往往设置在风机6和燃烧室5之间，第一翅片2设置在风机6的下方，相邻第一翅片2之间空气受到的抽力大，空气流经第一翅片2所受阻力小，第一翅片2设置较密集；第二翅片3设置在原理风机6的一侧，相邻第二翅片3之间空气受到的抽力小，空气流经第二翅片3所受阻力大，第二翅片3设置较为疏松。在实际生产时，往往设置第一翅片2的总宽度占换热管整体的2/3宽度，第二翅片3的总宽度占据换热管整体的1/3宽度。如图2所示，第一翅片2设有向一侧翻卷的第一翻边21，第二翅片3设有翻卷方向与第一翻边21相同的第二翻边31；相邻的第一翻边21接触设置，相邻的第二翻边31非接触设置；换热时，第一翅片2、第一翻边21与换热管1之间均可进行换热，第二翅片3、第二翻边31与换热管1之间均可进行换热，从而提高异形换热器的换热效率。具体地，相邻第一翅片2的间距为3.8mm～4.2mm，相邻第二翅片3的间距为4.5mm～6mm；需要注意的是，本实施例中，相邻第一翅片2的间距范围和相邻第二翅片3的间距范围可根据异形换热器与燃气采暖热水炉的尺寸比例进行相应调整。

如图1所示，进水接头11设有用于固定排气阀的第一固定部件14，及时将水流通道中的气体排出，保证水流通道顺畅，保证正常换热。出水接头12设有用于固定极限温控器的第二固定部件15。第二固定部件15的设置便于安装极限温控器，当温度达到极限温控器动作值时，采暖热水炉停止工作，防止换热器内水温过高气化而出现安全隐患。

为增加水流通过换热管1时的流量，对水流形成扰流，加强换热，本实施例的换热管1内设有若干用于对水流形成扰流的扰流片16，如图1、图3所示。本实施例的扰流片16设置为开口向水流来流方向的“E”形扰流片16，结构简单，易于制造，且能够实现较好的扰流效果。

实施例二

如图4所示为本实用新型的燃气采暖热水炉的实施例，包括燃烧器4、燃烧室5、风机6、冷凝器7、给排气烟管8、集烟罩9、以及实施例一中的异形换热器，燃烧器4设于燃烧室5底部，异形换热器设于燃烧室5顶部，燃烧室5侧面设有燃烧室5侧板，燃烧室5上方设有空气室10；给排气烟管8风机6设于空气室10中且给排气烟管8、空气室10、冷凝器7、风机6、集烟罩9、燃烧室5顺次连通设置；集烟罩9设于异形换热器的上方且集烟罩9、风机6、冷凝器7、给排气烟管8顺次连通设置；第一翅片2设于风机6的下方。

本实施例在风机6作用下，空气由外管81进入空气室10，依次流过冷凝器7、风机6、集烟罩9、燃烧室5侧板表面进入燃烧器4，在燃烧器4上表面参与燃烧，燃气与空气混合燃烧形成高温烟气，高温烟气经异形换热器换热，经集烟罩9收集，依次通过风机6、冷凝器7、内管82排出室外。本实施例通过调整异形换热器相邻翅片的间距，保证燃烧器4的每个组成火孔的空气流量相同，优化燃烧工况，降低烟气中有害气体排放量，保证整机的热效率。

本实施例的采暖热水炉不仅在制造时即可采用实施例一中的异形换热器，还可对于已有的采暖热水炉更换换热器进行改造，改动难度小，改造成本低，具有较好的普适性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异形换热器，其特征在于，包括内部流动有水流的换热管(1)及与所述换热管连接的翅片组；所述换热管(1)的一端设有进水接头(11)，另一端设有出水接头(12)；所述翅片组包括第一翅片(2)以及第二翅片(3)，相邻所述第一翅片(2)的间距与相邻所述第二翅片(3)的间距不等。

2.根据权利要求1所述的异形换热器，其特征在于，所述换热管(1)设有若干迂回弯曲段(13)，位于换热管(1)一端的迂回弯曲段(13)的中心线的切线重合，位于换热管(1)另一端的迂回弯曲段(13)的中心线的切线重合。

3.根据权利要求2所述的异形换热器，其特征在于，相邻第一翅片(2)之间的间距小于相邻第二翅片(3)之间的间距，且所述第一翅片(2)的数量为所述第二翅片(3)的数量的2～3.5倍。

4.根据权利要求3所述的异形换热器，其特征在于，所述第一翅片(2)设有向一侧翻卷的第一翻边(21)，所述第二翅片(3)设有翻卷方向与第一翻边相同的第二翻边(31)；相邻的第一翻边(21)接触设置，相邻的第二翻边(31)非接触设置。

5.根据权利要求4所述的异形换热器，其特征在于，相邻第一翅片(2)的间距为3.8mm～4.2mm，相邻第二翅片(3)的间距为4.5mm～6mm。

6.根据权利要求1所述的异形换热器，其特征在于，所述进水接头(11)设有用于固定排气阀的第一固定部件(14)。

7.根据权利要求1所述的异形换热器，其特征在于，所述出水接头(12)设有用于固定极限温控器的第二固定部件(15)。

8.根据权利要求1至7任一项所述的异形换热器，其特征在于，所述换热管(1)内设有若干用于对水流形成扰流的扰流片(16)。

9.根据权利要求8所述的异形换热器，其特征在于，所述扰流片(16)为开口向水流来流方向的“E”形扰流片。

10.一种燃气采暖热水炉，其特征在于，包括燃烧器(4)、燃烧室(5)、风机(6)、冷凝器(7)、给排气烟管(8)、集烟罩(9)、以及如权利要求1至9任一项所述的异形换热器，所述燃烧器(4)设于燃烧室(5)底部，所述异形换热器设于燃烧室(5)顶部，所述燃烧室(5)侧面设有燃烧室侧板(51)，所述燃烧室(5)上方设有空气室(10)；所述给排气烟管(8)包括外管(81)以及设于外管(81)内侧的内管(82)；所述风机(6)设于空气室(10)中且所述外管(81)、空气室(10)、冷凝器(7)、风机(6)、集烟罩(9)、燃烧室(5)顺次连通设置；所述集烟罩(9)设于异形换热器的上方且所述集烟罩(9)、风机(6)、冷凝器(7)、内管(82)顺次连通设置；所述第一翅片(2)设于风机(6)的下方。