CN210921815U - 用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元及燃气热水器或壁挂炉 - Google Patents

Abstract

本申请公开了用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元及燃气热水器或壁挂炉，其中，用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元内部填充相变储热材料，且所述换热单元设置有检测所述相变储热材料当前温度的传感器。

Description

用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元及燃气热水器或壁挂炉

技术领域

本申请涉及热水器技术领域，特别是涉及燃气热水器或壁挂炉。

背景技术

在现有技术中，燃气热水器或壁挂炉的冷水加热功能不够理想。由于燃气热负荷的可控性较差，调节精度不高，使得生活用水的热水水温变化很大，特别是在热水器刚启动时，出水口的水温波动较为剧烈，影响用户淋浴时的体验。因此，提高淋浴热水水温的均匀性非常重要。

实用新型内容

本申请提供了一种用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元来解决燃气热水器或壁挂炉中生活用水的热水水温波动问题的方案。

本申请公开了一种用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元，所述换热单元的内部填充相变储热材料，且所述换热单元设置有检测所述相变储热材料当前温度的传感器。

当用于燃气热水器时，所述换热单元包括：平行设置的若干第一热交换管，所述若干第一热交换管通过主水管依次串联，每个所述第一热交换管内部设置一或多根连通于所述主水管的第二热交换管，且每个第一热交换管内部填充相变储热材料。

在可行的实施方式中，平行设置的所述若干第一热交换管之间设置热交换翅片。

当用于壁挂炉时，所述换热单元包括：设置在所述换热单元内部且二者互相垂直排布的循环水热交换管和生活用水热交换管，所述循环水热交换管和生活用水热交换管之间的空隙填充相变储热材料。

在可行的实施方式中，所述相变储热材料为有机相变储热材料。

在可行的实施方式中，所述相变储热材料为烯烃C_nH_2n，其中30≤n≤50且n为整数。

在可行的实施方式中，所述相变储热材料为硬脂酸C₁₈H₃₆O₂。

在可行的实施方式中，所述换热单元外部设置隔热层。

本申请同时公开了一种燃气热水器或壁挂炉，其采用前述的换热单元。

为了能更进一步了解本申请的特征以及技术内容，请参阅以下有关本申请的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本申请加以限制。

附图说明

本申请的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解，在附图中：

图1为本申请用于燃气热水器时换热单元的一个具体实施方式示意图；

图2为本申请燃气热水器的一个具体实施方式示意图；

图3为本申请用于壁挂炉时换热单元的一个具体实施方式示意图；

图4为本申请壁挂炉的一个具体实施方式示意图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员确切地理解本申请要求保护的主题，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。

如图1所示，本申请公开了一种用于燃气热水器的换热单元100，包括：平行设置的若干第一热交换管10，所述若干第一热交换管10由主水管20依次串联，每个所述第一热交换管10内部设置一个或数个连通于所述主水管20的第二热交换管30，且每个第一热交换管10内部填充相变储热材料40，所述换热单元100还设置有温度传感器50。温度传感器50可以通过盲管插入相变储热材料40之中或直接接触第一热交换管10的外表面，以检测相变储热材料的温度变化情况，通过该温度变化来决定是否需要启动燃烧器进行加热。如何通过温度传感器检测信号并控制燃烧器的运行为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。

相变材料(PCM)是储能材料。在某些恒定温度下或近似恒温时，该物质的相状态将例如从固相变为液相或从其液相变为固相，并将吸收或释放潜热。材料相变是一个恒温或近似恒温的过程，该恒温是材料相变温度(熔点或凝固点)。如果利用从液体到固体的相变过程释放热量，以恒定温度来加热水，当水流速率比较稳定时，它能确保经过其加热的热水温度也是基本恒定的。同时，材料相变过程中从固态到液态的吸收热量将被储存在材料中。

具体而言，在本申请中，填充在第一热交换管10内的相变储热材料40的基本工作原理是：在特定温度范围中从固体到液体的相变储热材料熔化，吸收来自热水器或壁挂炉的高温烟气的热量并将热量储存在熔化的相变储热材料中；以及，在另一个特定温度范围中从液体固化成固体将释放将用于加热水的热量。温度传感器50用以监测相变储热材料当前的温度。

在一些实施方式中，为了防止管路被腐蚀，所述相变储热材料采用有机相变储热材料，例如是烯烃C_nH_2n，其中n的取值为30～50之间的整数；或采用硬脂酸C₁₈H₃₆O₂作为相变储热材料。

在本具体实施方式中，每个所述第一热交换管10两端均设置有带内、外端口的连接部60，每个所述第二热交换管30的两端分别连接于其所在的第一热交换管10两端的连接部60的内端口61，所述主水管20通过连接部60的外端口62将若干所述第一热交换管10串联。为了确保保温效果，所述换热单元100外部设置隔热层80；平行设置的所述若干第一热交换管10之间还设置热交换翅片70。

参见图2所示，本申请同时公开了一种燃气热水器，其采用前述的换热单元100。该燃气热水器还包括设置在换热单元下方的燃烧室200、燃烧器300，以及与换热单元上方相连的风机400、烟管500等。其中，主水管20包括冷水进水端21和热水出水端22，冷水进水端21连接流量传感器23和流量控制阀24。与燃烧器300相连的燃气进气管路600上设置气阀610。燃气热水器或壁挂炉的基本结构和工作原理为本领域人员所熟知，此处不再赘述。

参见图3，类似地，当本方案应用于壁挂炉时，可以用于为生活用水加热。

如图所示，所述换热单元1000包括：设置在所述换热单元1000内部且二者互相垂直排布的循环水热交换管1010和生活用水热交换管1020，所述循环水热交换管1010和生活用水热交换管1020之间的空隙填充相变储热材料1031，这些相变储热材料被容置于腔体1030中。温度传感器1040可以通过盲管插入相变储热材料40之中，以检测相变储热材料的温度变化情况。相应地，换热单元1000包括了循环水进水口1100和循环水出水口1200，以及生活用水冷水进水口1300和生活用水热水出水口1400。此外，换热单元1000还设置有用于连接各交换管和进/出水口的连接部1050以及用于保温的隔热层1060。

参见图4所示，本申请同时公开了一种壁挂炉，其采用前述的换热单元1000替换了惯常设计中的板式换热器。该壁挂炉还包括了炉膛2000、燃烧腔3000、主热交换器4000以及风机5000和烟管6000等。由于除了换热单元1000以外，其它的部件结构以及壁挂炉的主要工作原理与现有技术相同，此处不再赘述。

综上所述，现有技术中，一些技术方案虽然同样提到了相变储热材料的应用，但相变储热材料仅围绕进水口管道周边或者燃烧室或集烟室四周布局，其目的仅仅是对进口管冷水进行预热，真正加热还是靠换热单元和热烟气之间的热交换作用。在本申请中，储热材料作为换热单元的一部分，通水的水管完全浸在储热材料中，高温烟气先加热储热材料，把热量储存在储热材料中，然后储热材料再加热管内的水，这样热水温度取决于储热材料的相变温度和水流速率。一般储热材料的相变温度是固定的或者在一个很小的范围变动，因此，如果水流速率稳定，则出水温度比较稳定。而现有技术的方案，出水温度取决于烟气的热负荷，通过热烟气直接加热管内的水，热负荷比较难控制，因此经常出水温度不稳定，效果远不及本申请的技术方案。

虽然基于特定的实施方式显示和描述了本申请，但本申请并不限制于所示出的细节。相反地，在权利要求及其等同替换的范围内，本申请的各种细节可以被改造。

Claims (10)

1.一种用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元，其特征在于，所述换热单元的内部填充相变储热材料，且所述换热单元设置有检测所述相变储热材料当前温度的传感器，其中通水的水管浸在所述相变储热材料中，使得高温烟气先加热所述相变储热材料，把热量储存在所述相变储热材料中，然后所述相变储热材料再加热所述水管内的水。

2.根据权利要求1所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元，其特征在于，当用于燃气热水器时，所述换热单元包括：平行设置的若干第一热交换管，所述若干第一热交换管通过主水管依次串联，每个所述第一热交换管内部设置一或多根连通于所述主水管的第二热交换管，且每个第一热交换管内部填充相变储热材料。

3.根据权利要求2所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元，其特征在于，平行设置的所述若干第一热交换管之间设置热交换翅片。

4.根据权利要求1所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元，其特征在于，当用于壁挂炉时，所述换热单元包括：设置在所述换热单元内部且二者互相垂直排布的循环水热交换管和生活用水热交换管，所述循环水热交换管和生活用水热交换管之间的空隙填充相变储热材料。

5.根据权利要求2或4所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元，其特征在于，所述相变储热材料为有机相变储热材料。

6.根据权利要求5所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元，其特征在于，所述相变储热材料为烯烃C_nH_2n，其中30≤n≤50且n为整数。

7.根据权利要求5所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元，其特征在于，所述相变储热材料为硬脂酸C₁₈H₃₆O₂。

8.根据权利要求1所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元，其特征在于，所述换热单元外部设置隔热层。

9.一种燃气热水器，其特征在于，采用如权利要求1、2、3、5、6、7、8中任意一项所述的换热单元。

10.一种壁挂炉，其特征在于，采用如权利要求1、4、5、6、7、8中任意一项所述的换热单元。

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