CN212205073U - 一种用于燃气热水器的换热装置及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于燃气热水器的换热装置及燃气热水器，该换热装置包括壳体、水管、换热件和换热管，其中壳体具有内腔，水管的局部容置在内腔中，而换热件和换热管均设于内腔内，换热件用来加热水管的上游段，而换热管用来加热水管的下游段，这样换热件与换热管同时进行加热的模式，可以对高温烟气进行两次热交换，在进行第一次热交换后还能确保烟气余热地回收，减少了热量的损失；隔板能够将内腔间隔，与导烟腔相配合，不仅能够增加烟气在内腔内的停留时间，还可以在烟气流动的过程中为烟气提供缓冲区域，确保烟气流动不会过快，进而保证换热管和换热件具有充足的换热时间，能进行充分地换热。

Description

一种用于燃气热水器的换热装置及燃气热水器

技术领域

本实用新型涉及燃气热水器换热领域，尤其涉及一种用于燃气热水器的换热装置及燃气热水器。

背景技术

燃气热水器是指以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式将热量传递到流经热交换器的冷水中以达到制备热水的目的的一种燃气用具。燃气热水器凭借热效率高、加热速度快、温度调节稳定、可多人连续使用等优点，得到了众多消费者的青睐。

现有的燃气热水器中，燃烧所产生的烟气是直接排放到大气中，这就会导致烟气中还存有的大量余热没有得到充分利用，直接排放到空气中，造成了能量的浪费，如专利号为CN201320429073.3的中国实用新型专利就公开了一种《燃气热水器的热交换器及燃气热水器》该燃气热水器中，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，这种单一换热翅片的换热结构虽然能够实现部分余热地回收，但是由于烟气流经换热翅片速度相对较快，换热效率仍然较低。

又如专利号为CN200820053766.6的中国实用新型专利就公开了一种《燃气热水器用二次换热装置》该燃气热水器用二次换热装置包括进烟口、排烟口和外壳，在外壳内设有一个内芯，外壳与内芯组成一个夹层，夹层内设有与进水管以及出水管相连的换热管，进烟口、排烟口与夹层连通，在夹层的下部设有冷凝水出口，工作时高温烟气沿夹层通道运动，与布置在其中的螺旋换热管接触，实现热交换；虽然该换热装置中水管设于夹层内且呈螺旋状，在一定程度上增加了换热面积，但是在余热回收过程中，烟气还是很快地从夹层中流出，致使换热仍然不够充分，不能最大程度地利用余热。

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，提供一种能对烟气余热进行二次回收以最大程度地利用余热的用于燃气热水器的换热装置。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种能有效延长烟气在其中的路径长度或/和停留时间从而进一步提高余热回收效率的用于燃气热水器的换热装置。

本实用新型所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能对烟气余热二次回收以最大程度地利用余热的燃气热水器。

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换热装置，包括

壳体，内部中空形成内腔，且该壳体上设有与所述内腔相流体连通的烟气进口及烟气出口；

水管，至少局部位于内腔内，且该水管两端分别为进水口和出水口；

还包括有

换热件，用来加热水管的上游段，该换热件竖向设于内腔内并具有供水管上游段穿过的通孔；

换热管，用来加热水管的下游段，至少有一个且大致横向地布置内腔内，该换热管具有供水管的下游段容置在其中且与所述的烟气进口和烟气出口相流体连通的导烟通道；

隔板，设于内腔内且能将内腔分隔形成分别容置换热件和换热管的两个腔室；

导烟腔，设于壳体内，且用来将换热件所处的腔室与导烟通道相流体连通。

作为改进，所述隔板横向布置在内腔内，将内腔分隔为上下布置的第一腔室和第二腔室，所述换热管设于第一腔室内，所述换热件设于第二腔室内，且所述第二腔室底部开口形成所述的烟气进口，所述换热管的侧壁上形成所述的烟气出口,第一腔室和第二腔室也可以是左右或者前后布置，但是上下布置有利于烟气自下而上地流通，保证燃烧所产生的高温烟气能够流畅的导通，实现热量地交换。

为了解决上述第二个技术问题，在确保导烟腔在导流烟气的同时，还能对第二腔室内的烟气起到缓冲作用，所述导烟腔竖向设于第一腔室和第二腔室的一侧，且该导烟腔的下部与所述第二腔室相连通，该导烟腔的上部与导烟通道相连通。

为了确保第二腔室的烟气导流至换热管内的导烟通道内，所述第二腔室侧壁上开设有供烟气自第二腔室流至导烟腔的第一开口；所述换热管的两端分别安装在第一腔室相对的两个侧壁上，并形成供导烟腔内烟气流通至导烟通道内的第二开口。

为了保证导烟板处的烟气能够及时导出，避免烟气回流，所述隔板至少部分位于所述第一开口下沿的上方，且该隔板的截面大致呈V字形。

所述换热件包括至少两个并排且间隔设置的换热翅片，相邻两个换热翅片之间形成有供烟气穿过的间隙，相邻两个换热翅片形成有装配孔，各所述换热翅片的装配孔相贯通从而形成所述的通孔。

每个所述换热翅片的下部均开设有开口朝下的导流槽，所述导流槽有多个且间隔设置，所述的装配孔开设在相邻两个导流槽之间的翅片位置上，并且每个所述换热翅片的上部对应各所述导流槽的位置还开设有扰流孔，所述扰流孔的周缘具有侧向外凸的挡沿。

为了最大化的利用换热翅片的加热空间，优选地，所述通孔有多个且间隔布置在换热件上，所述水管依次迂回地穿过各个通孔。

为了确保烟气能在导烟通道内停留更长的时间，以便于对导烟通道内的水管充分换热，所述导烟通道内还设有沿换热管径向延伸且用于减缓烟气流速的扰流板，所述扰流板有多个，多个所述扰流板沿换热管的周向间隔布置。

为了进一步解决上述第三个技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种应用有上述的换热装置的燃气热水器，该燃气热水器的烟气排出口连接所述烟气进口，所述烟气出口连接燃气热水器的集烟罩；所述水管的入口连接燃气热水器的进水管道，所述水管的出口连接燃气热水器的出水管道。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该用于燃气热水器的换热装置中水管的局部位于壳体的内腔内，换热件用来加热水管的上游段，而换热管用来加热水管的下游段，这样换热件与换热管同时进行加热的模式，可以对高温烟气进行两次热交换，在进行第一次热交换后还能确保烟气余热地回收，减少了热量的损失；隔板能够将内腔间隔，与导烟腔相配合，不仅能够增加烟气在内腔内的停留时间，还可以在烟气流动的过程中为烟气提供缓冲区域，确保烟气流动不会过快，进而保证换热管和换热件具有充足的换热时间，能进行充分地换热。

附图说明

图1为本实用新型实施例中换热装置的整体结构示意图；

图2为图1省略部分壳体后的整体结构剖视图；

图3为图2另一角度的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中换热翅片的整体结构示意图；

图5为本实用新型实施例中换热管与壳体的安装结构示意图；

图6为本实用新型实施例中换热装置应用到燃气热水器的示意图。

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至图6所示，为本实用新型的一个优选实施例，在本实施例中，该用于燃气热水器的换热装置包括壳体1、水管2、换热件3和换热管4，上述的壳体1内部中空形成内腔10，且该壳体1上设有与内腔10相流体连通的烟气进口1a及烟气出口1b，上述的水管2至少局部位于内腔10内，且该水管2两端分别为进水口21和出水口22。内腔10内烟气的走向可以是自壳体1的一侧流向另一侧，也可以是其他形式，可以根据实际产品的空间来设计。

在本实施例中，内腔10通过隔板14而分隔形成分别容置换热件3和换热管4的两个腔室，具体而言，隔板14横向布置在内腔10内，并将内腔10分隔为上下布置的第一腔室11和第二腔室12，第二腔室12底部开口形成的烟气进口1a，本实施例中的换热件3用来加热水管2的上游段，该换热件3竖向设于内腔10的第二腔室12内，具体而言，换热件3包括至少两个并排且间隔设置的换热翅片32，相邻两个换热翅片32之间形成有供烟气穿过的间隙，相邻两个换热翅片32形成有装配孔31，各换热翅片32的装配孔31相贯通从而形成供水管2上游段穿过的通孔，本实施例中的通孔有多个且间隔布置在换热件3上，水管2依次迂回地穿过各个通孔。

其中，每个换热翅片32的下部均开设有开口朝下的导流槽321，导流槽321有多个且间隔设置，装配孔31开设在相邻两个导流槽321之间的翅片位置上，并且每个换热翅片32的上部对应各导流槽321的位置还开设有扰流孔322，扰流孔322的周缘具有侧向外凸的挡沿323，本实施例中的扰流孔322与导流槽321对应设置，可以与各个装配孔31所处的位置错开，这样可以进一步增加烟气在换热件处的停留时间，进而增加热交换时间。

本实施例中的换热管4则用来加热水管2的下游段，换热管4至少有一个且大致横向地布置内腔10的第一腔室11内，本实施例中的换热管4为并排且间隔布置的两个，且换热管4具有供水管2的下游段容置在其中且与的烟气进口1a和烟气出口1b相流体连通的导烟通道41，上述的导烟腔13设于壳体1内，且用来将换热件3所处的腔室与导烟通道41相流体连通，在导烟通道41内还设有沿换热管4径向延伸且用于减缓烟气流速的扰流板411，扰流板411有多个，多个扰流板411沿换热管4的周向间隔布置。

本实施例中的导烟腔13竖向设于第一腔室11和第二腔室12的一侧，且该导烟腔13的下部与第二腔室12相连通，其中在第二腔室12侧壁上开设有供烟气自第二腔室12流至导烟腔13的第一开口121，上述的隔板14还能将第二腔室12的烟气经第一开口121导流至导烟腔13，为了便于导流，隔板14至少部分位于第一开口121下沿的上方，且该隔板14的截面大致呈V字形。

在本实施例中，导烟腔13的上部与导烟通道41相连通，换热管4的两端分别安装在第一腔室11相对的两个侧壁上，并形成供导烟腔13内烟气流通至导烟通道41内的第二开口111，且换热管4的侧壁上形成上述的烟气出口1b。

在本实施例中，该燃气热水器具有集烟罩102、烟气排出口、进水管道103和出水管道104，其中烟气排出口连接上述的烟气进口1a，烟气出口1b连接燃气热水器的集烟罩102；水管2的入口连接燃气热水器的进水管道103，水管2的出口连接燃气热水器的出水管道104。

该换热装置及燃气热水器的换热工作原理如下：

火排101燃烧产生的高温烟气从烟气进口1a进入到壳体1的内，依次经过第二腔室12、导烟腔13和第一腔室11，期间由换热件3和换热管4将烟气的热量传递各水管2对应的上游段和下游段，换热后的烟气最后经由烟气出口1b进入集烟罩102内，经处理后排放。

而在整个换热过程中，生活用冷水从进水管道103流至水管2内，水流在水管2内迂回盘绕流动，流动过程中依次通过水管2的上游段、下游段与换热件3和换热管4实现换热，换热完毕后的热水流出至热水器的出水管道104，进而经由各终端排出供人们使用。

Claims (10)

1.一种用于燃气热水器的换热装置，包括

壳体(1)，内部中空形成内腔(10)，且该壳体(1)上设有与所述内腔(10)相流体连通的烟气进口(1a)及烟气出口(1b)；

水管(2)，至少局部位于内腔(10)内，且该水管(2)两端分别为进水口(21)和出水口(22)；

其特征在于，还包括有

换热件(3)，用来加热水管(2)的上游段，该换热件(3)竖向设于内腔(10)内并具有供水管(2)上游段穿过的通孔；

换热管(4)，用来加热水管(2)的下游段，至少有一个且大致横向地布置内腔(10)内，该换热管(4)具有供水管(2)的下游段容置在其中且与所述的烟气进口(1a)和烟气出口(1b)相流体连通的导烟通道(41)；

隔板(14)，设于内腔(10)内且能将内腔(10)分隔形成分别容置换热件(3)和换热管(4)的两个腔室；

导烟腔(13)，设于壳体(1)内，且用来将换热件(3)所处的腔室与导烟通道(41)相流体连通。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于：所述隔板(14)横向布置在内腔(10)内，将内腔(10)分隔为上下布置的第一腔室(11)和第二腔室(12)，所述换热管(4)设于第一腔室(11)内，所述换热件(3)设于第二腔室(12)内，且所述第二腔室(12)底部开口形成所述的烟气进口(1a)，所述换热管(4)的侧壁上形成所述的烟气出口(1b)。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于：所述导烟腔(13)竖向设于第一腔室(11)和第二腔室(12)的一侧，且该导烟腔(13)的下部与所述第二腔室(12)相连通，该导烟腔(13)的上部与导烟通道(41)相连通。

4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于：所述第二腔室(12)侧壁上开设有供烟气自第二腔室(12)流至导烟腔(13)的第一开口(121)；所述换热管(4)的两端分别安装在第一腔室(11)相对的两个侧壁上，并形成供导烟腔(13)内烟气流通至导烟通道(41)内的第二开口(111)。

5.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于：所述隔板(14)至少部分位于所述第一开口(121)下沿的上方，且该隔板(14)的截面大致呈V字形。

6.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于：所述换热件(3)包括至少两个并排且间隔设置的换热翅片(32)，相邻两个换热翅片(32)之间形成有供烟气穿过的间隙，相邻两个换热翅片(32)形成有装配孔(31)，各所述换热翅片(32)的装配孔(31)相贯通从而形成所述的通孔。

7.根据权利要求6所述的换热装置，其特征在于：每个所述换热翅片(32)的下部均开设有开口朝下的导流槽(321)，所述导流槽(321)有多个且间隔设置，所述的装配孔(31)开设在相邻两个导流槽(321)之间的翅片位置上，并且每个所述换热翅片(32)的上部对应各所述导流槽(321)的位置还开设有扰流孔(322)，所述扰流孔(322)的周缘具有侧向外凸的挡沿(323)。

8.根据权利要求1、6或7所述的换热装置，其特征在于：所述通孔有多个且间隔布置在换热件(3)上，所述水管(2)依次迂回地穿过各个通孔。

9.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于：所述导烟通道(41)内还设有沿换热管(4)径向延伸且用于减缓烟气流速的扰流板(411)，所述扰流板(411)有多个，多个所述扰流板(411)沿换热管(4)的周向间隔布置。

10.一种应用有如权利要求1～9中任一权利要求所述的换热装置的燃气热水器，其特征在于：燃气热水器的烟气排出口连接所述烟气进口(1a)，所述烟气出口(1b)连接燃气热水器的集烟罩(102)；所述水管(2)的入口连接燃气热水器的进水管道(103)，所述水管(2)的出口连接燃气热水器的出水管道(104)。

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