CN218511546U - 热交换器、燃气热水器和燃气壁挂炉 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种热交换器、燃气热水器和燃气壁挂炉。热交换器包括：多个并列布置的换热管，其被分为各自包括至少两个并列的换热管的入口管路，出口管路和中间管路；热交换器还包括入口水盒、出口水盒以及多个水盒接头，所述多个水盒接头设置在多个并列布置的换热管的端部，并且连接所述入口管路的另一端和所述中间管路中的一组，所述出口管路的另一端和所述中间管路中的一组，以及连接所述中间管路中的两组，使得流体依次经过所述入口管路，一组或多组中间管路和所述出口管路，其中，所述多个水盒接头中的至少一部分所连接的用于进水的换热管和用于出水的换热管的数量不同。根据实施例的热交换器噪音低并且总体效率高。

Description

热交换器、燃气热水器和燃气壁挂炉

技术领域

本实用新型涉及热交换器领域，更具体地，本实用新型涉及一种用于燃气热水器和壁挂炉的热交换器。

背景技术

目前用于燃气热水器或壁挂炉的热交换器通常采用管翅式热交换器，这类热交换器工作时，低温水从金属换热管内流过，而高温烟气则从外部的翅片间隙中横掠流过，水和烟气通过金属换热管及外部翅片进行热交换，从而使换热管内的水温升高，达到采暖和卫浴的需求。可见热交换器是燃气热水器与壁挂炉的核心部件，其热效率高低直接影响热水器与壁挂炉的耗气量与热量输出，同时也是影响机器运行成本和热水舒适性的关键因素。

通常这类热交换器的换热管水路都是单管单流道的形式，这种形式的管路间距受到两端U型弯头的最小弯曲半径限制，因此在热交换器体积一定的情况下，换热管的数量受到U型弯头的限制，流程数也会受限。这种情况下热交换器的内部空间无法充分利用，导致热效率也受到制约，无法进一步提升，且单管流道中的高水流速会产生较大的运行噪音，影响使用体验。

实用新型内容

本申请的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种热交换器，所述热交换器用于燃气热水器或燃气壁挂炉，包括：

多个并列布置的换热管，所述多个并列布置的换热管包括入口管路，出口管路和所述入口管路和出口管路之间的一组或多组的中间管路，所述入口管路，出口管路和每组中间管路各自包括至少两个并列的换热管；

布置在所述入口管路的一端的入口水盒；

布置在所述出口管路的一端的出口水盒；以及

多个水盒接头，所述多个水盒接头设置在多个并列布置的换热管的端部，并且连接所述入口管路的另一端和所述中间管路中的一组，所述出口管路的另一端和所述中间管路中的一组，以及连接所述中间管路中的两组，使得流体依次经过所述入口管路，一组或多组中间管路和所述出口管路，其中，所述多个水盒接头中的至少一部分所连接的用于进水的换热管和用于出水的换热管的数量不同。

可选地，在所述的热交换器的实施例中，所述多个水盒接头中的至少一部分所连接的用于进水的换热管和用于出水的换热管的数量相差1或2。

可选地，在所述的热交换器的实施例中，所述入口水盒和所述出口水盒所连接的换热管数量相同，所述多个水盒接头中的至少一部分连接所述入口管路的另一端和所述中间管路中的一组以及所述出口管路的另一端和所述中间管路中的一组。

可选地，在所述的热交换器的实施例中，所述多个水盒接头中的另一部分所连接的用于进水的换热管和用于出水的换热管的数量相同，其中，所述多个水盒接头中的另一部分连接所述中间管路中的两组。

可选地，在所述的热交换器的实施例中，所述多个水盒接头中的每一个连接4至6个换热管，其中，所述多个水盒接头包括具有不同长度或不同容积的多种水盒接头。

可选地，在所述的热交换器的实施例中，所述多个水盒接头包括分别与各个换热管连接的独立接口和弧形的外端。

可选地，在所述的热交换器的实施例中，所述换热管截面呈椭圆形，其中，所述换热管内侧具有扰流片，所述换热管外侧具有换热翅片，其中，所述换热翅片与所述换热管采用同一种材料制成，其中，所述热交换器包括十二个以上的并列布置的换热管。

可选地，在所述的热交换器的实施例中，所述入口管路和出口管路各自包括三个换热管，所述热交换器包括三组中间管路，每组中间管路各自包括两个换热管。

根据本实用新型的一方面，提供了一种燃气热水器，所述燃气热水器具有根据实施例所述的热交换器。

根据本实用新型的一方面，提供了一种燃气壁挂炉，所述燃气壁挂炉具有根据实施例所述的热交换器。

根据实施例的热交换器噪音低并且总体效率高。

附图说明

参照附图，本申请的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1示出了根据实施例的热交换器的正视图；

图2示出了根据实施例的热交换器的侧视图；以及

图3示出了根据实施例的壁挂炉的结构示意图。

具体实施方式

参考图1和图2来介绍根据本实用新型的实施例的热交换器。热交换器可例如用于燃气热水器或壁挂炉，其包括：多个并列布置的换热管，例如在所示的实施例中，存在12个并列布置的换热管1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12。在一些实施例中，12个并列布置的换热管平行等间距设置。多个并列布置的换热管中包括入口管路1,2,3，出口管路10,11,12和所述入口管路和出口管路之间的一组或多组的中间管路4,5,6,7,8,9,10，入口管路，出口管路和每组中间管路各自包括至少两个并列的换热管，例如在所示的实施例中，入口管路包括三个并列的换热管1,2,3，每组中间管路包括两个换热管，例如第一组换热管包括两个换热管4,5，第二组换热管包括两个换热管6,7和第三组换热管包括两个换热管8,9，出口管路可包括三个并列的换热管10,11,12。在备选实施例中，入口管路，出口管路和每组中间管路可各自包括两个、三个或更多个换热管。热交换器还包括布置在入口管路1,2,3的一端的入口水盒130；布置在出口管路10,11,12的一端的出口水盒140，入口水盒130和出口水盒各自包括用于与水管连接的接口131,141；以及多个水盒接头150,160，多个水盒接头设置在多个并列布置的换热管的端部，并且水盒接头150连接入口管路1,2,3的另一端和第一组中间管路4,5，另一水盒接头150连接出口管路10,11,12的另一端和第二组中间管路中8,9，而水盒接头160连接第一组和第二组中间管路以及第二组和第三组中间管路之间，使得流体依次经过入口管路，三组中间管路和出口管路，一共五个行程离开热交换器。在本实用新型的实施例中，多个水盒接头中的至少一部分150所连接的用于进水的换热管和用于出水的换热管的数量不同。以连接入口管路1,2,3和中间管路4,5的水盒接头150为例，其中用于进水的热水管数量为3个，而用于出水的热水管数量为2个。通过使用连接至不同数量的进水和出水热水管的水盒接头，使得水流经水盒接头折返前后所经过的并联的换热管数量不同，导致单根换热管内水流流速各不相同，强制使水流在流动过程中混合并以不同比例再分配，有利于水流温度分布均匀，增强换热效果，另一方面，可通过水盒接头的布置来控制水流流过热交换器的不同区域时的流速，以提高换热效率。

在一些实施例中，多个水盒接头中的至少一部分150所连接的用于进水的换热管和用于出水的换热管的数量相差1或2，例如在所示的实施例中，用于进水的热水管数量比用于出水的热水管数量多1个或少1个。在一些实施例中，入口水盒130和出口水盒140所连接的换热管数量相同，均为3个，而具有不同数量的进水管和出水管的多个水盒接头中的至少一部分150连接入口管路1,2,3的另一端和所述中间管路中的一组4,5以及出口管路10,11,12的另一端和所述中间管路中的一组8,9。在一些实施例中，多个水盒接头中的另一部分160所连接的用于进水的换热管和用于出水的换热管的数量相同，其中，所述多个水盒接头中的另一部分160连接所述中间管路中的两组。

尽管在所示的实施例中示出了具体入口管路，出口管路和每组中间管路的结构，在备选的实施例中，入口管路，出口管路，每组中间管路的换热管数量可改变，每组中间管路的换热管数量可不同，中间管路的组数可改变。在一些实施例中，多个水盒接头、入口水盒和出口水盒可由不锈钢制造。在一些实施例中，单个水盒接头接入的换热管的总数应当在4至6之间，而连接换热管数量更多的水盒接头将具有更大的垂直于换热管延伸方向的长度，例如在图示的实施例中，长水盒接头150共接入5个换热管，3进2出或2进3出,短水盒接头160，共接入4个换热管，2进2出。因此，多个水盒接头可包括具有不同的长度和/或容积的多种水盒接头，通过不同的水盒接头的容积可控制在水盒接头中混合的水的量，应当理解，水盒接头的容积不但可通过调整长度来调节，也可通过调节水盒接头在其他方向上的尺寸来实现。

在一些实施例中，多个水盒接头包括分别与各个换热管连接例如焊接的独立接口。在一些实施例中，多个水盒接头包括弧形的外端151，161，该设计确保水流能光滑改变流向，减少局部阻力损失。水盒接头在垂直于换热管延伸方向上的长度由自身接入的换热管数量决定，借助于连接不同数量的进水换热管和出水换热管的水盒接头，水流在单根换热管内的流速将改变，强制使水流在流动过程中混合再分配，有利于水流温度分布均匀，增强换热效果。

在一些实施例中，换热管截面呈椭圆形，由此能抑制烟气横掠换热管末端时的绕流脱体，改善换热管末端的换热效果。在备选实施例中，换热管可具有其他的截面形状。在一些实施例中，所述换热管内侧具有扰流片170。扰流片170用于提高由于并联换热管组所导致降低的水流速，避免管内水流形成层流，影响换热效果。在一些实施例中，所述换热管外侧具有换热翅片180。在一些实施例中，换热翅片180与换热管采用同一种材料制成，由此便于胀管和焊接，同时减小高温换热时的热应力。在一些实施例中，换热管和换热翅片180可例如采用不锈钢022Cr18NbTi，由此提高换热管的高温强度与耐腐蚀性，防止高温烟气冷凝后酸性水的腐蚀。同时，所述材料的焊接性能与加工性能优秀，可以保证热交换器整体的耐久和可靠性。尽管在所示的实施例中，热交换器包括十二个换热管，备选地，热交换器可包括十二个以上的并列布置的换热管。

根据本实用新型的热交换器具有以下优势：当水流量恒定时，并联管组将降低单管内的水流流速，降低管内流动噪音；同时，只要水流雷诺数不低至层流，管翅式热交换器水侧的换热效果将由换热管的数量主导，即对比传统的五管单流道的热交换器设计，本实用新型中单根换热管的换热效率略有下降，但热交换器总体的换热效率将大幅提升。

还提供了一种燃气热水器和燃气壁挂炉，所述燃气热水器和壁挂炉具有根据各个实施例所述的热交换器。具体而言，参考图3，示出了根据本实用新型的实施例的燃气壁挂炉，其采用前述的并联变流道分布的热交换器4000，其用于替换常规设计的管翅式热交换器。此外所述燃气壁挂炉还包括了板式热交换器1000，炉膛2000，燃烧室3000，风机5000以及进出风烟管6000。

本申请以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本申请的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本实用新型的原理更容易理解。在不脱离本申请的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本申请进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本申请的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热交换器，所述热交换器用于燃气热水器或燃气壁挂炉，其特征在于，包括：

多个并列布置的换热管，所述多个并列布置的换热管包括入口管路(1,2,3)，出口管路(10,11,12)和所述入口管路(1,2,3)和出口管路(10,11,12)之间的一组或多组的中间管路(4,5,6,7,8,9)，所述入口管路(1,2,3)，出口管路(10,11,12)和每组中间管路(4,5,6,7,8,9)各自包括至少两个并列的换热管；

布置在所述入口管路的一端的入口水盒(130)；

布置在所述出口管路的一端的出口水盒(140)；以及

多个水盒接头(150,160)，所述多个水盒接头(150,160)设置在多个并列布置的换热管的端部，并且连接所述入口管路(1,2,3)的另一端和所述中间管路中的一组，所述出口管路(10,11,12)的另一端和所述中间管路中的一组，以及连接所述中间管路中的两组，使得流体依次经过所述入口管路，一组或多组中间管路和所述出口管路，其中，所述多个水盒接头中的至少一部分所连接的用于进水的换热管和用于出水的换热管的数量不同。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述多个水盒接头中的至少一部分所连接的用于进水的换热管和用于出水的换热管的数量相差1或2。

3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述入口水盒(130)和所述出口水盒(140)所连接的换热管数量相同，所述多个水盒接头中的至少一部分连接所述入口管路(1,2,3)的另一端和所述中间管路中的一组以及所述出口管路(10,11,12)的另一端和所述中间管路中的一组。

4.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述多个水盒接头中的另一部分所连接的用于进水的换热管和用于出水的换热管的数量相同，其中，所述多个水盒接头中的另一部分连接所述中间管路中的两组。

5.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述多个水盒接头(150,160)中的每一个连接4至6个换热管，其中，所述多个水盒接头(150,160)包括具有不同长度或不同容积的多种水盒接头。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述多个水盒接头(150,160)包括分别与各个换热管连接的独立接口和弧形的外端(151,161)。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述换热管截面呈椭圆形，其中，所述换热管内侧具有扰流片(170)，所述换热管外侧具有换热翅片(180)，其中，所述换热翅片(180)与所述换热管采用同一种材料制成，其中，所述热交换器包括十二个以上的并列布置的换热管。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述入口管路和出口管路各自包括三个换热管，所述热交换器包括三组中间管路，每组中间管路各自包括两个换热管。

9.一种燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器具有如权利要求1-8中任一项所述的热交换器。

10.一种燃气壁挂炉，其特征在于，所述燃气壁挂炉具有如权利要求1-8中任一项所述的热交换器。

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