CN218722316U - 一种基于燃气热水器的节能排气换热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，属于燃气热水器领域。包括有直排管，直排管包括有外管和两根以上的排气内管，排气内管的两端安装有堵头，排气内管平行设置在外管内并通过堵头固定，且排气内管之间、及外管与排气内管之间均设置有换热间隙，外管上还连接有进水管和出水管，进水管与出水管均与换热间隙连通。可以有效利用热烟气的余热对自来水进行预热，既能够节约了能源，又能够降低环境的温升；可以在原有的热水器直排管和弯头进行改成而成，替代性强、方便安装；结构简单、节省空间、成本低，便于使用和推广。

Description

一种基于燃气热水器的节能排气换热结构

技术领域

本实用新型属于燃气热水器领域，特别涉及一种基于燃气热水器的节能排气换热结构。

背景技术

燃气热水器在日常的生活中已广泛使用，在使用热水器时，根据热水器的燃气在燃烧时吸氧方式不同分为两种，同时与之配套的排气管也有两种:一种是强排式燃气热水器，它只有一条圆形排气管，该热水器在工作时，通过吸收周围氧气，然后将燃烧后产生的带有余热的烟气(简称热烟气)通过一条圆形排气管穿过玻璃孔或墙孔，然后排到室外。因为该热水器的燃气在燃烧时吸收周围氧气，出于安全需要，在安装使用强排式热水器时，要求安装到浴室外；另一种是平衡式燃气热水器，它是在强排式热水器的排气管外又加了一条配套的外管，在热水器工作时，浴室外氧气通过排气管和外管间的间隙给热水器提供氧气，然后将燃烧后产生的热烟气通过排气管排到室外，这样就不会消耗室内的氧气，不会造成室内缺氧等情况，因此，平衡式燃气热水器可以安装在卫生间或者浴室内等相对封闭的环境中使用。

在使用现有的强排热水器和平衡式热水器时，自来水首先经热水器上的进水端进热水器，被加热后从热水器上的出水端出来，而后流入花洒)。而排气管(以平装为例)主要由弯头和直形排气连接管(简称直排管)两部分构成，热水器燃烧后产生的热烟气，首先经过弯头，而后通过直排管排到大气中(见附图1)。但目前燃气热水器所用的燃气，在热水器内部腔体燃烧后产生的热烟气的热能直接经排气管排到了大气中(以奇田13KW强排式热水器为例，其排气管表面温度经现场检测在80℃以上，且越靠近排气管的进气端表面温度越高)，既造成了能源的浪费，又增加了环境的温升。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的首要目的在于提供一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，可以有效利用热烟气的余热对自来水进行预热，既能够节约了能源，又能够降低环境的温升；

本实用新型的又一个目的在于提供一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，替代性强、方便安装；

本实用新型的再一个目的在于提供一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，结构简单、节省空间、成本低，便于使用和推广。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，包括有直排管，所述直排管包括有外管和两根以上的排气内管，所述排气内管的两端安装有堵头，所述排气内管平行设置在外管内并通过堵头固定，且排气内管之间、及外管与排气内管之间均设置有换热间隙，所述外管上还连接有进水管和出水管，所述进水管与出水管均与换热间隙连通。在本申请中，进水管与自来水管连接，出水管与燃气热水器的进水端连接，燃气热水器内部腔体燃烧后产生的热烟气经排气内管排出到室外的过程中，自来水能够通过进水管进入到换热间隙内进行换热预热，换热预热完成后再经出水管进入到燃气热水器内，能够有效利用热烟气的余热，节约了能源。

进一步地，所述外管为圆管，所述排气内管的截面为扇形结构，且排气内管的扇形面与外管的内侧弧形面相适配，所述堵头的内侧设置有扇形的限位孔，所述排气内管的两端固定在限位孔内。在本申请中，将排气内管设置为与圆形管相适配的扇形，排气内管的扇形面与外管内侧的弧形面弧度一致，能够最大化地利用外管内部的空间，既能够保持热水器正常工作时需要的排气量，又能够增加排气内管与外管内流水的导热面，提高热烟气与自来水的换热效率。堵头能够通过限位孔从两端对排气内管进行固定，避免排气内管松动，并能够在两端对各个排气内管之间、及外管与排气内管之间进行密封，使得外管内的换热间隙形成一个密闭的空间。

进一步地，所述排气内管优选为四根。在组装时，在排气内管的两端各置一堵头，将四根扇形的排气内管的两端分别放入对应的四个扇形孔里并连接在一起，然后再将它们放入外管里，并与外管连接在一起。堵头既能够在组装时起到连接的作用，通过堵头使排气内管和外管连接在一起形成一个密闭的容器，又能够使排气内管和外管间产生互通的间隙，从进水管流进容器内的自来水通过该间隙流出，并同时吸收排气内管的余热。

进一步地，所述外管的外侧面设置有反方向且不对称的进水口和出水口，所述进水管与进水口连接，所述出水管与出水口连接。

进一步地，所述进水管、出水管与外管的连接处均呈45度的坡度，且所述进水管、出水管的主体均与外管的外侧面平行并贴合。既能够增加进水管或出水管与外管对应接口的接触面，使水更容易流通和散开的同时增加水管和外管的连接牢固度，预防后续在安装时因用力或方法不当而引起连接处断裂而漏水，还可以减少进水管或出水管与外管的距离，在安装或更换原有排气管时减少再次扩大穿墙孔或玻璃孔的概率，使安装更方便，同时将来做平衡式排气管的内管时更容易放进外管。

进一步地，所述进水管、出水管在远离外管的一端还设置有接头，接头采用的两分内接丝。其体积较小，可以缩小空间，在以后使用和生产时，既能作强排式热水器的排气管直接使用，又能作为平衡式热水器的内管使用，增加通用性。

进一步地，本节能排气换热结构还包括有强排弯头或强排变径管，所述直排管通过强排弯头或强排变径管与燃气热水器连接。当本申请使用在强排式热水器并采用平装时，通过强排弯头连接燃气热水器；当本申请使用在强排式热水器并采用立装时，通过强排变径管连接燃气热水器。所述强排弯头由管径大小不一的两部分组成，强排弯头外还包裹有保温棉。设置为这种弯头结构，既能够便于装配，又能够减少散热。

进一步地，该节能排气换热结构还包括有平衡式外管，所述直排管设置在平衡式外管内。考虑到平衡式热水器的排气管外还有一条用以吸收浴室外氧气的平衡式外管，而本申请进水管和出水管的一端各置有一个两分的内接丝，安装时，需要各将一条两分的外接丝水管的一端穿过平衡式外管后与两分的内接丝对应牢靠连接，然后将两分的外接丝水管的另一端分别对应接自来水管和热水器的进水端(有时要通过变接头)。

为了便于安装和保证热水器工作时需要的室外氧气，本申请中：

当本节能排气换热结构使用在平衡式热水器并采用平装时，所述平衡式外管包括有平衡弯头、第一平衡变径管、第二平衡变径管、平衡直排管，所述燃气热水器、第一平衡变径管、平衡弯头、第二平衡变径管、平衡直排管依次连接，所述平衡弯头内设置有内弯头，直排管设置在平衡直排管内，所述内弯头与直排管连接。所述平衡弯头、第一平衡变径管、第二平衡变径管上均设置有相对称的预留口，所述预留口与进水管、出水管相适配。由于平衡式热水器安装有吸收室外氧气的外管，在安装时，进水管和出水管能够从预留口穿过，两分内接丝与外接丝水管连接，便于安装。

当本节能排气换热结构使用在平衡式热水器并采用立装时，所述平衡式外管包括有第一平衡变径管、第二平衡变径管、平衡直接管、平衡直排管，所述燃气热水器、第一平衡变径管、平衡直接管、第二平衡变径管、平衡直排管依次连接，直排管设置在平衡直排管内。所述第一平衡变径管、第二平衡变径管、平衡直接管上均设置有相对称的预留口，所述预留口与进水管、出水管相适配。由于平衡式热水器安装有吸收室外氧气的外管，在安装时，进水管和出水管能够从预留口穿过，两分内接丝与外接丝水管连接，便于安装。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

首先，本实用新型的节能排气换热结构，通过设置带有外管及排气内管的直排管，通过两端堵头连接后,能够在外管的内部形成换热间隙，实现自来水与热烟气的热交换，能够有效利用热烟气的余热对自来水进行预热，节约了能源，且能够降低环境的温升；

其次，本实用新型的排气内管设置为与圆形外管相匹配的扇形结构，能够最大化地利用外管内部的空间，既能够保持热水器正常工作时需要的排气量，又能够增加排气内管与外管内流水的导热面，提高热烟气与自来水的换热效率。

再次，本实用新型的排气内管的两端设置有堵头，能够通过堵头的限位孔从两端对排气内管进行固定，避免排气内管松动，并能够在两端对各个排气内管之间、及外管与排气内管之间进行密封，使得外管内的换热间隙形成一个密闭的空间；

另外，本实用新型的节能排气换热结构替代性强，即可作为排气管直接安装在新的热水器上，又可将原有的强排式热水器排气管替换后直接使用，更能将平衡式热水器排气管的原外管经同步配套改变后，做内管使用，方便改装，更加实用；

最后，本实用新型结构简单、成本低，便于使用和推广。

附图说明

图1是现有的强排式热水器采用平装时的结构示意图。

图2是本实施例中的强排式热水器采用平装时的结构示意图。

图3是本实施例的节能排气换热结构的横向截面图。

图4是本实施例的堵头的横向截面图。

图5是本实施例的节能排气换热结构的纵向截面图。

图6是本实施例的带有预留口的变径管的结构示意图。

图7是本实施例的带有预留口的直接管的结构示意图。

图8是本实施例的带有预留口的弯头的结构示意图。

具体实施方式

目前热水器排气管的安装方式主要有两种，一种是竖装也叫立装，排气管竖直插在热水器的上面；另一种是平装，弯头一端插在热水器上，另一端接直排管，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-8所示，本实用新型的实现如下：

本实施例提供一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，包括有直排管1，直排管1包括有外管2和两根以上的排气内管3，排气内管3的两端安装有堵头4，排气内管3平行设置在外管2内并通过堵头4固定，且排气内管3之间、及外管2与排气内管3之间均设置有换热间隙5，外管2的上还连接有进水管6和出水管7，进水管6与出水管7均与换热间隙5连通。在本申请中，进水管6与自来水管连接，出水管7与燃气热水器的进水端连接，燃气热水器内部腔体燃烧后产生的热烟气经排气内管3排出到室外的过程中，自来水能够通过进水管6进入到换热间隙5内进行换热预热，换热预热完成后再经出水管7进入到燃气热水器内，能够有效利用热烟气的余热，节约了能源。

进一步地，外管2为圆管，排气内管3的截面为扇形结构，且排气内管3的扇形面与外管2的内侧弧形面相适配，堵头4的内侧设置有扇形的限位孔41，排气内管3的两端固定在限位孔41内。在本申请中，将排气内管3设置为与圆形管相适配的扇形，排气内管3的扇形面与外管2内侧的弧形面弧度一致，能够最大化地利用外管2内部的空间，既能够保持热水器正常工作时需要的排气量，又能够增加排气内管3与外管2内流水的导热面，提高热烟气与自来水的换热效率。堵头4能够通过限位孔41从两端对排气内管3进行固定，避免排气内管3松动，并能够在两端对各个排气内管3之间、及外管2与排气内管3之间进行密封，使得外管2内的换热间隙5形成一个密闭的空间。

进一步地，排气内管3为四根。在组装时，在排气内管3的两端各置一堵头4，将四根扇形的排气内管3的两端分别放入对应的四个扇形孔里并连接在一起，然后再将它们放入外管2里，并与外管2连接在一起。堵头4既能够在组装时起到连接的作用，通过堵头4使排气内管3和外管2连接在一起形成一个密闭的容器，又能够使排气内管3和外管2间产生互通的间隙，从进水管6流进容器内的自来水通过该间隙流出，并同时吸收排气内管3的余热。

进一步地，外管2的外侧面设置有反方向且不对称的进水口21和出水口22，进水管6与进水口21连接，出水管7与出水口22连接。

进一步地，进水管6、出水管7与外管2的连接处均呈45度的坡度，且进水管6、出水管7的主体均与外管2的外侧面平行并贴合。既能够增加进水管6或出水管7与外管2对应接口的接触面，使水更容易流通和散开的同时增加水管和外管2的连接牢固度，预防后续在安装时因用力或方法不当而引起连接处断裂而漏水，还可以减少进水管6或出水管7与外管2的距离，在安装或更换原有排气管时减少再次扩大穿墙孔或玻璃孔的概率，使安装更方便，同时将来做平衡式排气管的内管时更容易放进外管2。

进一步地，进水管6、出水管7在远离外管2的一端还设置有接头，接头采用的两分内接丝。其体积较小，可以缩小空间，在以后使用和生产时，既能作强排式热水器的排气管直接使用，又能作为平衡式热水器的内管使用，增加通用性。

进一步地，当本实施例使用在强排式热水器时，本节能排气换热结构还包括有强排弯头或强排变径管，直排管1通过强排弯头或强排变径管与燃气热水器连接。当本申请使用在强排式热水器并采用平装时，通过强排弯头连接燃气热水器；当本申请使用在强排式热水器并采用立装时，通过强排变径管连接燃气热水器。强排弯头由管径大小不一的两部分组成，强排弯头外还包裹有保温棉。设置为这种弯头结构，既能够便于装配，又能够减少散热。

进一步地，该节能排气换热结构还包括有平衡式外管，直排管1设置在平衡式外管内。当本实施例使用在平衡式热水器中时，考虑到平衡式热水器的排气管外还有一条用以吸收浴室外氧气的平衡式外管，而本申请进水管6和出水管7的一端各置有一个两分的内接丝9，安装时，需要各将一条两分的外接丝水管的一端穿过平衡式外管后与两分的内接丝9对应牢靠连接，然后将两分的外接丝水管10的另一端分别对应接自来水管和热水器的进水端(有时要通过变接头)。

为了便于安装和保证热水器工作时需要的室外氧气，本申请中：

当本节能排气换热结构使用在平衡式热水器并采用平装时，平衡式外管包括有平衡弯头、第一平衡变径管、第二平衡变径管、平衡直排管，燃气热水器、第一平衡变径管、平衡弯头、第二平衡变径管、平衡直排管依次连接，平衡弯头内设置有内弯头，直排管1设置在平衡直排管内，内弯头与直排管1连接。平衡弯头、第一平衡变径管、第二平衡变径管上均设置有相对称的预留口，预留口与进水管6、出水管7相适配。由于平衡式热水器安装有吸收室外氧气的外管，在安装时，进水管6和出水管7能够从预留口8穿过，两分内接丝9与外接丝水管10连接，便于安装。

当本节能排气换热结构使用在平衡式热水器并采用立装时，平衡式外管包括有第一平衡变径管、第二平衡变径管、平衡直接管、平衡直排管，燃气热水器、第一平衡变径管、平衡直接管、第二平衡变径管、平衡直排管依次连接。直排管1设置在平衡直排管内，第一平衡变径管、第二平衡变径管、平衡直接管上均设置有相对称的预留口8，预留口8与进水管6、出水管7相适配。由于平衡式热水器安装有吸收室外氧气的外管，在安装时，进水管6和出水管7能够从预留口8穿过，两分内接丝9与外接丝水管10连接，便于安装。

本实施例的使用方式为：本实施例的排气换热结构无论是在强排式热水器排气管上直接使用，还是在平衡式热水器排气管上做内管使用，均要做好排气管的连接(简称气连接)和进出水的连接(简称水连接)两项工作，

强排式热水器的气连接和水连接比较简单。气连接主要有平装和立装两种。在平装排气管时，气连接为燃气热水器-强排弯头-本实施中的新设计的直排管-室外。另一种是立装，不用弯头。但需在热水器上出气口处加装变径管，气连接为:热水器-变径管-本实施例中新设计的直排管-弯头-旧式的普通直排管-室外。

强排式热水器的水连接也比较简单。前面已经表述过，在本实施例的进水管6和出水管7一端各置有一个两分的内接丝9，这时需将两分外接丝水管10的一端和对应的两分内接丝9水管连接牢固，另一端通过转接头将进水管6接自来水，出水管7接热水器的进水端即可。

平衡式热水器的排气管是在原强排式热水器排气管外又配套多了层用以吸收室外氧气的外管，因而本实施例在平衡式热水器上使用无论是气连接还是水连接均要做相应的更多改变。以奇田13KW平衡式热水器为例。奇田13KW平衡式热水器燃气出气口的内管直径为5CM，外管直径为9CM，如果是平装排气管，弯头及直排管的内管直径也是对应5CM，外管直径也是对应的9CM。如在此热水器上使用本新型装置(以本新型装置管径5CM为例)，需做以下具体工作(当然为了保证热水器工作时需要的通风量，也可将新型装置的管径适当加大，比如加大至直径6CM，同时四个扇形管也配套加大。原理和方式类似，不再详述)。

(一)外管增加两个9CM变10CM的变径管，分别为第一平衡变径管、第二平衡变径管，并在变径管的大头端(10CM端)开有对一称的两个预留口8，同时增加一个直径10CM和变径管对应的平衡弯头，并在平衡弯头任一端开有一对称的预留口8，增加一个直径10CM的平衡直接管，并在平衡直接管的任一端开有一对称的预留口8。

(二)在使用本装置时，将内弯头安装在平衡弯头内，本新型装置替换原直排管的内管，并置于直径9CM的平衡直排管内，同时做加固处理，做好以上工作后，下面做气连接和水连接。

在平装排气管时，从外管看气连接为燃气热水器-第一平衡变径管(直径由9CM变为直径10CM)-平衡弯头(直径为10CM，内置有内弯头)-第二平衡变径管(直径由10CM变为直径9CM)-平衡直排管(内置有直排管)-室外。

在立装排气管时，从外管看气连接为燃气热水器-第一平衡变径管(直径由9CM变为直径10CM)-平衡直接(直径10CM，为了便于对接，两端均为小头)-第二平衡变径管(直径由10CM变为9CM)-平衡直排管(内置有直排管)-旧式普通弯头-旧式普通直排管-室外。

做气连接的同时还要做好水连接，做水连接之前首先要考虑是两分外接丝水管10从平衡式外管的哪个部位穿过较为合适，比较合适的部位首先是穿过平衡式外管后便于和新型装置上对应的两分内接丝9紧固连接，其次连接管连接时，布管尽量美观，而我们前面已经介绍过。在变径管的大头端(10CM端)开有对一称的两个预留口，在直径10CM弯头任一端开有一对称的预留口(见附图)，增加一个直径10CM的直接管，并在直接管的任一端开有一对称的预留口，我们在不同部位开预留口的目的就是将来安装排气管时无论平装还是立装，两分的外接丝水管10能在外管合适的部位穿过后与新型装置对应的两分内接丝9紧固连接。而在具体操作时，只需将变径管，弯头或直接上的适合两分外接丝水管10穿过预留口一一对应打开即可。在平装时，两分的外接丝水管10即可从弯头的进气端穿过，也可从弯头的出气端穿过。在立装时，两分的外接丝水管10即可从直接的进气端穿过，也可从直接的出气端穿过。操作较为方便。当然这也是开预留孔的原因所在。

进一步地，基于实际使用中，上全部安装好后，启动热水器，同时检查有无漏水，漏气现象。这时热水器产生的热烟气首先经过新弯头后，再从新型装置的排气内管3通过，同时常温自来水首先由新型装置的进水管6流入，通过外管内的间隙从出水管7流出，然后再流入热水器的进水端。而水在流过容器的同时不断吸收来自内管的余热，经过热交换，水温会逐渐升高，从而达到预热的目的。

进一步地，在本实施例中，以平装的奇田13KW强排式热水器为例，经过现场对使用本节能排气换热结构(以外管直径50毫米，长度500毫米为样品)的前后对比试验，在进水(包含进水量、进水温)，进气(包含进气量、进气压)及使用环境等大致一样的条件下，使用本新型装置后的热水器出水温度将会升高3℃左右。(例如在使用本新型装置前热水器出水温度40℃，更换本新型装置后出水温度能达到43℃，当然该数据是在使用现场测得，仅供参考，如使用环境或使用方式等改变，数据可能会差异)。当然，环境温度越低，使用时要求温度越高，使用时间越长，节能效果越明显，例如在燃气采暖壁挂炉上使用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，其特征在于，包括有直排管，所述直排管包括有外管和两根以上的排气内管，所述排气内管的两端安装有堵头，所述排气内管平行设置在外管内并通过堵头固定，且排气内管之间、及外管与排气内管之间均设置有换热间隙，所述外管上还连接有进水管和出水管，所述进水管与出水管均与换热间隙连通。

2.如权利要求1所述的一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，其特征在于，所述外管为圆管，所述排气内管的截面为扇形结构，且排气内管的扇形面与外管的内侧弧形面相适配，所述堵头的内侧设置有扇形的限位孔，所述排气内管的两端固定在限位孔内。

3.如权利要求1所述的一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，其特征在于，所述排气内管优选为四根。

4.如权利要求1所述的一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，其特征在于，所述外管的外侧面设置有反方向且不对称的进水口和出水口，所述进水管与进水口连接，所述出水管与出水口连接。

5.如权利要求1所述的一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，其特征在于，所述进水管、出水管与外管的连接处均呈45度的坡度，且所述进水管、出水管的主体均与外管的外侧面平行并贴合。

6.如权利要求1所述的一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，其特征在于，所述进水管、出水管在远离外管的一端还设置有接头，接头采用的两分内接丝。

7.如权利要求1所述的一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，其特征在于，本节能排气换热结构还包括有强排弯头或强排变径管，所述直排管通过强排弯头或强排变径管与燃气热水器连接；所述强排弯头由管径大小不一的两部分组成，强排弯头外还包裹有保温棉。

8.如权利要求1所述的一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，其特征在于，该节能排气换热结构还包括有平衡式外管，所述直排管设置在平衡式外管内。

9.如权利要求8所述的一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，其特征在于，当本节能排气换热结构使用在平衡式热水器并采用平装时，所述平衡式外管包括有平衡弯头、第一平衡变径管、第二平衡变径管、平衡直排管，所述燃气热水器、第一平衡变径管、平衡弯头、第二平衡变径管、平衡直排管依次连接，所述平衡弯头内设置有内弯头，直排管设置在平衡直排管内，所述内弯头与直排管连接，所述平衡弯头、第一平衡变径管、第二平衡变径管上均设置有相对称的预留口，所述预留口与进水管、出水管相适配。

10.如权利要求8所述的一种基于燃气热水器的节能排气换热结构，其特征在于，当本节能排气换热结构使用在平衡式热水器并采用立装时，所述平衡式外管包括有第一平衡变径管、第二平衡变径管、平衡直接管、平衡直排管，所述燃气热水器、第一平衡变径管、平衡直接管、第二平衡变径管、平衡直排管依次连接，直排管设置在平衡直排管内，所述第一平衡变径管、第二平衡变径管、平衡直接管上均设置有相对称的预留口，所述预留口与进水管、出水管相适配。

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