CN219693931U - 一种热交换器、燃烧换热组件及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及家电技术领域，更具体地说涉及一种热交换器、燃烧换热组件及燃气热水器，热交换器包括换热壳体，其具有供换热气流流通的换热通道；管道组件，其包括从物料进入至排出的方向上依次通连的：供待换热升温的物料进入的进料管、至少部分暴露于换热通道中的换热管、以及将升温的物料进行排出的排料管；排料管存在盘绕于换热壳体外周的盘通段。本实用新型优选的热交换器，能够减少冷凝水的出现，以减少冷凝水对机器内部造成腐蚀，加长使用年限，优化用户体验。

Description

一种热交换器、燃烧换热组件及燃气热水器

技术领域

本实用新型涉及家电技术领域，更具体地说涉及一种热交换器、燃烧换热组件及燃气热水器。

背景技术

燃气热水器是目前最方便、经济的快速加热水的装置，其能量转化效率高，相比于电热水器，燃气热水器更节能，更加符合“双碳”要求。

其中，燃烧换热组件作为燃气热水器中主要的组成部分，一般由燃烧换热系统和燃气供应组件组成，而燃烧换热系统包括有风机组件、热交换器组件和燃烧器组件。对于上抽风式的燃烧换热系统来说，风机组件置于燃烧器组件的上方，且燃烧器组件与风机组件之间通过热交换器相连。工作时，燃烧器组件接收从燃气供应组件(包括运输管道、燃气分配器等)的喷嘴喷射而出的燃气并进行燃烧，燃烧后的高温烟气在风机组件的吸引作用下从燃烧器组件流出，流经热交换器组件并实现与待加热的水进行换热后，流至风机组件并排出。

需要说明的是，在实际使用时发现：现有的热交换器中常出现有大量冷凝水，导致用户体验不好，而且过量的冷凝水容易对机器内部造成腐蚀，影响机器的使用年限。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是针对现有技术的不足之处，提供一种热交换器，能够减少冷凝水的出现，以减少冷凝水对机器内部造成腐蚀，延长设备的使用年限，优化用户体验。

本实用新型的目的之二是提供一种具有上述热交换器的燃烧换热组件。

本实用新型的目的之三是提供一种具有上述热交换器、或上述燃烧换热组件的燃气热水器。

本实用新型的技术解决措施如下：

一种热交换器，包括：

换热壳体，其具有供换热气流流通的换热通道；

管道组件，其包括从物料进入至排出的方向上依次通连的：

供待换热升温的物料进入的进料管、至少部分暴露于所述换热通道中的换热管、以及将升温的物料进行排出的排料管；

所述排料管存在盘绕于所述换热壳体外周的盘通段。

上述方案基于解决热交换器中常出现有大量冷凝水问题出发，发现现有热交换器为了能够提高换热效率以及换热效果，会使供物料(例如水)进入的进料管存在盘绕于换热壳体外周的管道段；基于换热目的该管道段设计的长度较长而且暴露面积较大，而且该管道段中装设的是冷水，在热交换器工作时会产生高温的环境下，具有上述盘绕于换热壳体外周的管道段的进料管容易产生结露，导致冷凝水大量产生。

基于此，上述方案中，无需将进料管盘绕在换热壳体外周，而是使与换热管通连、并将升温的物料进行排出的排料管上具有盘绕于换热壳体外周的盘通段，在保持提高换热效率以及换热效果目的的同时，能够减短进料管的需求长度；而且由于盘通段中流动的是经过换热管进行换热的物料，其温度相对较高，使盘通段不易出现结露冷凝，进而能够减少冷凝水的出现，以减少冷凝水对机器内部造成腐蚀，延长设备的使用年限，优化用户体验。

进一步作为优选方案，所述盘通段包括：

盘绕管，所述盘绕管周向地围绕所述换热壳体外周设置，且若干所述盘绕管在所述换热气流的流通方向上间隔排列于所述换热壳体外周；

连接管，其供相邻两个所述盘绕管进行首尾通连。

进一步作为优选方案，在所述换热气流的流通方向上，任意两个相邻所述盘绕管之间的间隔相同。

进一步作为优选方案，所述盘绕管的外侧壁存在与所述换热壳体的相接部分。

进一步作为优选方案，所述换热管为若干流通管通过若干弯头首尾相接构成的弯折管。

进一步作为优选方案，每一所述流通管均存在暴露于所述换热通道中的部分。

进一步作为优选方案，所述换热壳体包括位于所述换热通道两侧、并相对设置的第一侧壁、第二侧壁；

所述第一侧壁设有供所述流通管的一端插装的第一插装孔，所述第二侧壁设有供所述流通管的另一端插装的第二插装孔。

进一步作为优选方案，所述流通管为直管。

进一步作为优选方案，所述换热管上连接有若干翅片，所述翅片置于所述换热通道中，且相邻两个所述翅片之间存在供所述换热气流流通的间隙。

一种燃烧换热组件，包括上述任一方案中的所述热交换器。

一种燃气热水器，包括上述任一方案中的所述热交换器，或包括上述任方案中的所述燃烧换热组件。

上述技术方案的主要有益效果在于：

使与换热管通连、并将升温的物料进行排出的排料管上具有盘绕于换热壳体外周的盘通段，而不是将进料管盘绕换热壳体外周，在提高换热效率以及换热效果目的的同时，能够减少冷凝水的出现，以减少冷凝水对机器内部造成腐蚀，延长设备的使用年限，优化用户体验。

进一步地或者更细节的有益效果将在具体实施方式中结合具体实施例进行说明。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为热交换器整体示意图。

图2为热交换器爆炸示意图。

图3为进料管和换热管的安装结构示意图。

图4为旁通管结构示意图。

图5为翅片结构示意图。

图6为流经翅片的气流流向示意图。

图7为燃气热水器中燃烧换热组件的组成示意图。

图中所示：燃烧器a、烟罩壳体b、风机c；

热交换器d、换热壳体d1、换热通道d101、第一侧壁d102、第一插装孔d1021、第二插装孔d1031、第二侧壁d103、进料管d2、换热管d3、流通管d301、弯头d302、排料管d4、盘通段d401、盘绕管d4011、连接管d4012、翅片d5、安装孔d501、翻边部d502、扰流部d5021、导流部d503、第一导流部d5031、第二导流部d5032、第三导流部d5033、溢流口d5034、减料口d504、缺口d505、旁通管d6、第一插装部d601、第二插装部d602、第一凸缘d603、第二凸缘d604。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行具体的示例说明：

实施例一：

一种热交换器，如附图1所示，主要用于燃气热水器的燃烧换热组件中对待加热的物料，例如水进行换热。

燃烧换热组件，如附图7所示，从下至上依次包括燃烧器a、热交换器d、烟罩壳体b、风机c。

工作时，燃烧器a燃烧形成的高温烟气流经热交换器d，与热交换器d进行换热后经过热交换器d来流至烟罩壳体b，烟罩壳体b通连有风机c，在风机c的抽吸作用下，将该高温烟气从烟罩壳体b往外排出。

对于热交换器d，如附图1所示，包括换热壳体d1和管道组件。

其中，如附图1和附图2所示，换热壳体d1具有供换热气流，例如上述燃烧器a燃烧形成的高温烟气进行流通的、上下贯通的换热通道d101。

如附图1所示，管道组件包括从物料(主要是水)进入至排出的方向上依次通连的：供待换热升温的物料进入的进料管d2、至少部分暴露于换热通道d101中的换热管d3、以及将升温的物料进行排出的排料管d4。实现未换热的水从进料管d2进入、在换热管d3进行换热升温后，从排料管d4流出。

为了能够提高换热效率，可以将管道组件的部分管路盘绕在换热壳体d1外表面，提高对换热壳体d1中热量的利用率。

但是，若是将装满未加热的水的进料管d2盘绕于换热壳体d1，容易在高温的工作环境下在进料管d2外表面生产大量冷凝水而导致用户体验不好，而且过量的冷凝水容易对机器内部造成腐蚀，影响机器的使用年限。

本实施例中，优选排料管d4存在盘绕于换热壳体d1外周的盘通段d401。

这样，无需将进料管d2盘绕在换热壳体外周，而是使与换热管d3通连、并将升温的物料进行排出的排料管d4上具有盘绕于换热壳体外周的盘通段d401，在保持提高换热效率以及换热效果目的的同时，能够减短进料管d2的需求长度；而且由于盘通段d401中流动的是经过换热管d3进行换热的物料，其温度相对较高，使盘通段d401不易出现结露冷凝，进而能够减少冷凝水的出现，以减少冷凝水对机器内部造成腐蚀，延长设备的使用年限，优化用户体验。

具体的，如附图2所示，盘通段d401包括若干盘绕管d4011和若干连接管d4012。

进一步地，盘绕管d4011周向地围绕换热壳体d1外周设置，且若干盘绕管d4011在换热气流的流通方向上间隔排列于换热壳体d1的外周，来更好地吸收换热壳体d1表面溢出的热量。连接管d4012供相邻两个盘绕管d4011进行首尾通连，使盘通段d401为一根通连的管道。

作为优选，在换热气流的流通方向上，任意两个相邻盘绕管d4011之间的间隔相同，使盘通段d401能够对换热壳体d1表面溢出的热量进行均匀吸收。

同时，可以使盘绕管d4011的外侧壁存在与换热壳体d1的相接部分，这样能够使换热壳体d1一定程度上对弯折的盘通段d401进行限位支撑，保持盘通段d401整体的稳定性，进而提升换热效果的稳定性。

如附图2和附图3所示，换热管d3为若干流通管d301通过若干弯头d302首尾相接构成的弯折管，且每一流通管d301均存在暴露于换热通道d101中的部分，来延长水在换热管d3中的流动路径，而且该流动路径大部分暴露于换热通道d101中，能够对流经换热管d3中的水进行更加充分的换热升温。

此时，如附图2所示，换热壳体d1包括位于换热通道d101两侧、并相对设置的第一侧壁d102、第二侧壁d103。且第一侧壁d102设有供流通管d301的一端插装的第一插装孔d1021，第二侧壁d103设有供流通管d301的另一端插装的第二插装孔d1031，使换热壳体d1作为流通管d301的安装支撑结构，无需额外设置支撑架结构，而且，流通管d301穿出于换热壳体d1的端部供弯头d302进行连接。

进一步地，为了方便将流通管d301插装于换热壳体d1，流通管d301优选为直管。

如附图2所示，为了进一步提高换热效率，可以在换热管d3上连接有若干翅片d5，翅片d5置于换热通道d101中，且相邻两个翅片d5之间存在供换热气流流通的间隙。

实施例二：

基于实施例一，当将热交换器d用于燃气热水器中，对于燃气热水器，在实际洗浴时会出现需要临时关掉出水再打开出水的情况。

此时，对于热交换器d来说，由于临时关掉出水时，虽然水的流动和燃气的燃烧均停止，但排料管d4中依然会存在经过换热后的水，且换热管d3、换热壳体d1上均存在高温余热，这个高温余热会持续将高温传递至换热管d3内的水、以及排料管d4中的水，驱使管道内部水温持续升高，造成再打开出水时的水温往往超出预期地变得更高，导致洗浴时会受到突变的高温侵袭而降低洗浴的舒适性的问题。

特别是对于如实施例一中所述，当热交换器d包括设置有盘通段d401的排料管d4，导致换热壳体d1上的热量更易传递至排料管d4，而出现停水温升问题。

基于此，如附图1和附图2所示，本实施例的热交换器d中，在进料管d2与排料管d4之间存在将两个管道进行通连的旁通管d6。

这样当停止出水而造成管道组件内部水流的流动相对静止时，虽然换热管d3、换热壳体d1上的高温余热依然会对排料管d4中的水进行传热，但是排料管d4中的水温能够通过旁通管d6传递至进料管d2中未进行换热的水，降低排料管d4中水温，同时能够对进料管d2中的水进行预加热，有效中和排料管d4中停水温升过高。

需要说明的是，由于设置有旁通管d6，导致正常使用时进料管d2中的水会存在一部分从旁通管d6进入排料管d4并与排料管d4中的高温水进行混合，但是一般温度传感器会设置在排料管d4的出水端，通过检测温度能够实时调整燃烧，改变换热温度，进而实现对混合水(从旁通管d6进入排料管d4中的水和换热后流入排料管d4中的高温水混合形成)的温度调整。

当然，作为优选，旁通管d6的管径小于进料管d2的管径，来减少进料管d2中顺着旁通管d6而进入排料管d4的水量，保证原有管道组件中水流稳定。

进一步地，旁通管d6在排料管d4上的通连位置优选靠近排料管d4的出口端，能更快速地对即将输出的水进行中和降温；例如附图1所示，当排料管d4的出水端在下端，且排料管d4存在盘绕于换热壳体d1外周的盘通段d401时，旁通管d6通连在盘通段d401最下端的一个盘绕管d4011上。

此时，进料管d2通过旁通管d6来连接于排料管d4，能够增强对进料管d2的连接稳固性，降低管道在运输过程中出现形变的可能。而且如实施例一中，盘绕管d4011的外侧壁存在与换热壳体d1的相接部分，使排料管d4能够更加稳固地对进料管d2形成支撑。

如附图4所示，旁通管d6的一端设置有插装于进料管d2中、并与进料管d2通连的第一插装部d601，另一端设置有插装于排料管d4、并与排料管d4通连的第二插装部d602，方便将旁通管d6如附图1中所示同时定位插接于进料管d2、排料管d4。

当插接定位完成后，需要对旁通管d6与进料管d2相接部分、以及旁通管d6与排料管d4相接部分进行焊接定位。为了提升相接面积以增强定位稳定性，同时方便焊接操作，如附图4所示，优选在旁通管d6的一端设置有与进料管d2的外侧壁相接的第一凸缘d603，另一端设置有与排料管d4的外侧壁相接的第二凸缘d604。

实施例三：

一种翅片，对上述实施例中的翅片d5进行改进，来用于在实施例一或实施例二的热交换器d中，套装在换热管d3上以提高与高温烟气的换热效果。确切地说，是套装在构成换热管d3的流通管d301上。

具体的，附图5和附图6所示，该翅片d5设置有供换热管d3穿插的若干安装孔d501，且翅片d5上围绕安装孔d501地设置有沿换热管d3插装方向凸起的翻边部d502；在翻边部d502的外周径向凸起地设置有若干扰流部d5021。

这样能够对流经该翅片d5的气流进行扰流减速，减缓流经该翅片d5气流的流速，延长气流与翅片d5的接触时间，使气流能够与该翅片d5进行更加充分的接触换热。

同时，当将翅片引用于上述实施例中的热交换器d，并将翅片安装在换热管d3上时，由于将扰流部d5021设置于翻边部d502的外周，而且翻边部d502围绕安装孔d501设置，这样能对流经翻边部d502即换热管d3附近的气流更好地进行扰流减速，来使这部分气流更好的与换热管d3进行接触换热，提升整体换热效果。

进一步地，翻边部d502的内周适配于换热管d3的外周设置，使换热管d3插装于安装孔d501中时，其外周能与翻边部d502内周相接，增大换热管d3安装时的连接面积，提高换热管d3与翅片d5之间的连接稳固性，降低因气流冲击而使翅片d5偏斜的可能，进而保持稳定的换热结构。

进一步地，翅片d5上设有若干凸起的导流部d503，导流部d503引导流至翅片d5表面的气流贴近翻边部d502流动。

如附图5所示，翅片d5上设置有第一导流部d5031、第二导流部d5032、第三导流部d5033，能够引导气流如附图6中所示气流来贴近翻边部d502进行流动。导流部d503的具体结构可以依据安装孔d501的孔位设置进行设定。

如附图5所示，部分导流部d503具有溢流口d5034，溢流口d5034供流至导流部d503的气流穿过导流部d503地向外流出，来避免对气流造成过分阻挡，保证气流能够稳定地流动。

如附图5所示，导流部d503和翻边部d502均朝同一侧凸起，这样方便识别翅片d5的正反面结构，方便对翅片d5进行拿取安装。

同时，翅片d5可以进行减料设计，例如附图5所示，在翅片d5上设有若干减料口d504，来降低材料成本。

也可以如附图5所示，在翅片d5的外缘处间隔地设置有若干个缺口d505，在实现减料设计的同时，提高翅片d5的边缘强度。

进一步地，若干扰流部d5021优选等间隔地分布于翻边部d502的外周，例如附图5中，每一翻边部d502均等间隔地设置有四个扰流部d5021，能够对气流进行更均匀的扰流，提升扰流后气流流动的均匀性。

实施例四：

一种燃烧换热组件，如附图7所示，从下至上依次包括燃烧器a、实施例一或实施例二中的热交换器d、烟罩壳体b、风机c。

燃烧器a与烟罩壳体b之间通过热交换器d通连，且风机c与烟罩壳体b通连，使在风机c的抽吸作用下，燃烧器a燃烧形成的高温烟气流经热交换器d，与热交换器d进行换热后经过热交换器d来流至烟罩壳体b并往外排出。

实施例五：

一种燃气热水器，包括有实施例一或实施例二中的热交换器d，或者包括有实施例四中的燃烧换热组件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的范围进行限定。另外，在本实用新型的实施例中所提到的术语“竖直”、“水平”、“前”、“后”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，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。需要进一步说明的是，除非另有明确的规定和限定，描述中的“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。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在本实用新型中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种热交换器，其特征在于，该热交换器(d)包括：

换热壳体(d1)，其具有供换热气流流通的换热通道(d101)；

管道组件，其包括从物料进入至排出的方向上依次通连的：

供待换热升温的物料进入的进料管(d2)、至少部分暴露于所述换热通道(d101)中的换热管(d3)、以及将升温的物料进行排出的排料管(d4)；

所述排料管(d4)存在盘绕于所述换热壳体(d1)外周的盘通段(d401)。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于：所述盘通段(d401)包括：

盘绕管(d4011)，所述盘绕管(d4011)周向地围绕所述换热壳体(d1)外周设置，且若干所述盘绕管(d4011)在所述换热气流的流通方向上间隔排列于所述换热壳体(d1)外周；

连接管(d4012)，其供相邻两个所述盘绕管(d4011)进行首尾通连。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于：在所述换热气流的流通方向上，任意两个相邻所述盘绕管(d4011)之间的间隔相同。

4.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于：所述盘绕管(d4011)的外侧壁存在与所述换热壳体(d1)的相接部分。

5.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于：所述换热管(d3)为若干流通管(d301)通过若干弯头(d302)首尾相接构成的弯折管。

6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于：每一所述流通管(d301)均存在暴露于所述换热通道(d101)中的部分。

7.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于：所述换热壳体(d1)包括位于所述换热通道(d101)两侧、并相对设置的第一侧壁(d102)、第二侧壁(d103)；

所述第一侧壁(d102)设有供所述流通管(d301)的一端插装的第一插装孔(d1021)，所述第二侧壁(d103)设有供所述流通管(d301)的另一端插装的第二插装孔(d1031)。

8.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于：所述流通管(d301)为直管。

9.根据权利要求1至8中任一所述的热交换器，其特征在于：所述换热管(d3)上连接有若干翅片(d5)，所述翅片(d5)置于所述换热通道(d101)中，且相邻两个所述翅片(d5)之间存在供所述换热气流流通的间隙。

10.一种燃烧换热组件，其特征在于：包括权利要求1至9中任一所述的热交换器(d)。

11.一种燃气热水器，其特征在于：包括权利要求1至9中任一所述热交换器(d)，或包括有权利要求10中所述燃烧换热组件。