[發明專利]一種新型板式螺旋換熱器

有效

• 申請號: 200710077926.0
• 申請日: 2007-09-06
• 公開（公告）號: CN101118133A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 楊杰
• 申請（專利權）人: 楊杰
• 主分類號: F28D9/04
• 分類號: F28D9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新型板式螺旋換熱器，兼具有板式換熱器、螺旋板式換熱器以及螺旋盤管式換熱器特點，特別涉及的是僅需要較小換熱面積的小型換熱器領域。

背景技術

隨著人們居住條件的改善，越來越多的家庭擁有自己的衛生間和浴室，更多的人們在自己家里洗澡，其中淋浴占較高比例。目前可供家庭使用的熱水器有燃氣熱水器、電熱水器、太陽能熱水器等。家用燃氣熱水器多為直熱式快速熱水器，太陽能熱水器多為儲熱式熱水器，電熱水器目前的主流為儲熱式，正向直熱式電熱水器過渡。

當人們以淋浴方式進行洗浴時，洗浴熱水(大約為40~43℃)從上至下流經人體或直接墜落到地板上，隨即變為洗浴廢水(大約為30~35℃)直接流入下水道。在中國，年平均氣溫為16.6℃，北方地區的年平均溫度會更低，直接將30℃左右的洗浴廢水排放到下水道，隨之流走的不僅是水，同時也蘊涵了相當可觀的熱能。

以直熱式電熱水器為例，目前市面上銷售的直熱式電熱水器功率大多為6KW~8KW，若是在寒冷的冬季，環境溫度/直熱式熱水器入水(自來水)水溫為0℃時，要獲得適宜人體洗浴所需的每分鐘4升流量、42℃的熱水，需要11.72KW；若每分鐘6升流量，則需要17.58KW；初始水溫為5℃，對應的功率也需要達到10.32KW和16.18KW。顯然，目前市面上所銷售的直熱式電熱水器功率普遍為6KW~8KW，難以能夠滿足人們冬季洗浴需要。為什么直熱式電熱水器的制造廠不生產12~18KW的電熱水器呢？這是由于我國的居民住宅的電力線路和供電環境決定(限制)的。

若能以簡單而高效的方法回收利用洗浴廢水所蘊涵的部分熱能，對初始溫度較低的自來水進行預熱，例如，若有效回收60％洗浴廢水中的熱能，即使用較小額定功率(如6kw)的直熱式熱水器也能讓人們在寒冷的冬季獲得較舒適的洗浴感受。這將有利于節能、環保并且省錢，同時也能降低熱水器生產的材料和成本。

現有的涉及浴室使用的換熱器，大多屬將現有的普通工業換熱器結構照搬進入浴室，其中，由螺旋盤管換熱器變形而來的最為常見。比較具有代表性的是專利號為03263228.2的《可帶電加熱的余熱回收裝置》屬螺旋盤管換熱器的變形；而專利號為99203188.5的《墊板式廢熱水余熱回收器》則使用了盤管加套管式換熱器原理。這些選用螺旋盤管式設計換熱器的換熱效率較低，難以滿足冬季環境溫度較低的洗浴環境。專利號為01249608.1的《薄板換熱器》的設計則過于復雜，使用了過多的材料，卻沒有能相應地增加有效的換熱面積，并且該設計的換熱器加工難度大、成本高。

本發明提供一種兼具了板式換熱器、螺旋板式換熱器、螺旋盤管式換熱器的特點，體積小、換熱效率高，可進行逆流換熱、能滿足低溫差換熱的需要，帶模塊化結構過濾器、容易拆卸清洗的新型換熱器，并且具有易于模塊化加工和裝配生產，制造成本低的特點。

發明內容

本發明通過以下技術方案來實現：

一種新型板式螺旋換熱器，其特征是，換熱器的核心部件是一塊由高熱導率的金屬薄板通過沖壓方式制成，在金屬薄板兩面形成從里到外凹凸相間的螺旋形凹槽；通過在該帶螺旋形凹槽的金屬薄板兩面，分別覆蓋金屬或塑料板，在該帶螺旋形凹槽的金屬薄板兩面形成上下兩層、相互隔離的兩個螺旋形流體通道，讓初始溫度較低的液體從上層螺旋形流體通道邊緣流入、至中間流出，而初始溫度較高的液體從下層螺旋形流體通道的中間流進、至邊緣流出，從而以逆流的方式實現低溫差換熱。

帶螺旋形凹槽的金屬薄板的外形輪廓為圓形或橢圓形，也可以是帶圓弧導角的正方形、長方形，還可以是類似體育場◎形跑道的形狀。

帶螺旋形凹槽的金屬薄板上的凹槽的截面可以設計制作成圓弧形(類似正弦波形或瓦楞型)，也可以是鋸齒形(類似多個VVVVV連接的形狀)。

本發明的換熱器另一個特點，帶螺旋形凹槽的金屬薄板的整體中間略為凹陷，周邊略高，呈鈍角錐臺平底鍋形；中間預留一部分空間面積，在換熱器中間位置放置一個模塊化的過濾器，以減低換熱器的污垢形成。

本發明與現有的設計相比有以下優點：

兩個上冷下熱分層的螺旋形流體通道，增強換熱過程中水的對流以及紊流(強制對流)，有效提高換熱效率；螺旋形流體通道也有效減低了液體流動的阻力；可逆流換熱，能夠滿足低溫差換熱的應用環境。

換熱面是一整塊金屬薄板制成，加強傳熱效果的同時，還起到均衡傳熱的效果；例如，在家庭淋浴的洗浴環境，能有效抑制由于洗浴廢水的水流溫度間歇變化、流量流速等因素導致被預熱的清潔水水溫度明顯波動、時冷時熱的情況發生。