[發明專利]高效節能家用短管式快速熱水器

無效

• 申請號: 200810229109.7
• 申請日: 2008-11-28
• 公開（公告）號: CN101424446A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 姚新安;姚剛;姚遠
• 申請（專利權）人: 姚新安
• 主分類號: F24H1/12
• 分類號: F24H1/12
• 代理公司: 錦州恒大專利事務所
• 代理人: 陳 明

技術領域

本發明屬于一種熱交換裝置，特別涉及一種高效節能家用短管式快速熱水器。

背景技術

熱效率是家用燃氣快速熱水器的重要能效指標。用熱效率來衡量熱工設備有效利用的能量與輸入能量的百分比沒有顧及到能量在質量上的差別，因此，往往不能反映裝置的完善程度。“”是上世紀七十年代在熱力學和能源科學領域中出現的新術語，也有人將其稱為可用能或有效能。是結合熱力學第一定律和第二定律導得的參數，單位千卡/公斤。作為一種評價能量價值的物理量，從量與質的結合上評價了能量的價值，揭示了能量在轉換過程中變質退化的本質。因此，用損失或效率來評價傳統家用燃氣快速熱水器的能量轉換應該更為合理。

傳統家用燃氣快速熱水器主要由燃燒器、熱交換器、氣水聯動裝置等部件構成。熱交換器是其中的核心部件，它是由單根帶有翅片的細口徑銅管構成，其長度一米左右，并成蛇形水平設置在燃燒器的上方。傳統家用燃氣快速熱水器存在的主要問題是，1、以天然氣為燃料滿負荷運行時，爐膛火焰中心溫度高達1500℃左右，而進入熱交換器水管內的水溫已有15℃左右，加熱后出水溫度僅為40℃左右，這種極為懸殊的視在溫差無疑造成了很大的損失。因為有溫差的傳熱是不可逆過程，即使沒有熱量損失，也必然會產生損失，并且傳熱溫差越大，傳熱損失也越大。2、由于燃燒器與熱交換器的距離近，空間小，燃料充分燃燒的條件差，因此，造成一部分化學能未完全燃燒熱損失，即一定的燃燒損失。3、爐膛內的高溫火焰與水管壁的熱交換基本上以熱輻射的方式進行，但輻射受熱的管徑細，面積小，黑度低，即輻射熱吸收的少，反射的多。水管壁面總的輻射角系數小，即直射到其表面的輻射熱量少，所以，熱交換器總的輻射換熱系數小，且熱交換過程很短，熱交換不充分，因此，傳熱損失大。4、熱交換器的對流受熱面積很小，而且，水管的管徑細、硬彎多，由于水有一定粘性，其水管內壁上不可避免的會產生一定厚度的層流邊界層熱阻，而水的導熱、導溫系數又很低，所以，其對流換熱系數低，傳熱損失大。5、燃燒室壁面的熱量散熱損失較大，這也是效率低的一個原因。

發明內容

本發明的目的是克服傳統家用燃氣快速熱水器存在的問題，提供一種熱交換充分、損失小、效率高的高效節能家用短管式快速熱水器。

本發明有一個由外殼和內膽構成的水套，其特殊之處是，在水套的夾層中有若干個隔水圈，將水套的夾層分隔成由上至下的若干層水流通道，在內膽上還有若干根水管，水管將水套的各層水流通道連通在一起。

在外殼上、隔水圈的對應處還裝有緊固箍，防止外殼變形。

在外殼的外面還有一層保溫層，以減小熱損失。

本發明的優點在于：

1、水套構成爐膛，燃料在爐膛中自由燃燒，換熱方式以對流為主，輻射為輔，改變了傳統家用燃氣快速熱水器的燃燒和換熱方式，且燃燒室的空間大了，燃料燃燒的條件好，可燃物質燃燒的充分，化學未完全燃燒的損失少。

2、在水套中設置水管，并用水管連通水套的上下層水流通道，一方面大大增加了對流受熱面和輻射受熱面，另一方面使熱交換器內的水流始終呈劇烈的渦流和紊流狀態，使水膽內壁和水管內壁上不產生熱阻很大的層流邊界層，繼而顯著提高了對流換熱系數，且水在高溫壁面的流程長，即加熱時間長，換熱充分，在輸入同等熱量條件下，由于受熱面積增加多倍，因此，水升溫快，出水量大，出水溫度高，而且數年不減。

3、輻射受熱面積大，且水膽壁、水管壁的輻射角系數大，黑度大，輻射熱吸收的多，反射的少，排煙熱損失少，效率高。

4、燃料選擇范圍寬，除天然氣外，還適合煤氣、人工沼氣及秸桿氣等中熱值燃料，另外，可以燒各種液體燃料。

5、適用范圍寬，除用于淋浴外，還適合家庭盆浴以及不同面積的家庭及公共場所供暖，并大大降低了供暖成本。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的A—A剖視圖。

具體實施方式