[發明專利]一種用于燃氣熱水器的倒V形結構冷凝換熱器

有效

• 申請號: 201110338787.9
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102384588A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 余少言;仇明貴;鄧海燕;劉兵;向熹
• 申請（專利權）人: 廣東萬家樂燃氣具有限公司
• 主分類號: F24H8/00
• 分類號: F24H8/00;F28F9/24;F28F1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種冷凝換熱器，尤其涉及一種用于燃氣熱水器的倒V形結構冷凝換熱器。

背景技術

針對傳統燃氣熱水器所排煙氣中含有大量的潛熱，人們通過各種方法進行潛熱回收再利用，其中使用冷凝式燃氣熱水器就是其中一種。

冷凝式燃氣熱水器一般是通過兩組熱交換系統進行兩次換熱來降低煙氣的溫度，以達到提高熱水器的熱效率目的，現有技術中燃氣熱水器的冷凝換熱器主要采用翅管式換熱和管式換熱。燃氣燃燒產生的高溫煙氣經主換熱器換熱后，進入冷凝換熱器時溫度仍然在100℃以上，在冷凝換熱器中與波紋管或翅片直接進行二次換熱后，溫度雖然大幅降低，但未經一個路徑改變的過程，煙氣總是選擇阻力較小的地方直接通過，導致煙氣只與進行波紋管或翅片局部換熱，造成換熱不充分，冷凝換熱器排煙溫度依然遠遠高于常溫，約75℃左右，煙氣中的余熱并未充分回收，因此換熱效率低，熱效率還有待提高。

而且，翅管式冷凝換熱器制造工藝復雜，成本較高，且易腐蝕。管式換熱采用波紋管，布置于熱水器主體的左側或右側，排煙阻力較大，主換熱器易產生冷凝水，使熱水器內部構件損壞，同時整體結構體積較大。

為克服上述缺陷，通過對冷凝式燃氣熱水器的煙氣流向進行研究，并對冷凝換熱器的結構進行新的研發、設計。

發明內容

為了克服普通冷凝式燃氣熱水器排煙溫度相對較高、主換熱器易產生冷凝水、制造工藝復雜、成本較高、且易腐蝕、整體結構體積較大等問題，本發明提出了解決這些問題的新的技術方案。

一種用于燃氣熱水器的倒V形結構冷凝換熱器，其特征是：包括一個集煙罩，冷凝器盒通過冷凝器支架設置在集煙罩上方，冷凝器盒底與集煙罩之間不直接接觸；進煙口設置在冷凝器盒底中間位置，與集煙罩頂端的開口匹配相連；波紋管組成的波紋管陣列設置在冷凝器盒底上方，倒V形折流板設置在波紋管陣列上方，冷凝器蓋設置在冷凝器盒頂端，將波紋管陣列和倒V形折流板蓋在冷凝器盒內，排煙口設置在冷凝器蓋上；冷凝水出口設置冷凝器盒底低處。

作為本發明的進一步改進，所述倒V形折流板的兩邊形成一定角度的夾角，且兩邊緣以一定的長度和角度向下彎折，以阻擋煙氣向上直通，迫使煙氣改向兩邊逆流，促進冷凝換熱器換熱較均勻，換熱效率較高；彎折部分與冷凝器盒的內壁留有足夠的空隙，讓二次換熱后的煙氣通過。

作為本發明的進一步改進，倒V形折流板優選為不銹鋼材料制成，加強防腐性能。

作為本發明的進一步改進，所述冷凝器盒底兩邊與倒V形折流板對應邊平行設置，有利波紋陣列管區中的煙氣均勻分布，也有利于冷凝水的收集。

作為本發明的進一步改進，所述集煙罩為下寬上窄的“八”字形開口結構，其頂端形成的夾角小于倒V形折流板的夾角時，更有利于主換熱器上方的煙氣均勻分布，提高各翅片換熱效率，避免顯熱換熱器頂部冷凝水產生；也使得集煙罩頂部與冷凝盒底存在空氣層進行隔熱，防止集煙罩集煙罩頂部由于溫度較低而產生冷凝水。其頂部開口寬度優選為按波紋管直徑的倍數選取，底部開口與主換熱器開口相匹配。集煙罩兩邊緣設置有水平的彎折，冷凝器支架設置在彎折部位與冷凝器盒底兩邊緣之間，用以支撐冷凝器盒；冷凝器支架的主體部分相對較小，以免影響集煙罩頂部與冷凝盒底之間的隔熱。

作為本發明的進一步改進，所述波紋管組成的波紋管陣列為按一定垂直管心間距排列的并聯波紋管叉排式陣列管，設置在進煙口兩邊區域，相對于進煙口為軸對稱排列。其結構之一為：在進煙口一側，下面兩并聯進水管，從進煙口前側經蛇形繞到進煙口后側，按一定水平管心間距再繞回進煙口前側，如此反復回繞，在進煙口中軸對稱的兩邊區域各均勻對稱連續繞三列，并在進煙口另一側，與位于其上方的兩并聯出水管按垂直管心間距進行并聯后，兩并聯出水管順著兩并聯進水管反向繞回到兩并聯進水管的起點上方，在冷凝器盒兩邊區域形成了對稱的三列四層的并聯波紋管叉排式陣列管，每個區域的各層管子中心連線互相平行，并與上方的倒V形折流板對應邊平行，使并聯波紋管叉排式陣列管均勻分布在冷凝器兩邊與倒V形折流板之間。水流順著下面兩并聯進水管進入，經蛇形并聯換熱混合后，再經上面的兩并聯出水管繼續經蛇形并聯換熱后，流出進入主換熱器，實現了并聯換熱，增大了換熱面積；水流反復由前側到后側再到前側，實現了前后煙溫均勻分布。這種結構與倒V形折流板配合，還有利于減小整體體積，減少生產工藝和降低成本。。

更進一步地，并聯波紋管叉排式陣列管在每個區域的橫向排列的各層水平管心間距按波紋管直徑的倍數選取。

所述倒V形結構冷凝換熱器的換熱過程是：