[發明專利]燃氣具緊湊型熱交換器

有效

• 申請號: 201310038538.7
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103090543A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 葉遠璋;劉遠慶
• 申請（專利權）人: 廣東萬和新電氣股份有限公司
• 主分類號: F24H9/00
• 分類號: F24H9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明屬于燃氣具領域，尤其涉及一種燃氣具緊湊型熱交換器，主要適用于燃氣熱水器、燃氣采暖熱水爐等燃氣具。

背景技術

現有技術中，家用燃氣熱水器的主流熱交換器，根據不同的升數，一般采用Φ10~Φ19的水管串聯形成雙層結構的換熱水路，如圖1所示，冷水進入進水管2，然后流經盤繞在水箱殼1上的盤管，冷水從盤管流出在熱交換器A端經過直管穿過換熱段流到換熱器B端，在換熱器B端用一根U型管將水流再折回換熱段經過第二根直管流回換熱器A端，再用U型管將水經直管折流回換熱段，如此反復多次（通常有4~8根直管），最后將水經出水盤管，經出水管3流出。受結構限制，這種熱交換器必須選用管徑較大的直管方能保證出水量，然而隨著直管的管徑增大，換熱翅片的體積也相應增大（目前換熱翅片的高度一般為49~60mm），導致熱交換器整體體積增大，熱交換器體積的增大并未提高換熱效率，卻消耗了更多材料，增加了成本。為克服上述技術問題，特對燃氣具的熱交換器進行了改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是要提供一種燃氣具緊湊型熱交換器，它能在保證熱交換器換熱效果和出水量的前提下，有效縮小換熱翅片的高度，減少熱交換器的材料消耗，降低成本。

熱交換器的直管管徑直接影響換熱翅片的高度及熱交換器的體積，只要縮小直管的管徑，即可縮小換熱翅片和熱交換器的體積，減少材料消耗，降低成本。然而，大管徑能保證出水量，直管管徑的縮小，必然直接影響出水量，而且換熱翅片體積縮小，也導致換熱面積的減少。唯有改變現有的熱交換器結構，方能保證熱交換器換熱效果和出水量，并縮小換熱翅片的高度，減少熱交換器的材料消耗。

由于現有的直管均通過U型管串聯在一起，單根直管的過水量即熱交換器的出水量，出水量的大小取決于最小管徑的直管，若將直管改成并聯在一起，則熱交換器的出水量等于各根直管過水量的總和，故直管并聯設置可有效實現管徑縮小而出水量不減的效果。然而，直管串聯設置能使水流獲得足夠的換熱行程，相當于延長了換熱時間，直管改成并聯設置則縮短了水流的換熱行程，使換熱時間縮短，這不利于水流換熱。此問題可通過增加換熱面積解決，由于換熱翅片的尺寸必須縮小，唯有增大直管的總換熱面積方能增加整體換熱面積。由于直管管徑的縮小，使相鄰直管之間的間隔縮小，可使換熱翅片在長度不變的情況下，容納更多的直管，從而可增大直管的總換熱面積，彌補水流換熱行程和換熱時間縮短的問題。

因此，本發明解決其技術問題采用的技術方案是：它包括水箱殼、進水管、出水管、直管和換熱翅片，水箱殼圍成煙氣通道，直管陣列式設置并橫穿煙氣通道，換熱翅片設于煙氣通道內并依次疊置穿在直管上，此外，它還包括分水盒和集水盒，分水盒和集水盒均位于水箱殼外側，直管的兩端分別連通分水盒和集水盒，進水管與分水盒連通，出水管與集水盒連通，直管的直徑為5~10mm且直管的直徑小于進水管或出水管的直徑，直管的數量為9~17根，換熱翅片的高度為20~35mm。

優選的是，直管的直徑為6~9mm，換熱翅片高度為22~26mm且長度為85~140mm。更進一步的是，換熱翅片的高度為24mm，長度為94.2mm或109.2mm或124.2mm，直管的直徑為7mm或8mm，直管的數量為13根或15根或17根。在升數相同的前提下，本換熱翅片的長度維持不變，高度僅為原來的1/3~1/2左右，有效縮小了換熱翅片的體積，而且由于換熱翅片的換熱區域集中在換熱翅片的中下部，過高的高度使換熱翅片參與換熱時上下兩端的溫差大，換熱翅片上部對換熱的貢獻度不如換熱翅片下部，故矮小的結構能整個換熱翅片充分參與換熱，還能避免材料浪費。直管數量的增加直管的總換熱面積，彌補水流換熱行程和換熱時間縮短、換熱翅片換熱面積縮小對換熱效果的影響。

所述進水管和出水管的直徑為11~19mm，以保證分水盒和集水盒獲得足夠的水流輸入，且熱交換能能提供足夠的出水量。

對于普通機型的熱交換器，水箱殼的外表面設有盤管，盤管連通進水管與分水盒或出水管與集水盒，水箱殼底部與換熱翅片底部的距離為150~190mm。對于全預混機型和濃淡燃燒機型的熱交換器，水箱殼沒有盤管，水箱殼底部與換熱翅片底部的距離為18~35mm，此時，由于無需盤管，進一步降低了熱交換器的成本。

所述換熱翅片的頂部設置有翻邊小孔，以進一步強化換熱翅片的換熱效果。

所述換熱翅片設有供直管穿過的翅片翻邊孔，翅片翻邊孔的翻邊使相鄰換熱翅片間隔設置，形成煙氣間隙。