一种有冷凝式余热换热器的换热器组件制造技术

一种有冷凝式余热换热器的换热器组件，属于燃气快速热水器领域。本实用新型专利技术主要从冷水与烟气的换热顺序，和余热换热器中冷凝水的排放两方面对现有技术进行了改进，目的是要设计出一种结构简洁、换热效率高的燃气快速热水器。本实用新型专利技术是这样实施的：余热换热器翅片与水平面形成一定夹角，以使冷凝水可顺着翅片的斜边，自动流向靠边放置的冷凝水接排水槽，随其倾斜趋势从低端排出。改进后的水路简洁流畅，符合逆流换热原理，可提高热水器的换热效率。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种有冷凝式余热换热器的换热器组件，属于燃气快速热水器领域。该项技术的现状与该项技术有关的技术专利有CN2136418Y燃气热水器节能预热装置1993年6月16日公告CN2141878Y多次循环加热的燃气热水器内胆 1993年9月8日公告CN2138766Y热水器中连续加热的结构1993年7月21日公告CN2147470Y热水器之热交换器 1993年11月24日公告CN2222879Y家用燃气热水器的预热器1996年3月20日公告CN2251692Y冷凝式燃气快速热水器 1997年4月9日公告普通燃气快速热水器排放烟气温度高，国标GB6932-86规定不低于110℃，热损失很大。为了提高普通燃气快速热水器的热效率，技术CN2136418Y和CN2222879Y的做法是将一个相对独立(即分体)的余热换热器，置于现有普通燃气快速热水器换热器(以下改称一次换热器)的正上方。余热换热器与普通燃气快速热水器内的一次换热器、燃烧室及盘管共同组成换热器组件。其优点是现有普通燃气快速热水器不需改动，只要将余热换热器串联于热水器进水口上游即可，因而可以很方便地与用户的直排式普通燃气快速热水器相配套。缺点是设计上未考虑冷凝水的排放，余热换热器水平放置，翅片上的冷凝水会滴到燃烧室下面的燃烧器烧嘴上，影响燃气的正常燃烧；其次，(冷水先上行进入余热换热器然后向下返回至热水器下方，进入热水器内燃烧室外的盘管，和燃烧室上端的一次换热器，最后再次向下返回至热水器下端送出。)冷水有两次上下往返，冷水无换热管程较长，水压的沿程损失较大；余热换热器与直排式普通燃气快速热水器之间采用外部软(硬)管连接，改变了原有热水器简洁的外观，而且可拆式连接不如焊接密封可靠。此外，CN2222879Y的余热换热器翅片换热面积太小；而CN2136418Y的又过大，耗材多。技术CN2141878Y其特征是有若干根贯穿燃烧室的热交换管。缺点是热交换管离燃烧器太近，燃烧室内温度分布不均，不利于燃气的完全燃烧；热交换管为光管，单位长度换热面积小；设计上未考虑冷凝水的排放。技术CN2138766Y其换热方式为逆流换热，思路很好；但换热器体积大，单位体积换热面积小，空间利用率低；水箱离燃烧器太近，不利于燃气的完全燃烧；并且其结构上未考虑冷凝水的排放问题。技术CN2147470Y的余热换热器翅片换热面积适中，且采用与一次换热器完全相同的结构形式还可以降低生产成本。其缺点是设计上未考虑冷凝水的排放；此外，由于冷水与烟气顺流换热(即冷水--盘管--一次换热器--余热换热器--热水)所以换热效率较低。上面所列技术专利中，只有技术CN2251692Y在其余热换热器部分考虑了冷凝水的排放，并有冷凝水排放装置。但是将一排冷凝水槽置于烟室内余热换热器翅片的正下方，此结构给制造及维护带来许多不便；且冷凝水槽中的水会产生二次蒸发，降低余热换热器的换热效率；冷水经盘管预热后再进入余热换热器，降低了余热换热器与烟气的温差，因而也降低了换热效率。此外，由于冷凝水槽与翅片上下一一相对，烟气的排放对流通截面又有一定的要求，因此各冷凝水槽必须保持一定的间距。由于翅片与冷凝水槽有同样的间隔，所以翅片间距较大，余热换热器单位体积的换热面积较小，换热效率较低。本技术的目的是克服上述技术的缺点，设计出一种高效、简洁、可靠实用的换热器组件，提高现有燃气快速热水器的热效率。本技术的目的可由多种技术方案来实现，详见如下技术方案一如技术CN2136418Y和CN2222879Y所述余热换热器与普通燃气快速热水器分别为两个独立体。余热换热器位于热水器上方，其水路串联于热水器进水口上游，两者之间采用可拆式软(或硬)管联接。余热换热器与热水器内部的一次换热部件(包括一次换热器、燃烧室和盘管)共同组成换热器组件。余热换热器为垂直翅片管结构形式，翅片平面与烟气流动方向相顺。冷水先进入余热换热器，然后向下返回至热水器下方，再向上进入热水器内燃烧室外的盘管，和燃烧室上端的一次换热器，最后再次向下返回至热水器下端送出。此方案改进的地方是余热换热器采用与一次换热器相同的垂直翅片蛇形弯管结构，其翅片与水平面保持一定的夹角，翅片下边连续下降。余热换热器和一次换热器之间有一过渡烟室；烟室一侧开有一个和烟室等长的侧开口。一个冷凝水接排水槽置于翅片斜面最低边沿下方、贴靠烟室壁外侧，并朝一端倾斜。冷凝水槽靠烟室一侧的槽帮有一折向烟室的斜面。此斜面穿过过渡烟室侧开口，一直延伸至翅片斜面最低边沿的下方。余热换热器上产生的冷凝水可顺着翅片流向其低端，滴入冷凝水接排水槽。此水槽有一定的斜度，以使冷凝水随时排出。与技术CN2251692Y相比，此方案的优点是除掉了余热换热器下方的一排冷凝水槽，避免了冷凝水的二次蒸发，简化了余热换热器结构；并且可进一步减小翅片间距，提高单位体积换热面积，因而提高换热效率。此方案的缺点是余热换热器翅片高端产生的冷凝水需流向翅片的低端排出，即冷凝水流程长。此外，翅片两端高度差较大，翅片受热不均，翅片高端一侧烟室散热面大，向外辐射热量多。这些缺点均降低烟气余热的换热效率。技术方案二如方案一所述的换热器组件，其改进的地方是余热换热器采用双斜面结构。即翅片的下边为中间高两边低，由最高点向最低点连续下降；全部翅片的下边形成一个有尖顶的双斜面。其两低端的下方有一对倾斜的冷凝水接排水槽；此水槽贴靠烟室前后两外侧固定。此方案的优点继承了方案一的优点，并且又有改进冷凝水流程短；烟室前后两端总散热面减小，向外辐射热量减少；此外，由于翅片及烟室前后对称，因而一定程度上改善了烟气换热条件。上述优点均对提高余热换热器的换热效率有利。此方案的缺点蛇型弯管等间距分布，与烟室内烟气的流动速度分布曲线不一致，翅片与烟气换热不均。技术方案三如方案二所述的换热器组件，其改进的地方是压缩余热换热器中部蛇形管间距(蛇形弯管在水平面上的投影间距不变)，使蛇形管间距与过渡烟室内烟气的流动速度分布曲线一致——即中间密两边疏，逐渐过渡。翅片中部的形状随之变得圆滑，形成拱形曲线——即翅片的下边为对称的向上凸起的拱形曲线；全部翅片的下边形成一个圆滑的拱形曲面。此方案的优点继承了方案二的优点，并且又有改进蛇形弯管的疏密与烟室内烟气流动速度分布曲线近似吻合，翅片换热较均匀。对提高余热换热器的换热效率有利。技术方案一、二、三继承了技术CN2136418Y和CN2222879Y中余热换热器与一次换热部件分为两体所带来的优、缺点优点上述方案不用改动现有的普通燃气快速热水器，只要将余热换热器串联于热水器进水口上游即可，因而可以很方便地与用户的热水器相配套，有利于此项节能技术的推广使用。缺点(冷水先进入余热换热器然后返回至热水器下方，进入其燃烧室外的盘管，通过燃烧室上端的一次换热器，最后再次返回热水器下端送出。)水路上下往返两次，冷水无换热流程较长，水压的沿程损失较多。余热换热器与热水器之间采用外部软(硬)管连接，改变了原有热水器简洁的的外观，而且可拆式连接不如焊接密封可靠。技术方案四、五、六如方案一、二、三所述的换热器组件，其改进的地方是余热换热器与一次换热部件做成一个整体。冷水先进入余热换热器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有冷凝式余热换热器的换热器组件，由余热换热器与普通燃气快速热水器内部的一次换热部件－－其中包括：一次换热器、燃烧室和盘管，共同组成换热器组件，余热换热器与普通燃气快速热水器分别为两个独立体，余热换热器位于热水器上方，其水路串联于热水器进水口上游，两者之间采用可拆式软或硬管联接，余热换热器为垂直翅片管结构形式，翅片平面与烟气流动方向相顺，冷水先进入余热换热器，然后向下返回至热水器下方，再向上进入热水器内燃烧室外的盘管，和燃烧室上端的一次换热器，最后再次向下返回至热水器下端送出，其特征是：余热换热器（１）采用与一次换热器（１３）相同的垂直翅片蛇形弯管结构，其翅片与水平面保持一定的夹角，翅片下边连续下降。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌，
申请(专利权)人：胡斌，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]