用于燃气热水器的热交换器制造技术

本实用新型专利技术涉及燃气热水器，特别是指用于燃气热水器的热交换器，包括有燃烧室、热交换室、缠绕燃烧室外壁设置的进水盘管、出水管以及穿越热交换室设置并连接进水盘管和出水管的对流管束，该热交换室内具有若干重叠设置的换热片，该换热片上具有与对流管束胀接连接的翻边孔，该对流管束在烟气方向上呈上下错列布置，并且该对流管束在水流方向上与烟气方向呈逆向布置。与现有技术相比，本实用新型专利技术增大了烟气侧和水侧的传热温差，同样对流换热量情况下，换热面减小，节约了换热片材料；破坏了层流边界层，使边界层长度减小，边界层厚度减小，减少对流换热面积，节约换热片材料。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃气热水器，特别是指用于燃气热水器的热交换器。
技术介绍
现有的燃气热水器热交换器，为了降低排烟温度，换热片数量用得较多，形状为长 方形条形，用料面积较大。因多片换热片重叠后与多根水管胀接连接，由于各水管间间歇较 大，又没有增加扰流措施，烟气流经各片换热片间，主要形成层流，层流边界层较厚，烟气与 换热片和水管对流换热系数较小，材料利用率较低。由于对流换热器对流管束采用的是顺流布置(水流动方向即水温升高方向与烟 气流动方向相同)，传热温差较小，对流换热量较低，换热片材料增加，又因对流换热器(多 个换热片重叠)重量占整个热交换器重量的三分之二，整个水箱较重，增加了产品制造成 本。因热水器使用后关机，燃烧室及对流换热器内高温烟气热量来不及立马散失，余 热继续加热对流换热器，由于对流换热器水管内水不流动，水温将变得较高，当再次开启热 水器时，水管内水温较高流出即人们常说的停水温升(一般温升在8-15°C )，容易烫伤人， 使人沐浴不舒适。
技术实现思路
本技术的主要目的在于克服现有技术中的热交换器热效率较低的缺点，提供 热效率较高的用于燃气热水器的热交换器。本技术采用如下技术方案用于燃气热水器的热交换器，包括有燃烧室、热交换室、缠绕燃烧室外壁设置的进 水盘管、出水管以及穿越热交换室设置并连接进水盘管和出水管的对流管束，该热交换室 内具有若干重叠设置的换热片，该换热片上具有与对流管束胀接连接的翻边孔，该对流管 束在烟气方向上呈上下错列布置，并且该对流管束在水流方向上与烟气方向呈逆向布置。所述换热片上设有扰流凸台。所述扰流凸台呈“八”字形。在所述进水盘管和出水管之间连接有旁通管。根据流体力学原理，沿着流体流动方向，随着边界层长度增加，边界层厚度将逐渐 增大，对流换热系数将减小，对流换热减弱。而本技术在换热片上设有“八”字形的扰 流凸台，且对流管束在烟气方向上呈上下错列布置，用来破坏烟气层流边界层，使层流变为 紊流，减小边界层厚度，提高烟气与换热片间对流换热系数，在同样换热量的情况下，换热 面积减少，节省材料。具体如下烟气在换热片表面流过时的边界层厚度5=4.64. V(v//w) ......................................(1)式中δ-边界层厚度V-流体运动粘性系数U-速度1-边界层长度对流换热系数公式为α =0. 332 λ 3^ 徐iJ^JK.........................(2)式中α-对流换热系数λ-流体导热系数Pr-普朗特数对流换热传热方程Qc = α · Δ tm · F....................................... (3)式中Q。一对流换热量α —对流换热系数Δ tm-传热温差F-换热表面积从公式⑴可知，因在换热片内各对流管之间设置了 “八”字形的扰流凸台，破坏 了层流边界层，使边界层长度1减小，边界层厚度减小，从公式(2)可知，烟气与换热片间对 流换热系数增加。又因对流管束在水流方向上与烟气方向呈逆向布置，增大了烟气侧与水 侧的传热温差△、，从公式(3)可知，同样对流换热量情况下，换热面积F减小，即节约了换 热片材料。由上述对本技术的描述可知，与现有技术相比，本技术用于燃气热水器 的热交换器具有如下有益效果首先，对流管束在烟气方向上呈上下错列布置，在水流方向上与烟气方向呈逆向 布置，增大了烟气侧和水侧的传热温差，同样对流换热量情况下，换热面减小，节约了换热 片材料；其次，因在换热片内各对流管之间设置了 “八”字形的扰流凸台，破坏了层流边界 层，使边界层长度减小，边界层厚度减小，减少对流换热面积，节约换热片材料；第三，在进水盘管和出水管之间连接有旁通管，热水器使用关机后重启，燃烧室及 热交换室内高温烟气热量，将继续加热热交换室，由于热交换室内水管内水不流动，水温将 变得较高，当再次开启热水器时，出水管内水温较高流出(一般温升在8-15°C )，通过旁通 管流入适量的冷水，中和掉出水管内的高温热水，能使出水温升控制在2-3°C，彻底解决停 水温升烫人问题，使人沐浴舒适；最后，本技术结构简单，便于加工和组装，从而降低生产成本。附图说明图1为本技术具体实施方式的正视结构示意图；图2为本技术具体实施方式的右视结构示意图；图3为本技术具体实施方式的左视结构示意图；图4为图1中B-B向视4图5为图4中A-A向剖视图；图6为图4中C-C向剖视图。具体实施方式以下通过具体实施方式对本技术作进一步的描述。参照图1-图6，本技术用于燃气热水器的热交换器，包括有燃烧室10、热交换 室20、缠绕燃烧室10外壁设置的进水盘管30、出水管40以及穿越热交换室20设置并连接 进水盘管30和出水管40的对流管束50，热交换室20内具有若干重叠设置的换热片60，换 热片60上具有与对流管束50胀接连接的翻边孔61。参照图4，图中箭头81为进水，箭头82为出水，箭头83为烟气方向，从图中可以看 出，对流管束50在烟气方向上呈上下错列布置，并且对流管束50在水流方向上与烟气方向 呈逆向布置。参照图1、图2和图3，对流管束50包括有大U形管51和直管52，大U形管51和 直管52通过小U形管53和小U形管54连接，形成回路。参照图4、图5和图6，换热片60上对流管束50的对流管之间设有数个“八”字形 扰流凸台62。参照图1-图6，本技术用于燃气热水器的热交换器，燃气燃烧产生的高温烟 气，在燃烧室10中与壁面进行辐射换热，再将热量传给进水盘管30中的冷水，能使冷水进 入热交换室20之前水温提高6-9°C。高温烟气流入热交换室20，与逆流布置的对流管束50 内的水对流换热，高温热水经过出水管40流出供使用。进水盘管30和出水管40之间铜焊连接有旁通管70，热水器使用关机后重启，燃烧 室10及热交换室20内高温烟气热量，将继续加热热交换室20，由于热交换室20内水管内 水不流动，水温将变得较高，当再次开启热水器时，出水管40内水温较高流出(一般温升在 8-15°C )，通过旁通管70流入适量的冷水，中和掉出水管内的高温热水，能使出水温升控制 在2-3°C，彻底解决停水温升烫人问题，使人沐浴舒适。上述仅为本技术的一个具体实施方式，但本技术的设计构思并不局限于 此，凡利用此构思对本技术进行非实质性的改动，均应属于侵犯本技术保护范围 的行为。权利要求1.用于燃气热水器的热交换器，包括有燃烧室、热交换室、缠绕燃烧室外壁设置的进水 盘管、出水管以及穿越热交换室设置并连接进水盘管和出水管的对流管束，该热交换室内 具有若干重叠设置的换热片，该换热片上具有与对流管束胀接连接的翻边孔，其特征在于 该对流管束在烟气方向上呈上下错列布置，并且该对流管束在水流方向上与烟气方向呈逆 向布置。2.如权利要求1所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于所述换热片上设有 扰流凸台。3.如权利要求2所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于所述扰流凸台呈 “八”字形。4.如权利要求1或2或3所述的用于燃气热水器的热交换器，其特征在于在所述进 水盘管和出水管之间连接有旁通管。专利摘要本技术涉及燃气热水本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于燃气热水器的热交换器，包括有燃烧室、热交换室、缠绕燃烧室外壁设置的进水盘管、出水管以及穿越热交换室设置并连接进水盘管和出水管的对流管束，该热交换室内具有若干重叠设置的换热片，该换热片上具有与对流管束胀接连接的翻边孔，其特征在于：该对流管束在烟气方向上呈上下错列布置，并且该对流管束在水流方向上与烟气方向呈逆向布置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘应斌，
申请(专利权)人：福建省江南电器制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：35[中国|福建]