[发明专利]一种燃气热水器的热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及流体加热器领域，尤其涉及一种燃气热水器的热交换器。

背景技术

燃气热水器的工作原理在于：通过燃烧器燃烧产生热空气，再由热交换器将热能从空气中传动到水中，最后产生热水。因此，燃气热水器的热交换效率是其重要的技术指标之一。

为提高燃气热水器的热交换效率，现有最常用的技术手段就是在燃烧器上方设置吸热片和水管；特别地，为防止热量从吸热片和水管间流失，燃气热水器的制造业者们往往将水管设置为至少两层，并在层与层之间设置紊流片，进一步减少热气的流失速度。如一篇公开号为CN101949661A的中国专利披露一种燃气热水器用热交换器，包括热交换器外壳，吸热片01和换热水管02，所述吸热片01上开设有呈上、下分布的至少两排水管孔，所述吸热片01上还设有若干紊流凸部03，所述紊流凸部03位于吸热片01下排水管孔的上面，如图1所示。该专利提供的一种燃气热水器用热交换器，通过增设紊流部虽能提高热交换器的换热效率，但仍存在下面一些缺陷：1）水管进行多排设计，管径相对较大，一般在15mm以上，为此，价高的铜材耗费量大，造价不菲，阻碍了其推广应用；2）水管多排设计不可避免地导致不同排上的不同水管存在温度差异，换热不均匀，制约了换热能力的提高。如图2所示，其提供了一种不同换热水管上的换热能力模拟图。

针对不同水管受热不均制约换热能力的问题，业界内也有人提出在吸热片上设置烟气通道，加大烟气流通速度，缩短吸热片上下端的温差。如一篇文献号为CN201126330Y的中国专利披露一种热交换器用吸热片包括：吸热片01，设置在吸热片01上呈上、下分布的至少两排水管孔04，其特征在于，所述吸热片01上开设有管状凸孔05，所述管状凸孔05的内部上下贯通形成烟气通道。该专利通过在吸热片上设置烟气通道虽能缓解吸热不均的问题，但其仍是基于多排水管设计的，也存在铜材用量多，造价高的问题；同时，在吸热片上开设烟气通道无疑增加了换热器的制作工序，结构相对复杂。

有鉴于此，极为有必要开发一种结构简单，吸热均匀，换热效率高的适用于燃气热水器的热交换器。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于，简化现有热交换器结构的同时提高热交换器的换热效率。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种燃气热水器的热交换器，包括：外壳（1），设置在外壳顶部的集热片（2）、对流换热水管（3），以及盘绕在外壳四周的辐射换热水管（4）；其特征在于，所述对流换热水管（3）为单排式设置，该对流换热水管（3）的直径在9mm-13mm之间。

作为改进地，所述对流换热水管（3）的数量为四根或五根，平均排布在外壳顶部。

作为改进地，所述辐射换热水管的管径在9mm-13mm之间。该管径范围的设置，在提高水管与水流间的换热系数同时；不会导致整机水流量偏小，停水温升和水温超调上升；有效避免干烧，用水舒适性好。

作为改进地，所述集热片的高度为15mm-30mm之间；所述集热片间的间距为1.5mm-2.0mm。与传统的热交换器相比，集热片高度和密度都稍微增加，保证热交换器的换热效率。

作为改进地，所述对流换热水管（3）和/或辐射换热水管（4）内设有水流紊流片。

进一步改进地，所述紊流片的形状为麻花状，提高紊流效果。

作为改进地，所述对流换热水管（3）的的两端一体延伸出盘绕在外壳1四周侧壁上的辐射换热水管（4），所述对流换热水管（3）和所述辐射换热水管（4）的管径相同。

另一种改进地，所述对流换热水管（3）的孔径小于所述辐射换热水管（4）的孔径。以加快水流在对流换热水管（3）中的流动速度，进一步热交换器的换热效率。

本发明一反常规热交换器设计思路，将对流换热水管的双排乃至多排结构转变为单排设置，并通过适当缩小对流换热水管管径，增多集热片，其有益效果是：有效缩小烟气边界层厚度，使得热交换器的换热能力提高25%左右，进而为获取相同的换热量，单排管的对流有效换热面积可减小25%，节约铜材用量，降低制造成本。

附图说明

图1所示为现有热交换器结构示意图；

图2所示为现有热交换器水管吸热能力模拟图；

图3所示为现有热交换器吸热片结构示意图；

图4所示为本发明提供的热交换器前视图图；

图5所示为本发明提供的热交换器局部剖视图；

图6所示为本发明提供的热交换器后视图；