專利名稱：一種新型板式螺旋換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型板式螺旋換熱器，兼具有板式換熱器、螺旋板式換熱器以 及螺旋盤管式換熱器特點(diǎn)，特別涉及的是僅需要較小換熱面積的小型換熱器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人們居住條件的改善，越來越多的家庭擁有自己的衛(wèi)生間和浴室，更多的 人們在自己家里洗澡，其中淋浴占較高比例。目前可供家庭使用的熱水器有燃?xì)鉄?水器、電熱水器、太陽能熱水器等。家用燃?xì)鉄崴鞫酁橹睙崾娇焖贌崴?，太?能熱水器多為儲熱式熱水器，電熱水器目前的主流為儲熱式，正向直熱式電熱水器 過渡。當(dāng)人們以淋浴方式進(jìn)行洗浴時(shí)，洗浴熱水(大約為4(T43'C)從上至下流經(jīng)人 體或直接墜落到地板上，隨即變?yōu)橄丛U水(大約為30 35。C)直接流入下水道。在 中國，年平均氣溫為16.6'C，北方地區(qū)的年平均溫度會更低，直接將30'C左右的洗 浴廢水排放到下水道，隨之流走的不僅是水，同時(shí)也蘊(yùn)涵了相當(dāng)可觀的熱能。以直熱式電熱水器為例，目前市面上銷售的直熱式電熱水器功率大多為 6KW 8KW，若是在寒冷的冬季，環(huán)境溫度/直熱式熱水器入水(自來水)水溫為(TC時(shí)， 要獲得適宜人體洗浴所需的每分鐘4升流量、42'C的熱水，需要11.72KW;若每分鐘6 升流量，則需要17. 58KW;初始水溫為5'C，對應(yīng)的功率也需要達(dá)到10. 32KW和16. 18KW。 顯然，目前市面上所銷售的直熱式電熱水器功率普遍為6KW^KW，難以能夠滿足人們 冬季洗浴需要。為什么直熱式電熱水器的制造廠不生產(chǎn)12、8KW的電熱水器呢？這是 由于我國的居民住宅的電力線路和供電環(huán)境決定(限制)的。若能以簡單而高效的方法回收利用洗浴廢水所蘊(yùn)涵的部分熱能，對初始溫度較 低的自來水進(jìn)行預(yù)熱，例如，若有效回收60%洗浴廢水中的熱能，即使用較小額定功 率(如6kw)的直熱式熱水器也能讓人們在寒冷的冬季獲得較舒適的洗浴感受。這將 有利于節(jié)能、環(huán)保并且省錢，同時(shí)也能降低熱水器生產(chǎn)的材料和成本?，F(xiàn)有的涉及浴室使用的換熱器，大多屬將現(xiàn)有的普通工業(yè)換熱器結(jié)構(gòu)照搬進(jìn)入 浴室，其中，由螺旋盤管換熱器變形而來的最為常見。比較具有代表性的是專利號
為03263228.2的《可帶電加熱的余熱回收裝置》屬螺旋盤管換熱器的變形；而專利 號為99203188. 5的《墊板式廢熱水余熱回收器》則使用了盤管加套管式換熱器原理。 這些選用螺旋盤管式設(shè)計(jì)換熱器的換熱效率較低，難以滿足冬季環(huán)境溫度較低的洗 浴環(huán)境。專利號為01249608.1的《薄板換熱器》的設(shè)計(jì)則過于復(fù)雜，使用了過多的 材料，卻沒有能相應(yīng)地增加有效的換熱面積，并且該設(shè)計(jì)的換熱器加工難度大、成 本高。本發(fā)明提供一種兼具了板式換熱器、螺旋板式換熱器、螺旋盤管式換熱器的特 點(diǎn)，體積小、換熱效率高，可進(jìn)行逆流換熱、能滿足低溫差換熱的需要，帶模塊化 結(jié)構(gòu)過濾器、容易拆卸清洗的新型換熱器，并且具有易于模塊化加工和裝配生產(chǎn)， 制造成本低的特點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種新型板式螺旋換熱器，其特征是，換熱器的核心部件是一塊由高熱導(dǎo)率的 金屬薄板通過沖壓方式制成，從里到外形成螺旋形的凹槽(實(shí)際上在金屬薄板兩面 形成凹凸相間的溝槽)；通過在該帶螺旋形凹槽的金屬板兩面，分別覆蓋金屬或塑 料板，在該帶螺旋形凹槽的金屬板兩面形成上下兩層、相互隔離的兩個(gè)螺旋形流體 通道，讓初始溫度較低的液體從上層水道邊緣流入、至中間流出，而初始溫度較高 的液體從下層水道的中間流進(jìn)、至邊緣流出，從而以逆流的方式實(shí)現(xiàn)低溫差換熱。帶螺旋形凹槽的金屬板的外形輪廓為圓形或橢圓形，也可以是帶圓弧導(dǎo)角的正 方形、長方形，還可以是類似體育場 形跑道的形狀。凹槽(溝槽)的截面可以設(shè)計(jì)制作成圓弧形(類似正弦波形或瓦楞型)，也可 以是鋸齒形(類似多個(gè)VVVVV連接的形狀)。本發(fā)明的換熱器另一個(gè)特點(diǎn)，帶螺旋形凹槽的金屬板的整體中間略為凹陷，周 邊略高，呈鈍角錐臺平底鍋形；中間預(yù)留一部分空間面積，在換熱器中間位置可放 置一個(gè)模塊化的過濾器，以減低換熱器的污垢形成。本發(fā)明與現(xiàn)有的設(shè)計(jì)相比有以下優(yōu)點(diǎn)兩個(gè)上冷下熱分層的螺旋形水道，增強(qiáng)換熱過程中水的對流以及紊流(強(qiáng)制對 流)，有效提高換熱效率；螺旋形水道也有效減低了液體流動(dòng)的阻力；可逆流換熱， 能夠滿足低溫差換熱的應(yīng)用環(huán)境。
換熱面是一整塊金屬板制成，加強(qiáng)傳熱效果的同時(shí)，還起到均衡傳熱的效果； 例如，在家庭淋浴的洗浴環(huán)境，能有效抑制由于洗浴廢水的水流溫度間歇變化、流 量流速等因素導(dǎo)致被預(yù)熱的清潔水水溫度明顯波動(dòng)、時(shí)冷時(shí)熱的情況發(fā)生。換熱面整體呈鍋底形的設(shè)計(jì)，保證了人們在洗浴過程中偶爾間斷熱水使用(打 香皂或洗發(fā)時(shí)關(guān)閉了水流)時(shí)，仍然繼續(xù)保持了對清潔自來水的預(yù)熱，減低重新開 啟熱水時(shí)水溫的波動(dòng)。獨(dú)立的模塊化的過濾器，可以減低換熱器的污垢形成，同時(shí)也方便過濾器的技 術(shù)升級。以沖壓方式在一個(gè)平方米的面積內(nèi)能制成兩個(gè)15 20m長(甚至達(dá)30m以上)的 螺旋型水道，對比使用15 20m長金屬管(圓管或方槽管)制作螺旋盤管成本更底， 更容易加工。


圖l:是本發(fā)明的換熱器的剖視圖；圖2:是本發(fā)明的核心部件，螺旋形凹槽的金屬板l的三維視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的換熱器作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，本實(shí)施方案中所設(shè)計(jì)的換熱器，其核心部件是一塊由高熱導(dǎo)率的 金屬薄板通過沖壓方式制成，從里到外形成螺旋形的凹槽(實(shí)際上在金屬薄板兩面 形成凹凸相間的溝槽)的帶螺旋形凹槽的金屬板l;通過在該帶螺旋形凹槽的金屬板 l的上面覆蓋金屬板4、下面覆蓋塑料板5及保溫材料(圖中未畫出)，在該帶螺旋形凹槽的金屬板1的兩面形成相互隔離的上層螺旋形流體通道2和下層螺旋形流體通道 3;讓初始溫度較低的清潔自來水從上層螺旋形流體通道2的邊緣冷水入水口6流入、 經(jīng)預(yù)熱后至中間的清潔水出水口7流出，而初始溫度較高的洗浴廢水從下層螺旋形流 體通道3的中間洗浴廢水入水口9流進(jìn)、至邊緣洗浴廢水出水口8流出，以逆流的方式 實(shí)現(xiàn)低溫差換熱，實(shí)現(xiàn)利用洗浴廢水預(yù)熱低溫自來水的目的。帶螺旋形凹槽的金屬板l的外形輪廓為圓形或橢圓形，也可以是帶圓弧導(dǎo)角的 正方形、長方形，還可以是類似體育場 形跑道的形狀。
凹槽(溝槽)的截面可以設(shè)計(jì)制作成圓弧形(類似正弦波形或瓦楞型)，也可 以是鋸齒形(類似多個(gè)VVVVV連接的形狀)。本實(shí)施方案中所設(shè)計(jì)的換熱器的帶螺旋形凹槽的金屬板l的整體中間略為凹 陷，周邊略高，呈鈍角錐臺平底鍋形；中間預(yù)留一部分空間面積，在換熱器中間位 置放置一個(gè)模塊化的過濾洗浴廢水中毛發(fā)、油膩、皮屑等的過濾器IO，以減低換熱 器的污垢形成。過濾器中心還另設(shè)有一個(gè)泄水口ll，用于當(dāng)過濾器發(fā)生阻塞、洗浴 廢水從換熱器螺旋水道泄水不暢時(shí)，即從該處泄水，避免廢水四溢；洗浴之后，可 通過卸下該泄水口排放熱水器中剩余的洗浴廢水。換熱器還包括外殼13，加強(qiáng)筋及填充物12等。在實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的各個(gè)目的過程中，也描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)該說明 的是，這個(gè)實(shí)施例只是為說明本發(fā)明的原理所作講解和描述。在不偏離本發(fā)明本質(zhì) 和范圍的條件下許多改進(jìn)和適應(yīng)性修改對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來說都是顯而易 見的。因此，本發(fā)明只由下面的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1、一種新型板式螺旋換熱器，其特征是，換熱器的核心部件是一塊由高熱導(dǎo)率的金屬薄板通過沖壓方式制成，從里到外形成螺旋形的凹槽(實(shí)際上在金屬薄板兩面形成凹凸相間的溝槽)；通過在該帶螺旋形凹槽的金屬板兩面，分別覆蓋金屬或塑料板，在該帶螺旋形凹槽的金屬板兩面形成上下兩層、相互隔離的兩個(gè)螺旋形流體通道，讓初始溫度較低的液體從上層水道邊緣流入、至中間流出，而初始溫度較高的液體從下層水道的中間流進(jìn)、至邊緣流出，從而以逆流的方式實(shí)現(xiàn)低溫差換熱。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的板式螺旋換熱器，其特征是帶螺旋形凹槽的金屬板 的整體中間略為凹陷，周邊略高，呈鈍角錐臺平底鍋形；中間預(yù)留一部分空間面積， 在換熱器中間位置可放置一個(gè)模塊化的過濾器，以減低換熱器的污垢形成。
全文摘要
一種新型板式螺旋換熱器，兼具了板式換熱器、螺旋板式換熱器、螺旋盤管式換熱器的特點(diǎn)，體積小、換熱效率高，可進(jìn)行逆流換熱、滿足低溫差換熱的需要，帶模塊化結(jié)構(gòu)過濾器、容易拆卸清洗的新型換熱器，并且具有易于模塊化加工和裝配生產(chǎn)，制造成本低的特點(diǎn)。特別適合家庭淋浴過程中，洗浴廢水的余熱回收，預(yù)熱低溫的清潔自來水，可有效回收60％以上的廢熱，以較低的成本，在不增加能源消耗的情況下獲得熱水器功率倍增的效果。
文檔編號F28D9/00GK101118133SQ20071007792
公開日2008年2月6日 申請日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者杰 楊 申請人:杰 楊