專利名稱：高效節(jié)能家用短管式快速熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種熱交換裝置，特別涉及一種高效節(jié)能家用短管式 快速熱水器。
背景技術(shù)：
熱效率是家用燃?xì)饪焖贌崴鞯闹匾苄е笜?biāo)。用熱效率來(lái)衡量 熱工設(shè)備有效利用的能量與輸入能量的百分比沒(méi)有顧及到能量在質(zhì) 量上的差別，因此，往往不能反映裝置的完善程度。1用"是上世紀(jì) 七十年代在熱力學(xué)和能源科學(xué)領(lǐng)域中出現(xiàn)的新術(shù)語(yǔ)，也有人將其稱為 可用能或有效能。X用是結(jié)合熱力學(xué)第一定律和第二定律導(dǎo)得的參數(shù)， 單位千卡/公斤。X用作為一種評(píng)價(jià)能量?jī)r(jià)值的物理量，從量與質(zhì)的結(jié) 合上評(píng)價(jià)了能量的價(jià)值，揭示了能量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中變質(zhì)退化的本質(zhì)。
因此，用^S損失自效率來(lái)評(píng)價(jià)傳統(tǒng)家用燃?xì)饪焖贌崴鞯哪芰哭D(zhuǎn)換
應(yīng)該更為合理。
傳統(tǒng)家用燃?xì)饪焖贌崴髦饕扇紵?、熱交換器、氣水聯(lián)動(dòng)裝 置等部件構(gòu)成。熱交換器是其中的核心部件，它是由單根帶有翅片的 細(xì)口徑銅管構(gòu)成，其長(zhǎng)度一米左右，并成蛇形水平設(shè)置在燃燒器的上 方。傳統(tǒng)家用燃?xì)饪焖贌崴鞔嬖诘闹饕獑?wèn)題是，1、以天然氣為燃
料滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，爐膛火焰中心溫度高達(dá)15dfrc左右，而進(jìn)入熱交
換器水管內(nèi)的水溫已有15"C左右，加熱后出水溫度僅為4(TC左右， 這種極為懸殊的視在溫差無(wú)疑造成了很大的偶損失。因?yàn)橛袦夭畹膫?熱是不可逆過(guò)程，即使沒(méi)有熱量損失，也必然會(huì)產(chǎn)生l傭損失，并且傳熱溫差越大，傳擲傭損失也越大。2、由于燃燒器與熱交換器的距離 近，空間小，燃料充分燃燒的條件差，因此，造成一部分化學(xué)能未完
全燃燒熱損失，即一定的燃燒擁?yè)p失。3、爐膛內(nèi)的高溫火焰與水管
壁的熱交換基本上以熱輻射的方式進(jìn)行，但輻射受熱的管徑細(xì)，面積 小，黑度低，即輻射熱吸收的少，反射的多。水管壁面總的輻射角系 數(shù)小，即直射到其表面的輻射熱量少，所以，熱交換器總的輻射換熱 系數(shù)小，且熱交換過(guò)程很短，熱交換不充分，因此，傳熱糊損失大。
4、熱交換器的對(duì)流受熱面積很小，而且，水管的管徑細(xì)、硬彎多， 由于水有一定粘性，其水管內(nèi)壁上不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定厚度的層流 邊界層熱阻，而水的導(dǎo)熱、導(dǎo)溫系數(shù)又很低，所以，其對(duì)流換熱系數(shù) 低，傳熱飾損失大。5、燃燒室壁面的熱量散熱損失較大，這也是X用 效率低的一個(gè)原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)家用燃?xì)饪焖贌崴鞔嬖诘膯?wèn)題，提供 一種熱交換充分、，傭損失小、效率高的高效節(jié)能家用短管式快速熱水 器°
本發(fā)明有一個(gè)由外殼和內(nèi)膽構(gòu)成的水套，其特殊之處是，在水套 的夾層中有若干個(gè)隔水圈，將水套的夾層分隔成由上至下的若干層水 流通道，在內(nèi)膽上還有若干根水管，水管將水套的各層水流通道連通 在一起。
在外殼上、隔水圈的對(duì)應(yīng)處還裝有緊固箍，防止外殼變形。 在外殼的外面還有一層保溫層，以減小熱損失。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于-
1、水套構(gòu)成爐膛，燃料在爐膛中自由燃燒，換熱方式以對(duì)流為主，輻射為輔，改變了傳統(tǒng)家用燃?xì)饪焖贌崴鞯娜紵蛽Q熱方式， 且燃燒室的空間大了，燃料燃燒的條件好，可燃物質(zhì)燃燒的充分，化 學(xué)未完全燃燒的傭損失少。
2、 在水套中設(shè)置水管，并用水管連通水套的上下層水流通道，
一方面大大增加了對(duì)流受熱面和輻射受熱面，另一方面使熱交換器內(nèi)
的水流始終呈劇烈的渦流和紊流狀態(tài)，使水膽內(nèi)壁和水管內(nèi)壁上不產(chǎn)
生熱阻很大的層流邊界層，繼而顯著提高了對(duì)流換熱系數(shù)，且水在高
溫壁面的流程長(zhǎng)，即加熱時(shí)間長(zhǎng)，換熱充分，在輸入同等熱量條件下，
由于受熱面積增加多倍，因此，水升溫快，出水量大，出水溫度高， 而且數(shù)年不減。
3、 輻射受熱面積大，且水膽壁、水管壁的輻射角系數(shù)大，黑度 大，輻射熱吸收的多，反射的少，排煙熱損失少，Y用效率高。
4、 燃料選擇范圍寬，除天然氣外，還適合煤氣、人工沼氣及秸 桿氣等中熱值燃料，另外，可以燒各種液體燃料。
5、 適用范圍寬，除用于淋浴外，還適合家庭盆浴以及不同面積 的家庭及公共場(chǎng)所供暖，并大大降低了供暖成本。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A—A剖視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l和圖2所示，本發(fā)明有一個(gè)由外殼和內(nèi)膽構(gòu)成的水套，所 述的外殼由外筒6、上蓋12和底板1構(gòu)成，三者焊接在一起，內(nèi)膽 由內(nèi)筒7和煙囪11構(gòu)成，采用鑄造的方式將兩者鑄成一體，并與上 蓋12和底板1焊接在一起，構(gòu)成一個(gè)整體；在內(nèi)膽的內(nèi)表面上還可積；在水套的上蓋12上有一個(gè)進(jìn)水 接頭IO，在外筒6的下部有一個(gè)出水接頭13;在水套的夾層中有若 干個(gè)隔水圈4，隔水圈4將水套的夾層分隔成由上至下的若干層水流 通道，隔水圈4采用耐高溫并具有彈性的材料制作，以防止上下層之 間漏水，所述的隔水圈4的數(shù)量不限，根據(jù)需要來(lái)設(shè)置；所述的水套 為梯形，以便于外殼與內(nèi)膽的組裝，并確保隔水圈4不漏水，水套也 可以為矩形，功能不變；在內(nèi)膽上還有若干根水管8，水管8與內(nèi)膽 焊接在一起，水管8的數(shù)量由水流通道的層數(shù)確定，水管8將水套的 各層水流通道連通在一起，即每根水管8的進(jìn)口端與其上層的水流通 道相連通，出口端與其下層的水流通道相連通，從而將各層水流通道 連接成一條水流通道，上下層的水管8之間相互錯(cuò)開(kāi)；在水管8上還 有翅片9，以提高受熱效果；所述的外殼、內(nèi)膽及水管8三者采用同 一材質(zhì)，以便于焊接；在外殼上、隔水圈4的對(duì)應(yīng)處還裝有緊固箍3， 防止外殼變形及外殼變形后隔水圈4漏水；在外殼的外面還有一層保 溫層5，以減小熱損失；在內(nèi)膽的下面有一個(gè)燃燒器2，對(duì)水套及水 管8進(jìn)行加熱。
水經(jīng)進(jìn)水接頭10進(jìn)入，由于隔水圈4的阻隔，所以，不能直接 流到下層水流通道中，必須經(jīng)水管8流到下一層水流通道中，并在每 一層水流通道和水管8中交替流動(dòng)，在與高溫壁面頻繁接觸的流動(dòng)過(guò) 程中被加熱，最后從出水接頭13流出。
權(quán)利要求
1、一種高效節(jié)能家用短管式快速熱水器，它有一個(gè)由外殼和內(nèi)膽構(gòu)成的水套，其特征在于，在水套的夾層中有若干個(gè)隔水圈，將水套的夾層分隔成由上至下的若干層水流通道，在內(nèi)膽上還有若干根水管，水管將水套的各層水流通道連通在一起。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能家用短管式快速熱水器，其 特征在于，在外殼上、隔水圈的對(duì)應(yīng)處還裝有緊固箍。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能家用短管式快速熱水器，其 特征在于，在外殼的外面還有一層保溫層。
全文摘要
一種高效節(jié)能家用短管式快速熱水器，它有一個(gè)由外殼和內(nèi)膽構(gòu)成的水套，其特殊之處是，在水套的夾層中有若干個(gè)隔水圈，將水套的夾層分隔成由上至下的若干層水流通道，在內(nèi)膽上還有若干根水管，水管將水套的各層水流通道連通在一起；優(yōu)點(diǎn)在于，改變了傳統(tǒng)家用燃?xì)饪焖贌崴鞯娜紵蛽Q熱方式，可燃物質(zhì)燃燒的充分，化學(xué)未完全燃燒的損失少；增加了對(duì)流受熱面和輻射受熱面，并使熱交換器內(nèi)的水流始終呈劇烈的渦流和紊流狀態(tài)，提高了對(duì)流換熱系數(shù)，水升溫快，出水量大，出水溫度高；輻射受熱面積大，且水膽壁、水管壁的輻射角系數(shù)大，黑度大，輻射熱吸收的多，反射的少，排煙熱損失少，效率高；適用范圍寬，燃料選擇范圍寬，運(yùn)行費(fèi)用低。
文檔編號(hào)F24H1/12GK101424446SQ200810229109
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者剛 姚, 遠(yuǎn) 姚, 姚新安 申請(qǐng)人:姚新安