專利名稱：一種有冷凝式余熱換熱器的換熱器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種有冷凝式余熱換熱器的換熱器組件，屬于燃?xì)饪焖贌崴黝I(lǐng)域。
該項(xiàng)技術(shù)的現(xiàn)狀與該項(xiàng)技術(shù)有關(guān)的實(shí)用新型專利有CN2136418Y燃?xì)鉄崴鞴?jié)能預(yù)熱裝置1993年6月16日公告CN2141878Y多次循環(huán)加熱的燃?xì)鉄崴鲀?nèi)膽 1993年9月8日公告CN2138766Y熱水器中連續(xù)加熱的結(jié)構(gòu)1993年7月21日公告CN2147470Y熱水器之熱交換器 1993年11月24日公告CN2222879Y家用燃?xì)鉄崴鞯念A(yù)熱器1996年3月20日公告CN2251692Y冷凝式燃?xì)饪焖贌崴? 1997年4月9日公告普通燃?xì)饪焖贌崴髋欧艧煔鉁囟雀?，?guó)標(biāo)GB6932-86規(guī)定不低于110℃，熱損失很大。為了提高普通燃?xì)饪焖贌崴鞯臒嵝剩瑢?shí)用新型CN2136418Y和CN2222879Y的做法是將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立(即分體)的余熱換熱器，置于現(xiàn)有普通燃?xì)饪焖贌崴鲹Q熱器(以下改稱一次換熱器)的正上方。余熱換熱器與普通燃?xì)饪焖贌崴鲀?nèi)的一次換熱器、燃燒室及盤管共同組成換熱器組件。其優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)有普通燃?xì)饪焖贌崴鞑恍韪膭?dòng)，只要將余熱換熱器串聯(lián)于熱水器進(jìn)水口上游即可，因而可以很方便地與用戶的直排式普通燃?xì)饪焖贌崴飨嗯涮?。缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)上未考慮冷凝水的排放，余熱換熱器水平放置，翅片上的冷凝水會(huì)滴到燃燒室下面的燃燒器燒嘴上，影響燃?xì)獾恼Ｈ紵?；其次?冷水先上行進(jìn)入余熱換熱器然后向下返回至熱水器下方，進(jìn)入熱水器內(nèi)燃燒室外的盤管，和燃燒室上端的一次換熱器，最后再次向下返回至熱水器下端送出。)冷水有兩次上下往返，冷水無換熱管程較長(zhǎng)，水壓的沿程損失較大；余熱換熱器與直排式普通燃?xì)饪焖贌崴髦g采用外部軟(硬)管連接，改變了原有熱水器簡(jiǎn)潔的外觀，而且可拆式連接不如焊接密封可靠。此外，CN2222879Y的余熱換熱器翅片換熱面積太小；而CN2136418Y的又過大，耗材多。
實(shí)用新型CN2141878Y其特征是有若干根貫穿燃燒室的熱交換管。缺點(diǎn)是熱交換管離燃燒器太近，燃燒室內(nèi)溫度分布不均，不利于燃?xì)獾耐耆紵?；熱交換管為光管，單位長(zhǎng)度換熱面積??；設(shè)計(jì)上未考慮冷凝水的排放。
實(shí)用新型CN2138766Y其換熱方式為逆流換熱，思路很好；但換熱器體積大，單位體積換熱面積小，空間利用率低；水箱離燃燒器太近，不利于燃?xì)獾耐耆紵?；并且其結(jié)構(gòu)上未考慮冷凝水的排放問題。
實(shí)用新型CN2147470Y的余熱換熱器翅片換熱面積適中，且采用與一次換熱器完全相同的結(jié)構(gòu)形式還可以降低生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)上未考慮冷凝水的排放；此外，由于冷水與煙氣順流換熱(即冷水--盤管--一次換熱器--余熱換熱器--熱水)所以換熱效率較低。
上面所列實(shí)用新型專利中，只有實(shí)用新型CN2251692Y在其余熱換熱器部分考慮了冷凝水的排放，并有冷凝水排放裝置。但是將一排冷凝水槽置于煙室內(nèi)余熱換熱器翅片的正下方，此結(jié)構(gòu)給制造及維護(hù)帶來許多不便；且冷凝水槽中的水會(huì)產(chǎn)生二次蒸發(fā)，降低余熱換熱器的換熱效率；冷水經(jīng)盤管預(yù)熱后再進(jìn)入余熱換熱器，降低了余熱換熱器與煙氣的溫差，因而也降低了換熱效率。此外，由于冷凝水槽與翅片上下一一相對(duì)，煙氣的排放對(duì)流通截面又有一定的要求，因此各冷凝水槽必須保持一定的間距。由于翅片與冷凝水槽有同樣的間隔，所以翅片間距較大，余熱換熱器單位體積的換熱面積較小，換熱效率較低。
本實(shí)用新型的目的是克服上述實(shí)用新型的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種高效、簡(jiǎn)潔、可靠實(shí)用的換熱器組件，提高現(xiàn)有燃?xì)饪焖贌崴鞯臒嵝省?br> 本實(shí)用新型的目的可由多種技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，詳見如下技術(shù)方案一如實(shí)用新型CN2136418Y和CN2222879Y所述余熱換熱器與普通燃?xì)饪焖贌崴鞣謩e為兩個(gè)獨(dú)立體。余熱換熱器位于熱水器上方，其水路串聯(lián)于熱水器進(jìn)水口上游，兩者之間采用可拆式軟(或硬)管聯(lián)接。余熱換熱器與熱水器內(nèi)部的一次換熱部件(包括一次換熱器、燃燒室和盤管)共同組成換熱器組件。余熱換熱器為垂直翅片管結(jié)構(gòu)形式，翅片平面與煙氣流動(dòng)方向相順。冷水先進(jìn)入余熱換熱器，然后向下返回至熱水器下方，再向上進(jìn)入熱水器內(nèi)燃燒室外的盤管，和燃燒室上端的一次換熱器，最后再次向下返回至熱水器下端送出。
此方案改進(jìn)的地方是余熱換熱器采用與一次換熱器相同的垂直翅片蛇形彎管結(jié)構(gòu)，其翅片與水平面保持一定的夾角，翅片下邊連續(xù)下降。余熱換熱器和一次換熱器之間有一過渡煙室；煙室一側(cè)開有一個(gè)和煙室等長(zhǎng)的側(cè)開口。一個(gè)冷凝水接排水槽置于翅片斜面最低邊沿下方、貼靠煙室壁外側(cè)，并朝一端傾斜。冷凝水槽靠煙室一側(cè)的槽幫有一折向煙室的斜面。此斜面穿過過渡煙室側(cè)開口，一直延伸至翅片斜面最低邊沿的下方。余熱換熱器上產(chǎn)生的冷凝水可順著翅片流向其低端，滴入冷凝水接排水槽。此水槽有一定的斜度，以使冷凝水隨時(shí)排出。
與實(shí)用新型CN2251692Y相比，此方案的優(yōu)點(diǎn)是除掉了余熱換熱器下方的一排冷凝水槽，避免了冷凝水的二次蒸發(fā)，簡(jiǎn)化了余熱換熱器結(jié)構(gòu)；并且可進(jìn)一步減小翅片間距，提高單位體積換熱面積，因而提高換熱效率。
此方案的缺點(diǎn)是余熱換熱器翅片高端產(chǎn)生的冷凝水需流向翅片的低端排出，即冷凝水流程長(zhǎng)。此外，翅片兩端高度差較大，翅片受熱不均，翅片高端一側(cè)煙室散熱面大，向外輻射熱量多。這些缺點(diǎn)均降低煙氣余熱的換熱效率。
技術(shù)方案二如方案一所述的換熱器組件，其改進(jìn)的地方是余熱換熱器采用雙斜面結(jié)構(gòu)。即翅片的下邊為中間高兩邊低，由最高點(diǎn)向最低點(diǎn)連續(xù)下降；全部翅片的下邊形成一個(gè)有尖頂?shù)碾p斜面。其兩低端的下方有一對(duì)傾斜的冷凝水接排水槽；此水槽貼靠煙室前后兩外側(cè)固定。
此方案的優(yōu)點(diǎn)繼承了方案一的優(yōu)點(diǎn)，并且又有改進(jìn)冷凝水流程短；煙室前后兩端總散熱面減小，向外輻射熱量減少；此外，由于翅片及煙室前后對(duì)稱，因而一定程度上改善了煙氣換熱條件。上述優(yōu)點(diǎn)均對(duì)提高余熱換熱器的換熱效率有利。
此方案的缺點(diǎn)蛇型彎管等間距分布，與煙室內(nèi)煙氣的流動(dòng)速度分布曲線不一致，翅片與煙氣換熱不均。
技術(shù)方案三如方案二所述的換熱器組件，其改進(jìn)的地方是壓縮余熱換熱器中部蛇形管間距(蛇形彎管在水平面上的投影間距不變)，使蛇形管間距與過渡煙室內(nèi)煙氣的流動(dòng)速度分布曲線一致——即中間密兩邊疏，逐漸過渡。翅片中部的形狀隨之變得圓滑，形成拱形曲線——即翅片的下邊為對(duì)稱的向上凸起的拱形曲線；全部翅片的下邊形成一個(gè)圓滑的拱形曲面。
此方案的優(yōu)點(diǎn)繼承了方案二的優(yōu)點(diǎn)，并且又有改進(jìn)蛇形彎管的疏密與煙室內(nèi)煙氣流動(dòng)速度分布曲線近似吻合，翅片換熱較均勻。對(duì)提高余熱換熱器的換熱效率有利。
技術(shù)方案一、二、三繼承了實(shí)用新型CN2136418Y和CN2222879Y中余熱換熱器與一次換熱部件分為兩體所帶來的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)上述方案不用改動(dòng)現(xiàn)有的普通燃?xì)饪焖贌崴鳎灰獙⒂酂釗Q熱器串聯(lián)于熱水器進(jìn)水口上游即可，因而可以很方便地與用戶的熱水器相配套，有利于此項(xiàng)節(jié)能技術(shù)的推廣使用。
缺點(diǎn)(冷水先進(jìn)入余熱換熱器然后返回至熱水器下方，進(jìn)入其燃燒室外的盤管，通過燃燒室上端的一次換熱器，最后再次返回?zé)崴飨露怂统觥?水路上下往返兩次，冷水無換熱流程較長(zhǎng)，水壓的沿程損失較多。余熱換熱器與熱水器之間采用外部軟(硬)管連接，改變了原有熱水器簡(jiǎn)潔的的外觀，而且可拆式連接不如焊接密封可靠。
技術(shù)方案四、五、六如方案一、二、三所述的換熱器組件，其改進(jìn)的地方是余熱換熱器與一次換熱部件做成一個(gè)整體。冷水先進(jìn)入余熱換熱器，然后進(jìn)入一次換熱器，最后進(jìn)入其燃燒室外的盤管，并從熱水器下端送出。
此方案的優(yōu)點(diǎn)是分別繼承了方案一、二、三的優(yōu)點(diǎn)，并且又有改進(jìn)換熱器組件為一個(gè)整體，冷水與煙氣很容易實(shí)現(xiàn)逆流換熱，冷水自上而下，余熱換熱器與煙氣換熱溫差最大，整個(gè)換熱器組件換熱效率最高。且由于水路簡(jiǎn)潔流暢，無換熱流程最短，所以水壓的沿程損失也最少。此外，換熱器組件為一個(gè)整體，各部分水路采用氣焊連接，接口嚴(yán)密結(jié)實(shí)，因而整個(gè)換熱器組件可靠耐用。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)因?yàn)橛酂釗Q熱器翅片下沿連續(xù)并且與水平面保持一定的夾角，其翅片不僅能換熱，而且還可導(dǎo)流冷凝水，所以結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)潔、自然；同時(shí)由于取消了余熱換熱器翅片下方的一排冷凝水槽，這樣一方面可以大大減少冷凝水的二次蒸發(fā)，減小余熱換熱器翅片間距，增加單位體積的換熱面積，因而進(jìn)一步提高了余熱換熱效率；另一方面整個(gè)換熱器組件的可靠性和耐用性也得到了顯著的提高。當(dāng)余熱換熱器與一次換熱部件做成一個(gè)整體時(shí)，很容易實(shí)現(xiàn)逆流換熱，因而又能進(jìn)一步提高換熱組件的熱效率。此外，由于換熱效率很高，耗氣量相對(duì)較少，因而還可以適當(dāng)縮小燃燒室的尺寸，減少燃燒室向外的熱輻射，提高熱效率。


圖1分體式拱形曲面冷凝余熱換熱器組件圖2分體式雙斜面冷凝余熱換熱器組件圖3分體式單斜面冷凝余熱換熱器組件圖4一體式拱形曲面冷凝余熱換熱器組件圖5一體式雙斜面冷凝余熱換熱器組件圖6一體式單斜面冷凝余熱換熱器組件圖中1。余熱換熱器7。單斜面換熱器翅片13。一次換熱器2。管接頭8。雙斜面換熱器翅片14。燃燒室3。過渡煙室 9。拱形曲面換熱器翅片 15。盤管4。冷凝水接排水槽10。連接軟(或硬)管 16。水氣聯(lián)動(dòng)接口5。蛇形彎管 11。普通燃?xì)饪焖贌崴?17。熱水器原進(jìn)水口6。過渡煙室側(cè)開口 12。一次換熱器部件 18。熱水出口本實(shí)用新型最好的實(shí)施方式是分體式或一體式拱形曲面冷凝余熱換熱器組件(見圖1、圖4)，但是為了敘述簡(jiǎn)潔、方便，
以下結(jié)合附圖按先分體后一體，先易后難循序漸進(jìn)地詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式實(shí)施方式一見圖3分體式單斜面冷凝余熱換熱器組件(參見圖1)余熱換熱器(1)與普通燃?xì)饪焖贌崴?11)分別為兩個(gè)獨(dú)立體。余熱換熱器(1)位于普通燃?xì)饪焖贌崴?11)上方，兩者之間采用可拆式連接軟(或硬)管(10)與管接頭(2)連接。余熱換熱器(1)與普通燃?xì)饪焖贌崴?11)內(nèi)部的一次換熱部件(12)(包括一次換熱器(13)、燃燒室(14)和盤管(15))共同組成換熱器組件。余熱換熱器(1)為垂直翅片蛇形彎管結(jié)構(gòu)，翅片平面與煙氣流動(dòng)方向相順；冷水通過連接軟(或硬)管(10)與管接頭(2)后，先通過余熱換熱器(1)上的蛇形彎管(5)，然后向下通過連接軟(或硬)管(10)與管接頭(2)，返回至普通燃?xì)饪焖贌崴?11)下方，通過熱水器原進(jìn)水口(17)、水氣聯(lián)動(dòng)接口(16)，再向上進(jìn)入熱水器(11)內(nèi)燃燒室(14)外的盤管(15)，和燃燒室(14)上端的一次換熱器(13)，最后再次向下返回至普通燃?xì)饪焖贌崴?11)下端熱水出口(18)送出。
余熱換熱器(1)采用與一次換熱器(13)相同的垂直翅片蛇形彎管結(jié)構(gòu)形式，其單斜面換熱器翅片(7)與水平面保持一定的夾角，翅片下邊連續(xù)下降。余熱換熱器(1)和一次換熱器(13)之間有一過渡煙室(3)；煙室(3)一側(cè)開有一個(gè)和煙室(3)等長(zhǎng)的過渡煙室側(cè)開口(6)。一個(gè)冷凝水接排水槽(4)置于翅片斜面最低邊沿下方、貼靠煙室(3)壁外側(cè)，并朝一端傾斜。冷凝水接排水槽(4)靠煙室(3)一側(cè)的槽幫有一折向煙室(3)的斜面。此斜面穿過煙室側(cè)開口(6)，一直延伸至翅片斜面最低邊沿的下方。余熱換熱器(1)上產(chǎn)生的冷凝水可順著翅片流向其低端，滴入冷凝水接排水槽(4)。此水槽有一定的斜度，以使冷凝水隨時(shí)排出。
實(shí)施方式二見圖2分體式雙斜面冷凝余熱換熱器組件(參見圖1)如方式一所述的換熱器組件，其改進(jìn)的地方是余熱換熱器(1)采用雙斜面換熱器翅片(8)，翅片(8)的下邊為中間高兩邊低，由最高點(diǎn)向最低點(diǎn)連續(xù)下降；全部翅片(8)的下邊形成一個(gè)有尖頂?shù)碾p斜面。其兩低端的下方有一對(duì)傾斜的冷凝水接排水槽(4)；此水槽貼靠過渡煙室(3)前后兩外側(cè)固定。
實(shí)施方式三見圖1分體式拱形曲面冷凝余熱換熱器組件如方式二所述的換熱器組件，其改進(jìn)的地方是壓縮余熱換熱器(1)中部蛇形彎管(5)的間距(蛇形彎管在水平面上的投影間距不變)，使蛇形彎管(5)間距與過渡煙室(3)內(nèi)煙氣的流動(dòng)速度分布曲線一致------即中間密兩邊疏，逐漸過渡。拱形曲面換熱器翅片(9)中部的形狀隨之變得圓滑，形成拱形曲線------即翅片的下邊為對(duì)稱的向上凸起的拱形曲線全部拱形曲面換熱器翅片(9)的下邊形成一個(gè)圓滑的拱形曲面。
實(shí)施方式四、五、六見圖4、圖5、圖6(參見圖1)圖4一體式拱形曲面冷凝余熱換熱器組件圖5一體式雙斜面冷凝余熱換熱器組件圖6一體式單斜面冷凝余熱換熱器組件如方式一、二、三所述的換熱器組件，其改進(jìn)的地方是冷水與煙氣逆流換熱——即冷水經(jīng)水氣聯(lián)動(dòng)接口(16)后，先進(jìn)入余熱換熱器(1)上的蛇形彎管(5)，然后進(jìn)入一次換熱器(13)，最后進(jìn)入其燃燒室(14)外的盤管(15)，并從熱水器下端熱水出口(18)送出。換熱器組件為一個(gè)整體，各部分水路采用氣焊連接。
權(quán)利要求1.一種有冷凝式余熱換熱器的換熱器組件，由余熱換熱器與普通燃?xì)饪焖贌崴鲀?nèi)部的一次換熱部件——其中包括一次換熱器、燃燒室和盤管，共同組成換熱器組件，余熱換熱器與普通燃?xì)饪焖贌崴鞣謩e為兩個(gè)獨(dú)立體，余熱換熱器位于熱水器上方，其水路串聯(lián)于熱水器進(jìn)水口上游，兩者之間采用可拆式軟或硬管聯(lián)接，余熱換熱器為垂直翅片管結(jié)構(gòu)形式，翅片平面與煙氣流動(dòng)方向相順，冷水先進(jìn)入余熱換熱器，然后向下返回至熱水器下方，再向上進(jìn)入熱水器內(nèi)燃燒室外的盤管，和燃燒室上端的一次換熱器，最后再次向下返回至熱水器下端送出，其特征是余熱換熱器(1)采用與一次換熱器(13)相同的垂直翅片蛇形彎管結(jié)構(gòu)，其翅片與水平面保持一定的夾角，翅片下邊連續(xù)下降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器組件，其特征是余熱換熱器(1)和一次換熱器(13)之間有一過渡煙室(3)，煙室一側(cè)開有一個(gè)和煙室等長(zhǎng)的過渡煙室側(cè)開口(6)，一個(gè)冷凝水接排水槽(4)置于翅片斜面最低邊沿下方、貼靠煙室壁外側(cè)，并朝一端傾斜，冷凝水槽靠煙室一側(cè)的槽幫有一折向煙室的斜面，此斜面穿過過渡煙室側(cè)開門，一直延伸至翅片斜面最低邊沿的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換熱器組件，其特征是余熱換熱器采用雙斜面結(jié)構(gòu)，即翅片的下邊為中間高兩邊低，由最高點(diǎn)向最低點(diǎn)連續(xù)下降，全部翅片的下邊形成一個(gè)有尖頂?shù)碾p斜面，其兩低端的下方有一對(duì)傾斜的冷凝水接排水槽，此水槽貼靠煙室前后兩外側(cè)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器組件，其特征是壓縮余熱換熱器中部蛇形彎管(5)間距，蛇形彎管在水平面上的投影間距不變，使蛇形管間距與過渡煙室內(nèi)煙氣的流動(dòng)速度分布曲線一致——即中間密、兩邊疏逐漸過渡，翅片中部的形狀隨之變得圓滑，形成拱形曲線——即翅片的下邊為對(duì)稱的向上凸起的拱形曲線，全部翅片的下邊形成一個(gè)圓滑的拱形曲面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的換熱器組件，其特征是余熱換熱器與一次換熱部件做成一個(gè)整體。
專利摘要一種有冷凝式余熱換熱器的換熱器組件,屬于燃?xì)饪焖贌崴黝I(lǐng)域。本實(shí)用新型主要從冷水與煙氣的換熱順序,和余熱換熱器中冷凝水的排放兩方面對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),目的是要設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、換熱效率高的燃?xì)饪焖贌崴?。本?shí)用新型是這樣實(shí)施的:余熱換熱器翅片與水平面形成一定夾角,以使冷凝水可順著翅片的斜邊,自動(dòng)流向靠邊放置的冷凝水接排水槽,隨其傾斜趨勢(shì)從低端排出。改進(jìn)后的水路簡(jiǎn)潔流暢,符合逆流換熱原理,可提高熱水器的換熱效率。
文檔編號(hào)F24H1/12GK2377477SQ9820495
公開日2000年5月10日 申請(qǐng)日期1998年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月12日
發(fā)明者胡斌 申請(qǐng)人:胡斌