專利名稱：潛熱式熱交換器及應用潛熱式熱交換器的熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱水器技術領域，尤其涉及一種潛熱式熱交換器，以及一種應用
該潛熱式熱交換器的熱水器。
背景技術：
現(xiàn)在市場上的燃氣熱水器的工作原理主要是在熱水器的熱交換器上安裝吸熱片， 吸收高溫煙氣來加熱冷水并輸出熱水。但為了避免帶腐蝕性的冷凝水腐蝕熱水器內(nèi)部部 件，縮短熱水器的壽命，在結(jié)構(gòu)設計上一般將排出熱水器的煙氣控制在11(TC至22(TC之間。 高溫煙氣中水蒸汽由汽態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)時會釋放出大量熱量，即行業(yè)內(nèi)所謂的"潛
熱"。但現(xiàn)有的熱水器無法利用煙氣中的潛熱，所以導致現(xiàn)在最好的燃氣熱水器其熱效率大
致在88%左右，很難再有更大的突破。 因為現(xiàn)有技術條件下的燃氣熱水器無論在內(nèi)部的材料、零件選用，還是結(jié)構(gòu)設計 都已開發(fā)到極致，要想在熱水器的熱效率上有更大的突破，只有開發(fā)出新的熱水器技術。 因此，本領域的技術人員致力于開發(fā)一種創(chuàng)造性結(jié)構(gòu)的潛熱式熱交換器，并將之 應用于熱水器技術領域，以充分利用高溫煙氣中由汽態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)時釋放出的潛熱，在節(jié) 能上有突出效果。

實用新型內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題之一是提供一種熱 效率很高的潛熱式熱交換器。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種潛熱式熱交換器，設置在冷凝式熱水器 的煙氣出口處，至少包括一具有空腔的煙氣導流結(jié)構(gòu)，所述煙氣導流結(jié)構(gòu)開設有入煙口及 出煙口并形成煙氣通道；一熱交換部件設置在所述煙氣導流結(jié)構(gòu)的所述空腔中；所述熱交 換部件為一組貫通的導熱管，具有進水口及出水口 ；所述煙氣通道中具有將煙氣導入所述 空腔的煙氣導入口及煙氣導出口。 本實用新型的潛熱式熱交換器由于采用上述結(jié)構(gòu)設計，通過特殊設計的煙氣導流 結(jié)構(gòu)并配以設置在其中的熱交換部件，將熱水器排出的高溫煙氣引導到熱交換部件中，通 過熱交換部件吸收其熱量，不僅減少了排放廢氣的環(huán)境污染，也提高了熱水器的熱效率，具 有顯著的有益效果。 具體地，所述煙氣導流結(jié)構(gòu)包括第一導流部件及第二導流部件，所述第一導流部 件和/或所述第二導流部件合圍構(gòu)成所述空腔；所述第一導流部件上開設有所述入煙口及 所述煙氣導入口 ，并在所述入煙口與所述煙氣導入口之間形成用于將煙氣導入所述空腔的 第一導煙通道；所述第二導流部件上開設有所述出煙口及所述煙氣導出口，并在所述出煙 口與所述煙氣導出口之間形成用于將煙氣導出所述空腔的第二導煙通道；所述第一導煙通 道、所述空腔與所述第二導煙通道共同形成所述煙氣通道。[0010] 所述煙氣導入口及所述煙氣導出口分別開設在所述空腔的對角線位置?；蛘?，所 述煙氣導入口開設在所述空腔的上側(cè)位置；所述煙氣導出口開設在所述空腔的下側(cè)位置。 通過上述結(jié)構(gòu)，將高溫煙氣的流動通道設置在熱交換部件的周圍，并盡可能延長 高溫煙氣在空腔中的滯留時間，以提高熱交換效率。 具體地，所述第一導流部件及所述第二導流部件分別為多個薄板壓制件的組合 件，多個所述薄板壓制件通過固定連接形成所述第一導煙通道和所述第二導煙通道。所述 薄板可采用不銹鋼薄板。 采用不銹鋼薄板材質(zhì)的部件，不僅大大降低了零件的加工難度，也提高了零件的 抗腐蝕能力，延長了整個裝置的使用壽命。 具體地，所述空腔具有一傾斜底面，并在所述傾斜底面上設置一冷凝水回收接口 。 由于該傾斜的內(nèi)側(cè)底面事實為所述空腔的內(nèi)側(cè)底面，在工作中，當高溫煙氣與熱 交換部件交換熱量了 ，產(chǎn)生的冷凝水可以順利通過具有冷凝水回收接口排出冷凝式熱交換 器。 具體地，多個所述導熱管在所述空腔中并聯(lián)設置并共用所述進水口及所述出水 口。多個所述導熱管在所述空腔中錯位設置。所述導熱管為M形。 導熱管的形狀和位置布置是影響熱交換效率的重要因素。單一導熱管長則熱交換 表面積大但液體的流動性差，單一導熱管短則熱交換表面積小但液體的流動性好。采用并 聯(lián)設置可以有效提高導熱管中液體的流動性。采用錯位布置的目的是分散多個導熱管在空 腔中的空間位置，盡可能利用高溫煙氣中的熱能。采用M形管道設計的原因是在流動性和 熱交換表面積之間獲得最佳的平衡。 本實用新型所要解決的另一技術問題是提供一種熱效率很高的應用上述潛熱式 熱交換器的熱水器。 應用了本實用新型的潛熱式熱交換器的熱水器具有更高的熱交換效率，具有顯著 的進步性。 以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術效果作進一步說 明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

圖1是本實用新型的潛熱式熱交換器一具體實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中A-A局部剖視示意圖； 圖3是煙氣導流結(jié)構(gòu)的立體示意圖； 圖4是圖3中第一導流部件的剖視示意圖； 圖5是圖3中第二導流部件的剖視示意圖； 圖6是煙氣導流結(jié)構(gòu)的工作原理示意圖； 圖7是熱交換部件的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是導熱管的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是本實用新型的熱水器一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示為本實用新型的潛熱式熱交換器一具體實施例。 在該具體實施例中，潛熱式熱交換器安置在熱水器的頂部，主要包括煙氣導流結(jié)
構(gòu)1和熱交換部件2兩大部分。燃氣熱水器排出的高溫廢氣通過煙氣導流結(jié)構(gòu)1的引導
(如圖2中箭頭所示)，在流經(jīng)熱交換部件2時完成由水蒸氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)冷凝水的過程，并
將熱量置換給熱交換部件2，以達到整臺熱水器節(jié)能、提高熱水器熱效率的技術目的。 如圖3所示，煙氣導流結(jié)構(gòu)1為一具有空腔10的立方體構(gòu)件，主要包括第一導流
部件11及第二導流部件12。 第一導流部件11、第二導流部件12各為由多個不銹鋼薄板壓制件固定連接成的 組合件，并與部分處于外圍的壁板等配合，在第一導流部件11、第二導流部件12的夾層中 分別形成第一導煙通道113和第二導煙通道123。 具體地，如圖4所示，第一導流部件11大致為一直角形部件，在下側(cè)開設有入煙 口 111，在其側(cè)壁上部開設有面向空腔10的煙氣導入口 112，并在入煙口 lll與煙氣導入口 112之間形成用于將煙氣導入空腔10的第一導煙通道113。 如圖5所示，第二導流部件12由四個壁大致合圍形成，在一個側(cè)壁的下方位置并 不密閉，以形成一煙氣導出口 121，第二導流部件12在其上方還開設有排出煙氣的出煙口 122，并在煙氣導出口 121與出煙口 122之間形成用于將煙氣導出空腔10的第二導煙通道 123。 第一導煙通道113、空腔10與第二導煙通道123共同形成一貫通的煙氣通道。熱 水器排出的高溫廢氣在向上排出的路途中，經(jīng)過該煙氣通道的引導在空腔IO中滯留后排 出熱水器。 具體地，在本實施例中，煙氣導入口 112與煙氣導出口 121分別開設在空腔10的 對角線位置。其中，煙氣導入口 112位于空腔10的上側(cè)壁，煙氣導出口 121位于空腔10的 下側(cè)。如此的結(jié)構(gòu)設計其目的在于盡可能增加高溫煙氣的路徑長度，以使高溫煙氣盡可能 與熱交換部件接觸，提高換熱效率。 在其他的具體實施例中，也可以采用其他結(jié)構(gòu)，如用一管道將高溫煙氣直接從入 煙口引導至空腔的上側(cè)位置，而將煙氣導出口分別開設在空腔的下側(cè)位置，也可以實現(xiàn)相 同的技術目的，獲得基本相同的技術效果。 在本具體實施例中，第二導流部件12具有一傾斜的內(nèi)側(cè)底面124，并在傾斜的內(nèi) 側(cè)底面124上設置一冷凝水回收接口 125。 由于該傾斜的內(nèi)側(cè)底面事實為空腔的內(nèi)側(cè)底面，在工作中，當高溫煙氣與熱交換 部件交換熱量了 ，產(chǎn)生的冷凝水可以順利通過具有冷凝水回收接口排出冷凝式熱交換器。 由于第一導流部件11的上側(cè)面板與第二導流部件12的下側(cè)面板基本重疊，因此 在這兩者之間形成一個空氣層，有利于隔斷兩者之間直接的熱傳遞。 在其他的具體實施例中，也可以采用其他結(jié)構(gòu)，如將第二導流部件做成與第一導
流部件大致對稱的直角形結(jié)構(gòu)，并將兩者固定連接在一起構(gòu)成四壁，合圍形成空腔。上述結(jié)
構(gòu)雖基本可實現(xiàn)相同的技術效果，但上述結(jié)構(gòu)加工不便，熱效率也不如前者。 熱交換部件2設置在空腔10中。如圖7所示，熱交換部件2包括一組貫通的M形
導熱管21，多個M形導熱管21通過焊接在固定板24上形成一體的熱交換部件2。多個M形導熱管21在空腔10中并聯(lián)、錯位設置，并共用進水口 22及出水口 23。 M形導熱管21的形狀充分利用空腔10內(nèi)部的有限空間，盡量延長水流在熱交換部
件2內(nèi)部流經(jīng)的途徑，使?jié)摕崮鼙怀浞掷谩?如圖8所示，每根M形導熱管21都開有兩個口子，供水流進出。 如圖9所示為本實用新型的熱水器。其中在熱水器3的頂部設置有上述潛熱式熱
交換器4。 以下結(jié)合本實用新型的熱水器的工作，說明本實用新型的潛熱式熱交換器、及熱水器的工作原理及有益效果。 如圖6所示，燃氣熱水器啟動工作后，產(chǎn)生的煙氣向上走，經(jīng)過主熱交換器后排出的高溫廢氣，再經(jīng)過入煙口 lll進入潛熱式熱交換器內(nèi)部。煙氣沿著煙氣通道走，經(jīng)過煙氣導入口 112進入空腔10。 熱水器工作的同時，水流從進水口 22進入M形導熱管21，再從M形導熱管21的出水口 23流出潛熱式交換器。 所有M形導熱管都有水流流過。水流在流經(jīng)M形導熱管的同時充分吸收潛熱，即煙氣在空腔10內(nèi)完成從水蒸氣變化到冷凝水，并釋放出大量的熱量。潛熱式熱交換器四周都由不銹鋼板包圍，所以煙氣只能從排列嚴密的M形導熱管間的細小縫隙間走過，最后從煙氣導出口 121由出煙口 122排出熱水器。 由于產(chǎn)生的冷凝水具有弱酸腐蝕性，由冷凝水回收接口 125將冷凝水排出潛熱式熱交換器。 與現(xiàn)有技術相比，沒有潛熱式熱交換器的熱水器工作燃燒排出的煙氣一般在ll(TC以上，裝有潛熱式熱交換器的冷凝式熱水器排出的煙氣在50-6(TC左右，其中多余的熱量作為潛熱被利用于熱水器提供熱水，使熱水器熱效率提高到102% (根據(jù)實驗所得數(shù)
據(jù)再通過熱水器行業(yè)制定的熱效率計算公式計算得出的結(jié)果)。 本實用新型即考慮到環(huán)境環(huán)保問題，又達到節(jié)能的目的且效果明顯，在本技術領域中具有顯著的進步性。 以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本實用新型的權利要求保護范圍內(nèi)。
權利要求一種潛熱式熱交換器，設置在冷凝式熱水器的煙氣出口處，其特征在于至少包括一具有空腔的煙氣導流結(jié)構(gòu)，所述煙氣導流結(jié)構(gòu)開設有入煙口及出煙口并形成煙氣通道；一熱交換部件設置在所述煙氣導流結(jié)構(gòu)的所述空腔中；所述熱交換部件為一組貫通的導熱管，具有進水口及出水口；所述煙氣通道具有將煙氣導入所述空腔的煙氣導入口及煙氣導出口。
2. 如權利要求1所述的潛熱式熱交換器，其特征在于所述煙氣導流結(jié)構(gòu)包括第一導 流部件及第二導流部件，所述第一導流部件和/或所述第二導流部件合圍構(gòu)成所述空腔； 所述第一導流部件上開設有所述入煙口及所述煙氣導入口 ，并在所述入煙口與所述煙氣導 入口之間形成用于將煙氣導入所述空腔的第一導煙通道；所述第二導流部件上開設有所述 出煙口及所述煙氣導出口，并在所述出煙口與所述煙氣導出口之間形成用于將煙氣導出所 述空腔的第二導煙通道；所述第一導煙通道、所述空腔與所述第二導煙通道共同形成所述 煙氣通道。
3. 如權利要求1或2所述的潛熱式熱交換器，其特征在于所述煙氣導入口及所述煙 氣導出口分別開設在所述空腔的對角線位置。
4. 如權利要求1或2所述的潛熱式熱交換器，其特征在于所述煙氣導入口開設在所 述空腔的上側(cè)位置；所述煙氣導出口開設在所述空腔的下側(cè)位置。
5. 如權利要求2所述的潛熱式熱交換器，其特征在于所述空腔具有一傾斜底面，并在 所述傾斜底面上設置一冷凝水回收接口 。
6. 如權利要求2所述的潛熱式熱交換器，其特征在于所述第一導流部件及所述第二 導流部件分別為多個薄板壓制件的組合件，多個所述薄板壓制件通過固定連接形成所述第 一導煙通道和所述第二導煙通道。
7. 如權利要求1所述的潛熱式熱交換器，其特征在于多根所述導熱管在所述空腔中 并聯(lián)設置并共用所述進水口及所述出水口。
8. 如權利要求7所述的潛熱式熱交換器，其特征在于多根所述導熱管在所述空腔中 錯位設置。
9. 如權利要求1或7或8任一所述的潛熱式熱交換器，其特征在于所述導熱管為M形。
10. —種應用以上任一權利要求所述潛熱式熱交換器的熱水器。
專利摘要本實用新型公開了一種潛熱式熱交換器，設置在冷凝式熱水器的煙氣出口處，至少包括一具有空腔的煙氣導流結(jié)構(gòu)，煙氣導流結(jié)構(gòu)開設有入煙口及出煙口并形成煙氣通道；一熱交換部件設置在煙氣導流結(jié)構(gòu)的空腔中；熱交換部件為一組貫通的導熱管，具有進水口及出水口；煙氣通道中具有將煙氣導入空腔的煙氣導入口及煙氣導出口。本實用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)設計，通過特殊設計的煙氣導流結(jié)構(gòu)并配以設置在其中的熱交換部件，將熱水器排出的高溫煙氣引導到熱交換部件中，通過熱交換部件吸收其熱量，不僅減少了排放廢氣的環(huán)境污染，也提高了熱水器的熱效率，具有顯著的有益效果。本實用新型還公開了一種應用該潛熱式熱交換器的熱水器。
文檔編號F28D1/04GK201436544SQ200920072720
公開日2010年4月7日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權日2009年5月21日
發(fā)明者徐家芳, 施勇文, 榊原大木 申請人:上海林內(nèi)有限公司