一种热交换装置及燃气热水器的制作方法

本发明属于制热水设备技术领域，具体地说，涉及一种热交换装置及燃气热水器。

背景技术：

现有燃气热水器体积过大，且能够加热水的升数越大体积越大，而燃气热水器一般安装在厨房的狭小空间内，体积过大会带来诸多不便，不仅影响美观，还占用厨房宝贵空间，影响燃气热水器体积的主要因素就是其热交换装置尺寸的大小。目前燃气热水器采用的热交换装置结构存在尺寸过大的问题。

技术实现要素：

本发明针对现有燃气热水器的热交换装置尺寸较大的技术问题，提出了一种热交换装置，可以解决上述问题。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种热交换装置，包括换热腔壳和若干换热直管，所有换热直管通过弯头相串联组成换热通道，所述换热通道的进水端与进水管连接，所述换热通道的出水端与出水管连接，所述换热直管水平设置，且沿竖直方向至少排成两层，所述弯头的两端分别与位于不同层的两个换热直管连接。

进一步的，所述换热直管的数量为奇数，所述进水端和出水端分别位于所述换热腔壳相对的两侧。

进一步的，各层的换热直管与其相邻层的换热直管之间交错布设。

进一步的，位于同一层的换热直管位于同一水平面上。

进一步的，当换热直管水平设置排成两层时，位于下层的换热直管的数量大于位于上层的换热直管的数量。

进一步的，位于下层的换热直管的数量与位于上层的换热直管的数量相差1个。

进一步的，所述换热腔壳内竖向设置有若干换热翅片，所述换热翅片上开设有穿管孔，所述换热直管穿过所述穿管孔并且与所述穿管孔过盈配合。

进一步的，所述换热腔壳至少包括前板、后板以及两端侧板，所述换热直管沿垂直于所述两端侧板的方向布设，所述进水端和出水端分别穿过所述两端侧板。

进一步的，所述弯头为u形。

本发明同时提出了一种燃气热水器，包括外壳，还包括前面任一条所记载的热交换装置，所述进水管从所述外壳的下方穿至所述外壳内与所述进水端连接，所述出水管从所述外壳的下方穿至所述外壳内与所述出水端连接。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的热交换装置，通过将换热直管沿竖直方向至少排成两层，所述弯头的两端分别与位于不同层的两个换热直管连接，也即，没有横向布设的弯头，使得位于同一层的相邻换热直管之间的横向中心距可以不受横向弯头尺寸限制而得到缩小，进而可缩短热交换装置横向的长度，有利于减小热交换装置的尺寸，也即可以减小整个燃气热水器的尺寸。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的燃气热水器的一种实施例结构示意图；

图2是图1的侧面视图；

图3是图1中热交换装置的局部透视图；

图4是图1中热交换装置的换热直管和弯头的连接示意图；

图5是图4中换热直管的纵向剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一，燃气热水器采用有焰燃烧的方式放热，也即燃料与氧气或空气进行的快速放热和发光、并以火焰的形式出现的氧化反应。热交换装置是燃气热水器能量交换实现对水进行加热的主要配置，如图1所示，本实施例中的燃气热水器包括外壳1和热交换装置2，热交换装置2设置在外壳1的内部，除此之外，外壳1内还设置有风机3、燃烧室4等，燃烧室4中设置有火排（角度原因图中未示出），火排的燃气口与燃气管5连接，且燃气管5中设置有气阀6，风机3用于将外壳1外部的空气抽入至燃烧室4中，与燃气混合在燃烧室内燃烧，产生的火焰以及所加热的空气可以加热热交换装置2中的换热管，实现对管内流经的水进行加热，由于热的空气向上流动，因此，热交换装置2位于燃烧室4的上方，以实现最大化吸收热量，提高换热效率，由于热交换装置2设置在外壳1的内部，燃气热水器的体积受热交换装置2体积的限制，为了能够减小燃气热水器的体积，本实施例提出了一种新型的热交换装置，可以缩小体积，如图2所示，该热交换装置包括换热腔壳21和若干换热直管22，所有换热直管22通过弯头23相串联组成换热通道，换热通道的进水端24与进水管7连接，具体而言，进水管7从外壳1的下方穿至外壳1内与进水端24连接，换热通道的出水端25与出水管8连接，具体而言，出水管8从外壳1的下方穿至外壳1内与出水端25连接，换热直管22水平设置，且沿竖直方向至少排成两层，弯头23的两端分别与位于不同层的两个换热直管22连接，因此，弯头23所在平面沿竖直方向或者沿与竖直方向略为倾斜的方向设置，优选弯头23的两端分别与位于不同层且空间相邻的两个换热管22连接，此时使得弯头23所在平面与竖直方向的夹角最小。位于不同层且空间相邻的两个换热管是指：该两个换热管中心轴线之间的距离最短。本实施例的热交换装置，通过将换热直管沿竖直方向至少排成两层，所述弯头的两端分别与位于不同层的两个换热直管连接，弯头所在平面沿竖直方向或者沿与竖直方向略为倾斜的方向设置，也即，没有横向布设的弯头，使得位于同一层的相邻换热直管之间的横向中心距可以不受横向弯头尺寸限制而得到缩小，进而可缩短热交换装置横向的长度，有利于减小热交换装置的尺寸，也即可以减小整个燃气热水器的尺寸。

弯头23优选为u形，其两端的开口方向一致。

本实施例中的热交换装置不限于应用在燃气热水器中，还可以应用在燃气壁挂炉等其他采用燃气取暖或者制热水的设备中。

由于进水管7和出水管8分别位于热交换装置的两侧，若换热直管22的数量为偶数，则换热通道的进水端24和出水端25将会位于热交换装置的同一侧，为了将两者分别与进水管7和出水管8连接，需要将出水端25连接外盘管，绕换热腔壳21的外表面缠绕半圈或者半圈的奇数倍，用于将出水端25绕到热交换装置的另外一端，与出水管连接，这将会增加盘管的用量，提高材料成本，同时，将外盘管绕换热腔壳21的外表面缠绕，将会增加热交换装置的高度，不利于缩小其体积，因此，本实施例中优选换热直管22的数量为奇数，换热直管22按照前面的连接方式连接后，进水端24和出水端25自然分别位于换热腔壳21相对的两侧，因此，不需要再另外设置外盘管为出水端25换向，进而可避免设置外盘管所带来的技术问题。

对于布设成多层的换热直管22而言，从燃烧室4中流动的热空气在上升过程中首先经过位于下层的换热直管22，受下层的换热直管22的遮挡，上层的换热直管若位于下层的换热直管22的正上方，气流将不会流经上层的换热直管的下表面，而是从其侧面直接向上流动，这将会导致浪费掉很多热量，上层的换热直管的换热效率低，因此，本实施例中各层的换热直管与其相邻层的换热直管之间交错布设，如图5所示，热空气在上升过程中首先经过位于下层的换热直管22，然后继续向上升作用在上层换热直管的下表面，受其下表面的阻挡，改变气流方向，从其侧面绕行继续向上升，如此，热空气首先与上层换热直管的下表面接触，再与其侧面接触，可以增加接触面积，提高换热效率。

本实施例中所指的位于同一层的换热直管位于同一水平面上，不同层的换热直管位于不同水平面上。当换热直管22布设成2层以上时，优选弯头23的两端分别与相邻层的两个换热管连接。

由于被火焰加热的气体在上升过程中热量逐渐损耗，因此，高度越高温度越低，当换热直管水平设置排成两层时，位于下层的换热直管的数量大于位于上层的换热直管的数量，以保证换热直管与高温气体的接触面积较大，进而提高换热效率。

由于换热直管22的数量为奇数个，因此，当换热直管水平设置排成两层时，两层之间的换热管的数量不相等，为了能够实现按照前述的方式将所有换热直管22相串联，且弯头23不横向设置，因此，位于下层的换热直管的数量与位于上层的换热直管的数量相差1个。

换热腔壳21内竖向设置有若干换热翅片26，换热翅片26上开设有穿管孔（由于角度原因图中未示出），换热直管22穿过穿管孔并且与穿管孔过盈配合，一方面起到支撑换热翅片26的作用，另外一方面保证翅片26与换热直管22充分紧密接触，保证换热翅片26所吸收的热量传递至换热直管22，以提高换热效率。

换热腔壳21至少包括前板211、后板212以及两端侧板213，换热直管22沿垂直于两端侧板213的方向布设，进水端24和出水端25分别穿过两端侧板213，方便连接位于两侧的进水管7和出水管8。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。