专利名称：一种波纹管换热元件和采用该元件的即热容积式换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种换热元件和建筑给排水行业中的生活热水供应系统的水-水换热器和汽-水换热器，特别是一种波纹管换热元件和采用该元件的即热容积式换热器。
碳钢管为换热元件的容积式换热器，因管壁很厚(一般为2mm-3.5mm)，传热系数仅为800Kcal/m2.h.℃左右，且换热器壁极易结水垢，结水垢后传热系数更加降低，仅为500Kcal/m2.h.℃左右，严重降低被加热生活热水的出力，且换热器体积大，重量沉。
以紫铜或黄铜为换热元件的容积式换热器，管壁厚，一般为1.5mm-2mm，传热系数比碳钢管传热元件略高，为900Kcal/m2.h.℃。但也存在着换热器体积大，重量沉的缺陷。
从容积式换热器的结构上讲，有两种一是立式容积式换热器，二是卧式容积式换热器。
上述两种结构型式的换热器均为单换热管束，且插入罐体内的换热器管束又分为不带外套筒型和带外套筒型，如
图1至图4所示，
图1、2所示的容积式换热器的加热形式是高温的加热水走换热管内，把罐体内的低温被加热水直接加热，其缺点是由于被加热水在罐内的流速很慢甚至有时不流动，因此其换热方式主要为热传导换热，效率很低。
图3、4所示的容积式换热器的加热形式是高温加热水走换热管内，低温的被加热水走外套筒内，而后再进入罐体，由于被加热水在换热管表面流速大于在
图1、2所示的被加热水的流速，其换热方式为对流和热传导两种，因此传热效率比
图1、2中不带外套筒的换热器有所提高。但其仅适用于用水量小于15吨/小时，无法满足被加热水的大量集中使用时的用量。
此外，上述两种结构的换热器无法满足以下热网的工况条件，即一次水温(加热水)差较大，流量较小，要求二次供水(被加热水)温度比一次回水温度高十度左右(生活热水70/40℃ 12/55℃)。在这种特殊的工况条件下，上述公知的换热器往往造成一次回水温度降不下来，而二次供水温度升不上去的现象，因此不适于在该工况条件下使用。
为此，本实用新型提供一种波纹管换热元件，其外壁沿轴向为波纹状，该换热元件为由不锈钢管构成，管壁厚度为0.5-0.8mm。
一种采用上述波纹管换热元件的即热容积式换热器，该换热器具有一壳体，在壳体顶端设有被加热水出口、安全阀门，在壳体底端设有排污口和固定装置，在壳体内设有两组串联的换热部件。
如上所述的即热容积式换热器，所述的换热部件具有一换热元件壳体，在换热元件壳体上设有加热水进口和加热水出口，第一换热元件壳体的加热水进口连接第二换热元件壳体的加热水出口。
如上所述的即热容积式换热器，第一换热元件壳体与第二换热元件壳体设有热交换室，热交换室与加热水出口和加热水进口密封连接；一连通部将第一换热元件和第二换热元件的热交换室相连接。
如上所述的即热容积式换热器，一管路联接换热器壳体及第二换热元件的热交换室。
如上所述的即热容积式换热器，在所述热交换室中设有波纹管换热元件。
如上所述的即热容积式换热器，第一换热元件上设有被加热水入口，第二换热元件上设有一排气口。
如上所述的即热容积式换热器，所述换热器壳体可以为卧式或立式。
如上所述的即热容积式换热器，第二换热元件壳体设置在第一换热元件壳体上侧。
本实用新型的优点和特点是1、本实用新型的换热元件采用不锈钢波纹管，壁厚一般为0.5mm-0.8mm。由于波纹的存在使得流体在波纹管内外的流动为充分紊流，打破了边界层从而增加管内外流体的对流传热系数，并且由于管壁较薄，降低了管壁的热传导热阻，使得传热系数值达1500-2500Kcal/m2.h.℃，远远高于碳钢管和铜管的换热元件。
2、本实用新型的换热元件采用薄壁不锈钢波纹管的独特结构型式，使得流体在管壁表面流动时难以形成附面层流，从而可有效的阻止水垢的形成，同时在温差应力的作用下，波纹在轴向存在伸缩变形，使管壁不易结垢，即使结垢，也会由于管子的伸缩而脱落。
3、本实用新型的采用该元件的即热容积式换热器结构型式有立式和卧式两种，换热管束为两组重叠式，且插入罐体内的每组换热管束均有外套筒，加热水的流向和被加热水的流向合理。
4、本实用新型的采用该元件的即热容积式换热器与现有技术相比具有单台换热面积大，出水能力为其他容积式换热器的3-5倍；其传热系数高，被加热水的加热能力大，在同样热负荷条件下需要的设备数量减少，提高了经济效益；由于采用了本实用新型的换热元件，设备的防、除垢能力强；同时设备重量轻、占地面积小。
请参见图5，该图表示了本实用新型的一种波纹管换热元件，该换热元件的外壁沿轴向为波纹状，并沿轴向对称，该换热元件可采用良好的导热材料，如不锈钢管构成。该波纹管换热元件管壁厚度为0.5-0.8mm。
实施例一图6、7为本实用新型的采用波纹管换热元件的即热容积式换热器示意图，即立式即热容积式换热器。其中该换热器具有一壳体1，在壳体1顶端设有被加热水出口2、安全阀门3，在壳体1底端设有排污口4和固定脚5，固定脚5可根据具体情况安要求设置。在壳体1内设有两组串联的换热部件。两组串联换热部件具有一换热元件壳体6、6′，在换热元件壳体6、6′上设有加热水进口8、8′和加热水出口7、7′，第一换热元件壳体6的加热水进口8连接第二换热元件壳体6′的加热水出口7′。
第一换热元件壳体6与第二换热元件壳体6′均设有热交换室9、9′，热交换室9、9′与加热水进口8、8′和加热水出口7、7′密封连接。一被加热水入口10设置在第一换热元件壳体6下部，一排气口12设置在第二换热元件壳体6′上部。
在所述热交换室9、9′中设有波纹管换热元件11、11′。第二换热元件壳体6′设置在第一换热元件壳体6上侧。第一换热元件壳体6和第二换热元件壳体6′在换热器体内具有一连通部13，第一换热元件热交换室9内的被加热水经该连通部13进入第二换热元件热交换室9′内继续被加热，最后经由管路14进入换热器壳体1内存储备用。
实施例二图8为本实用新型的另一种采用波纹管换热元件的即热容积式换热器示意图，即卧式即热容积式换热器。其中所述换热器壳体为卧式或立式。其余部件的结构与实施例一相同或相似，在此不在赘述。
经过试验，本实用新型的即热容积式换热器具有良好的技术性能和比较优势。
例如加热水进/出口温度为70℃/40℃，被加热水进/出口温度为55℃/12℃，被加热水用量40吨/小时，分别选择罐体直径为DN1600，高度为3000mm的碳钢、铜管容积式换热器和波纹管即热容积式换热器，其技术性能比较如下
因此，本实用新型具有单台换热面积大、传热系数高，设备的防、除垢能力强；同时设备重量轻、占地面积小的优点。
权利要求1.一种波纹管换热元件，其特征在于换热元件的外壁沿轴向为波纹状，该换热元件为由不锈钢管构成，管壁厚度为0.5-0.8mm。
2.一种采用权利要求1中波纹管换热元件的即热容积式换热器，其特征在于该换热器具有一壳体，在壳体顶端设有被加热水出口、安全阀门，在壳体底端设有排污口和固定装置，在壳体内设有两组串联的换热部件。
3.根据权利要求2的即热容积式换热器，其特征在于所述的换热部件具有一换热元件壳体，在换热元件壳体上设有加热水进口和加热水出口，第一换热元件壳体的加热水进口连接第二换热元件壳体的加热水出口。
4.根据权利要求3的即热容积式换热器，其特征在于第一换热元件壳体与第二换热元件壳体设有热交换室，热交换室与加热水出口和加热水进口密封连接；一连通部将第一换热元件和第二换热元件的热交换室相连接。
5.根据权利要求3的即热容积式换热器，其特征在于一管路联接换热器壳体及第二换热元件的热交换室。
6.根据权利要求4的即热容积式换热器，其特征在于在所述热交换室中设有波纹管换热元件。
7.根据权利要求4的即热容积式换热器，其特征在于第一换热元件上设有被加热水入口，第二换热元件上设有一排气口。
8.根据权利要求2的即热容积式换热器，其特征在于所述换热器壳体可以为卧式或立式。
9.根据权利要求4的即热容积式换热器，其特征在于第二换热元件壳体设置在第一换热元件壳体上侧。
专利摘要一种波纹管换热元件和采用该元件的即热容积式换热器，其中所述的波纹管换热元件的外壁沿轴向为波纹状，该换热元件为由不锈钢管构成，管壁厚度为0.5－0.8mm，所述采用波纹管换热元件的即热容积式换热器，其换热器具有一壳体，在壳体顶端设有被加热水出口、安全阀门，在壳体底端设有排污口和固定装置，在壳体内设有两组串联的换热部件。本实用新型克服了公知结构的缺陷，具有单台换热面积大，出水能力强，传热系数高，被加热水的加热能力大，在同样热负荷条件下需要的设备数量减少，提高了经济效益的优点，且由于采用了本实用新型的换热元件，设备的防、除垢能力强；同时设备重量轻、占地面积小。
文档编号F28F1/08GK2546836SQ02241140
公开日2003年4月23日 申请日期2002年7月2日 优先权日2002年7月2日
发明者肖岱, 刘荣 申请人:北京市伟业供热设备有限责任公司