一种换热系统及燃气热水器的制作方法

1.本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种换热系统及燃气热水器。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，热水器的应用越来越普遍。燃气热水器是通过燃烧加热的方式将热量传递到冷水中以制备热水，燃气热水器因占用体积小、即开即用而备受青睐。但是燃气热水器存在夹生水现象，所谓夹生水，即用户在洗浴过程中，关停出水阀后再次打开，水温会出现先热后凉的状态。夹生水的根本原因是水管内部有一段凉水没有得到及时加热，归根结底是换热系统的响应速度和温升速度不均匀所致。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种换热系统及燃气热水器，以解决现有技术中存在的换热系统的响应速度和温升速度不均匀的技术问题。
4.如上构思，本发明所采用的技术方案是：
5.一种换热系统，包括水箱和燃烧器，所述燃烧器包覆于所述水箱的外部，所述水箱具有进水口和出水口，所述燃烧器采用无焰燃烧。
6.其中，所述水箱能够绕第一轴线自转。
7.其中，所述水箱包括箱体和用于支撑所述箱体的支撑轴，所述支撑轴沿所述第一轴线延伸，所述支撑轴的内部中空形成水流通道。
8.其中，所述支撑轴设置有两个，一个所述支撑轴的内部中空形成进水通道，所述进水通道与所述进水口连通，另一个所述支撑轴的内部中空形成出水通道，所述出水通道与所述出水口连通。
9.其中，所述支撑轴设置有一个且贯穿所述箱体，所述支撑轴的内部形成相互独立的进水通道和出水通道，所述进水通道的端部位于所述箱体内形成所述进水口，所述出水通道的端部位于所述箱体内形成所述出水口。
10.其中，所述水箱呈球形。
11.其中，所述燃烧器具有进风口和出烟口，所述进风口和所述出烟口分别位于所述燃烧器相对的两侧。
12.其中，还包括：
13.预混腔体，用于混合空气和燃气，所述预混腔体与所述进风口连通；
14.风机，与所述预混腔体连通，用于向所述预混腔体供应空气。
15.其中，所述燃烧器为金属纤维燃烧器。
16.一种燃气热水器，包括如上所述的换热系统。
17.本发明的有益效果：
18.本发明提出的换热系统，水箱的内部能够盛水，通过将燃烧器包覆于水箱的外部，使得水箱受热均匀，燃烧器采用无焰燃烧，最大限度提升燃烧效率和热转化效率，使得水被
加热均匀快速。
19.本发明提出的燃气热水器，由于采用上述换热系统，水被均匀加热，很大程度上消除燃气热水器的夹生水现象。
附图说明
20.图1是本发明实施例提供的一种换热系统的示意图；
21.图2是本发明实施例提供的另一种换热系统的示意图。
22.图中：
23.10、水箱；101、箱体；102、支撑轴；103、进水通道；104、出水通道；
24.20、燃烧器；201、进风口；202、出烟口；
25.30、预混腔体；
26.40、风机。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
31.参见图1，本发明实施例提供一种换热系统，包括水箱10和燃烧器20，燃烧器20包覆于水箱10的外部，水箱10具有进水口和出水口，燃烧器20采用无焰燃烧。
32.通过将燃烧器20包覆于水箱10的外部，使得水箱10受热均匀，水箱10的内部能够盛水，水被均匀加热，燃烧器20采用无焰燃烧，最大限度提升燃烧效率和热转化效率，使得水被加热均匀快速，很大程度上消除燃气热水器的夹生水现象。
33.其中，燃烧器20与水箱10之间的间距很小，约为1-2cm，便于燃烧器20的热量最大程度地传递至水箱10上。
34.水箱10能够绕第一轴线自转，以使得水箱10能够受热均匀，水箱10内部的水能够均匀混合，使得水的温度均匀。换热系统还包括驱动机构，用于驱动水箱10转动。驱动机构可以采用现有结构，在此不再赘述。
35.水箱10包括箱体101和用于支撑箱体101的支撑轴102，支撑轴102沿第一轴线延伸，驱动机构能够驱动支撑轴102转动，当支撑轴102转动时带动箱体101转动。
36.支撑轴102与燃烧器20之间转动连接。具体地，支撑轴102与燃烧器20之间设置有轴承，便于支撑轴102伸出燃烧器20与外面的驱动机构连接。
37.支撑轴102的内部中空形成水流通道，水流通道用于箱体101的进水和出水。由于支撑轴102和箱体101均能够转动，不便于在箱体101上安装进水管和出水管，借助支撑轴102形成水流通道，充分利用结构。
38.如图1所示，进水口和出水口开设于箱体101上，支撑轴102设置有两个，一个支撑轴102的内部中空形成进水通道103，进水通道103与进水口连通，另一个支撑轴102的内部中空形成出水通道104，出水通道104与出水口连通。冷水自进水通道103进入箱体101内部，在箱体101内部被加热后，自出水通道104流出。
39.可选地，如图2所示，支撑轴102设置有一个且贯穿箱体101，支撑轴102的内部形成相互独立的进水通道103和出水通道104，进水通道103的端部位于箱体101内形成进水口，出水通道104的端部位于箱体101内形成出水口。此时，进水口和出水口开设于支撑轴102的侧壁上。
40.支撑轴102上需要连接进水管道和出水管道，由于支撑轴102可转动，而进水管道和出水管道是固定不动的，因此可以在支撑轴102与进水管道之间、支撑轴102与出水管道之间均设置轴承。进水管道和出水管道上均设置电磁阀。在使用时，可以利用水箱10内水的重力出水，也可以在出水管道上设置水泵，便于控制水压。
41.在本实施例中，水箱10呈球形，球形的水箱10受热均匀，且占用较小的空间即可具有较大的储水量。在水箱10呈球形时，第一轴线即沿水箱10的径向。
42.当然，水箱10也可以采用圆柱形、椭圆形或者局部球形的形状，在此不作限制。
43.燃烧器20采用无焰燃烧。无焰燃烧指的是燃气与空气在烧嘴内完全均匀混合，实际助燃空气量大于或等于理论空气量，即空气消耗系数α≥1，然后进入燃气室或炉膛中进行的燃烧的一种方法。
44.由于燃烧速度很快，而且燃烧空间的热强度(指lm3燃烧空间在炉内由于燃料的燃烧散发出的热量)高，比有焰燃烧时大100～1000倍之多，所以用较小的空气系数就能达到完全燃烧，且理论燃烧温度较高。
45.燃烧器20也可以呈球形，基于球形的水箱10和无焰燃烧技术，最大限度提升燃烧效率和热转化效率。
46.燃烧器20具有进风口201和出烟口202，进风口201和出烟口202分别位于燃烧器20相对的两侧，便于燃气与燃烧器20充分接触，使得燃烧更充分。此外，出烟口202可以设置在顶端，便于燃烧废气从顶端排出。
47.为了避免燃气泄漏，在燃烧器20的外部包覆有外壳，外壳与水箱10之间形成燃烧空间，进风口201和出烟口202均是一端与外界连通，另一端与燃烧空间连通。
48.换热系统还包括预混腔体30和风机40，预混腔体30用于混合空气和燃气，预混腔体30与进风口201连通，将混合后的空气和燃气供应至燃烧器20处；风机40与预混腔体30连通，用于向预混腔体30供应空气。
49.由于先将空气和燃气进行预混，再输送至燃烧器20处，能够形成强烈的烟气回流，
从而延缓了空气和燃气的扩散混合，不再出现传统燃烧方式中出现的局部高温高氧区，从而将no
x
浓度控制在较低水平。
50.由于无焰燃烧中反应物浓度降低，反应区域扩大，燃料在高温低氧的气氛下燃烧，反应发生在一个宽广的区域，有时甚至会充满整个燃烧空间，火焰体积成倍扩大，火焰锋面消失，整个燃烧空间温度分布均匀，提高了燃烧空间的容积热负荷，辐射传热增强。
51.在风机40的进风端可以采用引流技术，使得空气量倍增，增加空燃比，达到无焰燃烧条件，而后经过预混腔体30混合到达燃烧空间燃烧，燃烧热量主要通过辐射传递到水箱10的水中。由于球形的水箱10可以绕第一轴线自转，加快冷热水混合速度。
52.燃烧器20为金属纤维燃烧器。金属纤维表面燃烧，不仅具有红外燃烧的特点，而且低污染排放。
53.所用的纤维，系采用机械方法制成的耐热合金钢(一般为铁铬铝合金)纤维，直径约40－50μm。将这种纤维通过烧结或针织方式制成立体网状结构，形成金属纤维燃烧器。
54.具体地，金属纤维既可以烧结在一起，形成刚性而多孔的板材，也可以通过纺织过程制成柔软的织物。两种结构都提供了透气性很强的均匀介质。既可以在红外热辐射模式下又可以在蓝焰模式下燃烧，而且能在两种模式下实现燃烧平移转换。
55.红外热辐射模式是可燃混合物在织物内部进行燃烧，金属纤维织物被加热至白炽状态，一部分热量以辐射方式释放。蓝焰模式是可燃混合物在织物上方燃烧，火焰承蓝色浮在表面上，热量以对流方式释放。
56.由于金属纤维织物的均匀透气性和燃气与空气的均匀预混，燃烧十分稳定和温度分布均匀，没有局部高温存在，因此抑制了nox的生成。预混又有足够的空气供给，故co的排放也低。
57.金属纤维燃烧器具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。这给予了燃烧器20超长的使用寿命。当燃烧器20在封闭的环境中，表面温度和辐射效率将会提高。
58.金属纤维燃烧器具有抗热冲击性能。由于采用了100％的金属，燃烧器20甚至可以经受极限状态的热冲击。水泼在燃烧器20的表面上将会被蒸发，而不会在燃烧器20表面留下任何损坏的痕迹。此外，金属纤维燃烧器还具有良好的抗机械冲击性能、逆火安全性能和快速冷却性能。
59.金属纤维燃烧器具有柔性，使得燃烧器20的头部可以做成任何形状，如扁平形、圆筒形、圆锥形、凹形或者球形。
60.本发明实施例还提供一种燃气热水器，包括上述的换热系统，由于换热系统的热转化效率高，使得水被均匀加热，很大程度上消除燃气热水器的夹生水现象。
61.以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。