换热器以及燃气热水器的制作方法

1.本发明涉及燃气热水器的领域，尤其涉及一种换热器以及燃气热水器。


背景技术：

2.燃气热水器是一种通过燃烧燃气以加冷水供人使用的设备。使用燃气热水器时，火排内的燃气燃烧产生高温烟气，此高温烟气与火排上方的换热器接触并加换热器内的冷水。
3.燃气热水器的换热器在出水温度设定较高(55℃以上)且大负荷燃烧时，或者在大负荷快速加热过程中，或者进水压力变低，水量变小时，都容易产生水沸现象。产生水沸现象时容易产生超出设定温度的热水，同时还伴随着较大的水沸噪音。因此给用户带来很大的困扰。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中燃气热水器的换热器内存在的水沸的缺陷，提供一种换热器以及燃气热水器，以缓解燃气热水器的换热器中的水沸现象。
5.第一方面，本发明提供一种换热器，采用下述的技术方案：
6.一种换热器，包括进水管、出水管和换热组件，所述换热组件包括若干换热管层，若干所述换热管层竖向堆叠排布并依次串联，且位于最下方的所述换热管层与所述进水管连通，位于最上方的所述换热管层与所述出水管相连通。
7.在本方案中，换热管层竖向堆叠且依次串联，位于最下方的换热管层最接近燃烧器，其在换热时内部的水被加热的速度较快；位于最上方的换热管层离燃烧器较远，在加热时其内部的水被加热的速度较慢；进水管与最下方的换热管层相连，出水管与最上方的换热管层相连，这样使得冷水从最下方的换热管层依次流动至最上方的换热管层，水在最下方的换热管层内时的温度最低，在加热时不易发生水沸；当温度上升的水向位于上方的换热管层流动时，此时水被加热的速度减缓，也不易发生水沸。
8.较佳地，所述换热管层包括换热管件，相邻两个所述换热管层之间设置有第一连接管，所述第一连接管连接在相邻两层所述换热管层的换热管件之间。
9.在本方案中，公开了换热管层的一种结构；每个换热管层均包括换热管件，水入换热管件中进行换热，第一连接管连接在相邻两层换热管层的两个换热管件之间实现相邻两个换热管层的串联；在对水进行加热时，冷水经由进水管流入最下层的换热管层的换热管件中，在流经最底层换热管层加热后经第一连接管流入位于上方的换热管层的换热管件中继续加热；采用换热管件进行换热的方式成本较低，制作简单，换热管层的维修和更换方便。
10.较佳地，每个所述换热管层包括至少两个所述换热管件，所述换热管层中的相邻两个换热管件之间连接有第二连接管，所述换热管件通过所述第二连接管依次串联且往复折返布置。
11.在本方案中，每个换热管层的换热管件通过第二连接管进行串联，由此增大了换热管件的总长度，增大了换热管层的换热面积，从而有利于提升换热器的加热效率；换热管件往复折返布置，从而在增加换热管件的总长度的同时节省换热管件占用的空间，方便换热管层的布置
12.较佳地，所述换热管层倾斜设置，所述换热管层中靠近水流入方向的所述换热管件位于靠近水流出方向的所述换热管件的下方。
13.在本方案中，换热管层倾斜设置使得靠近水流入方向的换热管件位于靠近水流出方向的换热管件的下方，这样使得换热管层中位于下方的换热管件内的水温较低，而加热后的水入上方的换热管件中，加热速度降低；由此使得换热管件内的水不易沸腾。
14.较佳地，所述换热管件为直管件。
15.在本方案中，换热管件为直管件，从而方便换热管件的获取，降低成本；同时也能够降低换热管件内水动的阻力损失，有利于换热器正常工作。
16.较佳地，所述换热管件之间相互平行。
17.在本方案中，换热管件之间相互平行，从而能够使得各换热管件之间水的流动情况相似，水的流动较为稳定，同时使得换热管件内的水的加热效率较为稳定。
18.较佳地，所述进水管和所述出水管分别位于所述换热组件的相对两侧。
19.在本方案中，进水管和出水管分别设置在换热组件的相对两侧，由此使得换热器的布置较为均衡，同时较少进水管和出水管之间相互干涉的概率，方便进水管和出水管的安装。
20.较佳地，所述出水管与位于最上方的所述换热管层之间连接有连接弯头，所述连接弯头为向下开口的u形管件。
21.在本方案中，连接弯头向下开口，其两个开口分别于出水管和位于最上方的换热管层相连，由此换热管层内的水想要经出水管流出需要换热管层内的水先漫过连接弯头，从而使得换热管层内的水保持满管流的状态，使得水压较低时最上方的换热管层内不易因水未能填满换热管层而出现水沸的现象。
22.较佳地，所述换热器还包括若干沿横向堆叠的换热翅板，所述换热管件穿过所述换热翅板。
23.在本方案中，换热管件穿过换热翅板，换热翅板增加了换热管件与燃烧产生的高温烟气的接触面积，从而提升加热效率；若干换热翅板横向堆叠，使得换热翅板之间形成便于烟气上升的间隙，从而有利于增强换热效果。
24.第二方面，本发明提供一种燃气热水器，包括上述的换热器。
25.在本方案中，燃气热水器的有益效果与上述换热器的有益效果相同，此处不再赘述。
26.本发明的积极进步效果在于：
27.本发明通过对换热管层的排布方式进行设计，使得若干换热管层竖向堆叠排布且依次串联，进水管与最下方的换热管层相连，出水管与最上方的换热管层相连，水从下往上流动，使得换热管层最接近燃烧器、换热温度最高时换热管层内的水温最低，换热管层内水温升高时换热管层远离燃烧器、换热温度降低；由此使得各层换热管层内的水都不易出现水沸的现象，方便了使用者使用换热器。
附图说明
28.图1为本发明的一实施例的燃气热水器的结构示意图。
29.图2为本发明的一实施例的燃气热水器的分解结构示意图。
30.图3为本发明的一实施例的换热器的结构示意图。
31.图4为本发明的一实施例的换热管层的结构示意图。
32.图5为本发明的一实施例的第二连接管的结构示意图。
33.图6为本发明的一实施例的换热管件的分布示意图。
34.图7为本发明的一实施例的设有连接弯头的换热器的结构示意图。
35.图8为本发明的一实施例的换热器的另一结构示意图。
36.附图标记说明：
37.燃烧器100
38.燃烧室盒110
39.低段火排120
40.高段火排130
41.换热器200
42.进水管210
43.出水管220
44.换热组件230
45.换热管层231
46.上换热管层231a
47.下换热管层231b
48.换热管件232
49.第一换热管件232a
50.第二换热管件232b
51.第三换热管件232c
52.第四换热管件232d
53.第五换热管件232e
54.第一连接管233
55.第二连接管234
56.直管部235
57.连通部236
58.换热盘管237
59.连接弯头240
60.上升部241
61.下降部242
62.延伸部243
63.换热内壳250
64.换热翅板260
具体实施方式
65.下面结合附图及实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
66.实施例1
67.本实施例公开了一种燃气热水器，参照图1，燃气热水器包括燃烧器100和设置在燃烧器100上方的换热器200。燃烧器100用于供燃气燃烧从而为换热器200提供热量；换热器200内流通有水，从而换热器200将燃烧器100产生的热传递给水以实现热水的目的。
68.参照图2，其中，燃烧器100包括燃烧室盒110和设置在燃烧室盒110内的一个或多个火排。燃气能够通入火排中并燃烧为换热器200提供热量。通过调整燃烧器100内同时燃烧的火排的数量，能够调节燃气热水器的热水效率。
69.本实施例中，燃烧室盒110内部设置有六个火排。六个火排平行布置，且定义位于内侧的三个火排为低段火排120，定义位于外侧的三个火排为高段火排130。燃烧器100为分段式燃烧器，其具有低段位和高段位两种燃烧段位。当燃烧器100处于低段位时，仅有三个低段火排120燃烧；当燃烧器100处于高段位时，三个低段火排120和三个高段火排130均燃烧。
70.此外，在其他的一些实施例中，燃烧器100内火排数量也可为其他合适的数值；在其他的一些实施例中，火排的布置方式也可为其他合适的方式；在其他的实施例中，燃烧器100的燃烧段位也可为其他合适的数值。
71.参照图1和图2，换热器200包括用于供冷水入的进水管210、用于供热水出的出水管220和用于供水与燃烧产生的高温烟气换热以加热水的换热组件230。进水管210和出水管220均与换热组件230相连。由此，冷水经进水管210流入换热组件230中，经换热组件230与燃烧产生的高温烟气换热后温度上升变成热水，热水经出水管220流出换热器200供使用者使用。
72.本实施例中，进水管210与出水管220分别设置在换热组件230的相对两侧，从而使得换热器200的布置更为均衡，进水管210与出水管220不易发生干涉，方便进水管210和出水管220的安装。此外在其他的实施例中，进水管210和出水管220也可设置在换热组件230上的合适的位置处。
73.在一些较佳的实施例中，换热器200还包括换热内壳250，换热组件230固定设置在换热内壳250外并通过换热内壳250进行支撑，由此使得换热器200更为稳固可靠。换热内壳250可由无氧铜、磷脱氧铜、不锈钢等导热系数好、耐高温、耐腐蚀的材料制成。本实施例中换热内壳250由磷脱氧铜制成。
74.参照图2至图4，换热组件230包括若干换热管层231。若干换热管层231竖向堆叠且依次串联。此处的竖向堆叠是指换热管层231从下到上依次布置，使得不同的换热管层231与燃烧室盒110的距离不同。位于最下方的换热管层231与进水管210相连，位于最上方的换热管层231与出水管220相连。由此水经进水管210流入最下方的换热管层231，然后依次从下往上经过各个换热管层231进行换热，最后从出水管220流出换热器200。
75.其中，换热管层231内部中空以供水流过。本实施例中，换热管层231包括换热管件232，相邻两个换热管层231的换热管件232之间连接有第一连接管233，从而使得相邻两个换热管层231的换热管件232相互连通，以实现相邻换热管层231的串联。此外，在其他的实
施例中，换热管层231也可为其他合适的结构，只需换热管层231内部具有供水流过的空腔，且换热管层231之间相互串联即可。
76.换热管层231的层数可依据需求自行设计。本实施例中，具体以换热管层231的数量为两个的方式加以示出，且定义位于上方的换热管层231为上换热管层231a，位于下方的换热管层231为下换热管层231b。此外在其他的实施例中，换热管层231的数量也可为其他合适的数值。
77.每层换热管层231的换热管件232的数量可为一个或多个。当一层换热管层231包括多个换热管件232时，多个换热管件232依次串联且往复折返布置。
78.参照图4和图5，相邻的两个换热管件232之间连接有一个第二连接管234。第二连接管234为u形管，其包括两个用于连接换热管件232的直管部235和一个连接在两个直管部235之间的连通部236，且两个直管部235均位于连通部236的同一侧，换热管件232的一端与直管部235相连。在对水进行加热时，水从一根换热管件232的一端流至另一端，经由第二连接管234变向后流入相邻的换热管件232中并沿相反的方向折返。由此在增加水的流程的同时，使得换热管件232布置得尽量紧凑，减少换热管件232安装所需的空间。
79.参照图2、图3和图6，本实施例中，下换热管层231b包括三个换热管件232，按照水的流动方向依次定义为第一换热管件232a、第二换热管件232b和第三换热管件232c；其中第一换热管件232a与第二换热管件232b之间设置有一个第二连接管234，第二换热管件232b和第三换热管件232c之间设置有一个第二连接管234；上换热管层231a包括两个换热管件232，按照水的流动方向依次定义为第四换热管件232d和第五换热管件232e，第四换热管件232d和第五换热管件232e之间连接有一个第二连接管234。第一换热管件232a与进水管210相连，第五换热管件232e与出水管220相连。水依次经由第一换热管件232a、第二换热管件232b、第三换热管件232c、第四换热管件232d和第五换热管件232e与高温烟气进行换热。
80.此外，在其他的实施例中，每个换热管层231中换热管件232的数量可依据需求选取其他合适的数值。
81.在本实施例中，每个换热管层231之中的各个换热管件232之间平行布置，以便于换热管件232的布置，同时使得各个换热管件232内的流动状态相近。
82.本实施例中，同一换热管层231平行于地面水平布置。具体的，第一换热管件232a、第二换热管件232b和第三换热管件232c位于同一平行于地面的水平面中；第四换热管件232d和第五换热管件232e同时位于另一平行于地面的水平面中。此外，在其他的实施例中，同一换热管层231中的各个换热管件232之间可为其他合适的布置方式。
83.本实施例中，换热管件232均为圆直管，从而方便换热管件232的制作，降低换热管件232的成本，同时能够降低水经换热管件232的沿程阻力损失，减少换热器200的水压损失。此外，在其他实施例中，换热管件232也可为方管、弧形管等其他合适的形状的管件。
84.用于串联下换热管层231b和上换热管层231a的第一连接管233的数量可为一个或多个。本实施例中，第三换热管件232c的末端(即第三换热管件232c供水流出的一端)与第四换热管件232d的首端(即第四换热管件232d供水流入的一端)之间连接有一个第一连接管233。这种布置方式能够使得水在完全经过下换热管层231b的行程进行换热后流入上换热管层231a，之后完全走完上换热管层231a的行程，使得水的换热效率更好。
85.参照图7，当换热器200内的水压较小时，换热管件232内的水不易灌满换热管件232，即在换热管件232内的水为非满管流。相对于换热管件232内的水为满管流的情况，由于换热管件232内的水的流量减少，换热管件232内水的蓄热能力降低，容易出现水被加热至沸腾的情况。
86.本实施例中，出水管220与位于最上方的换热管层231之间连接有一连接弯头240。连接弯头240为一u形管件，其开口向下。由此当水压较小时，最上层的换热管层231的换热管件232内的不会在加热后直接从出水管220排出，而是在换热管件232内集聚直至换热管件232内呈满管流状态，此处水从u形管处漫出并经出水管220排出。由此降低了由水压较低引起的换热器200内水沸现象的概率。
87.具体的，连接弯头240包括上升部241、延伸部243和下降部242。上升部241与第五换热管件232e相连，下降部242与出水管220相连，延伸部243连接在上升部241和下降部242之间，且上升部241和下降部242均位于延伸部243的下方。第四换热管件232d、第五换热管件232e均位于延伸部243的下方。由此，当水压较小时，第五换热管件232e内的水先在上升部241的阻挡下在第五换热管件232e内积聚，当第五换热管内呈满管流时，水经上升部241向上流动并漫过延伸部243，之后从下降部242流至出水管220内。
88.参照图2，在一些较佳的实施例中，换热器200还包括若干横向堆叠的换热翅板260。换热管件232穿过换热翅板260并与每个换热翅板260接触。由此提升了换热管件232与高温烟气接触的面积，提升了换热管件232的换热效率。
89.此处的横向堆叠是指换热翅板260竖向设置，多个换热翅板260沿水平方向平行布置。由此使得换热翅板260之间形成若干竖向的间隙，使得燃烧产生的高温烟气能够上升并进入换热翅板260之间的间隙内与换热翅板260进行换热。
90.参照图2，在一些实施例中，换热组件230还包括换热盘管237。换热盘管237绕设在换热壳体外，换热盘管237的一端与进水管210相连，另一端与位于最下方的换热管层231相连。本实施例中，换热盘管237连接在进水管210和第一换热管件232a之间。由此，换热盘管237与换热壳体之间进行热交换，提升了换热器200的加热效率。
91.本发明的燃气热水器的工作方式为：
92.使用本技术的燃气热水器时，打开燃烧器100，依据加热需求选择高段位或低段位。燃气在火排内产生的高温烟气上升，一部分热量经换热壳体传递至换热盘管237，一部分热量经换热翅板260传递给换热管件232。冷水从进水管210流入盘管，并依次流入下换热管层231b和上换热管层231a。下换热管层231b处烟气的温度较高，水温较低，上换热管层231a处的水温较高，烟气温度较低。由此使得换热器200内不易发生水沸现象。
93.实施例2
94.本发明的实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：
95.参照图2和图8，本实施例中，三个低段火排120平行间隔排布，且低段火排120的排布方向与换热管件232的排布方向一致。下换热管层231b倾斜设置，且靠近水的流入方向的换热管件232位于靠近水的流出方向的换热管件232的下方。
96.具体的，下换热管层231b中，第一换热管件232a位于第二换热管件232b的下方，第二换热管件232b位于第三换热管件232c的下方。当三个低段火排120在最大负荷燃烧时，低段火排120上方的换热管件232出现水沸的概率也会比较高。通过调整下换热管层231b中换
热管件232的排布，使得下换热管层231b中管内水温度较低的换热管件232更为靠近燃烧器100，从而进一步降低了下换热管层231b的换热管件232内发生水沸的现象。
97.此外，在其他的实施例中，上换热管层231a也可为倾斜设置使得第四换热管件232d位于第五换热管件232e的下方，从而使得上换热管层231a中水温较高的第五换热管件232e接触的烟气的温度较低，进一步降低了上换热管层231a中出现水沸现象的概率。
98.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。