燃气热水器的热交换器及燃气热水器

技术领域

本发明涉及热交换器技术领域，尤其涉及一种燃气热水器的热交换器及燃气热水器。

背景技术

现有的燃气热水器或燃气采暖热水炉，由于受到燃烧工况和烟气易冷凝限制，燃气可实现实际输出热功率仅从最小约3kW至额定热负荷，因此在夏天即使热水器以最小功率工作，热水器输出的最小功率仍然会超过一定水流量下达到所需温升的热输入，加上夏天时进水温度高，经过热水器加热的水温很高，严重影响使用体验。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种通过电加热方式实现低温升的燃气热水器的热交换器，本发明还提出了一种具有上述热交换器的燃气热水器。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，包括：

换热器；

进水管，与所述换热器连接；

出水管，与所述换热器连接；

电加热装置，设置于所述换热器上，以对所述换热器电加热，所述电加热装置具有第一输出功率，所述第一输出功率小于4kW。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，至少具有如下有益效果：

该热交换器增加了电加热装置，利用电加热装置实现低功率输出，在使用过程时，能通过电加热装置对水进行加热，电加热装置的低功率输出可以满足低温升需求，达到特定的水温，优化用户的使用体验。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，包括箱体，所述换热器设置在所述箱体上，所述进水管缠绕在所述箱体上。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，所述换热器包括换热片和穿设在所述换热片上的换热管，所述进水管与所述出水管分别与所述换热管连接；所述电加热装置穿设在所述换热片上。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，其特征在于，所述换热片上设置有供所述换热管穿设的第一管孔，所述第一管孔的孔壁凸出于所述换热片表面以形成有第一凸壁。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，其特征在于，所述换热片上设置有供所述电加热装置穿设的第二管孔，所述第二管孔的孔壁凸出于所述换热片表面以形成有第二凸壁。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，所述换热片上设置有若干个的第一通孔，所述第一通孔的孔壁凸出于所述换热片形成第三凸壁，所述第三凸壁用于将气流导向相邻的所述换热管。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，所述换热片并排间隔分布，相邻的两个所述换热片相互抵接。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，所述出水管上设置有温控组件。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，所述温控组件包括设置在所述出水管上的高温温控器和设置在所述出水管上且靠近所述换热管的低温温控器。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，至少一个所述换热管内设置有扰流件。

根据本发明第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器，所述扰流件包括设置在所述换热管内且呈螺旋状的扰流片和环绕所述扰流片的扰流弹簧，所述扰流弹簧与所述换热管的内壁抵接。

根据本发明第二方面实施例的一种燃气热水器，包括上述第一方面实施例的一种燃气热水器的热交换器。

根据本发明第二方面实施例的一种燃气热水器，至少具有如下有益效果：

该燃气热水器通过设置输出功率小于4kW的电加热装置，解决了燃气热水器由于最低温升的限制不能加热较小的温升问题，使得在夏天使用时出水温度不会过高，提高了用户的使用体验。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明第一方面实施例的立体结构示意图；

图2为本发明第一方面实施例的立体结构示意图；

图3为本发明第一方面实施例的俯视图；

图4为图3实施例在A-A处的剖面示意图；

图5为本发明第一方面实施例的换热片的立体结构示意图；

图6为本发明第一方面实施例的换热片的立体结构示意图；

图7为本发明第一方面实施例的换热管的立体结构示意图。

具体实施方式

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

如图1和图2所示，本发明提供了一种燃气热水器的热交换器，包括换热器200；进水管300，与换热器200连接，优选地，进水管300为不锈钢管，导热性能好；出水管400，与换热器200连接，优选地，出水管400为不锈钢管；电加热装置210，设置于换热器200上，以对换热器200电加热，电加热装置210具有第一输出功率，第一输出功率小于4kW，优选地，在一些实施例中，电加热装置210为电加热管，电加热管外部为不锈钢管，不锈钢管内均匀地分布高温电阻丝，在空隙部分填入导热性能和绝缘性能均良好的结晶氧化镁粉，将电加热管用作本发明的电加热装置200，热效率高，发热均匀。水从进水管300流通到换热器200再从出水管400流出，换热器200上设置的电加热装置210会对换热器200进行加热，换热器200再将热量传导到水中，对水进行加热，电加热装置210具有第一输出功率，第一输出功率小于4kW，也就是说电加热装置210对水的加热功率小于4kW。本发明提供的热交换器应用在燃气热水器上，传统燃气热水器由于受到燃烧工况和烟气易冷凝的限制，燃气不能实现3kW或3kW以下的热功率输出，采用了本发明的燃气热水器，可以通过电加热装置210实现0～3kW的功率输出，从而实现低温升，在夏天进水温度较高的情况下，通过电加热装置210对水进行加热，可达到特定的低温升，避免了水温过高。

如图1至图4所示，在一些实施例提供的燃气热水器的热交换器中，还包括了箱体100，箱体100为中空结构且具有四个侧壁，箱体100的下部设有用于与燃烧器连接的连接框110，换热器200设置在箱体100的上部，进水管300缠绕在箱体100的外壁上。如图1所示，进水管300在箱体100的外壁上间隔均匀地缠绕了三圈，在燃气燃烧时，箱体100可将热量传导给进水管300内的水，如图1所示，箱体100上还设置有供换热管600和电加热装置210穿设的箱体通孔120。

如图1至图4所示，在一些实施例中，换热器200包括换热管600和供换热管600穿设的换热片500，进水管300与出水管400分别与换热管600连接；电加热装置210穿设在换热片500上。当需要实现低温升，采用电加热方式对水进行加热时，电加热装置210通电产生热量，由于电加热装置210穿设在换热片500上，电加热装置210发出的热量会传导到换热片500上，再有，进水管300、换热管600和出水管400构成连通回路，换热管600穿设在换热片500上，因此，换热片500上的热量会传导到换热管600内的水里，从而对水进行加热。优选地，换热管600与换热片500均由易导热材料构成，优选地，换热管600与换热片500由不锈钢构成，优选地，换热管600为圆形长直管。当采用燃气加热时，燃气燃烧器产生的热气流会流通到换热器200上，换热片500接收到的来自热气流的热量同样可通过换热管600传递给换热管600里的水。采用换热片500穿设换热管600的换热结构，结构简单，减少了热量的损失，换热效率高。

如图5和图6所示，在一些实施例中，换热片500具有相对的第一侧面501和第二侧面502。换热片500上设置有供换热管600穿设的第一管孔510，第一管孔510的孔壁凸出于换热片500表面以形成有第一凸壁511。优选地，第一管孔510的孔壁向第二侧面502凸出，形成一圈第一凸壁511。优选地，换热管600的轴线垂直于换热片500的表面，第一凸壁511的轴线垂直于换热片500的表面，穿设在第一管孔510上的换热管600会与第一凸壁511抵接，可有效提高换热片500与换热管600之间的接触面积，在通过电加热装置210进行加热时，可提高换热片500的单位换热量，进而节约换热片500的材料；在通过燃气加热时，可避免热气流直接与换热管600接触，降低换热管600表面的最高温度，延长换热管600的使用寿命。在一些实施例中，换热片500上设置有供电加热装置210穿设的第二管孔520，第二管孔520的孔壁凸出于换热片500表面以形成有第二凸壁521。优选地，第二管孔520的孔壁向第二侧面502凸出，形成一圈第二凸壁521。优选地，电加热装置210的轴线垂直于换热片500的表面，第二凸壁521的轴线垂直于换热片500的表面，穿设在第二管孔520上的电加热装置210会与第二凸壁521抵接，可有效提高换热片500与电加热装置210之间的接触面积，提高换热片500与电加热装置210之间的换热效率。

如图5和图6所示，在一些实施例中，换热片500上设置有若干个的第一通孔530，第一通孔530的孔壁凸出于换热片500形成第三凸壁531，第三凸壁531用于将气流导向相邻的换热管600。优选地，第一通孔530的孔壁向第二侧面502凸出，形成第三凸壁531。优选地，第一通孔530可以是圆形孔，方形孔或异形孔；若干个第一通孔530的大小不一。优选地，如图5所示，在一些实施例中，第一通孔530设置有多个，第一通孔530多个大小不一的圆孔，第一通孔530设置在相邻两个第一管孔510之间，第一通孔530的孔壁向第二侧面502凸出，形成一圈第三凸壁531，当采用燃气加热时，燃气燃烧产生的热气流的初始运动方向为竖直向上，当热气流通过换热器200并碰到第三凸壁531后，第三凸壁531对热气流起到一定的引流作用，由于第一通孔530设置在两个第一管孔510之间，第一通孔530上的第三凸壁531会阻挡热气流并将其向两侧引流，有利于将热气流所携带的热量传递到穿设在第一管孔510上的换热管600中，增加换热效率。优选地，如图5所示，在一些实施例中，第一通孔530为方形孔，第一通孔530倾斜设置第一管孔510的上方，第一通孔530上靠近第一管孔510的孔壁向换热片500表面凸出，形成第三凸壁531，优选地，第三凸壁531的轴线垂直于换热片500表面，当采用燃气加热时，燃气燃烧产生的热气流的初始运动方向为竖直向上，当热气流在流经第三凸壁531时，第三凸壁531会对热气流有阻挡作用，热气流产生绕流，有利于将热气流所携带的热量传递到穿设在第一管孔510上的换热管600中，增加换热效率。

如图5和图6所示，在一些实施例中，换热片500的两侧边缘均设有侧翻边540。优选地，两侧边缘向第二侧面502凸出成侧翻边540，侧翻边540的轴线垂直于换热片500的表面。换热片500的两侧设置侧翻边540可以增强换热片500的强度，对热气流起到一定的引导作用。

如图5和图6所示，在一些实施例中，换热片500上设置有多个支撑凸起550，支撑凸起550呈拱桥状，能够有效加强换热片500的强度。优选地，支撑凸起550的上下设有开口，有利于减少热气流流经换热片500时产生的噪音。

如图3所示，在一些实施例中，换热片500并排间隔分布，相邻的两个换热片500相互抵接。优选地，在相邻两个换热片500之间，前一个换热片500的第一凸壁511、第二凸壁521、第三凸壁531和侧翻边540均与后一个换热片500的第一侧面501抵接。多个换热片500相互抵接构成一个紧密的换热空间，多个第一凸壁511相互抵接可在换热管600上构成一个连续的换热区域，增加换热效率；多个第二凸壁521相互抵接可在电加热装置210上构成一个连续的换热区域，增加换热效率；多个第三凸壁531相互抵接可增强对热气流的引导作用，多个侧翻边540相互抵接可增强换热片500的强度。

如图1至图4所示，在一些实施例中，换热管600设置成盘管式结构，盘管式结构的换热管600的两端分别与进水管和出水管连接；可以理解的是，换热管600还可设置成常用的其它结构，在此不作详述。

如图1和图2所示，在一些实施例中，出水管400上设置有温控组件，优选地，温控组件设置在出水管400上的不同位置，用于监控出水管400不同位置上的温度变化，以在不同的温度下采取不同的措施。优选地，如图1和图2所示，温控组件包括设置在出水管400上的高温温控器710，高温温控器710用于监控出水管400处的水温，可是在在出水管400上的任一位置，当水温较高时，触发高温温控器710，切断加热装置的工作。优选地，如图1和图2所示，温控组件还包括设置在出水管400上且靠近换热管600的低温温控器720，低温温控器720用于检测换热管600和出水管400连接处的温度，天气较冷时，换热管600内的积水容易冷凝，当温度降到冰点附近时，低温温控器720工作，使电加热装置210对换热器200进行加热，防止换热管600内的积水冷凝。设置高温温控器710和低温温控器720，成本低廉，工作可靠，故障率低，易于维护，且冬季使用时，能有效地防止燃气热水器被冻坏。

如图7所示，在一些实施例中，至少一个换热管600内设置有扰流件610。扰流件610在换热管600中的水流作用下可以造成强烈的扰流，打破管壁滞留层，形成紊流，从而起到增强换热的效果。优选地，如图7所示，在一些实施例中，扰流件610包括设置在换热管600内且呈螺旋状的扰流片611和环绕扰流片611的扰流弹簧612，扰流弹簧612与换热管600的内壁抵接。优选地，扰流片611由一个螺旋片构成，根据实际要求，可适当增加螺旋片的数量，螺距亦可进行调整。扰流片611材料可以是金属、塑料等能够符合实际应用条件的材料。扰流弹簧612与扰流片611配合使用，用于将扰流片611固定在换热管600内。设置扰流片611和扰流弹簧612，成本低廉，拆装方便，换热效果明显提升。

本发明还提供了一种燃气热水器。

本实施例所提供的燃气热水器，包括了上述的一种燃气热水器的热交换器。热交换器包括换热器；进水管，与换热器连接；出水管，与换热器连接；电加热装置，设置于换热器上，以对换热器电加热，电加热装置具有第一输出功率，第一输出功率小于4kW。该燃气热水器通过在热交换器上设置输出功率小于4kW的电加热装置，解决了燃气热水器由于最低温升的限制不能加热较小的温升问题，使得在夏天使用时出水温度不会过高，提高了用户的使用体验。本燃气热水器实施例包括上述热交换器全部实施例的全部技术方案，所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。