用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元及燃气热水器或壁挂炉.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921628718.X (22)申请日 2019.09.27 (73)专利权人 博世热力技术 （上海） 有限公司 地址 201801 上海市嘉定区马陆镇丰年路 960号第1、 2幢 (72)发明人 谢壮德 (74)专利代理机构 北京永新同创知识产权代理 有限公司 11376 代理人 杨胜军刘兴鹏 (51)Int.Cl. F24H 9/00(2006.01) F24H 1/40(2006.01) (54)实用新型名称 用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元及燃 气热水器或壁挂炉 (。

2、57)摘要 本申请公开了用于燃气热水器或壁挂炉的 换热单元及燃气热水器或壁挂炉， 其中， 用于燃 气热水器或壁挂炉的换热单元内部填充相变储 热材料， 且所述换热单元设置有检测所述相变储 热材料当前温度的传感器。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 210921815 U 2020.07.03 CN 210921815 U 1.一种用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元， 其特征在于， 所述换热单元的内部填充 相变储热材料， 且所述换热单元设置有检测所述相变储热材料当前温度的传感器， 其中通 水的水管浸在所述相变储热材料中， 使得高温烟气先加热所述相变储热材料， 把热量储存 在所述相变储热材料。

3、中， 然后所述相变储热材料再加热所述水管内的水。 2.根据权利要求1所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元， 其特征在于， 当用于燃 气热水器时， 所述换热单元包括： 平行设置的若干第一热交换管， 所述若干第一热交换管通 过主水管依次串联， 每个所述第一热交换管内部设置一或多根连通于所述主水管的第二热 交换管， 且每个第一热交换管内部填充相变储热材料。 3.根据权利要求2所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元， 其特征在于， 平行设置 的所述若干第一热交换管之间设置热交换翅片。 4.根据权利要求1所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元， 其特征在于， 当用于壁 挂炉时， 所述换热单元包括： 设。

4、置在所述换热单元内部且二者互相垂直排布的循环水热交 换管和生活用水热交换管， 所述循环水热交换管和生活用水热交换管之间的空隙填充相变 储热材料。 5.根据权利要求2或4所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元， 其特征在于， 所述 相变储热材料为有机相变储热材料。 6.根据权利要求5所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元， 其特征在于， 所述相变 储热材料为烯烃CnH2n， 其中30n50且n为整数。 7.根据权利要求5所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元， 其特征在于， 所述相变 储热材料为硬脂酸C18H36O2。 8.根据权利要求1所述的用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元， 其特征在于， 所。

5、述换热 单元外部设置隔热层。 9.一种燃气热水器， 其特征在于， 采用如权利要求1、 2、 3、 5、 6、 7、 8中任意一项所述的换 热单元。 10.一种壁挂炉， 其特征在于， 采用如权利要求1、 4、 5、 6、 7、 8中任意一项所述的换热单 元。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210921815 U 2 用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元及燃气热水器或壁挂炉 技术领域 0001 本申请涉及热水器技术领域， 特别是涉及燃气热水器或壁挂炉。 背景技术 0002 在现有技术中， 燃气热水器或壁挂炉的冷水加热功能不够理想。 由于燃气热负荷 的可控性较差， 调节精度不高， 使得生活用水的热水。

6、水温变化很大， 特别是在热水器刚启动 时， 出水口的水温波动较为剧烈， 影响用户淋浴时的体验。 因此， 提高淋浴热水水温的均匀 性非常重要。 实用新型内容 0003 本申请提供了一种用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元来解决燃气热水器或壁 挂炉中生活用水的热水水温波动问题的方案。 0004 本申请公开了一种用于燃气热水器或壁挂炉的换热单元， 所述换热单元的内部填 充相变储热材料， 且所述换热单元设置有检测所述相变储热材料当前温度的传感器。 0005 当用于燃气热水器时， 所述换热单元包括： 平行设置的若干第一热交换管， 所述若 干第一热交换管通过主水管依次串联， 每个所述第一热交换管内部设置一或多。

7、根连通于所 述主水管的第二热交换管， 且每个第一热交换管内部填充相变储热材料。 0006 在可行的实施方式中， 平行设置的所述若干第一热交换管之间设置热交换翅片。 0007 当用于壁挂炉时， 所述换热单元包括： 设置在所述换热单元内部且二者互相垂直 排布的循环水热交换管和生活用水热交换管， 所述循环水热交换管和生活用水热交换管之 间的空隙填充相变储热材料。 0008 在可行的实施方式中， 所述相变储热材料为有机相变储热材料。 0009 在可行的实施方式中， 所述相变储热材料为烯烃CnH2n， 其中30n50且n为整数。 0010 在可行的实施方式中， 所述相变储热材料为硬脂酸C18H36O2。。

8、 0011 在可行的实施方式中， 所述换热单元外部设置隔热层。 0012 本申请同时公开了一种燃气热水器或壁挂炉， 其采用前述的换热单元。 0013 为了能更进一步了解本申请的特征以及技术内容， 请参阅以下有关本申请的详细 说明与附图， 然而附图仅提供参考与说明用， 并非用来对本申请加以限制。 附图说明 0014 本申请的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理 解和了解， 在附图中： 0015 图1为本申请用于燃气热水器时换热单元的一个具体实施方式示意图； 0016 图2为本申请燃气热水器的一个具体实施方式示意图； 0017 图3为本申请用于壁挂炉时换热单元的一个具体实施。

9、方式示意图； 0018 图4为本申请壁挂炉的一个具体实施方式示意图。 说明书 1/3 页 3 CN 210921815 U 3 具体实施方式 0019 为帮助本领域的技术人员确切地理解本申请要求保护的主题， 下面结合附图详细 描述本申请的具体实施方式。 0020 如图1所示， 本申请公开了一种用于燃气热水器的换热单元100， 包括： 平行设置的 若干第一热交换管10， 所述若干第一热交换管10由主水管20依次串联， 每个所述第一热交 换管10内部设置一个或数个连通于所述主水管20的第二热交换管30， 且每个第一热交换管 10内部填充相变储热材料40， 所述换热单元100还设置有温度传感器50。。

10、 温度传感器50可以 通过盲管插入相变储热材料40之中或直接接触第一热交换管10的外表面， 以检测相变储热 材料的温度变化情况， 通过该温度变化来决定是否需要启动燃烧器进行加热。 如何通过温 度传感器检测信号并控制燃烧器的运行为本领域技术人员所熟知， 此处不再赘述。 0021 相变材料(PCM)是储能材料。 在某些恒定温度下或近似恒温时， 该物质的相状态将 例如从固相变为液相或从其液相变为固相， 并将吸收或释放潜热。 材料相变是一个恒温或 近似恒温的过程， 该恒温是材料相变温度(熔点或凝固点)。 如果利用从液体到固体的相变 过程释放热量， 以恒定温度来加热水， 当水流速率比较稳定时， 它能确保。

11、经过其加热的热水 温度也是基本恒定的。 同时， 材料相变过程中从固态到液态的吸收热量将被储存在材料中。 0022 具体而言， 在本申请中， 填充在第一热交换管10内的相变储热材料40的基本工作 原理是： 在特定温度范围中从固体到液体的相变储热材料熔化， 吸收来自热水器或壁挂炉 的高温烟气的热量并将热量储存在熔化的相变储热材料中； 以及， 在另一个特定温度范围 中从液体固化成固体将释放将用于加热水的热量。 温度传感器50用以监测相变储热材料当 前的温度。 0023 在一些实施方式中， 为了防止管路被腐蚀， 所述相变储热材料采用有机相变储热 材料， 例如是烯烃CnH2n， 其中n的取值为3050之。

12、间的整数； 或采用硬脂酸C18H36O2作为相变 储热材料。 0024 在本具体实施方式中， 每个所述第一热交换管10两端均设置有带内、 外端口的连 接部60， 每个所述第二热交换管30的两端分别连接于其所在的第一热交换管10两端的连接 部60的内端口61， 所述主水管20通过连接部60的外端口62将若干所述第一热交换管10串 联。 为了确保保温效果， 所述换热单元100外部设置隔热层80； 平行设置的所述若干第一热 交换管10之间还设置热交换翅片70。 0025 参见图2所示， 本申请同时公开了一种燃气热水器， 其采用前述的换热单元100。 该 燃气热水器还包括设置在换热单元下方的燃烧室20。

13、0、 燃烧器300， 以及与换热单元上方相 连的风机400、 烟管500等。 其中， 主水管20包括冷水进水端21和热水出水端22， 冷水进水端 21连接流量传感器23和流量控制阀24。 与燃烧器300相连的燃气进气管路600上设置气阀 610。 燃气热水器或壁挂炉的基本结构和工作原理为本领域人员所熟知， 此处不再赘述。 0026 参见图3， 类似地， 当本方案应用于壁挂炉时， 可以用于为生活用水加热。 0027 如图所示， 所述换热单元1000包括： 设置在所述换热单元1000内部且二者互相垂 直排布的循环水热交换管1010和生活用水热交换管1020， 所述循环水热交换管1010和生活 用水。

14、热交换管1020之间的空隙填充相变储热材料1031， 这些相变储热材料被容置于腔体 1030中。 温度传感器1040可以通过盲管插入相变储热材料40之中， 以检测相变储热材料的 温度变化情况。 相应地， 换热单元1000包括了循环水进水口1100和循环水出水口1200， 以及 说明书 2/3 页 4 CN 210921815 U 4 生活用水冷水进水口1300和生活用水热水出水口1400。 此外， 换热单元1000还设置有用于 连接各交换管和进/出水口的连接部1050以及用于保温的隔热层1060。 0028 参见图4所示， 本申请同时公开了一种壁挂炉， 其采用前述的换热单元1000替换了 惯常。

15、设计中的板式换热器。 该壁挂炉还包括了炉膛2000、 燃烧腔3000、 主热交换器4000以及 风机5000和烟管6000等。 由于除了换热单元1000以外， 其它的部件结构以及壁挂炉的主要 工作原理与现有技术相同， 此处不再赘述。 0029 综上所述， 现有技术中， 一些技术方案虽然同样提到了相变储热材料的应用， 但相 变储热材料仅围绕进水口管道周边或者燃烧室或集烟室四周布局， 其目的仅仅是对进口管 冷水进行预热， 真正加热还是靠换热单元和热烟气之间的热交换作用。 在本申请中， 储热材 料作为换热单元的一部分， 通水的水管完全浸在储热材料中， 高温烟气先加热储热材料， 把 热量储存在储热材料。

16、中， 然后储热材料再加热管内的水， 这样热水温度取决于储热材料的 相变温度和水流速率。 一般储热材料的相变温度是固定的或者在一个很小的范围变动， 因 此， 如果水流速率稳定， 则出水温度比较稳定。 而现有技术的方案， 出水温度取决于烟气的 热负荷， 通过热烟气直接加热管内的水， 热负荷比较难控制， 因此经常出水温度不稳定， 效 果远不及本申请的技术方案。 0030 虽然基于特定的实施方式显示和描述了本申请， 但本申请并不限制于所示出的细 节。 相反地， 在权利要求及其等同替换的范围内， 本申请的各种细节可以被改造。 说明书 3/3 页 5 CN 210921815 U 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 210921815 U 6 图3 图4 说明书附图 2/2 页 7 CN 210921815 U 7 。