專利名稱：：熱水器及其熱交換器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明關(guān)于一種熱水器及其熱交換器結(jié)構(gòu)。技術(shù)背景瓦斯熱水器的作用原理是應(yīng)用燃燒后所產(chǎn)生的高溫氣體，經(jīng)由熱交換器來進行熱交換，以達到加熱冷水的目的?，F(xiàn)今市面上的瓦斯熱水器產(chǎn)品，熱效率(thermalefficiency)經(jīng)實驗量測普遍在70%-80%之間，廢氣排放溫度普遍接近200。C,顯示還有許多熱量被排放至外界未被利用。以目前市場狀況，以維持現(xiàn)有熱水器結(jié)構(gòu)，而能有效提升一次熱交換器性能最能被業(yè)者所接受。研究發(fā)現(xiàn)，目前市售熱水器的熱交換器，不管是用于強制排氣型、自然進氣型或屋外型，幾乎都采用單一款式熱交換器，業(yè)者設(shè)計的觀點認為，只要增加管排或鰭片數(shù)，就可有效增加熱傳量，然而，不當?shù)墓芘呕蝣捚帕?，只會造成投入的成本增加，熱傳量增加卻有限。再者，目前市售瓦斯熱水器的熱交換器設(shè)計，所采用的管徑多為1/2"時或5/8"時，而縱向節(jié)距(Pl)與橫向節(jié)距(Pt)的比值介于0.27-0.45之間，此時的熱效率隨著制造工藝差異介于70-80%之間，未能夠達到最佳熱傳量的效果，此時欲提升效率而增加管排或鰭片數(shù)目，即面臨廢氣回流、凝結(jié)水問題或熱交換器本體成本的增加，也因此國內(nèi)瓦斯熱水器效率始終無法明顯突破。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是改良傳統(tǒng)家用瓦斯熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)而提供一種熱水器及其熱交換器結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整管排的橫向節(jié)距與縱向節(jié)距的比值，以達最佳熱傳量，減少原先設(shè)計緊密排列所造成的壓損，提升效率，降低成本。本發(fā)明的次一目的是提供一種熱水器及其熱交換器結(jié)構(gòu)，利用改變熱交換器管排間的排列方式，提升熱交換器的熱交換量，使廢氣排放溫度維持在IO(TC以上，如此不但可提升熱效率，同時免除凝結(jié)水發(fā)生的問題。為達到上述目的的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，包含復(fù)數(shù)個平行鰭片及設(shè)置于該鰭片上的一管排，使該管排形成多數(shù)個平行管件，于該鰭片上形成一縱向節(jié)距(pl)與一橫向節(jié)距(pt),該縱向節(jié)距(pl)與該橫向節(jié)距(pt)的比值介于0.6與1.1之間。優(yōu)選的方案，該縱向節(jié)距(Pl)與橫向節(jié)距(Pt)分別代表該管件間的垂直與水平距離，并以該管件的中心點間的距離定義該縱向節(jié)距(P1)與該橫向節(jié)距(Pt)。本發(fā)明提供的一種熱水器，包含有一罩體；一水箱，安裝在該罩體內(nèi)；一燃燒器，位于該水箱下方；一熱交換器結(jié)構(gòu)，位于該水箱上方；一瓦斯控制器，控制一瓦斯輸入并^是供給該燃燒器；其中該熱交換器結(jié)構(gòu)，包含復(fù)數(shù)個鰭片；及一管排，設(shè)置于該鰭片上，使該管排形成多數(shù)個平行管件，該管件于該鰭片上形成一縱向節(jié)距(Pl)與一橫向節(jié)距(Pt),該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)的比值介于0.6與1.1之間。根據(jù)上述方案，本發(fā)明相較于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的效果是顯著的為了有效提升家用瓦斯熱水器的熱效率，本發(fā)明改進傳統(tǒng)家用瓦斯熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，調(diào)整管排與銅管的距離參數(shù)以達最佳熱傳量，除減少原先設(shè)計緊密排列所造成的壓損外，同時可使熱水器熱效率達80°/。以上。因此，本發(fā)明利用改變熱交換器管徑、縱向節(jié)距(Pl)與橫向節(jié)距(Pt),在幾乎相同的材料成本下，即能大幅提升一次熱交換器性能。綜上，本發(fā)明通過調(diào)整縱向節(jié)距(P1)與橫向節(jié)距(Pt)的比值，不需大幅改變原有構(gòu)造，即可達到熱效率提升，進而達到節(jié)能的目的。圖1為具有本發(fā)明熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)的熱水器剖面示意圖。團2為本發(fā)明熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖3為本發(fā)明熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)的管排第一實施例的示意4為本發(fā)明熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)的管排第二實施例示意圖。主要元件符號說明10.30.41.43.50.70,罩體,燃燒器.鰭片.管件.風(fēng)扇.水管20......水箱40......熱交換器結(jié)構(gòu)42……管排44......殼體60......瓦斯控制器具體實施方式請參閱圖1,為具有本發(fā)明熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)的熱水器剖面示意圖，該熱水器包含有一罩體IO、一水箱20、一燃燒器30、一熱交換器結(jié)構(gòu)40、一風(fēng)扇50、一瓦斯控制器60及一水管70,該水箱20安裝在該罩體10內(nèi)，且位于該水箱20上方設(shè)有該熱交換器結(jié)構(gòu)40,位于該水箱20下方設(shè)有該燃燒器30。其中該熱交換器結(jié)構(gòu)40上方設(shè)置該風(fēng)扇50。該燃燒器30是由該瓦斯控制器60控制一瓦斯輸入而產(chǎn)生燃燒，使該水箱20中的水可以升溫變?yōu)闊崴敵?。請同時參閱圖2、3、4,為本發(fā)明熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)的立體示意圖、熱交換器結(jié)構(gòu)的管排第一實施例的示意圖及熱交換器結(jié)構(gòu)的管排第二實施例示意圖，該熱交換器結(jié)構(gòu)40包括有復(fù)數(shù)個平行排列的鰭片41與一管排42,該管排42設(shè)置于該鰭片41上，使該管排42形成多數(shù)個平行管件43,于該鰭片41上形成一縱向節(jié)距(Pl)與一橫向節(jié)距(Pt)。而熱交換器效率主要影響因素包含鰭片片數(shù)、鰭片厚度、水管管徑、縱向節(jié)距(Pl)與橫向節(jié)距(Pt)等，當欲提升效率而增加鰭片厚度時，會造成風(fēng)阻的增加進而增加CO的生成；而增加鰭片片數(shù)時，則會擴大熱交換器的體積而增加制造成本，因此本發(fā)明考慮了改變縱向節(jié)距(Pl)與橫向節(jié)距(Pt)，使熱交換器效率提升。經(jīng)實驗驗證，以目前現(xiàn)有熱交換器結(jié)構(gòu)，欲提升效率最有效的方法即是調(diào)整縱向節(jié)距(Pl)與橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的比值，本發(fā)明將該縱向節(jié)距(P1)與該橫向節(jié)距(Pt)的比值由傳統(tǒng)的0.27-0.45調(diào)整到0.6與l.l之間，可以有效的增加熱傳量，且成本增加^[艮少，較能為業(yè)界所接受而生產(chǎn)該熱交換器。較佳地，該鰭片41與該管排42可由一殼體44固定，方便安裝。較佳地，該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)形成于該鰭片41上，使該管件43位于該鰭片41中央位置。亦即于該鰭片41上形成矩形面積，而該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)為矩形的外圍長度，如圖3所示。因此該管件43位于該鰭片41的矩形面積的中央位置，該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)為矩形的外圍長度，本實施例即可定義該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)。較佳地，該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)形成該管件43間的垂直與水平距離。亦即以該每一相鄰管件43的中心點間的距離定義該縱向節(jié)距(Pl)與該4黃向節(jié)距(Pt)。在同一列上的管件，于該鰭片上的管件43間形成一定距離，該一定距離是自該一管件的中心位置起到該另一管件的中心位置止的距離，此定義為橫向節(jié)距(Pt),如圖4所示。而在相鄰列上，該相鄰的管件是自該一管件的中心位置的水平延長線起到該另一管件的中心位置的水平延長線止的距離，此定義為縱向節(jié)距(P1)。因此本實施例的該相鄰管件間的距離即可定義該縱向節(jié)距(P])與該^t向節(jié)距(Pt)。市場上對熱水器的型態(tài)可按不同環(huán)境而制作，例如本發(fā)明熱水器為一自然進氣型熱水器(CF)或屋外型熱水器(RF),則該縱向節(jié)距(P1)與該橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的比值介于0.6與0.9之間。較佳地，該縱向節(jié)距(P1)與該橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的比值0.81。本發(fā)明第一實施例的實驗數(shù)據(jù)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在自然進氣型熱水器(CF)與屋外型熱水器(RF)中，因為沒有外加強制對流機制，里面流場流速較慢，當縱向節(jié)距(Pl)與橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的比介于0.6與0.9之間時，會有最佳熱傳量?；蚶绫景l(fā)明熱水器為一強制排氣型水器(FE)或強制供氣型水器(FF),該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的比值介于0.8與1,1之間。較佳地，該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的比值為1.0。本發(fā)明第二實施例的實驗數(shù)據(jù)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在強制排氣熱水器(FE)與強制供氣熱水器(FF)中，因為有外加強制對流機制，里面流場流速較快，當縱向節(jié)距(Pl)與橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的比值介于0.8與1.1時，會有最佳熱傳量。以此設(shè)計出的熱交換器，其廢氣溫度仍低于150。C的范圍，不但效率提升，且沒有凝結(jié)水的問題產(chǎn)生。權(quán)利要求1.一種熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，包含復(fù)數(shù)個鰭片；及一管排，設(shè)置于該鰭片上，使該管排形成多數(shù)個平行管件，于該鰭片上形成一縱向節(jié)距(Pl)與一橫向節(jié)距(Pt)，其特征是該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)的比值介于0.6與1.1之間。2.如權(quán)利要求1所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是該鰭片為平行排列，該管件位于該鰭片中央位置。3.如權(quán)利要求1所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是該縱向節(jié)距(P1)與該橫向節(jié)距(Pt)分別代表該管件間的垂直與水平距離。4.如權(quán)利要求l所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是該熱水器為一自然進氣型熱水器(CF)或屋外型熱水器(RF)。5.如權(quán)利要求4所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的比值介于0.6與0.9之間。6.如權(quán)利要求4所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的最佳比值為0.81。7.如權(quán)利要求5所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是該縱向節(jié)距(Pl)與橫向節(jié)距(Pt)分別代表該管件間的垂直與水平距離，并以該管件的中心點間的距離定義該縱向節(jié)距(P1)與該橫向節(jié)距(Pt)。8.如權(quán)利要求1所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是該熱水器為一強制排氣型熱水器(FE)或強制供氣型熱水器(FE)。9.如權(quán)利要求8所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的比值介于0.8與1.1之間。10.如權(quán)利要求9所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)兩系數(shù)的最佳比值為1.0。11.如權(quán)利要求9所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)分別代表該管件間的垂直與水平距離，并以該管件的中心點間的距離定義該縱向節(jié)距(P1)與該橫向節(jié)距(Pt)。12.如權(quán)利要求1所述的熱水器的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征是更包括一殼體，使該鰭片與該管排固設(shè)于該殼體內(nèi)。13.—種熱水器，包含有一罩體；一水箱，安裝在該罩體內(nèi)；一燃燒器，位于該水箱下方；一熱交換器結(jié)構(gòu)，位于該水箱上方；一瓦斯控制器，控制一瓦斯輸入并提供給該燃燒器；其中該熱交換器結(jié)構(gòu)，包含復(fù)數(shù)個鰭片；及一管排，設(shè)置于該鰭片上，使該管排形成多數(shù)個平行管件，該管件于該鰭片上形成一縱向節(jié)距(Pl)與一橫向節(jié)距(Pt),其特征是該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)的比值介于0.6與1.1之間。14.如權(quán)利要求13所述的熱水器，其特征是該鰭片為平行排列，該管件位于該鰭片中央位置。15.如權(quán)利要求13所述的熱水器，其特征是該縱向節(jié)距(P1)與該橫向節(jié)距(Pt)分別代表該管件間的垂直與水平距離，并以該管件的中心點間的距離定義該縱向節(jié)距(Pl)與該橫向節(jié)距(Pt)。16.如權(quán)利要求13所述的熱水器，其特征是更包括一殼體，使該鰭片與該管排固設(shè)于該殼體內(nèi)。17.如權(quán)利要求13所述的熱水器，其特征是更包括一風(fēng)扇，設(shè)置于該熱交換器上方或下方。全文摘要本發(fā)明公開了一種熱水器及其熱交換器結(jié)構(gòu)。該熱交換器結(jié)構(gòu)將一管排設(shè)置在復(fù)數(shù)個平行的鰭片上，使該管排形成多數(shù)個平行管件，于該鰭片上形成一縱向節(jié)距(P1)與一橫向節(jié)距(Pt)，該縱向節(jié)距(P1)與該橫向節(jié)距(Pt)的比值介于0.6與1.1之間。該熱水器包括一罩體；一水箱，安裝在該罩體內(nèi)；一燃燒器，位于該水箱下方；前述熱交換器結(jié)構(gòu)，位于該水箱上方；一瓦斯控制器，控制一瓦斯輸入并提供給該燃燒器。本發(fā)明通過調(diào)整該管排的橫向節(jié)距與縱向節(jié)距的比值以達最佳熱傳量，減少原先設(shè)計緊密排列所造成的壓損，并達提升效率，低成本的高效益。文檔編號F24H1/16GK101266113SQ20071008830公開日2008年9月17日申請日期2007年3月15日優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日發(fā)明者吳國光,羅文斌,鄭景亮申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院