CN101255935A - 一种水电两用复合管及其加工方法和安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电两用复合管，加热电路为自控温电热带，其结构是受温度控制其制热量的电路，其外层设有金属编织层，且在塑料软管的长度方向上，与塑料软管互相贴合；塑料软管的内层管为能产生负离子及灭菌作用的电气石作为主要生态材料的生态层；设金属屏蔽散热膜将互相贴合的塑料软管和自控温电热带绕包或纵包，水电两用复合管的最外层为由柔性的绝缘材料制成的加强护套。本发明还公开了上述水电两用复合管的加工方法和安装方法。上述技术方案使水电两用复合管既能作为所有冷热源的输送，又可作为制冷供热与空调的终端，并实现能源互补和有效利用，提高水质。

Description

一种水电两用复合管及其加工方法和安装方法

技术领域

本发明属于暖通空调工程及给排水工程的技术领域，涉及暖通空调系统及给排水系统中的输送管路或制冷供热的终端，更具体地说，本发明涉及一种水电两用复合管。另外，本发明还涉及所述的水电两用复合管的加工方法和安装方法。

背景技术

目前，在建筑物的供热采暖系统中，一般采用热媒进行热交换，例如采用太阳能热水、锅炉热水、空气源热泵系统和结合集中电热补偿的方式。无论何种热源都存在一些不足和局限：

在采用太阳能集热时，由于地区的不同、日照时长的变化、昼夜及气候的变化等，导致热水的温度不稳定或达不到供热要求。采用空气源热泵系统时，由于受气温变化的影响，也同样存在上述缺陷。

同时，管路水温随外界气温变化、管路的保温性能、管路的长短以及热水的流动或静止、或流动速率而导致传输状态的变化，使得热水温度变化且这种变化没有一定的规律。

单纯的输水管道，设有阻氧层，有阻氧的效果，但不能产生负离子以及进行杀菌和灭菌，无法起到改善和提高水质的作用；

采用互不关联而独立的水管和独立的电路，水电分离，水和电不能进行协调的工作；

一般的铝塑复合管，其铝箔设在两层塑料之间，只有阻氧作用，使用寿命较短，不适于用作供暖的终端使用。

目前已知的解决办法是：采用恒功率电热管内置储罐法；功频感应恒功率法；电、燃气热水器辅助供热方法；电、燃气锅炉辅助供热方法等。上述这些辅助供热方法的缺点是投资大，能耗高、运行费用高且存在不安全隐患，可再生能源没有得到最有效的利用。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种水电两用复合管，其目的是使其既能作为所有冷热源的输送，又可作为制冷供热与空调的终端，并实现能源互补和有效利用，提高水质。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

所提供的这种水电两用复合管，用于冷热源的输送管路和制冷供热的终端，包括输水用的塑料软管和加热电路，所述的加热电路为自控温电热带，其结构是受温度控制其制热量的电路，其外层设有金属编织层；所述的自控温电热带在塑料软管的长度方向上，与塑料软管互相贴合；所述的塑料软管的内层管为能产生负离子及灭菌作用的电气石作为主要生态材料的生态层；设金属屏蔽散热膜将互相贴合的塑料软管和自控温电热带绕包或纵包，所述的水电两用复合管的最外层为由柔性的绝缘材料制成的加强护套。

为使本发明更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并充分体现本发明的新颖性和创造性：

所述的塑料软管的管体材料为塑料；所述的塑料软管为多层复合管，内层为生态层，可设中间层，为起阻氧作用的金属复合层，外层为塑料；或生态层的外层为塑料层。

所述的金属屏蔽散热膜为铝箔或铜箔，其采用的包裏的方式为纵包或绕包。其中，绕包的方式为螺旋式绕包。

所述的金属编织层采用金属丝编织形成，所述的金属丝的材料为铝丝，或镀锌铁丝，或不锈钢丝，或镀锡铜丝。

所述的加强护套的材料为塑料。

所述的加强护套与金属屏蔽散热膜之间，还设有一条包有绝缘外套的导线。

在所述的水电两用复合管用于冷热源的输送管路时，所述的水电两用复合管的加强护套的外表面上，还套装了保温套管。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的水电两用复合管的所采用的加工方法，在该加工方法中，其总装方法的步骤为：

分别将所述的加强护套和金属屏蔽散热膜裁切加工成长带状；

将塑料软管和已包有金属编织层的自控温电热带用金属屏蔽散热膜进行螺旋状绕包，或者用金属屏蔽散热膜进行管体长度方向的纵包；

用加强护套将绕包了金属屏蔽散热膜的塑料软管和自控温电热带从一个端头开始，沿长度方向连续包裹，使加强护套的成为水电两用复合管的外层加强套管层，使水电两用复合管成为完整的管体。

另外，本发明还提供了所述的水电两用复合管的安装方法，该方法是：

所述的水电两用复合管在用于终端时，供暖面积小于或等于10m²的设一组终端；每一采暖单元可并联若干组终端；采用单行一组或双行一组。

与现有技术相比，本发明采用上述技术方案取得的有益效果是：

适合以水为媒体的多种冷热源的输送，及作为制冷供热与空调的终端，既可制冷，也可制热，且温度控制范围较宽；

采用生态管技术，能使热水产生负离子及起到杀菌和灭菌的作用，提高水质。

以热水管输水循环为主、以电热为辅，适应热水的温度变化，如沿管线温度递度变化，逆向自动无级调整、自动无级补偿，温度的变化小；无需增设控温装置。

无冷热惯性损失，能源利用率提高，节能和环保性能更好；

可以独立用水或独立用电，适应使用条件的变化；

可以降低输入热媒温度限制，例如：热水供热可以下降为≥30℃进，同等条件下可增加节能40％以上；可以提高输入冷水温度的限制，例如：冷水降温可以提高到≤20℃即可，同等条件下可以增加节能40％以上；

结构简化，系统的设计、安装和使用维护方便，不受长度限制，使用寿命更长；

采用双屏蔽技术，电屏蔽效果更好，防止人体受电磁场的危害，对人体影响小，更加安全；

采用金属屏蔽散热膜的技术，起到阻氧的作用，延缓氧化，延长系统内的金属构件的使用寿命；使散热效果更好，热量散发更加均匀，提高传热效率。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明所涉及的水电两用复合管的断面结构示意图；

图2为实施例十所涉及的水电两用复合管的断面结构示意图；

图3为实施例十一所涉及的水电两用复合管的断面结构示意图；

图4为本发明所涉及的水电两用复合管用于的安装结构示意图。

图中标记为：1、塑料软管，2、自控温电热带，3、金属编织层，4、金属屏蔽散热膜，5、加强护套，6、水电两用复合管，7、导线，8、保温套管9、终端。

具体实施方式

下面结合附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、材料、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

地面供热采暖的方式已得到了世界公认并正在推广应用。由于地面供热采用多种热源，主要以热水为热媒或直接采用电加热，湿法或干法现场施工进行地面供热采暖，无论何种热源都受到条件的约束，存在一些不足和局限。随着节能技术的应用开发和客户对制冷、制热及空气调节的需求，一种可以同时提供冷源和热源以及利用地面调温技术的开发应用，迫切需要更理想的终端应用技术，要求产品能满足上述要求。目前，各方面都在开发自控温电热节能产品和技术以及PE-RT耐热管应用技术，开发适合多种(冷)热源，地面(墙裙、散热器、风机盘管)辐射、供热、制冷、空调用自控温水电两用复合管及其应用技术，并投入生产。

因此，基于这种需求，形成了本发明的发明构思并进一步提出了具体的技术方案。如图1、图2所表达的本发明的结构，本发明为一种水电两用复合管，用于冷热源的输送管路和制冷供热的终端9，包括输水用的塑料软管1和加热电路。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现使水电两用复合管6既能作为所有冷热源的输送、又可作为制冷供热与空调的终端9、实现能源互补和有效利用、提高水质的发明目的，本发明采取了以下技术方案：

如图1所示：

所述的加热电路为自控温电热带2，其结构是受温度控制其制热量的电路，其外层设有金属编织层3；

所述的自控温电热带2在塑料软管1的长度方向上，与塑料软管1互相贴合；

所述的塑料软管1的内层管为能产生负离子及灭菌作用的电气石或复合材料作为主要生态材料的生态层；

设金属屏蔽散热膜4将互相贴合的塑料软管1和自控温电热带2绕包或纵包，所述的水电两用复合管6的最外层为由柔性的绝缘材料制成的加强护套5。

上述技术方案的优点是：

1、适合以水为媒体的多种热源、冷源且温度控制范围较宽，作为终端9交换器通过塑料导管循环进行冷或热交换，实现冬天采暖，夏天降温，可作为全年四季及全天候的空调；

2、以热水管输水循环为主，以电热为辅，水电混用，适应以水为热媒的温度变化、特别是沿管线温度递度变化，利用自控温电热带2逆向自动无级调整、自动无级补偿；

3、实现以水为媒体的集中供热供冷；

4、太阳能集热或空调制冷，或二者结合，充分利用可再生能源；

5、多种热泵系统(地热源、水热源、空气源)，一进一出，一进二出(冷水、热水)，一进三出(冷水、热水、热)；

6、多种燃气热水器、电热水器、电锅炉等或前者与冷气机结合，应用范围广；

7、自调自补偿功能，需要多少自动补偿多少，且无冷热惯性损失，能源利用率提高；

8、可以降低输入热媒温度限制，例如：热水供热为≥50℃进，可以下降为≥30℃进，同等条件下可增加节能40％以上；

9、可以提高输入冷水温度的限制，例如：冷水降温为≤12℃进，可以提高到≤20℃进，同等条件下可以增加节能40％以上；

10、保留原有热源的节能效果，如：太阳能的利用，热泵技术的1：3-7的投入产出等；

11、所述的自控温电热带2的对所伴(冷)热媒温度控制范围很广，从0℃以下直到超过120℃。

上述技术方案中所采用电气石及其复合材料作为生态层的优点是：

1、具有永久性电极，能连续不断地产生静电场；持续产生0.06mA的电流，和人体的生物电流相似；

2、能自动地、永久地释放负离子；

3、能活化水，调节水的PH值，使水瞬间弱碱性化；

4、在常温下能发射波长4～14微米、发射率在0.92以上的远红外线；

5、对重金属离子具有物理吸附能力；

6、具有热电性和压电性；

7、能杀菌、抑菌、除臭、去异味。

下面对上述技术方案中涉及的电气石作简单介绍：

电气石(Tourmaline)又称托玛琳(或碧玺，或碎邪金)，也称带电的石头。这种材料具有压电性和热电性，受热时会带上电荷，这种现象称为热释电效应。单晶体电气石最大的特点是能够永久性产生0.06mA的微弱电流，与通过人体神经的电流类似，促使血液循环顺畅。利用电气石的负离子和红外线功能可治愈烦恼女性多年的四肢冰冷症、肩膀痛、腰痛、生理痛及神经痛等。

电气石的优点不仅仅是产生电流，只要合理加以利用，就可得到各种效果，具有其他矿物所没有的优点，其特性大致分为下列五种：

1、产生负离子：负离子又称为“空气的维他命”，具有调节人体离子平衡、使身心放松、活化细胞、提高自然治愈率等作用，并能抑制身体的氧化或老化。现代的环境具有许多促使正离子生成的要因，身体经常处于紧张状态，因此，负离子是现代人不可或缺的物质。此外，负离子也具有除臭的功效。

2、电解水：水电解后，能获得界面的活性作用、氯的安定化、铁的钝化(预防红色铁锈生成而发生红水)、水的还原化、去除二氧化硅与粘合物(微生物集合体)等各种效果。电气石与水反应，就能处理连化学洗剂和化学物质都很难处理的问题。

3、缩小水分子束：水分子(H₂O)并非单独存在，其分子会相互结合，形成分子束。分子束较小的水能去除氯或不纯物，味道佳，而且能够提高在身体内的渗透力。

4、放射远红外线(波长4～14微米的红外线)：远红外线能够渗透到身体深层部位，温暖细胞，促进血液循环，使新陈代谢顺畅。电气石远红外线发射力将近100％，数值较其他矿物高。

5、含有有效微量矿物质：电气石含有各种天然矿物质，其中有许多与人类必须的矿物质相同。借着微弱电流的作用，矿物质容易被吸收，是极佳的矿物质来源。

电气石还有其他作用：电气石根据用途不同，有电气石粉、超细电气石粉、纳米电气石粉。可以净化水质、净化空气、防电磁辐射、作为保健品等。电气石能吸收油漆、胶体等产品所发出的异味。用于建筑装潢粉刷内墙，可吸附油漆、胶体、涂料所发出的异味。在涂料中加入少量的超细电气石粉、刷在内墙和天花板上，不但可以迅速吸除异味、还能长期吸除烟味。

上述技术方案中的水电两用复合管6整体结构的优点：

节省空间、应用范围广、产品本身智能化，简化替代复杂的自动化控制，兼容性强；工厂预制免除二次施工污染和回收，节省劳力和多品种物料、多次运输费用；改繁锁精细的专业设计、专业施工为在当地专营服务指导下进行自助式简单设计和安装，达到精确使用，节省费用；理疗、健康、舒适；即开即热，免维护，造价适中，使用寿命与建筑同寿，无任何隐患和后顾之忧，是当前单纯水盘采暖或发热电缆单纯用电的更新换代产品。

上述技术方案中的自控温电热带2，在被伴热体系的温度过高时，通过电阻自动加大的方式，减少制热量；反之，在被伴热体系的温度低时，通过电阻自动减小的方式，增加制热量。其优点是：

1、电热带相应被伴热体系具有自动调节输出功率的特点，因此不会因自身发热而烧毁，却能因实际需要热量自行补偿，故为新一代节能型唯一带状恒温电加热器；

2、低温快速起动，温度均匀，高温自动限温，全部或局部皆可因其被伴热处的温度变化而自动调节，无需增设控温装置；

3、安装简便、维护简单，交直流两用，宽幅工作电压，适应面广，自动化水平高，运行及维护费用低；

4、可以任意截短或在一定范围内接长使用，并允许多次交叉重叠而无高温热点及烧毁之虑；

5、采用金属编织层5和金属屏蔽散热膜4，双层屏蔽，改善散热条件；有效阻氧，延缓氧化，延长系统内的金属构件的使用寿命；使散热效果更好，热量散发更加均匀。结合远红外转化辐射技术对人体有益无害，双层屏蔽接近100％；抗电磁波，隔热延缓，提高间隙承受温度。

在上述技术方案的基础上，为了使本发明更为完善，还提供以下实施示例作为本发明在具体实施时的参考：

实施例一：

所述的塑料软管1的管体材料为塑料；所述的塑料软管1为多层复合管，内层为生态层，可设中间层，该中间层为起阻氧作用的金属复合层，外层为塑料。

本实施例中所述的塑料可采用以下所述的共聚丙烯、中密度聚乙烯、尼龙、硅橡胶、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的任意一种，或任意多种聚合、复合的材料。

其塑料软管1的管体材料还可为EVOH树脂，即乙烯一乙烯醇共聚物。乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)将乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔作用相结合，乙烯一乙烯醇共聚物不仅表现出极好的加工性能，而且也对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用。由于同乙烯结合而具有热稳定性，含有EVOH阻隔层的多层容器是完全可以重复利用的。在目前可利用的聚合物中，气体渗透率最低。EVOH树脂的最显著特点是其对气体的阻隔作用。它被用在包装结构中，通过防止氧气的渗入来提高香味和质量的保留程度。在使用充气包装技术中，EVOH树脂有效地保留了用来保护产品的二氧化碳或氮气。它还具有耐油性能、良好的导热性能和良好的机械性能等。

其塑料软管1的管体材料还可为PE-RT，其优点是：

1、卓越的长期静液压(LTHS)性能；

2、满足饮用水规格；

3、优异的抗冲击强度；

4、表面高度光洁；

5、常温下的高弹性；

6、优异的可焊接性；

7、良好的热传导性；

8、易于安装；

9、连接方式的灵活性(热熔连接、机械连接)；

10、可回收性。

上述材料可根据不同的使用条件和用户需要选择使用。

实施例二：

本实施例给出了塑料软管1的复合层结构的具体形式：

所述的塑料软管1的管体材料为塑料；所述的塑料软管1为多层复合管，内层为生态层，生态层的外层为塑料层。

本实施例所述的塑料层的材料技术方案与实施例一是相同的。

下面两个实施例给出金属屏蔽散热膜4的结构形式及其材料，可以根据不同的使用条件和用户要求选用：

实施例三：

所述的金属屏蔽散热膜4为铝箔，其采用的包裏的方式为纵包或绕包。其中，绕包的方式为螺旋式绕包。

实施例四：

所述的金属屏蔽散热膜4为铜箔，其采用的包裏的方式为纵包或绕包。其中，绕包的方式为螺旋式绕包。

下面四个实施例给出金属编织层3的结构形式及其材料，可以根据不同的使用条件和用户要求选用：

实施例五：

所述的金属编织层3采用金属丝编织形成，所述的金属丝的材料为铝丝。

实施例六：

所述的金属编织层3采用金属丝编织形成，所述的金属丝的材料为镀锌铁丝。

实施例七：

所述的金属编织层3采用金属丝编织形成，所述的金属丝的材料为不锈钢丝。

实施例八：

所述的金属编织层3采用金属丝编织形成，所述的金属丝的材料为镀锡铜丝。

实施例九：

所述的加强护套5的材料为塑料。

本实施例中所述的塑料为阻燃聚乙烯、聚氯乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的任意一种，或其中任意多种复合、聚合的材料。

实施例十：

如图2所示，所述的加强护套5与金属屏蔽散热膜4之间，还设有一条包有绝缘外套的导线7。

在电路中除了自控温电热带2的两条线路形成回路外外，通过导线7形成第三条线路。本实施例考虑到当水电两用复合管6的长度过长，例如达到200m甚至更长时，电阻和压降过大，所以采用导线7并进行对角线连接，使电路上的压降减小。

实施例十一：

在所述的水电两用复合管6用于冷热源的输送管路时，所述的水电两用复合管6的加强护套5的外表面上，还套装了保温套管8。

如图3所示，当水电两用复合管6用于冷热源的输送管路时，为了减小热量的散失损耗，应对水电两用复合管6采取隔热的方法，减小其热量在输送途中的散发，所以保温套管8应采用隔热性能优越、化学稳定性好、具有一定柔韧性的绝缘材料。一般采用高强度的发泡材料。

实施例十二：

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本实施例提供的是以上所述的水电两用复合管6的所采用的加工方法，在该加工方法中，其总装方法的步骤为：

分别将所述的加强护套5和金属屏蔽散热膜4裁切加工成长带状；

将塑料软管1和已包有金属编织层3的自控温电热带2用金属屏蔽散热膜4进行螺旋状绕包，或者用金属屏蔽散热膜4进行管体长度方向的纵包；

用加强护套5将绕包了金属屏蔽散热膜4的塑料软管1和自控温电热带2从一个端头开始，沿长度方向连续包裹，使加强护套5的成为水电两用复合管6的外层加强套管层，使水电两用复合管6成为完整的管体。

通过上述步骤进行实施，本发明确保了水电两用复合管6的整体成形，能投入实际应用。

实施例十三：

本实施例提供的是所述的水电两用复合管6的安装方法，该方法是：

如图4所示，所述的水电两用复合管6在用于终端9时，供暖面积小于或等于10m²的设一组终端9；每一采暖单元可并联若干组终端9；采用单行一组或双行一组。

在一般的居室、办公室中，小于10m²可直接采用一组终端9，大于10m²的，或者较大的公用建筑物的室内，如教室、医院、商场等，就需要根据实际面积，采用二组或二组以上终端9。

在每一组终端9内，管路可以是串联，也可以是并联的；多组终端9用于一个采暖单元时，应该是并联连接的方式。

单行一组就是在一组终端9内是串联的，结构简单，安装方便，但可能使供热不够均匀。为了保证工作的可靠，采用两条管路并联的方式，作为一组终端9，即双行一组，使终端9的冷热供给均衡。也可按行标规程(回折型、双平行型、平行型)三种方法进行安装。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种水电两用复合管，用于冷热源的输送管路和制冷供热的终端(9)，包括输水用的塑料软管(1)和加热电路，其特征在于：

所述的加热电路为自控温电热带(2)，其结构是受温度控制其制热量的电路，其外层设有金属编织层(3)；

所述的自控温电热带(2)在塑料软管(1)的长度方向上，与塑料软管(1)互相贴合；

所述的塑料软管(1)的内层管为能产生负离子及灭菌作用的电气石或电气石的复合材料作为主要生态材料的生态层；

设金属屏蔽散热膜(4)将互相贴合的塑料软管(1)和自控温电热带(2)绕包或纵包，所述的水电两用复合管(6)的最外层为由柔性的绝缘材料制成的加强护套(5)。

2、按照权利要求1所述的水电两用复合管，其特征在于：所述的塑料软管(1)的管体材料为塑料；所述的塑料软管(1)为多层复合管，内层为生态层；可设中间层，为起阻氧作用的金属复合层，外层为塑料；或生态层的外层为塑料层。

3、按照权利要求1或2所述的水电两用复合管，其特征在于：所述的金属屏蔽散热膜(4)为铝箔或铜箔，其采用的包裏的方式为纵包或绕包。

4、按照权利要求1或2所述的水电两用复合管，其特征在于：所述的金属编织层(3)采用金属丝编织形成。

5、按照权利要求1或2所述的水电两用复合管，其特征在于：所述的加强护套(5)的材料为塑料。

6、按照权利要求1或2所述的水电两用复合管，其特征在于：所述的加强护套(5)与金属屏蔽散热膜(4)之间，还设有一条包有绝缘外套的导线(7)。

7、按照权利要求1或2所述的水电两用复合管，其特征在于：在所述的水电两用复合管(6)用于冷热源的输送管路时，所述的水电两用复合管(6)的加强护套(5)的外表面上，还套装了保温套管(8)。

8、按照权利要求1所述的水电两用复合管所采用的加工方法，其特征在于：所述的水电两用复合管(6)的总装方法的步骤为：

分别将所述的加强护套(5)和金属屏蔽散热膜(4)裁切加工成长带状；

将塑料软管(1)和已包有金属编织层(3)的自控温电热带(2)用金属屏蔽散热膜(4)进行螺旋状绕包，或者用金属屏蔽散热膜(4)进行管体长度方向的纵包；

用加强护套(5)将绕包了金属屏蔽散热膜(4)的塑料软管(1)和自控温电热带(2)从一个端头开始，沿长度方向连续包裹，使加强护套(5)的成为水电两用复合管(6)的外层加强套管层，使水电两用复合管(6)成为完整的管体。

9、按照权利要求1所述的水电两用复合管的安装方法，其特征在于：所述的水电两用复合管(6)在用于终端(9)时，供暖面积小于或等于10m²的设一组终端(9)；每一采暖单元可并联若干组终端(9)；采用单行一组或双行一组。

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