CN103673169A - 复管式温度控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种复管式温度控制装置，包含一内管、一外管、多数支管，及一导热介质。该内管与该外管共同界定出一热传空间，以供该导热介质填充，而所述支管穿伸于该热传空间中并与该内管连通。该内管与所述支管相配合用以输送流体，借由该复管式温度控制装置包含有多数支管的设计，使得流体在输送过程中，因与该导热介质间的热交换面积大，而能快速地进行热交换，使该流体温度也能快速地与该外管外部介质的温度拉近，以达到预定的温度。此外，静态的热传导方式，不需大量消耗能源，更为环保。

Description

复管式温度控制装置
技术领域
本发明涉及一种温度控制装置，特别是涉及一种复管式温度控制装置。
背景技术
参阅图1，为中国台湾公告第M413827号「恒温空调装置」新型专利案中所揭示的一冷气装置，包含一压缩机11、一冷凝器12、一膨胀阀13，及一蒸发器14。而冷气装置的运作方式主要是将压缩机11输出的高压气态致冷剂输送至该冷凝器12，使致冷剂由高压气态转变为高压液态，接着使该高压液态致冷剂经该膨胀阀13进行降压，降压后的液态致冷剂再输出至该蒸发器14。在该蒸发器14中的致冷剂会大量吸收周围的热量，并由液态转为气态，最后该气态致冷剂再输送回该压缩机11进行加压，如此则形成一致冷剂循环回路。
致冷剂流经蒸发器14的过程中，蒸发器14周围的温度会大幅降低，此时借由设于该蒸发器14一侧的鼓风机(图未示)即能将该蒸发器14周围凉爽的低温空气朝预定的空间吹送，从而降低该空间内的温度，让该空间内的使用者感到舒适。
然而，较常使用于冷气装置中的致冷剂属氟氯碳化合物，会造成臭氧层空洞问题，即使近日市场上逐渐改采用所谓的环保冷媒来取代先前的氟氯碳化合物，但由于冷气装置中的压缩机11相当耗电，且致冷剂在经过冷凝器12时会大量释放出热能而使得环境温度上升，也均是造成全球暖化及能源耗竭日益严重的原因，因此在环保意识逐渐增强的现代，找出能使生活更佳舒适，同时也不会污染或造成环境伤害的解决方案，实为当务之急。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能快速达成温度控制，且节省能源的复管式温度控制装置。
本发明复管式温度控制装置，包含一个内管、一个外管、多数个支管，及一导热介质。该内管用以输送流体，并包括一个封闭端，及一个开放端，该外管环绕包覆该内管并与该内管共同界定出一个热传空间。所述支管用以输送该流体，并穿伸于该热传空间中，且每一个支管包括一个连通端，及一个连外端，所述连通端邻近该内管的封闭端并与该内管连通，而所述连外端则外露于该外管。所述导热介质填充于该热传空间内，该导热介质能使该内管内的流体、所述支管内的流体与该外管外围的介质进行热交换。
较佳地，前述的复管式温度控制装置，其中该导热介质为超导液，而该外管还包括一个邻近该内管的封闭端的第一热交换段，及一个包覆于外周面而由该第一热交换段朝该开放端延伸的保温层。
较佳地，前述的复管式温度控制装置，其中该外管还包括多数个设置于该第一热交换段上的第一导热鳍片。
较佳地，前述的复管式温度控制装置，其中该外管还包括一个由该保温层朝该内管的开放端延伸的第二热交换段。
较佳地，前述的复管式温度控制装置，其中该外管还包括多数个设置于该第二热交换段上的第二导热鳍片。
较佳地，前述的复管式温度控制装置，还包含一个连接该内管的开放端的第一输送模块，该第一输送模块包括一个鼓风机，及一个空气滤清器。
较佳地，前述的复管式温度控制装置，还包含一个第二输送模块，该第二输送模块包括一个与所述支管的连外端相连通的输送管，及一个与该输送管远离所述支管的一端相连通的风箱。
较佳地，前述的复管式温度控制装置，其中该第二输送模块还包括一个结合于该风箱的过滤网。
较佳地，前述的复管式温度控制装置，还包含一个设置于该外管上的注液模块。
较佳地，前述的复管式温度控制装置，还包含一个固定网，该固定网设置于该内管与该外管之间而用于定位所述支管。
本发明的有益效果在于：借由该复管式温度控制装置包含多数个与该内管相连通的支管，能增加该流体与该导热介质间的热交换面积，因此该流体的温度能快速与该外管外部介质的温度拉近，而达到快速温控的效果。此外，该复管式温度控制装置仅借由该导热介质来进行热传导，能源消耗较低。
附图说明
图1是一示意图，说明中国台湾公告第M413827号「恒温空调装置」新型专利案中所揭示的一冷气装置；
图2是一侧视图，说明本发明复管式温度控制装置的较佳实施例；
图3是一示意图，说明该较佳实施例在夏季使用时，流体的流动方向；
图4是沿图2中IV-IV切线的一剖视图；
图5是沿图2中V-V切线的一剖视图；及
图6是一示意图，说明该较佳实施例在冬季使用时，流体的流动方向。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明，在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。
参阅图2、3，为本发明复管式温度控制装置的较佳实施例，包含一内管2、一环绕包覆该内管2且与该内管2共同界定出一热传空间31的外管3、六个穿伸于该热传空间31中并连通该内管2的支管4(配合参阅图4)、一设置于该内管2与该外管3之间而用于定位所述支管4的固定网51(见图5)、一填充于该热传空间31中的导热介质52、一与该内管2连接的第一输送模块61、一与所述支管4连接的第二输送模块62，及一设置于该外管3上的注液模块7。
在本较佳实施例中，该导热介质52为超导液，具有高热传递速度的特性，但当然视不同温升程度的需求，该导热介质52也可以是水、氨水、甲醇、甲苯、乙醇，或是丙酮等。
该内管2用于输送流体，并包括一封闭端21，及一开放端22，而该外管3包括一邻近该内管2的封闭端21的第一热交换段32、多数设置于该第一热交换段32上的第一导热鳍片33、一包覆外周面而由该第一热交换段32向该开放端22延伸的保温层34、一由该保温层34朝该内管2的开放端22延伸的第二热交换段35，及多数设置于该第二热交换段35上的第二导热鳍片36。借由所述第一导热鳍片33的设置，能增加该外管3与外围介质的接触面积，进而能辅助该第一热交换段32内侧位置的导热介质52快速与该第一热交换段32外围介质进行热交换，同理可知所述第二导热鳍片36的功用。
在本较佳实施例中，该复管式温度控制装置是用做室内恒温空调之用，而在施工安装时，是将该复管式温度控制装置内管2的封闭端21朝下，插置于房屋(图未示)下方的土地8，前述的流体，即为室内空间的空气，而外管3外围的介质则为土地8中的各式物质。而借由该保温层34的设置，使得该外管3与土地8热交换的过程只在该第一热交换段32位置处进行，而不会受土地8其他位置的温度影响。
所述支管4穿伸于该热传空间31中并围绕该内管2，且每一支管4包括一连通端41，及一连外端42，所述连通端41邻近该内管2的封闭端21并与该内管2连通，而所述该连外端42则外露于该外管3，所述支管4能与该内管2配合以输送流体。该内管2、所述支管4内流体的热能，可传导至该导热介质52中，再借由所述第一导热鳍片33传递至土地8中。
该第一输送模块61位于该内管2的开放端22，并包括一鼓风机611，及一空气滤清器612，该鼓风机611能正转以将该内管2内的流体朝外吹送，或反转以将外部流体吸入该内管2内。该第二输送模块62包括一与所述支管4的连外端42相连通的输送管621、一与该输送管621远离所述支管4的一端相连通的风箱622，及一结合于该风箱622的过滤网623，该过滤网623及空气滤清器612是用以过滤空气，以避免过多杂质吸入造成所述支管4或该内管2的阻塞。该注液模块7是用于将该导热介质52填充入该热传空间31中，然而在正常使用的情况下，只需在初次使用该复管式温度控制装置时进行填充动作即可。
本发明复管式温度控制装置在实际施工安装时，是将该外管3的第一热交换段32插入土地8中深约7米处，而该第二热交换段35则是外露于地面，也就是伸置于屋内空间中。另外，借由该输送管621具有长度，而可将风箱622安装于屋内较高的位置处。
在夏季气温较高时，甚至达到35至36℃的高温，此时若希望将室内温度降低，可使该鼓风机611正转，由于一般而言，温度较高的热空气会在屋内较高的位置处，因此热空气会如图3中箭头所示方向，由位于室内较高位置处的该风箱622吸入，经输送管621而依序输送至所述支管4、该内管2中。一般而言，地面下方5至10米处的温度约为恒温16℃，因此该导热介质52的温度会接近16℃，借此，在所述支管4、该内管2中的热空气即可与较低温的该导热介质52进行热交换而降温，最后该鼓风机611会将冷却后的空气输送到空气滤清器612中进行过滤清净的动作，再吹送回到室内，如此则形成一空气循环，而所述第二导热鳍片36也可辅助吸收室内的热到该导热介质52中。借由上述，即能使室内的空气降到凉爽舒适的温度，达到冷房的效果。
若在冬季气温低于16℃时，则可使该鼓风机611反转，此时室内的冷空气会如图6中的箭头所示，由该空气滤清器612吸入，并依序输送至该内管2、所述支管4中。由于地面下该第一热交换段32周围处的温度仍然保持在恒温16℃，因此该导热介质52同样也会维持在16℃左右，而能将该内管2、所述支管4内的冷空气加热，最后再由该风箱622吹出至室内，如此则可使室内温度升高，达到暖房的效果。
当然，依据房屋的大小、用户所希望维持的温度以及希望控温的快慢，用户可装设不同数量的复管式温度控制装置，当房屋面积越大时，装设的数量也需要越多，而装设的数量越多，则室内的温度也会越快达到16℃。
通过上述设计，本发明复管式温度控制装置于实际使用时具有以下所述的优点：
(1)快速达成温度控制：
由于该导热介质52为超导液，具有高热传递速度的特性，因此该导热介质52能快速与第一热交换段32外部土地8进行热交换，再使该内管2及所述支管4内部空气降温或升温。此外，借由多数支管4的设计，能增加管路内空气与该导热介质52热交换的面积，也能加速温度控制的速度。
(2)节省能源：
由于只是单纯以热传导的方式来进行温度控制，没有压缩机等高耗电量的机器，因此能源消耗相当少。
(3)符合环保概念：
不会排放大量的废热，且只要初次使用时填充该导热介质52后，即可使用相当长的时间，此外，本发明也无大量易损坏的机械设备，因此维修率低、耐用时间长，更符合环保的要求。
综上所述，由于本发明的导热介质52为高热传递速度的超导液，且多数个支管4的设计使管路内气体与该导热介质52的热传递面积增加，而更能加速温度控制的速度。此外，结构简单，没有太多机械设备，使得本发明的能源消耗少、更耐用也更环保。

Claims (10)

1.一种复管式温度控制装置，包含一个用以输送流体的内管，及一个环绕包覆该内管并与该内管共同界定出一个热传空间的外管，该内管包括一个封闭端，及一个开放端，其特征在于：该复管式温度控制装置还包含：
多数个支管，用以输送该流体，所述支管穿伸于该热传空间中，且每一个支管包括一个连通端，及一个连外端，所述连通端邻近该内管的封闭端并与该内管连通，而所述连外端则外露于该外管；及
一导热介质，填充于该热传空间内，该导热介质能使该内管内的流体、所述支管内的流体与该外管外围的介质进行热交换。
2.根据权利要求1所述的复管式温度控制装置，其特征在于：该导热介质为超导液，而该外管还包括一个邻近该内管的封闭端的第一热交换段，及一个包覆于外周面而由该第一热交换段朝该开放端延伸的保温层。
3.根据权利要求2所述的复管式温度控制装置，其特征在于：该外管还包括多数个设置于该第一热交换段上的第一导热鳍片。
4.根据权利要求3所述的复管式温度控制装置，其特征在于：该外管还包括一个由该保温层朝该内管的开放端延伸的第二热交换段。
5.根据权利要求4所述的复管式温度控制装置，其特征在于：该外管还包括多数个设置于该第二热交换段上的第二导热鳍片。
6.根据权利要求1所述的复管式温度控制装置，其特征在于：还包含一个连接该内管的开放端的第一输送模块，该第一输送模块包括一个鼓风机，及一个空气滤清器。
7.根据权利要求1所述的复管式温度控制装置，其特征在于：还包含一个第二输送模块，该第二输送模块包括一个与所述支管的连外端相连通的输送管，及一个与该输送管远离所述支管的一端相连通的风箱。
8.根据权利要求7所述的复管式温度控制装置，其特征在于：该第二输送模块还包括一个结合于该风箱的过滤网。
9.根据权利要求1所述的复管式温度控制装置，其特征在于：还包含一个设置于该外管上的注液模块。
10.根据权利要求1所述的复管式温度控制装置，其特征在于：还包含一个固定网，该固定网设置于该内管与该外管之间而用于定位所述支管。
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