CN103982017A - 一种防凝露的金属辐射板及其制作方法 - Google Patents
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- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
Abstract
本发明公开了一种防凝露的金属辐射板装置及其制作方法。该方法采用超疏水表面制作技术，将金属板进行超疏水处理，使金属板表面呈现超疏水状态，再将毛细管网或铜盘管安装在超疏水金属辐射板上，中间铺设铝箔使毛细管网或铜盘管和超疏水金属辐射板紧密接触，毛细管网或铜盘管上表面安装隔热层，然后用覆盖板覆盖，通过紧固件紧固组合安装，组成具有辐射供冷供热功能的金属辐射板。该辐射板能长期在空气中放置而保持其下辐射面的超疏水特性，从而可以使金属辐射板在用于辐射供冷空调系统中时，在任何潮湿空气中表面均不会出现凝露现象。此发明彻底解决了通过辐射板辐射供冷时容易凝露的问题。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种防凝露的金属辐射板及其制作方法。
背景技术
专利号：201020275113的中国实用新型专利公开了一种金属冷吊顶：本实用新型涉及一种金属冷吊顶，包括金属框（１）、毛细管（２）和毛细总管（３），所述毛细管（２）和毛细总管（３）相通，所述毛细管（２）和毛细总管（３）均固定在金属框（１）上。所述毛细管（２）相互间的间隙范围为：１０ｍｍ－３０ｍｍ。
本实用新型提供的金属冷吊顶有益效果是：（１）．高舒适度；（２）．最为安静的空调系统；（３）．没有冷凝水盘、不存在细菌滋生源；（４）．节能效果显著；（５）．较强的蓄冷／蓄热能力；（６）．较强的自调节平衡能力；（７）．毛细管末端占用建筑净空小，节省建筑空间；（８）．毛细管布置灵活，施工方便；（９）．特别适合同地源热泵配合使用，达到更节能的效果。
存在的缺陷：辐射供冷供热用的金属辐射板或冷吊顶，在系统运行中存在冷辐射面，由于冷辐射面的表面温度往往低于空气中的露点温度，因此容易发生结露的现象，为了解决凝露的发生，通常采用配置专门的除湿系统，同时为了防止凝露，必须严格控制系统进水温度，这种方法不仅增加了专用除湿设备的投资成本，也对自控系统的安全性带来挑战，由于凝露的不易控制，安装了辐射式空调系统的房间内无法开窗，除湿系统一旦出现故障时空调系统无法正常运行、专门的除湿新风系统增加系统运行能耗等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种防凝露的金属辐射板及其制作方法，该装置实现了辐射空调系统供冷时系统不需要配置专用除湿系统，辐射供冷时不再发生凝露、辐射供冷时可以采用更低的温度，解决了辐射供冷时不可以开窗通风，辐射供冷时除湿系统出现故障后系统无法正常运行，辐射供冷时必须配置的新风进而导致系统能耗过高的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种防凝露的金属辐射板,包括：
超疏水金属板(5)：通过超疏水表面制作技术制作，在潮湿空气不凝露;
铝箔(4)：将所述管网（3）与所述超疏水金属板（5）进行紧密的结合，增大所述管网（3）的散热量，并使散热更均匀;
管网(3)：管内通冷热水，并将水中的热量通过所述铝箔（4）传递给超疏水金属板（5）；
隔热层（2）：将所述管网（3）与顶层覆盖板隔离，防止热量向上传递导致热能的损失；
覆盖板（6）：覆盖在所述隔热层（2）上表面，与其他所有部件组合成所述金属辐射板；
紧固件（1）：紧固所述超疏水金属板（5）和普通金属板，组成所述金属辐射板；
其特征在于，所述超疏水金属板（5）与所述铝箔（4）紧密粘连、所述铝箔（4）与所述管网（3）紧密粘连、所述管网（3）与所述隔热层（2）紧密粘连、所述隔热层（2）与所述覆盖板（6）紧密粘连，所述紧密粘连是通过所述紧固件（1）实现的。
优选的是，所述超疏水金属板（5）采用铝板、钢板、铜板或其他金属合金板为基材，采用超疏水制作工艺对所述超疏水金属板（5）板材表面进行超疏水处理，使得板材表满的接触角大于150°，滚动角小于10°，表面呈现超疏水状态，在潮湿环境中，低温冷表面不会出现凝露现象。
上述任一方案中优选的是，所述铝箔（4）采用厚度小于0.20mm、横断面呈矩形且均一的压延铝制品。
上述任一方案中优选的是，所述管网（3）包括毛细管网和铜盘管。
上述任一方案中优选的是，所述管网（3）中，所述毛细管管径为4.3mm或3.4mm，主管管径为20mm，间距为10mm-40mm,通常采用间距20mm的U型或I型毛细管网。
上述任一方案中优选的是，所述管网（3）中，所述铜盘管直径为3mm-20mm，管间距为10mm-100mm，通常采用直径10mm，管间距40mm的铜盘管。
上述任一方案中优选的是，所述隔热层（2）采用聚苯乙烯泡沫板（EPS）、挤塑板（XPS）、聚氨酯保温板、岩棉保温或酚醛保温板或其中任一组合。
上述任一方案中优选的是，所述的覆盖板（6）采用铝板或钢板或铜板或塑料板或石膏板或其他金属合金板。
上述任一方案中优选的是，所述的紧固件（1）包括铆钉、螺钉。
本发明还提供一种防凝露的金属辐射板的制作方法，其特征在于，所述防凝露的金属辐射板的制作方法包括先将金属板进行电化学处理，再涂覆低表面能材料，得到超双疏特性的金属板。
优选的是，所述金属板的表面对于除含氟液体之外的各种油液滴均表现出超疏特性，滚动角一般都小于10°。
上述任一方案中优选的是，所述金属板的表面还能长期在空气中放置而仍能保持其超双疏特性，所述金属板的超双疏表面能长期稳定，在机械弯曲、变形后仍具有良好的超疏特性。
上述任一方案中优选的是，所述金属板的超双疏表面可以在加热下超疏石蜡、聚乙二醇的熔溶液滴，具有防结蜡性质。
上述任一方案中优选的是，所述整体金属辐射板的厚度为2cm-10cm。
上述任一方案中优选的是，所述整体金属辐射板采用吊顶安装，管网内通冷水辐射供冷的水温控制在7-20℃，一般为16℃，所述管网内通热水辐射供热的水温控制在25-60℃，通常采用35℃。
上述任一方案中优选的是，所述金属辐射板与金属辐射板之间的安装采用热熔或焊接方法或软管、卡箍连接方法，即先将所述管网主管连接，再通过所述金属辐射板上的卡槽或螺钉进行连接。
本发明实现了辐射空调系统供冷时系统不需要配置专用除湿系统，辐射供冷时不再发生凝露、辐射供冷时可以采用更低的温度，解决了辐射供冷时不可以开窗通风，辐射供冷时除湿系统出现故障后系统无法正常运行，辐射供冷时必须配置的新风进而导致系统能耗过高的问题。
本发明的应用，是对辐射式空调系统的重大变革，也是空调领域的一次重大变革。不仅增加了一种空调系统中新的散热末端方式，同时克服了同类设备所具有的必须进行湿度控制的重大问题。
附图说明
图1为按照本发明一种防凝露的金属辐射板及其制作方法的一优选实施例的超疏水金属辐射板的俯视图和A-A截面图；
图2为按照本发明一种防凝露的金属辐射板及其制作方法的一优选实施例图1的A-A截面图；
图3为按照本发明一种防凝露的金属辐射板及其制作方法的一优选实施例图1的防凝露金属辐射板之间的软连接方式示意图；
图4为按照本发明一种防凝露的金属辐射板及其制作方法的一优选实施例图1的防凝露金属辐射板之间的硬连接方式示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明专利，下面结合具体实施例对本发明专利进行详细说明。但是，显然可对发明专利进行不同的变型和改型而不超出权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例具有例示性的而没有限制的含义。
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
实施例一：
如图1所示为按照本发明一种防凝露的金属辐射板及其制作方法的一优选实施例的超疏水金属辐射板的俯视图和A-A截面图，一种防凝露的金属辐射板包括：超疏水金属板(5)：通过超疏水表面制作技术制作，在潮湿空气不凝露;
铝箔(4)：将所述管网（3）与所述超疏水金属板（5）进行紧密的结合，增大所述管网（3）的散热量，并使散热更均匀;
管网(3)：管内通冷热水，并将水中的热量通过所述铝箔（4）传递给超疏水金属板（5）；
隔热层（2）：将所述管网（3）与顶层覆盖板隔离，防止热量向上传递导致热能的损失；
覆盖板（6）：覆盖在所述隔热层（2）上表面，与其他所有部件组合成所述金属辐射板；
紧固件（1）：紧固所述超疏水金属板（5）和普通金属板，组成所述金属辐射板；
所述超疏水金属板（5）与所述铝箔（4）紧密粘连、所述铝箔（4）与所述管网（3）紧密粘连、所述管网（3）与所述隔热层（2）紧密粘连、所述隔热层（2）与所述覆盖板（6）紧密粘连，所述紧密粘连是通过所述紧固件（1）实现的。
所述超疏水金属板（5）采用铝板、钢板、铜板或其他金属合金板为基材，采用超疏水制作工艺对所述超疏水金属板（5）板材表面进行超疏水处理，使得板材表满的接触角大于150°，滚动角小于10°，表面呈现超疏水状态，在潮湿环境中，低温冷表面不会出现凝露现象。所述铝箔（4）采用厚度小于0.20mm、横断面呈矩形且均一的压延铝制品。所述管网（3）包括毛细管网和铜盘管。所述管网（3）中，所述毛细管管径为4.3mm或3.4mm，主管管径为20mm，间距为10mm-40mm,通常采用间距20mm的U型或I型毛细管网。所述管网（3）中，所述铜盘管直径为3mm-20mm，管间距为10mm-100mm，通常采用直径10mm，管间距40mm的铜盘管。所述隔热层（2）采用聚苯乙烯泡沫板（EPS）、挤塑板（XPS）、聚氨酯保温板、岩棉保温或酚醛保温板或其中任一组合。所述的覆盖板（6）采用铝板或钢板或铜板或塑料板或石膏板或其他金属合金板。所述的紧固件（1）包括铆钉、螺钉。
实施例二：
一种防凝露的金属辐射板的制作方法，所述防凝露的金属辐射板的制作方法包括先将金属板进行电化学处理，再涂覆低表面能材料，得到超双疏特性的金属板。所述金属板的表面对于除含氟液体之外的各种油液滴均表现出超疏特性，滚动角一般都小于10°。所述金属板的表面还能长期在空气中放置而仍能保持其超双疏特性，所述金属板的超双疏表面能长期稳定，在机械弯曲、变形后仍具有良好的超疏特性。所述金属板的超双疏表面可以在加热下包括超疏石蜡、聚乙二醇的熔溶液滴，具有防结蜡性质。所述整体金属辐射板的厚度为2cm-10cm。所述整体金属辐射板采用吊顶安装，管网内通冷水辐射供冷的水温控制在7-20℃，一般为16℃，所述管网内通热水辐射供热的水温控制在25-60℃，通常采用35℃。所述金属辐射板与金属辐射板之间的安装采用热熔或焊接方法或软管、卡箍连接方法，即先将所述管网主管连接，再通过所述金属辐射板上的卡槽或螺钉进行连接。
超双疏性：
根据水在固体表面的浸润程度，固体可以分为亲水性和疏水性，所谓超疏水（憎水）表面一般是指与水的接触角大于150度的表面。对于一个疏水性的固体表面来说，当表面有微小突起的时候，有一些空气会被“关到”水与固体表面之间，导致水珠大部分与空气接触，与固体直接接触面积反而大大减小。由于水的表面张力作用使水滴在这种粗糙表面的形状接近于球形，其接触角可达150度以上，并且水珠可以很自由地在表面滚动。只有拥有较大的接触角（CA＞150和较小的滚动角（SA<10)的表面才是真正意义上的超疏水表面。所谓接触角，就是液滴在固体表面形成热力学平衡时所持有的角。通过液体-固体-气体接合点中水珠曲线的终点和固体表面的接触点测定出来。滚动角可作为评价表面浸润性的另一指标，指的是一定质量的液滴在倾斜面上开始滚动的临界角度。滚动角越小，固体表面表现出的疏水性越好。因为地球的重力作用，水滴在倾斜的固体表面有下滑的趋势。随着固体倾斜角的变大，水滴沿斜面方向的下滑分力也在不断增大，当倾斜角增大到某一临界角度时，水滴会从固体表面滑落下来，这时的临界角就是水在此种固体表面的滚动角。滚动角越小，固体表面的超疏水性能越好。研究表明，材料的表面能与表面结构是影响表观接触角大小的重要因素，单纯通过改变表面能可获得光滑表面接触角的极限是120°，因此表面微细粗糙结构是获得超疏水表面的关键。随着微纳米科技的发展，超疏水表面的可控加工成为可能，由于其广阔的应用前景，超疏水表面的浸润性及其应用成为研究的热点。
我们平时最常见到的荷叶就是一种“超双疏性界面材料”。荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物，有丰富的羟基（-OH）、（-NH）等极性基团，在自然环境中很容易吸附水分或污渍。而荷叶叶面都具有极强的疏水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的"荷叶自洁效应"。经过两位德国科学家的长期观察研究，即上世纪九十年代初终于揭开了荷叶叶面的奥妙。在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。
本专利的应用，是对辐射式空调系统的重大变革，也是空调领域的一次重大变革。不仅增加了一种空调系统中新的散热末端方式，同时克服了同类设备所具有的必须进行湿度控制的重大问题。
实施例三：
下面给出一个本发明的连接安装方法。
如图2所示为按照本发明一种防凝露的金属辐射板及其制作方法的一优选实施例图1的防凝露金属辐射板之间的连接方式示意图：
辐射板和辐射板之间可通过硬连接（通常采用热熔焊接）方式进行连接，也可以通过软管进行软连接。
实施例四：
为了说明本发明的重大意义，下面以一个住宅或公共建筑配置的辐射式空调系统为案例进行说明。
在住宅或公共建筑中，如果安装辐射式空调系统，传统做法是必须配备专用的除湿设备对每个空调房间进行除湿，进而控制房间内辐射面不产生凝露。由此带来的代价是专用设备初投资的增加及控制精密度的较高要求。
如果使用本发明的防凝露辐射板作为末端辐射供冷设备，则系统中无需再单独配置专用新风机组进行除湿，并对房间内进行严格的湿度控制。而只需要按照常规空调设计要求，配置普通新风机组即可。由于防凝露辐射板自身不会产生凝露，因此系统的安全性大大提高，应用的灵活性及可应用的范围大大增加。
比如一个建筑面积1万㎡的办公楼项目，如果采用辐射式空调系统，采用常规辐射末端，为了满足湿度控制的需要，必须配置3-6万m3/h的新风机组，且该新风机组必须具有可靠的除湿能力，同时需要配置很大的送风道和排风道。如果采用防凝露辐射板作为辐射末端，则可以不必考虑由于凝露所带来的风险，新风量可以根据人员的需要进行配置，一般仅需要配置1.5万m3/h左右的新风机组即可，且该对新风机组的除湿性能没有特殊要求。
本发明实现了辐射空调系统供冷时系统不需要配置专用除湿系统，辐射供冷时不再发生凝露、辐射供冷时可以采用更低的温度，解决了辐射供冷时不可以开窗通风，辐射供冷时除湿系统出现故障后系统无法正常运行，辐射供冷时必须配置的新风进而导致系统能耗过高的问题。
本发明的应用，是对辐射式空调系统的重大变革，也是空调领域的一次重大变革。不仅增加了一种空调系统中新的散热末端方式，同时克服了同类设备所具有的必须进行湿度控制的重大问题。
Claims (10)
1.一种防凝露的金属辐射板,包括：
超疏水金属板(5)：通过超疏水表面制作技术制作，在潮湿空气不凝露;
铝箔(4)：将所述管网（3）与所述超疏水金属板（5）进行紧密的结合，增大所述管网（3）的散热量，并使散热更均匀;
管网(3)：管内通冷热水，并将水中的热量通过所述铝箔（4）传递给超疏水金属板（5）；
隔热层（2）：将所述管网（3）与顶层覆盖板隔离，防止热量向上传递导致热能的损失；
覆盖板（6）：覆盖在所述隔热层（2）上表面，与其他所有部件组合成所述金属辐射板；
紧固件（1）：紧固所述超疏水金属板（5）和普通金属板，组成所述金属辐射板；
其特征在于，所述超疏水金属板（5）与所述铝箔（4）紧密粘连、所述铝箔（4）与所述管网（3）紧密粘连、所述管网（3）与所述隔热层（2）紧密粘连、所述隔热层（2）与所述覆盖板（6）紧密粘连，所述紧密粘连是通过所述紧固件（1）实现的。
2.根据权利要求1所述的防凝露的金属辐射板，其特征在于，所述超疏水金属板（5）采用铝板、钢板、铜板或其他金属合金板为基材，采用超疏水制作工艺对所述超疏水金属板（5）板材表面进行超疏水处理，使得板材表满的接触角大于150°，滚动角小于10°，表面呈现超疏水状态，在潮湿环境中，低温冷表面不会出现凝露现象。
3.根据权利要求1所述的防凝露的金属辐射板，其特征在于，所述铝箔（4）采用厚度小于0.20mm、横断面呈矩形且均一的压延铝制品。
4.根据权利要求1所述的防凝露的金属辐射板，其特征在于，所述管网（3）包括毛细管网和铜盘管。
5.根据权利要求4所述的防凝露的金属辐射板，其特征在于，所述管网（3）中，所述毛细管管径为4.3mm或3.4mm，主管管径为20mm，间距为10mm-40mm,通常采用间距20mm的U型或I型毛细管网。
6.根据权利要求4所述的防凝露的金属辐射板，其特征在于，所述管网（3）中，所述铜盘管直径为3mm-20mm，管间距为10mm-100mm，通常采用直径10mm，管间距40mm的铜盘管。
7.根据权利要求1所述的防凝露的金属辐射板，其特征在于，所述隔热层（2）采用聚苯乙烯泡沫板（EPS）、挤塑板（XPS）、聚氨酯保温板、岩棉保温或酚醛保温板或其中任一组合。
8.根据权利要求1所述的防凝露的金属辐射板，其特征在于，所述的覆盖板（6）采用铝板或钢板或铜板或塑料板或石膏板或其他金属合金板。
9.根据权利要求1所述的防凝露的金属辐射板，其特征在于，所述的紧固件（1）包括铆钉、螺钉。
10.一种防凝露的金属辐射板的制作方法，其特征在于，所述防凝露的金属辐射板的制作方法包括先将金属板进行电化学处理，再涂覆低表面能材料，得到超双疏特性的金属板。
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