CN103982936A - 一种新型暖气片滚筒及其水空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型暖气片滚筒及其水空调系统，暖气片滚筒直径方向从外至内依次由外壳、保温层、空心弧形翼片、复合传热管和冷热交换器组成，所述暖气片滚筒与太阳能集热水箱连通，连通方式为：太阳能集热水箱的一端与循环泵串接后与管道分水器的进水端连接，所述管道分水器的出水端与暖气片滚筒的一端连通，暖气片滚筒的另一端与管道集水器的进水端连接，管道集水器出水端通过管道回流至太阳能集热水箱，完成热源循环连通，室内空气通过进气扇通入暖气片滚筒内换热，再由排气扇排入室内供暖。本发明提供一种新型暖气片滚筒及其水空调系统，大大减少了水空调供暖过程中的用水量，具备体积小，耗能低，供热均匀且效率高，使用安全等优点。

Description

一种新型暖气片滚筒及其水空调系统

技术领域

本发明涉及暖气片技术领域，尤其涉及一种可用于水空调系统中的暖气片滚筒的技术领域。

背景技术

科学家说认识新能源和正确地运用能源，就意味着认识通往未来的路。目前资源与能源问题日益严重，在保证舒适、健康要求的同时，如何有效且合理地分配，利用资源，减少常规能源消耗成为人们不得不面对的问题。近年来国内市场经济飞速发展，企业、行业的内部结构在不断变化，市场竞争激烈，受市场供求关系的影响，中国空调行业发展迅速，新型智能化空调占领市场，其容量巨大。而现有空调虽在外观上千变万化，但仍然需要制冷液加压缩机实现制冷、制热，加之现有空调耗电量大，生产制造成本高，在安装和实用过程中也存在一些问题，比如说外机在使用过程中会向环境转移大量的热量，不符合节能减排、环保的要求。现有家用供暖设备和现有普通空调存在生产成本高，使用时耗电量大，环境污染的缺点，现有家用供暖和制冷设备以及现有普通空调存在生产成本高，使用时耗电量大和一定的环境污染等缺点。

就目前的水空调而言，采用的散热器一般为水暖散热器，由于水暖散热器以水作为传热和散热介质，故其用水量极大，启用时传热的热水温度较高(65℃以上)，并且传热速度较为缓慢。

还有一种是采用普通的超导液暖气片来给室内供暖，虽然与水暖散热器水空调比较而言，它的用水量大大减少，但又由于普通的超导液暖气片多为排式、柜式或窗式，体积较大，占用空间面积也大，所以一般只能将其安装在墙壁的下端；并且普通的超导液暖气片在短时间供暖时，气流辐射有一定能的局限性；除了上述缺陷，普通的超导液暖气片的最大缺陷是其采用外辐射式供暖，在日常生活供暖时，存在很大的安全隐患。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种新型暖气片滚筒及其水空调系统，大大减少了水空调供暖过程中的用水量，具备体积小，耗能低，供热均匀且效率高，使用安全等优点。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新型暖气片滚筒，所述暖气片滚筒直径方向从外至内依次由外壳、保温层、空心弧形翼片和冷热交换器组成；所述空心弧形翼片为弧形面板，且其内部为空心结构，所述空心弧形翼片的空心结构内注有相变材料，且该空心结构处于密封真空状态；沿所述暖气片滚筒的轴向还设有至少一根复合传热管，所述复合传热管与所述空心弧形翼片环绕连接成一个不封闭的圆筒结构，且所述复合传热管的中心轴与空心弧形翼片的中心轴平行，所述冷热交换器设置在圆筒结构中心；所述复合传热管与外界热源连通，所述冷热交换器与供暖用进出气管连通。

在空心弧形翼片内部空心结构注入相变材料，且空心弧形翼片内部处于密封真空状态，当热水通过复合传热管时，空心弧形翼片内部的相变材料被激活并气化蒸发产生高温气体，通过空心弧形翼片内弧面向暖气片滚筒内囊辐射散热，与置于暖气片滚筒内囊中的冷热交换器换热，从而达到了辐射散热供暖目的。

更进一步的，所述复合传热管为一根，所述空心弧形翼片为一片，所述一根复合传热管与一片空心弧形翼片环绕连接成一个不封闭的圆筒结构。

更进一步的，所述复合传热管道为一根，所述空心弧形翼片为两片，所述一根复合传热管道分别与两片空心弧形翼片环绕连接成一个不封闭的圆筒结构。

更进一步的，所述复合传热管道为两根或两根以上，所述空心弧形翼片为两片或两片以上，所述多个复合传热管道与多个空心弧形翼片相互间隔环绕连接成一个不封闭的圆筒结构。

基于新型暖气片滚筒的水空调系统，包括太阳能集热水箱和暖气片滚筒，所述太阳能集热水箱的一端连有热源出水管，所述太阳能集热水箱另一端连有热源回水管，所述热源出水管与循环泵串接后与复合传热管的进水端连接，所述复合传热管的出水端与热源回水管连接；所述冷热交换器的进气端与管道换向阀的一侧正路端连接，所述管道换向阀的另一侧正路端与进气扇连接，所述管道换向阀的旁路端与换气扇连接；所述冷热交换器的出气端与排气扇连接。

更进一步的，所述复合传热管进水端连有管道分水器，所述复合传热管的出水端连有管道集水器，且所述管道分水器和管道集水器之间串接多组暖气片滚筒。所述管道分水器和管道集水器的每一个旁路端可串接一组暖气片滚筒。

更进一步的，所述复合传热管的出水端处连有微型排气阀。主要用于复合传热管的排气，确保了复合传热管内部正常的水循环传热。所述复合传热管进水端连有流量控制阀，用于调节各暖气片滚筒的进水流量大小。

本发明基于新型暖气片滚筒的水空调系统，用水量大大减少。通过管道分水器和管道集水器，使得一个太阳能集热水箱可供多个暖气片滚筒的使用，满足多个房间的同时供暖。换气扇通过管道换向阀安装在暖气片滚筒的进气端口，智能化地实现室内的供暖和换气。

有益效果：本发明的优点在于：

1、本发明新型暖气片滚筒水空调在用水量上仅为以往水暖散热器水空调的五分之一。

2、本发明新型暖气片滚筒水空调启动传热的温度只需40℃，而以往水暖散热器水空调启动传热温度为65℃，本发明新型暖气片滚筒水空调对太阳能集热水箱内的热水温度要求较低，在阴雨天气使用起来更容易。

3、新型暖气片水空调系统与普通的超导液暖气片供暖相比，在体积上就明显较小，安装起来更方便。普通的超导液暖气片只能安装在室内的墙壁下端给室内供暖，而本发明中的新型暖气片滚筒不仅仅可以安装在室内的任何位置，还可以安装在室外。

4、新型暖气片滚筒的水空调系统与普通的超导液暖气片在供热上相比，现有普通的超导液暖气片是外辐射供暖模式，在生产和使用过程中无法提供换气功能，本发明暖气片滚筒的水空调既能提供室内供暖，又能实现室内换气功能。新型暖气片滚筒水空调系统的供暖是均匀的，且暖气更为自然和舒适。

附图说明

附图1为本发明暖气片滚筒的纵向剖视图。

附图2为本发明暖气片滚筒的横向剖视图。

附图3为本发明暖气片滚筒内部结构主视图。

附图4为本发明暖气片滚筒外表主视图。

附图5为本发明暖气片滚筒水空调系统的结构示意图。

附图6为本发明太阳能集热水箱的室外结构安装图。

附图7为本发明连接三个暖气片滚筒的具体实施例图。

附图8为本发明暖气片滚筒的室内布局图。

附图9a为本发明暖气片滚筒采用一根复合传热管和一片空心弧形翼片的侧视图。

附图9b为本发明暖气片滚筒采用一根复合传热管和一片空心弧形翼片的立体参考图。

附图10a为本发明暖气片滚筒采用两根复合传热管和两片空心弧形翼片的侧视图。

附图10b为本发明暖气片滚筒采用两根复合传热管和两片空心弧形翼片的立体参考图。

具体实施方式

下面结合各附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1、2和3所示，一种新型暖气片滚筒，所述暖气片滚筒19直径方向由外至内依次由外壳32、保温层31、空心弧形翼片30和冷热交换器18组成。所述的外壳32采用增强塑料制作，保温层31是由聚氨酯高效保温材料制作。所述空心弧形翼片30为弧形面板，采用导热金属材料制作而成，且其内部为空心结构，所述空心弧形翼片30的空心结构内注有相变材料41，且保证该空心结构处于密封真空状态。

沿所述暖气片滚筒19的轴向还设有至少一根复合传热管27，所述复合传热管27与所述空心弧形翼片30环绕连接成一个不封闭的圆筒结构，且所述复合传热管27的中心轴与空心弧形翼片的中心轴平行；复合传热管27与空心弧形翼片30环绕连接成一个圆筒结构，其截面为一个不封闭的圆环，其目的在于给空心弧形翼片30留有热胀冷缩的空间，消除了安全隐患。

所述冷热交换器18设置在圆筒结构中心，所述复合传热管27与外界热源连通，所述冷热交换器18与外界供暖用进出气管连通。所述冷热交换器18为长方形箱体封密结构，在所述箱体结构的垂直方向和纵向分布若干相通透的小管，这样的设计，不仅扩大了空心弧形翼片30辐射散热时与冷热交换器18热量交换的面积，同时又使得进入冷热交换器18的空气气流速度得到了缓冲，从而提高冷热交换器18的制热效果。

如附图9a和附图9b,所述复合传热管27为一根，所述空心弧形翼片30为一片，所述一根复合传热管27与一片空心弧形翼片30环绕连接成一个不封闭的圆筒结构。

如附图1所示,所述复合传热管道27为一根，所述空心弧形翼片30为两片，所述一根复合传热管道27分别与两片空心弧形翼片30环绕连接成一个不封闭的圆筒结构。图1中所示为不封闭的圆筒结构的截面设计形状，左右两片空心弧形翼片30的顶端并未连接，所述两片空心弧形翼片30的顶端之间留有空隙。

如附图10a和附图10b，所述复合传热管道27为两根或两根以上，所述空心弧形翼片30为两片或两片以上，所述多个复合传热管道27与多个空心弧形翼片30相互间隔环绕连接成一个不封闭的圆筒结构。

所述的相变材料41原料为硫酸钾(化学纯)、重铬酸钾(化学纯)、二次蒸馏水。配比：硫酸钾百分之0.5、重铬酸钾百分之2、二次蒸馏水百分之97.5。按照上述比例配制，配置成的相变材料41在40℃即可汽化。

如附图6所示，所述太阳能集热水箱1通过水箱支架28安装在室外，所述太阳能集热水箱1与真空集热管2通过管道连通，在日照下可加热太阳能集热水箱1内的水，给水空调提供热源。在所述太阳能集热水箱1上部设有进水管6，可通过进水管6往太阳能集热水箱1内添加水，在所述太阳能集热水箱1的下部设有排水管15，可通过排水管15将太阳能集热水箱1内的水排出。

暖气片滚筒19和水空调结合设计的新型暖气片滚筒的水空调系统，包括太阳能集热水箱1和暖气片滚筒19，所述太阳能集热水箱1的一端连有热源出水管20，所述太阳能集热水箱1另一端连有热源回水管21，所述热源出水管20与循环泵23串接后与管道分水器25的进水端连接，所述管道分水器25的出水端(旁路端)与复合传热管27进水端连接，所述复合传热管27的出水端与管道集水器26的进水端(旁路端)连接，所述管道集水器26的出水端与微型增压泵29串接，再通过热源回水管21回流至太阳能集热水箱1。在所述管道集水器26的出水端连有的微型增压泵29，有效地降低了系统的震动，使其工作平稳、噪音小。在所述复合传热管27的出水端连有微型排气阀34，主要用于复合传热管27的排气，确保了复合传热管27内部正常的水循环传热。所述复合传热管27进水端连有流量控制阀33，用于调节暖气片滚筒19的进水流量大小。

所述在进气扇11管道的端口安装有滤网，可以防止物体被吸进管道，确保了系统的安全性；所述在排气扇24管道的端口安装有导风板，使用时可以调整热气流的制热方向。克服了现有超导液暖气片在初始供暖时易出现室内“冷区”“热区”的现象。

所述管道换向阀16为三通管道，且可以智能打开和关闭三个通道中的任何一个。所述管道换向阀16的两个正路端同时打开时，旁路端处于关闭状态，旁路端处于打开时，两个正路端中的其中一个端口(进气端)处于关闭状态,所述冷热交换器18的进气端与管道换向阀16的一侧正路端连接，所述管道换向阀16的另一侧正路端与进气扇11连接，所述管道换向阀16的旁路端与换气扇13连接；所述冷热交换器18的出气端与排气扇24连接。

启动循环泵23，太阳能集热水箱1内的热水流经复合传热管27，复合传热管27将热量传递给空心弧形翼片30，空心弧形翼片30内部的相变材料41被激活并气化蒸发产生高温气体(冷凝后将自动还原流回到复合传热管27处)，通过空心弧形翼片30的内弧面向暖气片滚筒19内囊辐射散热，热量传递至置于暖气片滚筒19内囊中的冷热交换器18。此时打开进气扇11和排气扇24，通过进气扇11通入冷热交换器18的空气，迅速吸收热量，空气的温度迅速升高，再通过排气扇24排至室内供暖。

在太阳能集热水箱1的一侧内壁上设有水位控制仪8，在进水管6上安装有自动给水电磁阀5，水位控制仪8的信号输出端与自动给水电磁阀5的信号输入端连接。当太阳能集热水箱1内的水位低于或者高于某一设定值时，可以自动给水或者停止给水。所述太阳能集热水箱1的上壁上安装有溢水管7，当水位控制仪8损坏或无法读取水位时，也或者自动给水电磁阀5不停地给太阳能集热水箱1供水时，均可以把多余的水从溢水管7中排出。

如附图4所示，在暖气片滚筒19的外壁上端安装有智能开关37和室内温度传感器36，室内温度传感器36与智能开关37连接，所述室内温度传感器36的信号输出端与智能开关37的信号输入端连接，所述智能开关37的信号输出端与所述的流量控制阀33的信号输入端连接；所述流量控制阀33的流量设定值包括有小、中、大三个流量读数；所述智能开关37控制流量控制阀33的工作状态。当室内温度传感器36测量到室内温度低于或高于某一设定值时，通过智能开关37调整流量控制阀的流量。从而保证室内供暖温度适宜。

在暖气片滚筒19的外壁上端还安装有定时器39，定时器39与智能开关37连接，所述定时器39的信号输出端与管道换向阀16连接。在系统正常工作情况下，管道换向阀16的两侧正路端是长开着的，管道换向阀16的旁路端是关闭的。供暖时，定时器39按设定的每间隔两小时传递信号至管道换向阀16，此时进气扇11和管道换向阀16两侧正路端中的其中一个端口(进气端口)关闭，换气扇13和管道换向阀16的旁路端打开，实现智能化切换，进入换气程序，换气时间将持续10分钟。10分钟之后，定时器39传递信号至管道换向阀16，此时再次打开进气扇11和管道换向阀16的正路端进气端口，关闭换气扇13和管道换气阀16的旁路端，实现智能化切换，进入供暖程序。本空调系统工作时，按照上述周期进行智能化供暖和换气程序切换，其中，具体循环周期的时间可以通过智能开关37进行设定。

在太阳能集热水箱1内设有辅助加热器4和温度传感器9，在太阳能集热水箱1的外壁上设有温控开关10。所述温度传感器9的信号输出端与温控开关10的信号输入端连接，所述温控开关10的信号输出端与辅助加热器4的信号输入端连接。温度传感器9测得太阳能集热水箱1内的水温，并将温度信号转换后输入至温控开关10。设定温控开关10的临界温度为40℃，温控开关10接收到来自温度传感器9的信号后，温控开关10进行判断，只有当温度传感器9测得的温度低于临界温度40℃时，温控开关10才将加热信号传输至辅助加热器4，辅助加热器4对太阳能集热水箱1内的水进行加热。当水温加热达到某一温度(即温度≥40℃)，温度传感器9将信号传输至温控开关10，温控开关10传输停止加热信号至辅助加热器4，辅助加热器4停止加热。当遇到阴雨天气或极端天气时，太阳能无法提供足量的热量供热时，可以通过辅助加热器4智能化供热。

本水空调系统中，所述管道分水器25和管道集水器26的旁路端个数相同，管道分水器25的每个旁路端(出水端)分别与多个暖气片滚筒19的复合传热管27的进水端连接，管道集水器26的每个旁路端(进水端)分别与多个暖气片滚筒19的复合传热管27的出水端连接。这样的连接设计，可以实现一台太阳能集热水箱1满足多台水空调系统供暖。附图7为三个暖气片滚筒19安置在三个房间内分别供暖的实施例图。

本发明系统正常工作后，一般冬天太阳能集热水箱1的水温为50℃左右，而暖气片滚筒19内的空心弧形翼片30内的相变材料41只需40℃就可激发传温，而普通的水暖散热器装置必须要达到60℃以上才可以达到传温效果。此时，本发明无需启动辅助加热器4便可供暖，耗电低。

系统在正常工况下，总用电量155W，其中进气扇11的用电功率为35W，排气扇24的用电功率为45W，循环泵23的用电功率为50W，微型增压泵29的用电功率为30W，辅助加热器功率为200W(本发明系统只有在在阴雨天或极端天气时才会使用)，与现有家用供暖设备相比，可以节约用电百分之五十以上。本系统中的暖气片滚筒19与普通水暖系统的水暖散热器相比，其用水量大幅度减少，这样的用水量就确保了太阳能集热水箱1与暖气片滚筒19可以同时使用，可以一边洗浴一边供暖；用水量的减少，还能大大减少循环泵23的耗电量。如附图7所示，新型暖气片滚筒19巧妙地运用在水空调系统中，与普通的超导液暖气片供暖相比，在体积上就明显较小，安装起来更方便。普通的超导液暖气片只能安装在室内的墙壁下端给室内供暖，而本发明中的新型暖气片滚筒不仅仅可以安装在室内的任何位置，还可以安装在室外。本发明的暖气片滚筒19的气流循环装置属于自然循环，供暖效果好，结构简单，充分利用了自然资源的能量，符合环保要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型暖气片滚筒，其特征在于：所述暖气片滚筒(19)直径方向从外至内依次由外壳(32)、保温层(31)、空心弧形翼片(30)和冷热交换器(18)组成；所述空心弧形翼片(30)为弧形面板，且其内部为空心结构，所述空心弧形翼片(30)的空心结构内注有相变材料(41)，且该空心结构处于密封真空状态；沿所述暖气片滚筒(19)的轴向还设有至少一根复合传热管(27)，所述复合传热管(27)与所述空心弧形翼片(30)环绕连接成一个不封闭的圆筒结构，且所述复合传热管(27)的中心轴与空心弧形翼片的中心轴平行，所述冷热交换器(18)设置在圆筒结构中心；所述复合传热管(27)与外界热源连通，所述冷热交换器(18)与供暖用进出气管连通。

2.根据权利要求1所述的一种新型暖气片滚筒，其特征在于：所述复合传热管(27)为一根，所述空心弧形翼片(30)为一片，所述一根复合传热管(27)与一片空心弧形翼片(30)环绕连接成一个不封闭的圆筒结构。

3.根据权利要求1所述一种新型暖气片滚筒，其特征在于：所述复合传热管道(27)为一根，所述空心弧形翼片(30)为两片，所述一根复合传热管道(27)分别与两片空心弧形翼片(30)环绕连接成一个不封闭的圆筒结构。

4.根据权利要求1所述一种新型暖气片滚筒，其特征在于：所述复合传热管道(27)为两根或两根以上，所述空心弧形翼片(30)为两片或两片以上，所述多个复合传热管道(27)与多个空心弧形翼片(30)相互间隔环绕连接成一个不封闭的圆筒结构。

5.基于权利要求1所述新型暖气片滚筒的水空调系统，其特征在于：包括太阳能集热水箱(1)和暖气片滚筒(19)，所述太阳能集热水箱(1)的一端连有热源出水管(20)，所述太阳能集热水箱(1)另一端连有热源回水管(21)，所述热源出水管(20)与循环泵(23)串接后与复合传热管(27)的进水端连接，所述复合传热管(27)的出水端与热源回水管(21)连接；

所述冷热交换器(18)的进气端与管道换向阀(16)的一侧正路端连接，所述管道换向阀(16)的另一侧正路端与进气扇(11)连接，所述管道换向阀(16)的旁路端与换气扇(13)连接；所述冷热交换器(18)的出气端与排气扇(24)连接。

6.根据权利要求5所述新型暖气片滚筒的水空调系统，其特征在于：所述复合传热管(27)进水端连有管道分水器(25)，所述复合传热管(27)的出水端连有管道集水器(26)，且所述管道分水器(25)和管道集水器(26)之间串接多组暖气片滚筒(19)。

7.根据权利要求5所述新型暖气片滚筒的水空调系统，其特征在于：所述复合传热管(27)的出水端处连有微型排气阀(34)。

8.根据权利要求5所述新型暖气片滚筒的水空调系统，其特征在于：所述复合传热管(27)进水端连有流量控制阀(33)。