CN106338210A - 散热器及其控制方法 - Google Patents

散热器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种散热器及其控制方法，其中的散热器包括：多组散热翅片、风机组件和控制器(17)；散热翅片包括：竖直管(1)、与竖直管接触的前面板(11)、后侧面板(13)以及设置在前面板(11)和后侧面板(13)之间的肋片；竖直管(1)的两端分别接入循环流体回路中，形成流体通道；在肋片之间和/或肋片与后侧面板(13)之间形成散热风道；控制器控制风机组件的运行。本发明的散热器及其控制方法，在达到辐射与对流的功能之外减少了普通散热罩带来的风道厚度，节省了空间；可利用低温热水供暖，有利于低品位热源的开发利用，能够有效提高工业企业的能源利用率，可根据房间负荷对于风机的开启台数及开启档位进行智能调节。

Description

散热器及其控制方法
技术领域
本发明涉及散热器技术领域，尤其涉及一种散热器及其控制方法。
背景技术
目前，采用散热器的集中供暖供冷系统多采用水循环系统，且散热器供水温度使用范围窄。比如，供暖时由于散热器性能的限制，要求进入散热器的热水温度不低于60℃，大部分采用供回水温度为95/70℃或80/60℃。随着热泵热源、工业余热热源、太阳能热源等有利于节能环保的低温热源的开发和在供暖事业的逐步推广应用，供末端的热水温度越来越低，使得传统散热器末端供暖设备已经不能实现应有的功能和节能环保的效益，低品位热源难以直接利用。现有的散热器普遍采用辐射散热或是自然对流，采用自然对流的散热方式使得散热较少，在某些条件下不能满足用户需求，例如，在利用余热或可再生能源等低温热源时会造成供热不足，存在一定的使用限制。散热器散热翅片的竖直管(流体通道)位置一般处在中间位置，距离辐射面板较远，散热量减低。并且，现有的散热器对于对流散热不能根据房间负荷进行智能控制。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种散热器及其控制方法，采用辐射结合对流的复合式散热方式，并且通过控制器控制风机组件的运行。
根据本发明的一个方面，提供一种散热器，包括：多组散热翅片、风机组件和控制器；多组散热翅片并排设置，并且相邻的所述散热翅片固定连接；所述散热翅片包括：竖直管、与竖直管接触的前面板、后侧面板以及设置在所述前面板和所述后侧面板之间的肋片；所述竖直管的两端分别接入循环流体回路中，形成流体通道；在所述肋片之间和/或所述肋片与所述后侧面板之间形成散热风道；在所述多组散热翅片的下方和/或上方设置有所述风机组件，所述风机组件用于使空气强制通过所述散热风道；所述控制器与所述风机组件电连接，用于控制所述风机组件的运行。
可选地，还包括：用于检测室温的第一温度传感器、用于检测回水温度的第二温度传感器；所述控制器分别与所述第一温度传感器和所述第二温度传感器电连接，用于获取所述第一温度传感器和所述第二温度传感器采集的温度值。
可选地，所述风机组件包括：多个风机；所述控制器分别与所述多个风机电连接。
可选地，所述多个风机沿所述多组散热翅片的排列方向并排设置。
可选地，所述散热翅片包括：第一肋片和第二肋片；所述第二肋片的两端分别与所述竖直管和所述后侧面板固定连接；在所述竖直管的两侧都设置有所述第一肋片，所述第一肋片的一端与所述竖直管固定连接，所述第一肋片的另一端与相邻的散热翅片的第一肋片端部固定连接，将所述前面板与由所述第一肋片、所述第二肋片和所述后侧面板构成的散热风道相隔离。
可选地，在所述第二肋片上设有侧肋片。
可选地，所述前面板与所述第一肋片平行设置，所述侧肋片与所述第一肋片平行设置。
可选地，所述后侧面板的端部与相邻的散热翅片的后侧面板的端部固定连接。
可选地，在所述多组散热翅片的上方设置有盖板，在所述多组散热翅片的下方设置有底板；在所述盖板和所述底板上都设置有通风口；其中，所述风机组件位于所述盖板与所述多组散热翅片之间和/或所述底板与所述多组散热翅片之间。
可选地，在所述通风口处设置有过滤网。
根据本发明的另一方面，提供一种控制方法，包括：控制器获取第一温度传感器采集的室内温度、所述第二温度传感器采集的回水温度；所述控制器基于所述室内温度和所述回水温度，并根据预设的运行规则控制风机的运行数量以及运行档位。
可选地，所述控制器基于所述室内温度和所述回水温度、并根据预设的运行规则控制风机的运行数量以及运行档位包括：设定标准回水温度和室内设计温度；如果散热器用于供热系统，当所述控制器判断所述回水温度高于所述标准回水温度、并且所述室内温度低于所述室内设计温度时，则所述控制器通过增加所述风机的运行数量和/或提高所述风机的运行档位用于增大风量，以使散热器的回水温度降低，直至达到所述标准回水温度；和/或，如果散热器用于制冷系统，当所述控制器判断所述回水温度低于所述标准回水温度、并且所述室内温度高于所述室内设计温度时，则所述控制器通过增加所述风机的运行数量以及提高所述风机的运行档位用于增大风量，以使散热器的回水温度升高，直至达到所述标准回水温度。
可选地，当所述风量增加至最大风量，如果所述控制器判断所述回水温度未达到所述标准回水温度，则向报警装置发送报警信息。
可选地，如果散热器用于供热系统，当所述控制器判断所述回水温度低于所述标准回水温度、并且所述室内温度高于所述室内设计温度时，则所述控制器通过减少所述风机的运行数量以及降低所述风机的运行档位用于减小风量，以使散热器的回水温度升高，直至达到所述标准回水温度；和/或，如果散热器用于制冷系统，当所述控制器判断所述回水温度高于所述标准回水温度、并且所述室内温度低于所述室内设计温度时，则所述控制器通过减少所述风机的运行数量以及降低所述风机的运行档位用于减小风量，以使散热器的回水温度降低，直至达到所述标准回水温度。
可选地，当所述风量减小至最小风量，如果所述控制器判断所述回水温度未达到所述标准回水温度，则向报警装置发送报警信息。
本发明的散热器及其控制方法，为辐射结合对流的复合式散热器，散热器的前侧为流体通道，后侧为散热风通，在达到辐射与对流的功能之外，减少了普通散热罩带来的风道厚度，节省了空间；散热翅片中的散热风道可以增强对流换热，同时肋片增加对流换热面积，通过风机组件运行使散热风通的表面传热系数增加，控制器可对风机组件的运行进行调节，能够提高对于对流换热的调节性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为根据本发明的散热器的一个实施例的主视图；
图2为图1的A-A视图；
图3为根据本发明的散热器的一个实施例的散热翅片的结构示意图；
图4为根据本发明的散热器的一个实施例的控制器的电路连接示意；
图5为根据本发明的散热器的控制方法的一个实施例的控制流程示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。
下文中的“第一”、“第二”等仅为描述上相区别，并没有其它特殊的含义。
如图1至4所示，本发明提供一种散热器，包括：多组散热翅片、风机组件和控制器17。多组散热翅片并排设置，并且相邻的散热翅片固定连接。散热翅片包括：竖直管1、与竖直管接触的前面板11、后侧面板13以及设置在前面板11和后侧面板13之间的肋片，肋片的数量以及具体的结构可以根据具体的需求确定。
竖直管1的两端分别接入循环流体回路中，形成流体通道。在肋片之间、肋片与后侧面板13之间形成散热风道。在多组散热翅片的下方或者上方设置有风机组件，风机组件运行使空气强制通过散热风道，控制器17与风机组件电连接，控制风机组件的运行。
上述实施例中的散热器，为辐射结合对流的复合式散热器，散热器的前侧为流体通道，后侧为散热风道，在达到辐射与对流的功能之外同时减少了普通散热罩带来的风道厚度，节省空间，并通过控制装置通过控制风机组件的运行控制对流散热的效果。
散热器可以由多组散热翅片组成，例如4－15组散热翅片。如图3所示，散热翅片包括：第一肋片12、12’和第二肋片14、14’。第一肋片和第二肋片的数量和安装位置可以根据具体需求进行确定。第二肋片14、14’的两端分别与竖直管1和后侧面板13固定连接，后侧面板13的端部与相邻的散热翅片的后侧面板的端部固定连接，固定连接可以为焊接等方式。
在竖直管1的两侧设置有第一肋片12、12’，第一肋片12、12’的一端与竖直管1固定连接，第一肋片12、12’的另一端与相邻的散热翅片的第一肋片端部固定连接，例如可采用卡接、插接或搭接方式，以便将前面板11与由第一肋片12、12’、第二肋片14、14’和后侧面板13构成的散热风道相隔离，可以使在由第一肋片12、12’、第二肋片14、14’和后侧面板13构成的散热风道中形成的对流空气不对前侧面板11的热辐射造成影响。
在第二肋片14上设有侧肋片15，侧肋片15之间形成散热风道2。散热风道可以是所有肋片的间隙及之间的空隙。前面板11与第一肋片12、12’平行设置，侧肋片15与第一肋片12平行设置。散热器的各个部件的材质可以为铜铝复合、钢制、钢铝复合等。竖直管1形成流体通道，竖直管1通过肋片根部16连接前面板11，能缩短散热行程，同时在竖直管1上增加了辐射肋片与辐射面板散热面，相比普通散热器大大增加散热量。散热翅片中的散热风道可以增强对流换热，同时肋片增加对流换热面积，可提高换热能力，可利用低温热水供暖，有利于低品位热源的开发利用，能够有效提高工业企业的能源利用率，节约能源。
竖直管1形成流体通道，多组散热翅片的竖直管1的上、下接口通过上、下横管连接，上、下横管的主接口为5、6、7、8，为循环流体接口。循环水通过主接口5、6、7、8其中的两个进行循环，根据安装位置的需要或负荷特性可选择不同的主接口作为循环水的进、出口。
在多组散热翅片的上方设置有盖板4，在多组散热翅片的下方设置有底板3。在盖板4和底板3上都设置有通风口。风机组件包括：多个风机9，控制器17分别与多个风机9电连接。散热器中的风机9可以为轴流风机，也可为贯流风机，多个风机9可以沿多组散热翅片的排列方向并排设置，风机9位置及数量可调。
风机组件位于盖板4与多组散热翅片之间或底板3与多组散热翅片之间。在负荷需求的情况下，开启风机9，在散热风道中形成对流，空气通过盖板4和底板3上的通风口进出，进行换热。在通风口处设置有可拆卸的过滤网，用于过滤灰尘及异物。
如图4所示，控制器17分别与用于检测室温的第一温度传感器18、用于检测回水温度的第二温度传感器19电连接，用于获取第一温度传感器18和第二温度传感器19采集的温度值。控制装置17与报警装置20连接，用于发送报警信息，报警装置20可以为声、光报警装置。控制器17可根据房间负荷对于风机的开启台数及开启档位进行智能调节，提高对流散热的调节性。控制器可以为单片机、单板机、集成电路等。
图5为根据本发明的散热器的控制方法的一个实施例的控制流程示意图，如图5所示：
步骤401，控制器获取第一温度传感器采集的室内温度、第二温度传感器采集的回水温度。
步骤401，控制器基于室内温度和回水温度，并根据预设的运行规则控制风机的运行数量以及运行档位。
运行规则可以有多种规则，例如，当室内无人时，散热器采取低需求维持工况、防止管路冻结，停止风机的运行，关闭风口，使散热器换热量降到最低运行。当末端负荷较低时，用户负荷≤辐射能，辐射能满足需求的情况下，散热器进行水系统工作模式，进行辐射为主的换热风机、风口不运行。当辐射不能满足要求时，用户负荷＞辐射量，则增加对流换热，同时根据具体的负荷值判断风机开启台数及加挡逐步增加，当末端负荷减少时，同样进行逐步关闭风机和减档。
设定标准回水温度和室内设计温度。室内设计温度都有国家规范，不同功能的房间设计值不一样，例如，夏季室内设计温度26℃，冬季室内设计温度为18℃。标准回水温度一般也根据工程设计时设定的温差和进水温度的大小而定，例如，冬季回水温度为45℃、50℃，夏季回水温度可以设为12℃。
如果散热器用于供热系统，当控制器判断回水温度高于标准回水温度、并且室内温度低于室内设计温度时，则控制器通过增加风机的运行数量和/或提高风机的运行档位用于增大风量，以使散热器的回水温度降低，直至达到标准回水温度。
如果散热器用于制冷系统，当控制器判断回水温度低于标准回水温度、并且室内温度高于室内设计温度时，则控制器通过增加风机的运行数量以及提高风机的运行档位用于增大风量，以使散热器的回水温度升高，直至达到标准回水温度。当风量增加至最大风量，如果控制器判断回水温度未达到标准回水温度，则向报警装置发送报警信息。
如果散热器用于供热系统，当控制器判断回水温度低于标准回水温度、并且室内温度高于室内设计温度时，则控制器通过减少风机的运行数量以及降低风机的运行档位用于减小风量，以使散热器的回水温度升高，直至达到标准回水温度。散热器热量超出所要承担的热负荷，则减少强制对流。
如果散热器用于制冷系统，当控制器判断回水温度高于标准回水温度、并且室内温度低于室内设计温度时，则控制器通过减少风机的运行数量以及降低风机的运行档位用于减小风量，以使散热器的回水温度降低，直至达到标准回水温度。当风量减小至最小风量(最小风量可以为0，即所有的风机停止运行)，如果控制器判断回水温度未达到标准回水温度，则向报警装置发送报警信息。
上述实施例中的散热器及其控制方法，为辐射结合对流的复合式散热器，散热器的前侧为流体通道，后侧为散热风通，在达到辐射与对流的功能之外，减少了普通散热罩带来的风道厚度，节省了空间；散热翅片中的散热风道可以增强对流换热，同时肋片增加对流换热面积，可提高换热能力，可利用低温热水供暖，有利于低品位热源的开发利用，能够有效提高工业企业的能源利用率，节约能源；通过风机运行使散热风通的表面传热系数增加，从而增加了强制对流换热量；控制器可根据房间负荷对于风机的开启台数及开启档位进行智能调节，能够提高调节性；相比传统同型号的散热器，散热量大并且散热效果好，节能性有所提高。
可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (15)

1.一种散热器，其特征在于，包括：
多组散热翅片、风机组件和控制器(17)；所述多组散热翅片并排设置，并且相邻的所述散热翅片固定连接；所述散热翅片包括：竖直管(1)、与竖直管接触的前面板(11)、后侧面板(13)以及设置在所述前面板(11)和所述后侧面板(13)之间的肋片；所述竖直管(1)的两端分别接入循环流体回路中，形成流体通道；在所述肋片之间和/或所述肋片与所述后侧面板(13)之间形成散热风道；在所述多组散热翅片的下方和/或上方设置有所述风机组件，所述风机组件用于使空气强制通过所述散热风道；所述控制器(17)与所述风机组件电连接，用于控制所述风机组件的运行。
2.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，还包括：
用于检测室温的第一温度传感器(18)、用于检测回水温度的第二温度传感器(19)；所述控制器(17)分别与所述第一温度传感器(18)和所述第二温度传感器(19)电连接，用于获取所述第一温度传感器(18)和所述第二温度传感器(19)采集的温度值。
3.如权利要求2所述的散热器，其特征在于，
所述风机组件包括：多个风机(9)；所述控制器(17)分别与所述多个风机(9)电连接。
4.如权利要求3所述的散热器，其特征在于，
所述多个风机(9)沿所述多组散热翅片的排列方向并排设置。
5.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，
所述散热翅片包括：第一肋片(12)和第二肋片(14)；所述第二肋片(14)的两端分别与所述竖直管(1)和所述后侧面板(13)固定连接；在所述竖直管(1)的两侧都设置有所述第一肋片(12)，所述第一肋片的一端与所述竖直管(1)固定连接，所述第一肋片(12)的另一端与相邻的散热翅片的第一肋片端部固定连接，将所述前面板(11)与由所述第一肋片、所述第二肋片和所述后侧面板(13)构成的散热风道相隔离。
6.如权利要求5所述的散热器，其特征在于，
在所述第二肋片(14)上设有侧肋片(15)。
7.如权利要求6所述的散热器，其特征在于，
所述前面板(11)与所述第一肋片(12)平行设置，所述侧肋片(15)与所述第一肋片(12)平行设置。
8.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，
所述后侧面板(13)的端部与相邻的散热翅片的后侧面板的端部固定连接。
9.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，
在所述多组散热翅片的上方设置有盖板(4)，在所述多组散热翅片的下方设置有底板(3)；在所述盖板(4)和所述底板(3)上都设置有通风口；
其中，所述风机组件位于所述盖板(4)与所述多组散热翅片之间和/或所述底板(3)与所述多组散热翅片之间。
10.如权利要求9所述的散热器，其特征在于，
在所述通风口处设置有过滤网。
11.一种根据权利要求3或4所述的散热器的控制方法，其特征在于，包括：
控制器获取第一温度传感器采集的室内温度、所述第二温度传感器采集的回水温度；
所述控制器基于所述室内温度和所述回水温度，并根据预设的运行规则控制风机的运行数量以及运行档位。
12.如权利要求11所述方法，其特征在于，所述控制器基于所述室内温度和所述回水温度、并根据预设的运行规则控制风机的运行数量以及运行档位包括：
设定标准回水温度和室内设计温度；
如果散热器用于供热系统，当所述控制器判断所述回水温度高于所述标准回水温度、并且所述室内温度低于所述室内设计温度时，则所述控制器通过增加所述风机的运行数量和/或提高所述风机的运行档位用于增大风量，以使散热器的回水温度降低，直至达到所述标准回水温度；和/或，
如果散热器用于制冷系统，当所述控制器判断所述回水温度低于所述标准回水温度、并且所述室内温度高于所述室内设计温度时，则所述控制器通过增加所述风机的运行数量以及提高所述风机的运行档位用于增大风量，以使散热器的回水温度升高，直至达到所述标准回水温度。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述风量增加至最大风量，如果所述控制器判断所述回水温度未达到所述标准回水温度，则向报警装置发送报警信息。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
如果散热器用于供热系统，当所述控制器判断所述回水温度低于所述标准回水温度、并且所述室内温度高于所述室内设计温度时，则所述控制器通过减少所述风机的运行数量以及降低所述风机的运行档位用于减小风量，以使散热器的回水温度升高，直至达到所述标准回水温度；和/或，
如果散热器用于制冷系统，当所述控制器判断所述回水温度高于所述标准回水温度、并且所述室内温度低于所述室内设计温度时，则所述控制器通过减少所述风机的运行数量以及降低所述风机的运行档位用于减小风量，以使散热器的回水温度降低，直至达到所述标准回水温度。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述风量减小至最小风量，如果所述控制器判断所述回水温度未达到所述标准回水温度，则向报警装置发送报警信息。
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