CN106594845A - 一种全封闭式蓄热型地板辐射采暖管及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全封闭式蓄热型地板辐射采暖管，包括电熔内管和套设在所述电熔内管外的电熔外管，所述电熔外管和所述电熔内管之间的形成环形空腔内填充有相变材料；所述电熔外管和所述电熔内管的两端部均设置有电熔异径直通以实现所述环形空腔的两端封闭；其制作方法为：首先，通过电熔异径直通完成采暖管一端的封闭；然后，将相变材料从采暖管的另一端填充入电熔内管和电熔外管之间的环形空腔；最后，通过电熔异径直通完成采暖管另一端的封闭。本发明通过蓄能以实现冬季供热时移峰填谷作用，同时可结合新能源和可再生能源实现北方农村地区清洁能源采暖，解决目前建筑能耗使用的时段性缺点，提高太阳能等可再生能源的利用率。

Description

一种全封闭式蓄热型地板辐射采暖管及其制作方法

技术领域

本发明涉及建筑用采暖装置，特别涉及一种全封闭式蓄热型地板辐射采暖管及其制作方法。

背景技术

近年来，能源形势不容乐观。随着国家对能源的重视，相继推出一系列的政策和法规来指导节能工作，相变蓄能技术成为能源领域关注的热点。随着经济的高速发展，能源需求旺盛，但是用能不合理，能源得不到有效利用的问题非常严重。受人们生活习惯以及各种类型耗能的时段性影响，能源使用过程中存在不均匀性，有的时段供不应求，有的时段供大于求，比较典型的就是电能的使用。峰谷电价政策通过激励人们使用谷价电，在一定程度上改善了用电不均衡问题,但是也间接改变了人们的生活习惯，适用性有限。随着科技的发展，人们认识到化石能源的储量有限，并且不恰当使用现象严重，化石能源的燃烧对环境的影响之大触目惊心，尤其在北方农村地区，化石燃料燃烧效率低，围护结构保温性能较差，使得化石能源的利用率非常低。新能源和可再生能源资源丰富，可以再生，并且清洁干净，使用中几乎没有损害生态环境的污染物排放，但也有自己固有的缺陷：(1)能流密度低，并且高度分散；(2)太阳能、风能、潮汐能等资源具有间歇性和随机性。而相变蓄能技术可以有效解决这些问题：(1)在用能低峰将能量储存，在用能高峰将能量释放，移峰填谷；(2)可以将分散的能量和不连续的能量储存，转化为稳定的能源。

相变蓄能技术的应用范围广泛，主要的应用是蓄冷和蓄热两个方面。目前随着人们对生活品质的要求越来越高，北方建筑采暖能耗占的比重较大，相变蓄能技术用于建筑中，可以有效实现建筑节能。相变材料与围护结构的结合方式多种多样，由于相变材料在使用过程中，会发生相态变化，所以需要对相变材料进行封装。当相变材料作为围护结构基本构件时，封装方式有微胶囊法、与高分子聚合物熔融定型、多孔材料吸附定型等。当相变材料和建筑热源相结合时，由于热媒一般需要闭式循环，不能与相变材料直接接触，因此需要制作成间壁式相变蓄能装置。间壁式换热时，相变材料和冷热媒相距较远，换热效果差，相变材料不能充分被利用。因此需要一种合适的封装方式，使相变材料在建筑中充分发挥蓄能作用，使相变材作为围护结构基本构件，同时作为蓄热单元，在用能高峰发挥供热的作用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种全封闭式蓄热型地板辐射采暖管及其制作方法，通过蓄能以实现冬季供热时移峰填谷作用，同时可结合新能源和可再生能源实现北方农村地区清洁能源采暖，解决目前建筑能耗使用的时段性缺点，提高太阳能等可再生能源的利用率。

本发明所采用的技术方案是：一种全封闭式蓄热型地板辐射采暖管，包括电熔内管和套设在所述电熔内管外的电熔外管，所述电熔外管和所述电熔内管之间形成环形空腔，所述环形空腔内填充有相变材料；所述电熔外管和所述电熔内管的两端部均设置有电熔异径直通，所述电熔异径直通的小管径端嵌入所述电熔内管，其大管径端嵌入所述电熔外管，所述电熔异径直通、所述电熔内管和所述电熔外管之间通过电熔焊接密封连接使所述环形空腔的两端封闭。

所述电熔内管的长度大于所述电熔外管，并伸出所述电熔异径直通一段距离。

所述电熔内管采用PE-RTⅡ或PE电熔管材制成。

所述电熔外管采用PE-RTⅡ或PE电熔管材制成。

所述相变材料采用相变温度为30～45℃的相变蓄热材料。

本发明还提供一种基于上述全封闭式蓄热型地板辐射采暖管的制作方法，包括以下步骤：

(1)制作电熔内管和电熔外管，电熔外管套设在电熔内管外；

(2)将电熔内管的一端嵌入电熔异径直通的小管径端，并伸出电熔异径直通一段距离；

(3)将电熔外管的一端嵌入电熔异径直通的大管径端；

(4)将电熔异径直通连接电熔机开始电熔，完成采暖管一端的封闭，使采暖管形成半封闭状态；

(5)将相变材料从采暖管的另一端填充入电熔内管和电熔外管之间的环形空腔；

(6)按步骤(2)至步骤(4)所述的焊接方法完成采暖管另一端的封闭，使采暖管形成全封闭状态，完成全封闭式蓄热型地板辐射采暖管的制作。

本发明的有益效果是：

1、本发明全封闭式蓄热型地板辐射采暖管，热媒在电熔内管内流动，相变材料在电熔内管和电熔外管之间的环形空腔，这样相变材料和热媒间接接触，只隔了一层内管管壁，接触距离小，换热效果好，相同供水温度下，相变材料在较短时间内溶化。同时，电熔内管和电熔外管同心布置，相变材料以同心圆的形式由内向外溶化，当外管边缘的相变材料溶化时，相变材料全部溶化，换热均匀，相变材料利用率高。

2、本发明全封闭式蓄热型地板辐射采暖管采用电熔管材及电熔焊接方式进行封装，具有较强的密封性以及柔韧性，相变材料填充腔全封闭，使用过程中随着相变，相变材料不会发生泄漏。

3、将包裹相变蓄能材料的蓄热型地板辐射采暖管铺设地板上，组成地暖管系统。相变材料蓄能的同时，地暖管系统像一道屏障，吸收热媒的热量，减小了地暖管系统的向下散热量，提高了热源的效率。

附图说明

图1：本发明全封闭式蓄热型地板辐射采暖管结构示意图；

图2：本发明全封闭式蓄热型地板辐射采暖管端部电熔焊接示意图；

图3：本发明全封闭式蓄热型地板辐射采暖管的制作流程示意图。

附图标注：1、电熔异径直通；2、电熔内管；3、相变材料；4、电熔外管；5、电熔接头；6、电熔机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明将相变材料与建筑热源相结合，制作出一种间壁式相变蓄热末端-全封闭式蓄热型地板辐射采暖管，在保证相变材料与热媒不接触的情况下，保证相变材料发生相态变化后不损失。在用能低谷使用热源对房间进行供热的同时，相变材料进行蓄热，以便用能高峰将相变蓄热材料储存的热量释放，起到移峰填谷的作用。在使用新能源或者可再生能源时，可以将不稳定的能源通过热媒储存在相变材料里，蓄能完毕后，在建筑需要能量的时候释放。同时，本发明蓄热型地板辐射采暖管作为围护结构的基本构件，使建筑围护结构具有很强的热惰性，可以自动调节室温波动，提高室内温度环境的稳定性，使室温不会随室外温度的变化而剧烈变化。本发明蓄热型地板辐射采暖管末端在实现节能的同时，又调节了室内温度环境的舒适度，对于推动我国建筑节能的发展，具有很现实的意义。太阳能的能流密度低，因季节变换、维度、昼夜交替等自然因素以及风、霜、雨、雪等气候因素，太阳能具有不稳定性和不连续性；本发明蓄热型地板辐射采暖管可以潜热的方式吸收或释放大量的能量，不仅节约空间，而且其在相变发生过程中自身温度基本保持不变，为解决太阳能应用于建筑供能领域的问题提供了一种新的方式；将太阳能与本发明蓄热型地板辐射采暖管末端相结合，可以将太阳能转化为稳定的能源，提高太阳能的利用率。

如附图1和图2所示，一种全封闭式蓄热型地板辐射采暖管，包括小管径电熔内管2和套设在所述电熔内管2外的大管径电熔外管4。所述电熔内管2的长度大于所述电熔外管4，并伸出下述电熔异径直通1一段距离，以便和其它管路相连接；所述电熔内管2和所述电熔外管4均采用PE-RTⅡ或PE电熔管材制成，导热系数较高，换热效果较好，在地板辐射采暖中较为适用。

所述电熔外管4和所述电熔内管2之间形成环形空腔，所述环形空腔内填充有相变材料3，所述环形空腔内可填充不同的相变材料3以适应不同的环境。所述相变材料3可采用无机类、有机类、混合类等各种种类的相变蓄热材料；并且，所述相变材料3采用相变温度为30～45℃的相变蓄热材料，严寒地区热负荷较大，可采用相变温度较高的相变蓄热材料，寒冷地区热负荷相对较小，可采用相变温度较低的相变蓄热材料。

所述电熔外管4和所述电熔内管2的两端部均设置有电熔异径直通1，所述电熔异径直通1的小管径端嵌入所述电熔内管2，其大管径端嵌入所述电熔外管4，所述电熔异径直通1、所述电熔内管2和所述电熔外管4之间通过电熔焊接密封连接使所述环形空腔的两端封闭。由于相变材料3对环境具有不同程度的影响，部分有机类相变材料3易燃、相变过程易挥发，并且封装不严密会造成使用过程中相变材料3逐渐损失殆尽，所以对相变材料3的封装方式对于建筑的安全性至关重要。采用电熔焊接使得本发明采暖管的电熔外管4和电熔内管2之间、用于相变材料3填充的环形空腔密封严密，形成全封闭式空腔，避免了相变材料3发生相态变化时液体流动造成材料损失。

本发明全封闭式蓄热型地板辐射采暖管在单独使用(热源不工作阶段)时，与建筑围护结构(地板)相结合，可以作为围护结构的基本构件，调节室内温度的波动。在室温过高时，吸收室内多余的热量，在室内温度偏低时，释放出储存的热量，是室温维持在一定范围内。当全封闭式蓄热型地板辐射采暖管与建筑热源相结合时，电熔内管2用于连接其他管道或者附件，工质通过地暖管的内管，将热量通过电熔内管2的外壁间接传给环形空腔内的相变材料3，进而通过电熔外管4的外壁将热量传送到地板填充层，进而传入室内；当全封闭式蓄热型地板辐射采暖管蓄能完毕，关闭热源，工质不再流动，此时相变材料3开始释放储存的热量，维持室内温度。可以通过调节电熔内管2和电熔外管4的管径大小控制相变材料3填充腔的大小，进而可以控制相变材料3的填充量，即控制储存的能量的大小。

如附图3所示，本发明全封闭式蓄热型地板辐射采暖管的制作方法如下：

首先，制作电熔内管2和电熔外管4，电熔内管2的长度大于电熔外管4的长度，电熔外管4套设在电熔内管2外；将电熔内管2的一端嵌入电熔异径直通1的小管径端，并伸出电熔异径直通1一段距离，用于连接其他管道；再将电熔外管4的一端嵌入电熔异径直通1的大管径端；然后，将电熔异径直通1的电熔接头5通过电源线连接至电熔机6的电源正负极，根据电熔管件要求的电熔电压和电熔时间设置电熔机6，开始电熔，完成采暖管一端的封闭，使采暖管形成半封闭状态。

采暖管的一端封闭完毕后，此时，采暖管的另一端敞开，从该端将相变材料3填充入电熔内管2和电熔外管4之间的环形空腔；填充后，将电熔异径直通1套入电熔外管4和电熔内管2，用电熔机6采用同样的焊接方法焊接，完成采暖管另一端的封闭；此时，采暖管处于全封闭状态，制作好的全封闭式蓄热型地板辐射采暖管如图1所示。

Claims (6)

1.一种全封闭式蓄热型地板辐射采暖管，其特征在于，包括电熔内管和套设在所述电熔内管外的电熔外管，所述电熔外管和所述电熔内管之间形成环形空腔，所述环形空腔内填充有相变材料；所述电熔外管和所述电熔内管的两端部均设置有电熔异径直通，所述电熔异径直通的小管径端嵌入所述电熔内管、其大管径端嵌入所述电熔外管，所述电熔异径直通、所述电熔内管和所述电熔外管之间通过电熔焊接密封连接使所述环形空腔的两端封闭。

2.根据权利要求1所述的全封闭式蓄热型地板辐射采暖管，其特征在于，所述电熔内管的长度大于所述电熔外管，并伸出所述电熔异径直通一段距离。

3.根据权利要求1所述的全封闭式蓄热型地板辐射采暖管，其特征在于，所述电熔内管采用PE-RTⅡ或PE电熔管材制成。

4.根据权利要求1所述的全封闭式蓄热型地板辐射采暖管，其特征在于，所述电熔外管采用PE-RTⅡ或PE电熔管材制成。

5.根据权利要求1所述的全封闭式蓄热型地板辐射采暖管，其特征在于，所述相变材料采用相变温度为30～45℃的相变蓄热材料。

6.一种基于上述权利要求1至5任一项所述全封闭式蓄热型地板辐射采暖管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作电熔内管和电熔外管，电熔外管套设在电熔内管外；

(2)将电熔内管的一端嵌入电熔异径直通的小管径端，并伸出电熔异径直通一段距离；

(3)将电熔外管的一端嵌入电熔异径直通的大管径端；

(4)将电熔异径直通连接电熔机开始电熔，完成采暖管一端的封闭，使采暖管形成半封闭状态；

(5)将相变材料从采暖管的另一端填充入电熔内管和电熔外管之间的环形空腔；

(6)按步骤(2)至步骤(4)所述的焊接方法完成采暖管另一端的封闭，使采暖管形成全封闭状态，完成全封闭式蓄热型地板辐射采暖管的制作。