CN108469135A - 一种地面空调装置及其散热模块的集分水器 - Google Patents

一种地面空调装置及其散热模块的集分水器 Download PDF

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丁
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Abstract

一种集分水器，其特征在于，该集分水器设置于冷暖房用散热模块的循环水管的可拼接端部，所述散热模块的循环水管多回路并联，该集分水器收集并且再分配传热介质，其一个入口与至少两个出口连通，以使冷热源所提供的冷热水通过所述分集水器均匀分配给各并联的回路。通过系统联络管在各散热模块拼接成的散热面积内构成通水回路，相邻散热模块的集分水器由隐藏在散热层下方的连接管流通。本发明可折叠薄型散热使得模块便于搬运，铺装简单，不增加水阻、满足循环水量。散热模块向下的热损失减少，向上的散热量增加，在地面、墙壁及天花板均可铺装。

Description

一种地面空调装置及其散热模块的集分水器
技术领域
本发明涉及一种可折叠的散热模块，属于供暖设备领域。
背景技术
各种提倡建筑节能的设备中，在地面、墙壁，天花板等铺装散热模块的冷暖房，可作为节能的重要方式，具有节能的基本性能。特别是，在地暖施工中，在地表饰材下面预埋循环水管和散热模块，锅炉给水，循环往复，水管散热，通过散热层的金属介质传热给地面饰材，形成地暖供热系统。
然而，在现有技术中，通常采用粗管径循环水管。当散热模块面积较大时，制造费用增加。此外，当散热模块面积较大时，平展形式的仓储、运输及施工现场的搬运极为困难，给散热模块的普及使用造成阻碍。将平展形式进行折叠、捆卷能够很好地的这解决问题，可现有技术中没有这样的技术。
另一方面，循环水管长度增加，设定1个回路，模块阻力增加，不能均匀散热，降低热效率。
现有技术中没有高散热量和高向上热效率、构造简化以及可折叠捆卷、便于搬运、存放，能够普及使用，同时造价较低的用于冷暖房的散热模块。
在本技术领域，已经形成了一种技术上的偏见，对于作为建筑基本构造铺装的地暖散热模块，忽视了对其进行轻便化结构设计的研发。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于冷暖房的可折叠薄型散热模块(下文中或称为预制模块)，该模块以轻质材料成型，预埋循环水管，便于搬运，铺装简单。并且，对应模块的面积，循环水管设定多回路，不增加水阻、满足循环水量。散热模块向下的热损失减少，向上的散热量增加。该冷暖房散热模块在地面、墙壁及天花板均可铺装。暖房用和冷房用同样释放效率，是对节能化的贡献。
为此，根据本发明的一个方面，提供了一种可折叠的散热模块，其特征在于，该散热模块包括：
保温层，由拼装小片组成，在其间预制成型管槽；
散热层；
循环水管，其铺设于所述管槽中，组成多条回路，通过冷热水循环制冷或散热。
优选地，所述散热模块为可折叠的薄型散热模块。
优选地，所述散热模块为长方形。
优选地，所述保温层由苯板成型，可以使用多种材质的苯板，优选硬质聚丙烯、硬质聚氨基甲酸酯、和/或聚苯乙烯。
优选地，保温层各组成小片的尺寸为240-600mm。
优选地，保温层沿散热模块的宽度方向设计有断痕。通常，每个小片都有断痕点设计，据此，散热模块构成可折叠结构。
优选地，所述循环水管使用二级分集水器构造多条回路，供回水需两根循环水管连接到热源设备，各回路可供给均一水温，循环后的低温水，从各回路均一地回到热源设备。
优选地，所述循环水管沿宽度方向平行排列，在长度方向进行管的回折，从而形成一个完整的循环散热单元体，同时，保证了在单位面积的水管有足够的敷设长度。
优选地，所述循环水管在直线时平行多列配置；管间距30-60mm，优选35-55mm
优选地，沿模块宽度方向，除折返处，排列的管间距要和相邻的模块方向一致。
优选地，循环水管的直线部分管槽内有U型导热层，且在管槽上边沿向外翻出(约8-12mm)，与表面粘贴的散热层紧密粘结；和/或，循环水管在保温层范围内以及厚度内交叉。
优选地，为了提高向上的散热量，在直线部分粘贴U型管槽。该U型管槽的厚度为10-500μm，最好50-400μm的铝箔。
在保温层的上表面预设管槽，再粘贴U型金属管槽，即使很少一部分，也可提高散热效率。
在保温层及龙骨的表面，循环管通过散热层向地表层散热，导热层厚度通常10μm-2mm，较好的是40μm-1mm,更好的是100μm-1mm，而且，导热的材料可以是铝箔、锡箔、铜箔、不锈钢箔等，其中，便于制造和减少造价，选用铝箔，考虑导热性能，厚度100μm以上。
优选地，所述循环水管的外径为4-10mm，优选5-8mm；循环水管的内径为3-8mm，优选4-6mm；循环水管的外径为不大于保温层厚度的1/2。
优选地，所述循环水管的管长度在20-40m，优选25-35m；1个回路的管长3-30m，优选5-25m。
优选地，沿散热模块宽度方向设置内置龙骨；龙骨有固定间距，在各小片间配置；龙骨(用钉子)固定于地面，与地面共同支撑来自上方的垂直荷载；和/或，龙骨由多层木质合成材料构成，长度20-60cm。
优选地，所述循环水管通过散热层向地表散热；导热层厚度10μm-2mm，优选40μm-1mm，更优选100μm-1mm，而且，导热的材料可以是铝箔、锡箔、铜箔、不锈钢箔等，优选铝箔。
优选地，苯板成型体的下面，粘贴隔音材料的无纺布。
根据本发明的另一个方面，提供了一种组成可折叠薄型散热模块的拼装小片，其特征在于，所述拼装小片包括:
头板，包括直线部分和弯折部分，有内置龙骨位置；
尾板，包括直线部分和弯折部分，有内置龙骨位置；
腰板，包括直线部分；
角板，包括直线部分和弯折部分。
优选地，所述拼装小片以苯板为材料，由模具挤压成型。拼装小片适用于组装预制模块，在其间预制成形管槽，铺设循环水管。
优选地，所述拼装小片组成预制模块，设定多回路循环管槽，固定的管间距、管内径、列数等参数构成一个独立单元。
优选地，所述拼装小片有断痕点设计，据此，散热模块构成可折叠结构。
根据本发明的又一个方面，提供了一种二级分集水器，适用于冷暖房用的预制模块，将循环水管组成多条并联回路，构成完整的散热模块。
预制模块面积较大时，循环水管长度增加，如果设定1个回路，模块阻力增加。且不能均匀散热。因此，对应模块的面积，循环水管应设定多回路，另外，供回水需两根循环水管配对连接到热源设备，各回路可供给均一水温，循环后的低温水，从各回路均一地回到热源设备。因此，在各回路的端头，1个或多个回路的交叉分集水器，也称为二级分集水器。
通过在冷暖房用预制模块内置二级分集水器，将循环水管构成的冷热水循环回路，设定成多条回路。管内径是特定的尺寸，加之，水管平行排列的固定间距，阻力减小，并可达到比冷热水平均温度高或低的温度，单位面积散热或制冷量增加。
为了减小管阻力，并保持水温高于供回水平均温度，插接口的外径通常4-10mm，优选5-8mm，内径通常3-8mm，优选4-6mm。管内径小于3mm，阻力增加，不能确保循环水量，散热量不足；管内径大于8mm，保温层厚度增加。同时，系统内保有水量增加，热源设备的储水罐也要增加，模块的造价及热源设备造价都要增加。
使用二级分集水器构造多回路，水温降低且温度均一，提高散热效率。
优选地，管长度为20-40m，优选25-35m，小于20m，必要的散热量不能满足；大于40m，阻力增加，模块造价大幅度增加。
优选地，1个回路的管长3-30m，优选5-25m。如果管长大于30m，则水温降增加，温度不均衡，散热量减少；如果管长小于3m，则无法释放足够的散热量，模块造价增加。
优选地，使用阻力小的二级分集水器。
另外，本发明构成多个回路，单位面积的管长度是固定的，1路循环管长度未达到设计标准时，就应设计成多条回路。而且热源的所供热水通过二级分集水器可均匀分配给各回路。
因此，本发明的二级分集水器，起到分配及收集热水作用，2回路用二级分集水器扁平的长方体，2回路构成腔体，内部交叉设计，长方形的端面设计有插接口，两个邻面各设2个插接口。4回路用二级分集水器，扁平的长方体，回路构成腔体内部交叉，长方形的端面设计有插接口，两个邻面各设3个插接口。另一端面设置2个插接口，构成4个并列回路。分配及回收用，供回水管无需在保温层内交叉排列。
本发明的二级分集水器增大内部的过水面积，减小阻力，降低制造费用。
本发明通过系统联络管与二级分集水器链接，与燃气、电热的锅炉，构成通水回路，35-80摄氏度的温水循环。
本发明的散热模块，水管构成的供回水回路，管内径特定的尺寸，加之，水管的固定间距配列，构成一个独立单元。为了确保温水的循环流量，减小各水管的阻力，维持高于供回水平均温度的水温，更大的散热量，需设定适合的回路数。
根据本发明的再一个方面，提供了冷暖房用的预制模块施工辅料板铺装系统，用于预制模块铺装时，周围空隙的填充、联络管走向引导等，使预制模块铺装简化，生产进入批量化，降低制造费用，该辅料板铺装系统包括：
W1倒角板；
槽板，用于引导联络管走向；
填充板，用于地板房间填充；
优选地，辅料板适用于铺装冷暖房用预制模块，设定多回路循环管槽，固定的管间距、列数等参数设定的独立单元。
附图说明
图1是根据本发明的铺装冷暖房用散热模块的结构示意图。
图2是如图1所示的铺装冷暖房用散热模块的横截面图。
图3是根据本发明一个实施例的散热模块的循环水管的横截面图。
图4是如图3所示的散热模块的循环水管在另一个方向的横截面图。
图5是根据本发明一个实施例的散热模块的循环水管接头及盘管的结构平面图。
图6是如图5所示的散热模块的循环水管接头及盘管在另一个方向的结构平面图。
图7是如图5和6所示的根据本发明一个实施例的散热模块的循环水管接头及盘管的断面图。
图8是根据本发明另一个实施例的散热模块的循环水管接头及盘管的结构平面图。
图9是根据本发明又一个实施例的散热模块的循环水管接头及盘管的结构平面图。
图10是根据本发明一个实施例的散热模块的循环水管盘绕形式的平面图。
图11是根据本发明另一个实施例的散热模块的循环水管盘绕形式的平面图。
图12是根据本发明的散热模块的测定方法示意图。
图13A和图13B是根据本发明的散热模块拼装小片的头板结构图。
图14A、图14B、图14C是根据本发明的散热模块拼装小片的角板结构图。
图15A和图15B是本发明的散热模块拼装小片的尾板结构图。
图16A和图16B是本发明的散热模块拼装小片的腰板结构图。
图17是本发明的拼装小片拼装成散热模块的结构图。
图18A和图18B是本发明的拼装小片背面断痕的结构示意图。
图19是本发明的二级分集水器(4回路)的基本构造图。
图20是本发明的二级分集水器(4回路)的内部构造图。
图21是本发明的二级分集水器(2回路)的基本构造图。
图22是本发明的二级分集水器(2回路)的内部构造图。
图23A和图23B是本发明的散热模块施工辅料小片填充板(可兼具槽板)的结构图。
图24A和图24B是本发明的散热模块施工辅料小片倒角板的结构图。
具体实施方式
本发明的冷暖房用散热模块敷设于地面，适用于各种材料的地面饰材。
施工时，考虑各种铺设场所的具体情况，模块大小要对应居室地面的尺寸，通常一边尺寸500-3000mm，另一边500-4000mm，厚度7-20mm。按照使用接头，构成多个回路的思路，模块的平面面积由0.5m2-12m2比较适合。因此，如图1所示，例如但不仅限于，散热模块宽1460mm，长2060mm，根据地面面积可以使用多个模块。
如图1所示，保温层1c的薄板由苯板成型，可以使用多种材质的苯板。最好的是硬质聚丙烯、硬质聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯。
各拼装小片1的尺寸240mm-600mm。
苯板预先成型，为了便于施工时的搬运，沿散热模块的宽度方向设计有断痕1s。通常，每个拼装小片1都有断痕1s点设计，拼装小片1的断痕1s设计如图18所示。另外，苯板成型体的下面，可粘贴隔音材料的无纺布。据此，散热模块形成可折叠捆卷的结构。
散热模块沿宽度方向设置内置龙骨2。龙骨2有固定间距，在各拼装小片1间配置。小龙骨2用钉子固定于地面(也可采用其他方式固定在地面上)，与地面共同支撑来自上方的垂直荷载。龙骨2可以由多层木质合成材料构成。龙骨2的长度可以选择20-60cm。
散热模块在水泥地面，等间距固定，可以使用钉子固定。
循环水管3的材质可以选择PEXa-c/PERT/等均可。
为了减小循环水管3的阻力，并保持水温高于供回水平均温度，循环水管3的外径通常选择4-10mm，优选5-8mm，内径通常选择3-8mm，优选4-6mm。如果管内径小于3mm，管阻力增加，则不能确保循环水量，造成散热量不足；如果管内径大于8mm，则保温层1c厚度增加，同时，系统内保有水量增加，热源设备的储水罐也需要随之加大，由此将造成模块造价及热源设备造价的大幅提高。
使用二级分集水器构造多回路，水温降低且温度均一，通常循环水温在35-80摄氏度即可，以提高散热效率。
通常，模块循环水管3沿宽度方向平行排列，在长度方向进行管的回折，从而形成一个完整的循环散热单元体。同时，保证了在单位面积的水管有足够的敷设长度。保证单位面积散热量更大。
循环水管3的管间距30-60mm，最好35-55mm。
如图5-9所示，散热模块内循环水管3交叉配置，其他形式的散热模块，也应具备交叉配置，循环水管3在直线时平行多列配置。因此，散热模块的管间距为30-60mm，最好为35-55mm。沿模块宽度方向，除折返处，排列的管间距要和相邻的模块方向一致。
如果管间距小于30mm，则单位面积的管长度过长，模块造价增加，循环管长度增加，阻力增加。而且在施工时，窄小的管间距易造成固定时打破水管。如果大于60mm，则散热量将降低。
管长度在20-40m，最好25-35m，如果管长度小于20m，则必要的散热量不能满足；如果管长度大于40m，则阻力增加，模块造价大幅度增加。
1个回路的管长3-30m，最好5-25m。如果管长度大于30m，则水温降增加，温度不均衡，散热量减少；如果管长度小于3m，则无法释放足够的散热量，模块造价增加。
在保温层1c厚度内完成交叉，管外径小于保温层1c厚度的50％，使用阻力小的二级分集水器。
为了提高向上散热量，在直线部分粘贴U型管槽6。管槽厚度为10-500μm，最好为50-400μm的铝箔。
保温层1c表面预设管槽，粘贴金属管槽，即使很少一部分，也可提高散热效率。
保温层1c及龙骨的表面，循环管通过散热层4向地表层散热，导热层5厚度通常10μm-2mm，较好的是40μm-1mm，更好的是100μm-1mm。导热的材料可以是铝箔、锡箔、铜箔、不锈钢箔等，其中，便于制造和减少造价，选用铝箔，考虑导热性能，厚度100μm以上。
本发明的一个实施例的散热模块，循环水管3的内经以及间距为75mm，具有140W/以上的散热量，假设60摄氏度的温水循环回路，则相当于0.5L/min，向上散热量300W/m2，适当的是200W/m2，更好的是170W/m2。
如图5至图11所示，在本发明中，一级分集水器7连通了供热设备与散热地板；二级分集水器连通了各散热模块。如图5-6、8-9所示的一级分集水器7A、7B、7C、7D都包括壳体71、进出水嘴72、与循环水管3的进水管31和回水管32的接口73。图7示出了进水管31和回水管32的交叉布置示意图，进水管31和回水管32交叉处，保温层被局部去除。
在如图12所示的测定装置中，在试验台81的表面铺设模拟水泥地面层82，其上铺设散热模块A1，其上盖上压板83。在散热模块A1的下表面和压板83的上表面，设置试验热量采集板84。
另外，本发明的散热模块，由多个回路构成，单位面积的管长度是固定的，1路循环管长度未达到设计标准时，就应设计成多条回路。而且热源的所供热水通过二级分集水器可均匀分配给各回路。
本发明的二级分集水器，起到分配及收集热水的作用，如图21所示，2回路用二级分集水器呈扁平的长方体，回路构成腔体，长方形的端面设计有插接口1、2，邻面设2个插接口1、2，成对使用。
如图19所示，4回路用二级分集水器，扁平的长方体，回路构成腔体内部交叉，长方形的端面设计有插接口1、2，两个邻面各设3个插接口1、2。另一端面设置2个插接口1、2，构成4个并列回路。
6回路用二级分集水器，扁平的长方体，回路构成腔体，长方形的端面设计有插接口1、2，邻面设3个插接口1、2，成对使用。
9回路用二级分集水器，扁平的长方体，回路构成腔体，长方形的端面各设计有1个插接口1、2，邻面设4个插接口1、2，成对使用，用于分配及回收。供回水管需交叉排列。
本发明的散热模块管的外径是保温层1c厚度的1/2，因此，水管(供水管和回水管)在保温层1c厚度范围内交叉。
二级分集水器成对使用，循环水管在保温层1c内交叉，可使二级分集水器构造简化，增大内部的过水面积，减小阻力，降低制造费用。
本发明的散热模块，铺装在地面，上面铺装装饰面层，而且，也可用于其他用途，比如，燃气、电热的锅炉，通过系统联络管与二级分集水器链接，构成通水回路，35-80摄氏度的温水循环。
本发明的散热模块、循环水管构成的供回水回路，循环水管3内径采用特定的尺寸，加之，水管的固定间距配列，构成一个独立单元。为了确保温水的循环流量，减小各水管的阻力，维持高于供回水平均温度的水温以及更大的散热量，需设定适合的回路数，否则将引起制造费用的增加。为了保证足够的单位面积的散热量，本发明的循环水管3管径为保温层1c厚度的1/2，这样的设计能够减少模块向下的热损失，提高向上的散热量。
实施例1：
制作散热模块，尺寸561mm*909mm，厚度12mm，表面散热铝箔40μm。使用4A循环水管3，外径6mm/内径4mm，全长14.1m，水管直线部分50.5mm管间距，12根管平行排列，单位面积的长度27.5m。直线部分敷设100μm的铝箔。单回路测定结果：散热量144W，向下散热21.1W，向上热效率87.2％。
实施例2：
使用5A循环水管3，外径7.2mm/内径5mm，散热量140.7W/m2，向下散热22.5W/m2，向上热效率86.2％。
实施例3：
如果使用5A循环水管3，全长9.4m，直线部分管间距75.75mm，8列，单位面积全长18.4m，131.1W/㎡，向下20.3W/㎡，向上效率86.6％。
根据本发明，用于冷暖房的可折叠薄型散热模块，以轻质材料成型，预埋循环水管3，便于搬运，铺装简单。并且，对应模块的面积，循环水管3设定多回路，不增加水阻、满足循环水量。散热模块向下的热损失减少，向上的散热量增加。该冷暖房散热模块在地面、墙壁及天花板均可铺装。暖房用和冷房用同样释放效率，是对节能化的贡献。

Claims (10)

1.一种集分水器，其特征在于，该集分水器设置于冷暖房用散热模块的循环水管的可拼接端部，所述散热模块的循环水管多回路并联，该集分水器收集并且再分配传热介质，其一个入口与至少两个出口连通，以使冷热源所提供的冷热水通过所述分集水器均匀分配给各并联的回路。
2.如权利要求1所述的分集水器，其特征在于，其通过系统联络管(与燃气、电热的锅炉)在各散热模块拼接成的散热面积内构成通水回路，相邻散热模块的集分水器由隐藏在散热层下方的连接管流通。
3.如权利要求1所述的分集水器，其特征在于，在每个所述散热模块出入两端分集水器之间，多条并联回路每个中的每个回路的管长3-30m，优选5-25m；或管的总长度在20-40m，优选25-35m。
4.如权利要求1所述的分集水器，其特征在于，为2回路、4回路、6回路或9回路集分水器。
5.如权利要求4所述的分集水器，其特征在于，2回路分集水器，呈扁平的长方体，2套一通二通道在长方体的腔体内部交叉设置，长方形的端面设计有插接口，两个邻面各设2个插接口。
6.如权利要求1所述的分集水器，其特征在于，4回路用分集水器，呈扁平的长方体，长方形的端面设计有插接口，两个邻面各设3个插接口，另一端面设置2个插接口。
7.如权利要求1所述的分集水器，其特征在于，插接口的外径为4-10mm，优选5-8mm，内径为3-8mm，优选4-6mm。
8.一种多回路均一回水温度的方法，其特征在于，采用如权利要求1-7其中之一所述的集分水器。
9.一种模块化拼装散热地板的方法，其特征在于，采用如权利要求1-7其中之一所述的集分水器。
10.一种可折叠薄型散热模块，其特征在于，其包括：
保温层，其周边程可拼装结构，在其上表面预制有成型的管槽，而下表面设有均布的、与所述管槽平行的便于折叠的凹痕，保温层中至少一处设置承重与安装龙骨；
循环水管，其铺设于所述管槽中，组成多条并联回路，通过冷热水循环散热或制冷；
导热层，其设置于保温模块的上表面，使得相间隔的铺设于各所述管槽中的循环水管散发的热量均匀向上散发；
散热层，其设置于导热层的上表面；以及
循环水管接口，其采用如权利要求1-7其中之一所述的集分水器，相邻散热模块的集分水器由隐藏在散热层下方的连接管流通。
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