CN108571762A - 一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备 - Google Patents
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Abstract
一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，涉及暖通设备领域，包括箱体和箱体内的多个散热组、第一分水器、第二分水器和控制装置，第一分水器的一端与进水管路连通，第二分水器的一端与出水管路连通；箱体的一个侧壁上设有出风口和进风口，多个散热组并行放置，且多个散热组均靠近出风口；控制装置包括微电脑、进水温度传感器、出水温度传感器、进风温度流量传感器、和出风温度流量传感器，进风温度流量传感器位于箱体内壁的进风口处，出风温度流量传感器位于箱体内壁出风口处，进水温度传感器位于第一分水器的一端，出水温度传感器位于第二分水器的一端；微电脑位于箱体与出风口相邻的侧壁上。
Description
技术领域
本发明涉及暖通设备领域，特别涉及一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备。
背景技术
供暖是生活在中国北方或寒带地区居民的生活需求，是一种社会服务，同时解决这些地方居民冬季采暖的基本生活需求。北方冬季采暖期常采用暖气片通常我们所说的暖气片指的是水暖，就是利用壁挂炉或者锅炉加热循环水，再通过管材链接到暖气片，最终通过暖气片将适宜的温度输出，形成室内温差，最后进行热循环使整个室内温度均匀上升。采暖效果并不理想。
北方冬季采暖期另一种采暖方式为地暖。地暖即地板采暖，全称为低温地板辐射采暖，是通过埋设在地板下的加热管把地板加热(地板表面温度一般在25℃-30℃之间)，由地板向房间辐射热量从而达到采暖的目的。由于地板表面温度有极限值(最高值，一般是29℃至35℃)，否则有害健康，损坏复合地板，这就限制地板采暖的散热量，所以不适合热负荷大的地区(寒冷地区或保温不好的建筑)，或者增加散热器或墙采暖补充。但在我国很多高寒地区(如内蒙和东北三省)，尽管不适合用地暖，但还是有很多城市的开发商通过简单的提高水温、提高地板温度以满足热量需求，有的甚至会达到烫脚的地步。这样的地板采暖，不仅不会舒适，还会带来如下很多问题：1.健康问题。长期居住的居民会产生如脚肿、静脉曲张等疾病。2.地板问题。容易造成地板变形、开裂等，大幅缩短地板寿命。3.浮尘严重。可达1.2m左右(床的高度),影响居民健康。4.浪费严重。如果建筑物没有保温或保温不好，热损失综合损失可达60％。地板采暖是最近几年才开始在我国被大面积采用的，所以其在我国还是新生事物，问题和特点还不为一般老百姓所熟知，在选择和使用过程中有很多问题需要注意，否则不仅达不到舒适采暖的目的，还会带来很多问题。
东北地区冬季户外温度可达-20℃～-40℃，且各地区供暖效果也不尽相同。一方面，供暖较差地区暖气片与地暖的采暖效果均不理想，室内温度无法达到正常人感到舒适的温度范围，公共场所甚至会因温度过低无法正常运行；另一方面，部分地区存在供暖过盛的情况，据生理学家研究，室内温度过高时，会影响人的体温调节功能，由于散热不良而引起体温升高、血管舒张、脉搏加快、心率加速。冬季，如果室内温度经常保持在25℃以上，人就会神疲力乏、头晕脑涨、思维迟钝、记忆力差。同时，由于室内外温差悬殊，人体难以适应，容易患伤风感冒。如果室内温度过低，则会使人体代谢功能下降，脉搏、呼吸减慢，皮下血管收缩，皮肤过度紧张，呼吸道粘膜的抵抗力减弱，容易诱发呼吸道疾病。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，为解决冬季供暖效果不理想、温度过高或过低，使人体感觉不适的问题。
本发明提供的一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，包括箱体和箱体内的多个散热组、第一分水器、第二分水器和控制装置，第一分水器的一端与进水管路连通，第二分水器的一端与出水管路连通；多个散热组中的每个散热组均与第一分水器的另一端通过第一软管连通，且多个散热组中的每个散热组均与第二分水器的另一端通过第二软管连通；
箱体的一个侧壁上设有出风口和进风口，多个散热组并行放置，且多个散热组均靠近出风口；
控制装置包括微电脑、进水温度传感器、出水温度传感器、进风温度流量传感器、和出风温度流量传感器，进风温度流量传感器位于箱体内壁的进风口处，出风温度流量传感器位于箱体内壁出风口处，进水温度传感器位于第一分水器的一端，出水温度传感器位于第二分水器的一端；进水温度传感器、出水温度传感器、进风温度流量传感器和出风温度流量传感器的信号均能够输送至微电脑，微电脑位于箱体与出风口相邻的侧壁上。
所述多个散热组中的每个散热组均包括散热器和多个涡轮风机，散热器均与所述箱体固定连接，且散热器的一侧均靠近所述出风口，多个涡轮风机均沿散热器的长边均布，且多个涡轮风机均靠近散热器的另一侧，多个涡轮风机均与所述箱体固定连接。
所述多个散热组中的每个散热组的顶部均设有减震胶墩。
所述设备还包括水流调节泵和两个变频机，水流调节泵位于进水管路上，两个变频机均位于所述箱体外部，两个变频机中的一个与水流调节泵控制连接，两个变频机中的另一个与所述多个涡轮风机控制连接；水流调节泵、两个变频机和所述微电脑均为市面上常见产品，且水流调节泵和两个变频机均与所述微电脑控制连接。
所述散热器和所述涡轮风机均为市面上常见产品，所述每个散热组包括的所述涡轮风机的数量选用4个。
所述散热器的面积根据实际需求计算得知。
所述每个散热器上均设有进水口和出水口，进水口均与所述第一分水器的另一端通过所述第一软管连通，出水口均与所述第二分水器的另一端通过第二软管连通。
所述第一分水器和第二分水器上均设有空气阀门。
所述第一分水器上设有水压传感器，水压传感器的信号反馈给微电脑。
本发明提供的一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，能够提供恒定暖风，稳定宜人室温，出风口应用温度传感器技术，与现有技术相比能够保证冬季室内最适宜温度暖风输送；采用了暖风输出系统，避免了现有技术中暖气片或地暖仅通过自身导热向外辐射热能的低效；设有出水温度传感器、冷风进气流量温度传感器、出风流量温度传感器，；由微电脑控制，具有全智能恒温的特点；通过科学的计算订制散热器面积，避免在传统的设计观念中，由于害怕房间供热不足而盲目增加散使散热器安装面积过大，导致冬天室温过高的情况，有很大的适用性。
附图说明
图1是本发明提供的一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备的结构示意图；
图2是本发明提供的一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备中散热组结构示意图；
图3是本发明提供的一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备的控制原理示意图；
图4是本发明提供的一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备中箱体结构示意图；
其中，
1箱体，2散热组，3第一分水器，4第二分水器，5控制装置，6第一软管，7第二软管，8出风口，9进风口，10微电脑，11进水温度传感器，12出水温度传感器，13进风温度流量传感器，14出风温度流量传感器，15散热器，16涡轮风机，17水流调节泵，18变频机，19进水口，20出水口，21减震胶墩，22空气阀门，23水压传感器。
具体实施方式
为了解决现有技术存在的问题，如图1至图4所示，本发明提供了一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，包括箱体1和箱体1内的多个散热组2、第一分水器3、第二分水器4和控制装置5；
第一分水器3的一端与进水管路连通，第二分水器4的一端与出水管路连通；多个散热组2中的每个散热组2均与第一分水器3的另一端通过第一软管6连通，且多个散热组2中的每个散热组2均与第二分水器4的另一端通过第二软管7连通；第一分水器3和第二分水器4上均设有空气阀门22，第一分水器3上设有水压传感器23。
箱体1的一个侧壁上设有出风口8和进风口9，多个散热组2并行放置，且多个散热组2均靠近出风口8；多个散热组2中的每个散热组2的顶部均设有减震胶墩21，用于散热组2之间减震。
多个散热组2中的每个散热组2均包括散热器15和多个涡轮风机16，散热器15均与箱体1固定连接，且散热器15的一侧均靠近出风口8，多个涡轮风机16均沿散热器15的长边均布，且多个涡轮风机16均靠近散热器15的另一侧，多个涡轮风机16均与箱体1固定连接。
每个散热器15上均设有进水口19和出水口20，进水口19均与第一分水器3的另一端通过第一软管6连通，出水口20均与第二分水器4的另一端通过第二软管7连通。
散热器15和涡轮风机16均为市面上常见产品，每个散热组2包括的涡轮风机16的数量选用4个。涡轮风机16可加速散热，同时吹出恒温暖风。涡轮风机16的数量由散热器面积S决定，散热器15的面积S越大，需要的涡轮风机16的数量越多，在本实施例中，单位面积的散热器15配4个涡轮分机16；散热器15为铜铝复合散热器，具有较强的耐腐蚀性，且具有加工方便、重量较轻、外形美观、适应面广等优点，可供暖热水可在其中散发热量。
散热器15的面积S根据实际需求计算得知，散热器15的面积S计算原理如下：
1、热负荷的计算
散热器面积S的计算是在房间热负荷计算的基础上进行的。热负荷的计算分为两种方法：热指标计算法和传热计算法。
(1)热指标计算法：采用面积热指标法进行计算，建筑物的采暖设计热负荷，按下式进行概算：
Qn＝qjF
式中：Qn为建筑物的采暖设计热负荷,单位为W；
F为建筑物的建筑面积，单位为m2；
qj为建筑物的采暖面积热指标，单位为W/m2，即在设计室内外条件下能耗量，qj的值是按设计规范计算得到的，为确定最不利工况时达到室内温度所必须设计的采暖设备的依据，北京地区其值不宜超过52.0W/m2。
(2)传热计算法：《采暖通风与空调设计调节规范》中明确规定对于民用建筑，冬季热负荷包括两项：围护结构的耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。
a、围护结构的基本耗热量计算公式：
Qj＝KFw(tn-tw)α
式中：Qj为围护结构的基本耗热量，单位为W；
K为围护结构的传热系数，单位为W/(m2·℃)，；
Fw为围护结构的面积，m2；
tn为采暖室内计算温度，℃；
tw为冬季采暖室外空气计算温度，℃；
α为围护结构的温差修正系数；
其中，K和α的值均可以通过《采暖通风与空调设计调节规范》选取。
围护结构的附加耗热量主要由朝向修正率x1、风力附加x2、外门开启附加x3和高度附加x4决定；朝向修正率1x的取值为：北、东北和西北朝向取0；东、西朝向取-5％；东南、西南朝向取-10％～-15％；南向取-15％～-25％；风力附加x2、外门开启附加x3和高度附加x4均可以通过查询《采暖通风与空调设计调节规范》计算得知。
b.门窗缝隙渗入冷空气的耗热量:
Qi＝0.278Mρaocp(tn-tw)m
式中：Qi为加热门窗缝隙渗入的冷空气耗热量，单位为W；
L为经每门窗缝隙渗入室内的冷空气量，单位为m3/(h·m)；
l为门窗缝隙长度，单位为m；
ρao为室外空气密度，单位为kg/m3，ρao值可以根据现场检测；
cp为空气定压比热，cp＝1k J/(kg·℃)；
M为冷风渗透量的朝向修正系数，可查《采暖通风与空调设计调节规范》得知；
0.278为单位换算系数，1k J/h＝0.278W。
综上得到采暖房间设计热负荷计算公式如下：
QW＝Qj(1+x1+x2)(1+x3)+Qi
式中：QW为采暖房间的热负荷，单位为W；
Qj(1+x1+x2)(1+x3)为围护结构的耗热量，单位为W；
即采暖房间的热负荷QW等于围护结构的耗热量Qj(1+x1+x2)(1+x3)与加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量Qi之和。
2、热负荷的计算
散热量计算可由下式表示：
Qs＝AΔtB＝A(tpj-tn)B
式中：Qs为散热器的散热量，单位为W；
A和B均为实验结果整理得到的系数，A和B的值均可查《采暖通风与空调设计调节规范》得知；
tpj为散热器的热媒平均温度，单位为℃；
tn为室内空气温度，单位为℃；
Δt为散热器热媒平均温度与室内温度之差。
其中，散热器的热媒平均温度tpj由下式计算：
式中：tg为散热器进水温度，单位为℃；
th为散热器出水温度，单位为℃。
散热器的单位散热量下式计算：
式中：Qds为散热器的单位散热量，单位为W；
Ac为散热器的测试面积，单位为m2；
综上，散热器面积S的计算公式：
式中：Qw为采暖房间的热负荷，单位为W；
β1为散热器的面积修正系数；
β2为散热器的连接方式修正系数；
β3为散热器的安装型式修正系数；
其中，β1、β2和β3均可参考《集中供热住宅计量供热设计规程》得知。
控制装置5包括微电脑10、进水温度传感器11、出水温度传感器12、进风温度流量传感器13、和出风温度流量传感器14，进风温度流量传感器13位于箱体1内壁的进风口9处，出风温度流量传感器14位于箱体1内壁出风口8处，进水温度传感器11位于第一分水器3的一端，出水温度传感器12位于第二分水器4的一端；进水温度传感器11、出水温度传感器12、进风温度流量传感器13和出风温度流量传感器14的信号均能够输送至微电脑10，微电脑10位于箱体1与出风口8相邻的侧壁上，水压传感器23的信号能够反馈给微电脑10。
本发明涉及的设备还包括水流调节泵17和两个变频机18，水流调节泵17位于进水管路上，两个变频机18均位于箱体1外部，两个变频机18中的一个与水流调节泵17控制连接，用于调节水流调节泵17的功率大小，两个变频机18中的另一个与多个涡轮风机16控制连接，用于调节涡轮风机16的功率大小；水流调节泵17、两个变频机18和微电脑10均为市面上常见产品，且水流调节泵17和两个变频机18均与微电脑10控制连接。
本发明涉及的一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，其使用方法如下：
进水管路中的热水流经过第一分水器3进入散热器组2，在散热器组2中循环，散热器15散发热量，当出风温度流量传感器14探测到箱体1内的温度达到微电脑10上设定的温度后，出风温度流量传感器14的信号反馈给微电脑10，微电脑10控制涡轮风机16的速度将暖风吹出，同时涡轮风机16加速散热；当进风温度流量传感器13探测到气温为25℃并反馈给微电脑10时，说明整个房间温度为25℃，即冬季室内人体适宜温度，微电脑10调节水流调节泵17的动力，使进水管路中的热水流的流量保持平衡状态。热水流在散热器组2中循环后通过第二分水器4流出到出水管路。在整个过程中，设备可使室内温度保持人体感知最佳温度，同时提供暖风。如图4，暖风从暖风出风口8输出，同时冷风从冷风进风口9输入形成气流循环。
本发明提供的一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，能够提供恒定暖风，稳定宜人室温，出风口应用温度传感器技术，与现有技术相比能够保证冬季室内最适宜温度暖风输送；采用了暖风输出系统，避免了现有技术中暖气片或地暖仅通过自身导热向外辐射热能的低效；设有出水温度传感器、冷风进气流量温度传感器、出风流量温度传感器，由微电脑控制，具有全智能恒温的特点；通过科学的计算订制散热器面积，避免在传统的设计观念中，由于害怕房间供热不足而盲目增加散使散热器安装面积过大，导致冬天室温过高的情况，有很大的适用性。
本发明为建筑节能创造新思路。在进风口设置温度传感器，当检测到进风温度达到适宜室温后会将结果反馈给微电脑，微电脑控制水流调节泵降低循环速率，调整水流量保持室内温度即可。一方面，可有效降低能源浪费。另一方面，适应供暖新规：在建设部发布的《民用建筑节能管理》规定“新建居住建筑的集中采暖系统应当使用双管系统，推行温度调节和户热量计量装置，实行供热计量收费”。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，其特征在于，所述设备包括箱体(1)和箱体(1)内的多个散热组(2)、第一分水器(3)、第二分水器(4)和控制装置(5)，第一分水器(3)的一端与进水管路连通，第二分水器(4)的一端与出水管路连通；多个散热组(2)中的每个散热组(2)均与第一分水器(3)的另一端通过第一软管(6)连通，且多个散热组(2)中的每个散热组(2)均与第二分水器(4)的另一端通过第二软管(7)连通；
箱体(1)的一个侧壁上设有出风口(8)和进风口(9)，多个散热组(2)并行放置，且多个散热组(2)均靠近出风口(8)；
控制装置(5)包括微电脑(10)、进水温度传感器(11)、出水温度传感器(12)、进风温度流量传感器(13)、和出风温度流量传感器(14)，进风温度流量传感器(13)位于箱体(1)内壁的进风口(9)处，出风温度流量传感器(14)位于箱体(1)内壁出风口(8)处，进水温度传感器(11)位于第一分水器(3)的一端，出水温度传感器(12)位于第二分水器(4)的一端；进水温度传感器(11)、出水温度传感器(12)、进风温度流量传感器(13)和出风温度流量传感器(14)的信号均能够输送至微电脑(10)，微电脑(10)位于箱体(1)与出风口(8)相邻的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，其特征在于，所述多个散热组(2)中的每个散热组(2)均包括散热器(15)和多个涡轮风机(16)，散热器(15)均与所述箱体(1)固定连接，且散热器(15)的一侧均靠近所述出风口(8)，多个涡轮风机(16)均沿散热器(15)的长边均布，且多个涡轮风机(16)均靠近散热器(15)的另一侧，多个涡轮风机(16)均与所述箱体(1)固定连接。
3.根据权利要求1所述的保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，其特征在于，所述多个散热组(2)中的每个散热组(2)的顶部均设有减震胶墩(21)。
4.根据权利要求2所述的保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，其特征在于，所述设备还包括水流调节泵(17)和两个变频机(18)，水流调节泵(17)位于进水管路上，两个变频机(18)均位于所述箱体(1)外部，两个变频机(18)中的一个与水流调节泵(17)控制连接，两个变频机(18)中的另一个与所述多个涡轮风机(16)控制连接；水流调节泵(17)、两个变频机(18)和所述微电脑(10)均为市面上常见产品，且水流调节泵(17)和两个变频机(18)均与所述微电脑(10)控制连接。
5.根据权利要求2所述的保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，其特征在于，所述散热器(15)和所述涡轮风机(16)均为市面上常见产品，所述每个散热组(2)包括的所述涡轮风机(16)的数量选用4个。
6.根据权利要求2所述的保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，其特征在于，所述散热器(15)的面积S根据实际需求计算得知。
7.根据权利要求2所述的保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，其特征在于，所述每个散热器(15)上均设有进水口(19)和出水口(20)，进水口(19)均与所述第一分水器(3)的另一端通过所述第一软管(6)连通，出水口(20)均与所述第二分水器(4)的另一端通过第二软管(7)连通。
8.根据权利要求1所述的保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，其特征在于，所述第一分水器(3)和第二分水器(4)上均设有空气阀门(22)。
9.根据权利要求1所述的保持人体感知最佳温度的新型采暖设备，其特征在于，所述第一分水器(3)上设有水压传感器(23)，水压传感器(23)的信号反馈给微电脑(10)。
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