CN110081502A - 一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，包括分水干管、集水干管、前装饰板、金属泡沫层、若干毛细管、定位孔架、定位条、蓄能层、后装饰板、万向轮和控制装置等；控制装置包括微型计算机、湿度传感器、超声波加湿器、温度传感器、电加热器、水位监测器和连接电缆；各连接管段通过过渡接头连接，将各换热单元串联；毛细管插嵌连接于分水干管、集水干管；金属泡沫层、前装饰板通过螺栓连接与定位条固定为一体；蓄能层、后装饰板与定位条固定为一体；万向轮粘结固定于集水干管；本发明通过相变蓄热/释热供暖过程，利用电加热器辅热，超声波加湿器加湿，实现局部稳定辐射供暖，达到节能舒适的目标，兼备可折叠、可移动和自动控制功能。

Description

一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置
技术领域
本发明属于高效传热节能领域，特别涉及一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置。
背景技术
毛细管网内流通着较低温度的热水，以小温差向房间辐射热量；夏季毛细管网内流通着温度较高的冷水，以小温差向房间辐射冷量。人体和空间的热交换主要是辐射的形式进行，使人体舒适度高，且毛细管辐射式空调系统没有室内运动部件，不会产生任何室内噪音，是最为安静的空调系统。由于其换热表面积大，散热温差小，舒适性高，静音，节能等特性，辐射热量均匀而温和，因此特别适合办公与家居环境调控。
毛细管网末端系统常安装于房间顶棚、墙面或地面，可对整个房间进行温度的调节，但缺乏针对于局部个体取暖的需求，缺少针对性和可移动性，当整个房间内某段时间只有局部个体或局部区域有供暖需求时，布置于顶棚、墙面、地面的毛细管网末端系统的节能性不高，造成了热量的浪费。
蓄热材料在特定的温度(如相变温度)下发生物相变化，并伴随着吸收或放出热量，可用来控制周围环境的温度，或用以储存热能。它把热量或冷量储存起来，在需要时再把它释放出来，从而提高了能源的利用率。
实现高效传热始终是散热器重要的目标，具有孔隙结构的金属泡沫由于有较大的比表面积和低密度，传热性能远高于传统散热片，广泛适用于各种散热设备中。
在一天当中随着时间的变化和室内人员的变化，室温会有所波动，在冬季采暖期间，房间空气会很干燥，达不到健康湿度，干燥的环境会导致水分过度流失，加速生命的衰老，而湿润的空气可以滋润舒缓皮肤，保护呼吸道，吸入过干的空气，空气中的粉尘会附着在呼吸道表面，从而引发炎症。在供暖的同时，如何提高室内空气品质也是营造舒适健康人居环境的重要话题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置。本发明结合相变蓄能材料、毛细管网、金属泡沫组成换热单元的三层结构，在室内散热末端，考虑当室温变化时，通过相变蓄热/释热供暖过程，且利用电加热器辅热，超声波加湿器加湿，实现局部稳定供暖、单向散热、均温辐射，达到节能舒适的目标，在使用过程在考虑该装置可折叠，可移动和不同工况下的自动控制，来加强其功能性，适用性。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，包括主换热单元以及若干通过连接管段和过渡接头与主换热单元串联在一起的次换热单元；其中，
主换热单元包括分水干管、集水干管、前装饰板、金属泡沫层、若干毛细管、蓄能层、后装饰板、万向轮和控制装置；控制装置包括微型计算机、湿度传感器、超声波加湿器、温度传感器、电加热器、水位监测器和连接电缆；
分水干管和集水干管自上而下平行设置，前装饰板、金属泡沫层、蓄能层和后装饰板在竖直方向上依次设置在分水干管和集水干管之间，若干毛细管在竖直方向上均匀设置在金属泡沫层和蓄能层之间，且若干毛细管的两端分别与分水干管和集水干管连通；万向轮安装于集水干管的底部；
湿度传感器设置在分水干管外表面，用于监测室内实时湿度；超声波加湿器设置在分水干管上，且超声波加湿器的注水管与分水干管相连通；温度传感器设置在分水干管内，用于监测分水干管内实时水温；电加热器设置在分水干管内；水位监测器设置在分水干管内，用于监测分水干管内实时水位；微型计算机通过连接电缆分别与湿度传感器、超声波加湿器、温度传感器、电加热器和水位监测器连接；
次换热单元与主换热单元结构相同，但不包括控制装置；
主换热单元分水干管上设置有进水管，远离主换热单元的次换热单元集水干管上设置有排水管。
本发明进一步的改进在于，主换热单元还包括定位孔架和定位条，若干毛细管插于定位孔架来固定间隔，定位条设置于若干毛细管并联组成的毛细管网栅的二分之一处进行加固。
本发明进一步的改进在于，若干毛细管与定位孔架和定位条用白乳胶粘结为一体。
本发明进一步的改进在于，金属泡沫层和前装饰板通过螺栓连接并与定位条固定为一体；蓄能层、后装饰板通过螺栓连接并与定位条固定为一体。
本发明进一步的改进在于，进水管上设置有进水管球阀，排水管上设置有排水管球阀，连接管段上设置有连接管段球阀。
本发明进一步的改进在于，主换热单元分水干管上的一侧连接管段与次换热单元分水干管上的一侧连接管段通过过渡接头连接，主换热单元集水干管上的同侧连接管段通过过渡接头连接至次换热单元集水干管上的同侧连接管段，主换热单元分水干管另一侧连接管段连接至进水管，主换热单元集水干管上的同侧连接管段关闭连接管段球阀，并设置有堵头；以此类推，主换热单元与若干次换热单元串联连接，末端次换热单元的集水干管一侧连接管段连接至排水管，分水干管的同侧连接管段关闭连接管段球阀，并设置有堵头。
本发明进一步的改进在于，微型计算机根据室内实时湿度信号通过连接电缆控制超声波加湿器的启停；根据分水干管内实时水温通过连接电缆控制电加热器的启停；微型计算机分析实时水位信号与预设标准水位，通过连接电缆控制进水管球阀的启闭。
本发明进一步的改进在于，蓄能层包括定位架以及若干相变蓄热块，若干相变蓄热块封于对应的钢制胶囊中，钢制胶囊镶嵌固定于定位架的槽格中，相变蓄热块由相变蓄热材料构成，相变蓄热材料包括六水氯化钙、三水醋酸钠和有机醇。
本发明进一步的改进在于，毛细管外径为3.5-5.0mm，壁厚为0.9mm，采用三型聚丙烯管或耐热聚乙烯，通过热熔而成型，并联组成毛细管网栅，相邻两个毛细管之间间隔为10mm-30mm，以水为热媒输送能量，供热时水温为28-32℃的低温热水。
本发明进一步的改进在于，接管段采用高压钢丝编织胶管。
本发明具有如下有益的技术效果：
本发明提供的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，将相变蓄能材料、有较大的比表面积传热性能突出的金属泡沫材料、壁薄导热性好、换热均匀、水力损失小、能实现辐射均温供暖的毛细管网结合起来，组成换热单元的三层结构，在室内散热末端，当室温变化时，通过相变蓄热，释热加热毛细管网内水，在电加热器辅热下实现供暖过程，实现局部稳定供暖，达到节能的目标；金属泡沫具有优良的传热性能，加快了热量的单向传递速率，将金属泡沫层朝向所需供暖侧，减少了非所需供暖侧的热量损失，使热量精准释放给局部区域，提高了热量的利用率，达到节能的目的，同时毛细管网均温辐射的供暖方式、超声波加湿器控制室内湿度保证了健康舒适性供暖。此外，万向轮和采用具有优良的耐曲绕性和耐疲劳性的连接管段，实现散热器可折叠、可移动；微型计算机根据室内实时湿度信号通过连接电缆控制超声波加湿器的启停，根据分水干管内实时水温通过连接电缆控制电加热器的启停，微型计算机分析实时水位信号与预设标准水位，通过连接电缆控制进水管球阀的启闭，实现了不同工况下的自动控制，提高了该装置的功能性。
综上所述，本发明提供的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置通过相变蓄能材料、毛细管网、金属泡沫组成换热单元的三层结构，当室温波动时，实现相变蓄热/释热供暖过程，且利用电加热器辅热，超声波加湿器加湿，实现局部稳定供暖、单向散热、均温辐射，达到节能舒适的目标，同时该装置可折叠，可移动，不同工况下实现自动控制，兼备其功能性、适用性、便携性、美观性。
附图说明
图1为本发明一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置主换热单元的结构示意图。
图2为主换热单元的剖面内视结构示意图。
图3为主换热单元与若干次换热单元串联组装示意图。
图4为蓄能层结构示意图。
附图标记说明：
1-分水干管；2-集水干管；3-前装饰板；4-金属泡沫层；5-毛细管；6-定位孔架；7-定位条；8-蓄能层；81-相变蓄热块；82-定位架；9-后装饰板；10-万向轮；11-进水管；12-进水管球阀；13-排水管；14-排水管球阀；15-连接管段；16-连接管段球阀；17-堵头；18-控制装置；181-微型计算机；182-湿度传感器；183-超声波加湿器；184-温度传感器；185-电加热器；186-水位监测器；187-连接电缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，本发明提供的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，包括主换热单元以及若干通过连接管段15和过渡接头与主换热单元串联在一起的次换热单元。其中，主换热单元包括分水干管1、集水干管2、前装饰板3、金属泡沫层4、若干毛细管5、定位孔架6、定位条7、蓄能层8、后装饰板9、万向轮10、进水管11、进水管球阀12、排水管13、排水管球阀14、连接管段15、连接管段球阀16、堵头17和控制装置18；控制装置18包括微型计算机181、湿度传感器182、超声波加湿器183、温度传感器184、电加热器185、水位监测器186和连接电缆187；若干次换热单元没有控制装置18，其他结构与主换热单元相同；主换热单元和若干次换热单元物理尺寸相同。
如图3所示，连接管段15采用高压钢丝编织胶管，具有优良的耐曲绕性和耐疲劳性，主换热单元分水干管1上的一侧连接管段15与次换热单元分水干管1上的一侧连接管段15通过过渡接头连接，主换热单元集水干管2上的同侧连接管段15通过过渡接头连接至次换热单元集水干管2上的同侧连接管段15，主换热单元分水干管1另一侧连接管段15连接至进水管11，主换热单元集水干管2上的同侧连接管段15关闭连接管段球阀16，设堵头17；以此类推，主换热单元与若干次换热单元串联连接，末端次换热单元的集水干管2一侧连接管段15连接至排水管13，分水干管1的同侧连接管段15关闭连接管段球阀16，设堵头17。
如图4所示，蓄能层8包括若干相变蓄热块81和定位架82，若干相变蓄热块81由相变蓄热材料(如：六水氯化钙、三水醋酸钠、有机醇等)构成，封于钢制胶囊体，将钢制胶囊体镶嵌固定于定位架82的槽格中；分水干管1和集水干管2水平分设在该装置的顶部和底部，均设在同一水平高度，均设有若干间隔为10mm-30mm的即与毛细管5间隔相同的预留槽孔，预留槽孔大小与毛细管5管径相配合，预留槽孔所在的弧形配合面上设有密封圈槽，与弹性密封垫圈配合；若干毛细管5外径为3.5-5.0mm，壁厚为0.9mm，是PP-R(三型聚丙烯管)、PE-RT(耐热聚乙烯管)等可热塑性塑料管，通过热熔而成型，并联组成毛细管网栅，间隔为10mm-30mm，以水为热媒输送能量，供热时水温为28-32℃的低温热水，且该装置注入的水为软水；若干毛细管5两端插嵌于分水干管1和集水干管2预留槽孔，并用弹性密封垫圈密封；若干毛细管5插于定位孔架6来固定间隔，定位条7设置于若干毛细管5并联组成的毛细管5网栅的二分之一处进行加固；若干毛细管5和定位孔架6及定位条7用白乳胶粘结为一体；金属泡沫层4利用使用任意金属(例如铝、铜等)加工成型而成；前装饰板3和后装饰板9采用不锈钢板；金属泡沫层4和前装饰板3通过螺栓连接与定位条7固定为一体；蓄能层8、后装饰板9通过螺栓连接与定位条7固定为一体；万向轮10粘结固定于集水干管2上；进水管球阀12设于进水管11上；排水管球阀14设于排水管13上；连接管段球阀16设于连接管段15上。
如图1所示，微型计算机181设于分水干管1上，通过连接电缆187与湿度传感器182、超声波加湿器183、温度传感器184、电加热器185、水位监测器186以及进水管11上的球阀相连接；湿度传感器182设于分水干管1外表面，监测室内实时湿度，通过连接电缆187将信号传至微型计算机181；超声波加湿器183设于分水干管1上，超声波加湿器183注水管通过分水干管1上的预留加湿孔与分水干管1连接相通，微型计算机181通过连接电缆187控制超声波加湿器183的启停；温度传感器184设于分水干管1内，监测分水干管1内实时水温，通过连接电缆187将信号传至微型计算机181；电加热器185设于分水干管1内，微型计算机181通过连接电缆187控制电加热器185的启停；水位监测器186设于分水干管1内，监测分水干管1内实时水位，通过连接电缆187将信号传至微型计算机181，微型计算机181分析实时水位信号与预设标准水位，通过连接电缆187控制进水管球阀12的启闭。
为了对本发明进一步的了解，现对本发明的使用过程说明如下：
以冬季夜晚卧室为例，主换热单元和次换热单元将选用具有优良的耐曲绕性和耐疲劳性的高压钢丝编织胶管的连接管路通过过渡接头进行连接，主换热单元分水干管1上的一侧连接管段15与次换热单元分水干管1上的一侧连接管段15通过过渡接头连接，主换热单元集水干管2上的同侧连接管段15通过过渡接头连接至次换热单元集水干管2上的同侧连接管段15，主换热单元分水干管1另一侧连接管段15连接至进水管11，主换热单元集水干管2上的同侧连接管段15关闭连接管段球阀16，设堵头17；以此类推，主换热单元与若干次换热单元串联连接，末端次换热单元的集水干管2一侧连接管段15连接至排水管13，分水干管1的同侧连接管段15关闭连接管段球阀16，设堵头17，打开各连接管段15的上的球阀，各换热单元串联为一体，各分水干管1形成串联分水干管1通路，与进水管11相连，各集水干管2形成串联集水干管2通路，与排水管13相连。
将该可折叠移动的蓄能型局部供暖装置放置在卧室内，折叠至展开长度近似于床铺最长边，将金属泡沫层4侧朝向取暖区域(即床铺)。打开进水管球阀12，通过与主换热单元的连接管段15连接的进水管11注入软化后的水，水流入串联分水干管1通路，随之流入各毛细管5中。在室温较高时，蓄能层8相变蓄热材料融化进行相变蓄热，在室温较低时，相变蓄热材料凝固进行相变释热，毛细管5内工质水温升高，在实现辐射散热后，水(热媒)汇入串联集水干管2通路。设于分水干管1内的温度传感器184将分水干管1内实时水温信号传至微型计算机181，当水温低于毛细管5网供热水温28-32℃时，启动电加热器185辅热，直至达到供热水温。设于分水干管1外表面的湿度传感器182将室内实时湿度信号传至微型计算机181，当室内空气相对湿度低于预设值，超声波加湿器183开启，超声波加湿器183与分水干管1相通，通过雾化片的高频震动使得水被抛离水面产生飘逸的水雾，达到空气加湿的目的；由于加湿会消耗该装置中的水，水位波动，当水位监测器186监测到分水干管1内实时水位低于预设标准水位，进水管球阀12开启补水直至达到预设标准水位。
冬季夜晚卧室温度较低，人所在的床铺区域有局部供暖需求，水(热媒)在水温和房间温度的温差驱动下释放热量，由于金属泡沫具有突出的传热性能，大大加快了热量单向传递速率，向床铺即所需供暖的局部区域处的传热速度快，热流量大，减少了非所需供暖侧的热量损失，使热量精准释放给局部区域，提高了热量的利用率，可实现节能目标。
另外，前装饰板3和后装饰板9为具有良好导热性的不锈钢材质，可在上面进行喷绘，提高美观性；该末端装置可折叠、可拆卸、可移动，能满足于不同局部区域供暖需求，相比于传统散热器很大程度上提高了功能性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，其特征在于，包括主换热单元以及若干通过连接管段(15)和过渡接头与主换热单元串联在一起的次换热单元；其中，
主换热单元包括分水干管(1)、集水干管(2)、前装饰板(3)、金属泡沫层(4)、若干毛细管(5)、蓄能层(8)、后装饰板(9)、万向轮(10)和控制装置(18)；控制装置(18)包括微型计算机(181)、湿度传感器(182)、超声波加湿器(183)、温度传感器(184)、电加热器(185)、水位监测器(186)和连接电缆(187)；
分水干管(1)和集水干管(2)自上而下平行设置，前装饰板(3)、金属泡沫层(4)、蓄能层(8)和后装饰板(9)在竖直方向上依次设置在分水干管(1)和集水干管(2)之间，若干毛细管(5)在竖直方向上均匀设置在金属泡沫层(4)和蓄能层(8)之间，且若干毛细管(5)的两端分别与分水干管(1)和集水干管(2)连通；万向轮(10)安装于集水干管(2)的底部；
湿度传感器(182)设置在分水干管(1)外表面，用于监测室内实时湿度；超声波加湿器(183)设置在分水干管(1)上，且超声波加湿器(183)的注水管与分水干管(1)相连通；温度传感器(184)设置在分水干管(1)内，用于监测分水干管(1)内实时水温；电加热器(185)设置在分水干管(1)内；水位监测器(186)设置在分水干管(1)内，用于监测分水干管(1)内实时水位；微型计算机(181)通过连接电缆(187)分别与湿度传感器(182)、超声波加湿器(183)、温度传感器(184)、电加热器(185)和水位监测器(186)连接；
次换热单元与主换热单元结构相同，但不包括控制装置(18)；
主换热单元分水干管(1)上设置有进水管(11)，远离主换热单元的次换热单元集水干管(2)上设置有排水管(13)。
2.根据权利要求1所述的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，其特征在于，主换热单元还包括定位孔架(6)和定位条(7)，若干毛细管(5)插于定位孔架(6)来固定间隔，定位条(7)设置于若干毛细管(5)并联组成的毛细管(5)网栅的二分之一处进行加固。
3.根据权利要求2所述的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，其特征在于，若干毛细管(5)与定位孔架(6)和定位条(7)用白乳胶粘结为一体。
4.根据权利要求2所述的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，其特征在于，金属泡沫层(4)和前装饰板(3)通过螺栓连接并与定位条(7)固定为一体；蓄能层(8)、后装饰板(9)通过螺栓连接并与定位条(7)固定为一体。
5.根据权利要求1所述的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，其特征在于，进水管(11)上设置有进水管球阀(12)，排水管(13)上设置有排水管球阀(14)，连接管段(15)上设置有连接管段球阀(16)。
6.根据权利要求5所述的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，其特征在于，主换热单元分水干管(1)上的一侧连接管段(15)与次换热单元分水干管(1)上的一侧连接管段(15)通过过渡接头连接，主换热单元集水干管(2)上的同侧连接管段(15)通过过渡接头连接至次换热单元集水干管(2)上的同侧连接管段(15)，主换热单元分水干管(1)另一侧连接管段(15)连接至进水管(11)，主换热单元集水干管(2)上的同侧连接管段(15)关闭连接管段球阀(16)，并设置有堵头(17)；以此类推，主换热单元与若干次换热单元串联连接，末端次换热单元的集水干管(2)一侧连接管段(15)连接至排水管(13)，分水干管(1)的同侧连接管段(15)关闭连接管段球阀(16)，并设置有堵头(17)。
7.根据权利要求5所述的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，其特征在于，微型计算机(181)根据室内实时湿度信号通过连接电缆(187)控制超声波加湿器(183)的启停；根据分水干管(1)内实时水温通过连接电缆(187)控制电加热器(185)的启停；微型计算机(181)分析实时水位信号与预设标准水位，通过连接电缆(187)控制进水管球阀(12)的启闭。
8.根据权利要求1所述的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，其特征在于，蓄能层(8)包括定位架(82)以及若干相变蓄热块(81)，若干相变蓄热块(81)封于对应的钢制胶囊中，钢制胶囊镶嵌固定于定位架(82)的槽格中，相变蓄热块(81)由相变蓄热材料构成，相变蓄热材料包括六水氯化钙、三水醋酸钠和有机醇。
9.根据权利要求1所述的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，其特征在于，毛细管(5)外径为3.5-5.0mm，壁厚为0.9mm，采用三型聚丙烯管或耐热聚乙烯，通过热熔而成型，并联组成毛细管网栅，相邻两个毛细管(5)之间间隔为10mm-30mm，以水为热媒输送能量，供热时水温为28-32℃的低温热水。
10.根据权利要求1所述的一种可折叠移动的蓄能型局部供暖装置，其特征在于，接管段(15)采用高压钢丝编织胶管。
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