CN111780200A - 一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，包括飘窗本体、隔热机构和换热机构，所述隔热机构包含铺设于飘窗底板上的底部隔热板，所述底部隔热板的外缘边处向上垂直设置有侧壁隔热板；所述飘窗本体包含混凝土填充层，混凝土填充层的上方铺设有飘窗板面层；所述换热机构设置于混凝土填充层内部，换热机构包含热水进入管，热水进入管的出水端通过变径三通管连通连接有两个管径小于热水进入管的导热管；所述热水进入管、变径三通管和导热管的外部均包覆有一层筒状金属网层，热水进入管和导热管之间还铺设有一片状加强金属网层。本发明能够有效提升热媒管道的换热面积，并能够有效提升热能传递效率、以及有效增强热能的蓄能效果。

Description

一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗

技术领域

本发明涉及一种高效导热型飘窗，具体是指一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗。

背景技术

飘窗不仅可以增加户型的采光和通风等功能，也给商品房的外立面增添了建筑魅力，因此飘窗已然成为现下主流商品房户型的标配。由于飘窗的附加功能逐渐趋向休闲娱乐区，人们在飘窗上休闲娱乐的时间占比也越来越多。为了提高飘窗区域的热舒适性，可于飘窗上增设加热机构，以应对冬季或过渡季节的天气湿冷，进而增加飘窗的休闲功能。

传统的飘窗加热大多采用电加热设备直接进行加热，其使用安全性相对较低，且直接利用高品位能源(电能)来转换为热能，能量利用率低下。因此现有的飘窗加热大多是通过热媒管道实现对热交换介质(低温热水)进行传输，在热交换介质的传输过程中有效经热交换实现对飘窗的加热。由于金属管易受到项目防水施工质量的影响，耐腐蚀和耐久年限性能不佳，因此现有的热媒管道绝大部分都是采用塑料管材。

塑料管材作为热媒管道在飘窗加热中进行实际运用时，存在以下几个难以克服的缺陷：1)飘窗空间固定，导致热媒管道的布管空间极为有限，致使换热面被极大限制，在通过家用热水进行加热的情况下，飘窗大多仅能满足普通的舒适性需求，其表面温度根本无法超过30℃，所以现有的加热飘窗均不具有温泉石板功能；2)塑料制热媒管道的导热性能较差，导致实际加热过程中存在单位面积热能传递少的问题，致使飘窗的加热速度慢，进一步限制了飘窗表面温度的加热上限，且导致飘窗加热存在热能利用率相对较低的问题；3)耐压性不足，导致热媒管道在实际运用过程中，容易因受压过度而产生开裂、塌陷等问题。

因此，在不增加能耗的基础上，通过结构增设与改进，研发一款能够有效提升热媒管道的换热面积，且能够有效提升加热过程中的单位面积热能传递量、以及有效增强热能的蓄能效果，从而实现将飘窗表面温度加热至40度以上，并可自动控制飘窗表面温度，从而使飘窗具有温泉石板功能；且能够有效解决塑料管材的导热性和耐压性较差的问题，从而使塑料管材能够有效在飘窗的加热过程中被稳定使用的可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗是本发明的研发目的。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，该可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗能够有效解决上述现有技术存在的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，包括飘窗本体、隔热机构和换热机构，

所述隔热机构包含铺设于飘窗底板上的底部隔热板，所述底部隔热板的外缘边处向上垂直设置有一圈相应的侧壁隔热板，所述底部隔热板和侧壁隔热板的外侧壁上分别覆盖有一层相应的抹灰结合层；

所述底部隔热板和侧壁隔热板均由挤塑聚苯板制备而成，底部隔热板的上端面成V形状设置，且底部隔热板的底侧面、以及侧壁隔热板的两侧面上均间隔设置有多个相应的限位槽，所述抹灰结合层填充至相应的限位槽内；

所述飘窗本体包含混凝土填充层，所述混凝土填充层铺设于底部隔热板的上方，混凝土填充层填充至相应的限位槽内，混凝土填充层的上方铺设有飘窗板面层；

所述换热机构设置于混凝土填充层内部，换热机构包含横向设置于混凝土填充层中间底部的热水进入管，所述热水进入管的进水端连接到外部热水进水管，热水进入管的出水端通过变径三通管连通连接有两个管径小于热水进入管的导热管，所述导热管分别向上倾斜盘绕设置，导热管的出水端均连接到外部出水管；

所述热水进入管、变径三通管和导热管均采用塑料管材，热水进入管、变径三通管和导热管的外部均包覆有一层相应的筒状金属网层，所述热水进入管和导热管之间还铺设有一片状加强金属网层，所述片状加强金属网层成不规则波浪形状设置，片状加强金属网层的底部分别焊接于相应的筒状金属网层上，片状加强金属网层顶部位于同一水平高度上。

所述板状隔热层与混凝土填充层之间夹设有一层反射膜，所述反射膜采用真空镀铝膜、聚酯膜和玻璃纤维复合加工而成的地暖反射膜。

所述混凝土填充层与飘窗板面层之间铺设有一层找平层，所述找平层是由水泥砂浆铺设形成。

所述外部热水进水管的进水端通过相应的热水泵和三通温控阀连接到外界热水源，所述外部出水管的出水端通过相应的出水阀连接到外部回水管，外部出水管与三通温控阀的进液端之间连通连接有一相应的旁通管。

所述飘窗板面层的下方固定装置有一温度传感器，所述温度传感器、热水泵和三通温控阀分别连接到相应的电控制器上。

所述限位槽的两侧壁呈S形对称设置，且限位槽的槽底中间位置分别成一体化向外设有尖状挤料凸条。

所述底部隔热板和侧壁隔热板与抹灰结合层之间设有一层单组份聚氨酯胶粘剂，所述反射膜与底部隔热板之间设有一层白乳胶粘合剂。

所述筒状金属网层、以及片状加强金属网层均由Φ@钢丝网片制成。

所述热水进入管、变径三通管和导热管采用PE-X全塑管材、PE-RT全塑管材、PB全塑管材，或PP-R全塑管材中的一种。

一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗的控制方法，其特征在于，具体控制步骤如下：

S1，获取飘窗板面层的实际温度T1；

S2，判断所述实际温度T1是否高于预设温度T0，是，关闭热水泵；否，打开热水泵并进入步骤S3；

S3，判断实际温度T1与预设温度T0的差值ΔT是否在设定温差ΔT0以内，是，进入步骤S4，否，进入步骤S5；

S4，控制所述三通温控阀，使所述旁通管的热水部分回流至所述外部热水进水管循环利用；

S5，控制所述三通温控阀直接从热源端进水。

本发明的优点：

1)本发明的底部隔热板的上端面成V形状设置，有效使铺设于板状隔热层上的混凝土填充层的底部成V形状成型，从而有效增加了混凝土填充层的底面长度，既能够有效延长导热管的排布长度，可有效增加导热管布管数量，且能够有效缩减相邻两个导热管间的水平间距，从而有效大幅提升热交换接触面，有效提升换热效率，且能够一定程度上增加混凝土填充层的体积，从而有效提升热能的蓄能效果，降低热能的散发速度。

2)金属网的导热性能好，本发明在导热管的排布长度得以较大幅度提升的基础上，通过筒状金属网层的设置有效提高了热水进入管、以及导热管的局部热交换效果，再通过成不规则波浪形状设置的片状加强金属网层的设置，有效进一步快速将热能往外均匀扩散。从而有效在换热面积得以较大幅度提升的基础上，有效大幅提升加热过程中的单位面积热能传递量，从而实现可将飘窗表面温度加热至40度以上，使飘窗具有温泉石板功能，有效提高了飘窗的使用价值。

3)在底部的板状隔热层的上端面成V形状设置的基础上，本发明还适应性的对换热机构进行设计，将换热机构的热水进入管置于混凝土填充层中间底部，然后通过变径三通管于热水进入管的出水端连接有两个管径小于热水进入管的导热管，导热管分别向上倾斜盘绕设置。通过中间进水、两端出水的方式，有效缩短热水的流通路径，从而防止因导热管长度的延长而导致进水端与出水端的水温温差过大。

4)本发明的热水进入管、变径三通管和导热管均采用塑料管材，热水进入管、变径三通管和导热管的外部均包覆有一层相应的筒状金属网层，通过筒状金属网层的设置有效提升热水进入管、变径三通管和导热管的的承压能力，从而避免其产生开裂、塌陷等问题。

5)在热水进入管、变径三通管和导热管的外部均包覆有筒状金属网层的基础上，本发明还于热水进入管和导热管之间铺设有片状加强金属网层。通过片状加强金属网层的上下端的拱形承重能力强的特点，有效于热水进入管和导热管的外部进一步形成支撑加强，特别是在混凝土填充层填充完成后，带有筒状金属网层和片状加强金属网层的混凝土填充层的承压能力完全能够满足飘窗的正常使用，从而有效解决塑料管材的耐压性较差的问题，使塑料管材能够有效在飘窗的加热过程中被稳定使用。

6)片状加强金属网层成不规则波浪形状设置，且片状加强金属网层顶部位于同一水平高度上。有效使片状加强金属网层的分布面积从中间往两侧递减，与底部成V形状设置的混凝土填充层配合，形成中间热能呈扇形状往两侧进行热扩散的加热方式，有效进一步提高换热效率和增强蓄能效果，且能够有效提升热能的分布均匀程度。

7)换热面积、热能传递效率的提升，以及蓄能效果的增强，必然导致飘窗本体的热胀冷缩变形量产生明显的提升，进而导致隔热机构所要产生的适应性变形量也增大，致使底部隔热板和侧壁隔热板所在的位置极易产生开裂问题。为此本发明在底部隔热板和侧壁隔热板上设置有限位槽。由于限位槽的两侧壁呈S形对称设置，因此限位槽的两侧底部均呈内凹弧面状，不仅能够有效提升粘合面积，且能够在抹灰结合层和混凝土填充层填充进入限位槽之后形成充分的卡紧效果。因此能够有效降低底部隔热板和侧壁隔热板的所在位置产生开裂的概率，从而有效提高本发明的实用效果。

8)限位槽的两侧壁呈S形对称设置，不仅能够使限位槽的两侧底部呈内凹弧面状，且能够使限位槽的开口端呈敞口状，从而降低抹灰结合层和混凝土填充层填充进入限位槽内的难度。在此基础上，本发明还于设有尖状挤料凸条，通过挤料凸条的设置，有效对抹灰结合层和混凝土填充层的填充部分进行挤压和导向，从而能够有效使抹灰结合层和混凝土填充层的物料能够更加顺利的填充进入限位槽内，有效进一步提高本发明的实用效果。

9)通过设于飘窗面板下侧的温度传感器将飘窗板面层的表面实际温度与预设温度的温差作为电控制器的输入信号，再通过电控制器对三通温控阀进行控制，调节供水、回水的水量混合比例，从而达到飘窗热水供水温度调节的作用，在充分利用回水余热，降低能耗的基础上，实现对飘窗表面温度的自动控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为侧壁隔热板的结构示意图。

图3为换热机构的结构示意图。

图4为温度传感器、热水泵和三通温控阀的安装示意图。

图5为高效导热型飘窗控制方法的控制流程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：

参考图1-4，一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，包括飘窗本体1、隔热机构2和换热机构3，

所述隔热机构2包含铺设于飘窗底板4上的底部隔热板201，所述底部隔热板201的外缘边处向上垂直设置有一圈相应的侧壁隔热板202，所述底部隔热板201和侧壁隔热板202的外侧壁上分别覆盖有一层相应的抹灰结合层5；

所述底部隔热板201和侧壁隔热板202均由挤塑聚苯板制备而成，底部隔热板201的上端面成V形状设置，且底部隔热板201的底侧面、以及侧壁隔热板202的两侧面上均间隔设置有多个相应的限位槽6，所述抹灰结合层5填充至相应的限位槽6内；

所述飘窗本体1包含混凝土填充层101，所述混凝土填充层101铺设于底部隔热板201的上方，混凝土填充层101填充至相应的限位槽6内，混凝土填充层101的上方铺设有飘窗板面层102；

所述换热机构3设置于混凝土填充层101内部，换热机构3包含横向设置于混凝土填充层101中间底部的热水进入管301，所述热水进入管301的进水端连接到外部热水进水管7，热水进入管301的出水端通过变径三通管302连通连接有两个管径小于热水进入管301的导热管303，所述导热管303分别向上倾斜盘绕设置，导热管303的出水端均连接到外部出水管8；

所述热水进入管301、变径三通管302和导热管303均采用塑料管材，热水进入管301、变径三通管302和导热管303的外部均包覆有一层相应的筒状金属网层9，所述热水进入管301和导热管303之间还铺设有一片状加强金属网层10，所述片状加强金属网层10成不规则波浪形状设置，片状加强金属网层10的底部分别焊接于相应的筒状金属网层9上，片状加强金属网层10顶部位于同一水平高度上。

所述板状隔热层202与混凝土填充层101之间夹设有一层反射膜11，所述反射膜11采用真空镀铝膜、聚酯膜和玻璃纤维复合加工而成的地暖反射膜。

所述混凝土填充层101与飘窗板面层102之间铺设有一层找平层12，所述找平层12是由水泥砂浆铺设形成。

所述外部热水进水管7的进水端通过相应的热水泵13和三通温控阀14连接到外界热水源(本实施例中的三通控温阀14直接通过市购得到，三通控温阀14可采用两个进水端上装置有流量控制阀的三通管进行代替使用)，所述外部出水管8的出水端通过相应的出水阀15连接到外部回水管，外部出水管8与三通温控阀14的进液端之间连通连接有一相应的旁通管16。

所述飘窗板面层102的下方固定装置有一温度传感器17，所述温度传感器17、热水泵13和三通温控阀14分别连接到相应的电控制器18上。

所述限位槽6的两侧壁呈S形对称设置，且限位槽6的槽底中间位置分别成一体化向外设有尖状挤料凸条19。

所述底部隔热板201和侧壁隔热板202与抹灰结合层5之间设有一层单组份聚氨酯胶粘剂，所述反射膜11与底部隔热板201之间设有一层白乳胶粘合剂。

所述筒状金属网层9、以及片状加强金属网层10均由Φ3@50钢丝网片制成。

所述热水进入管301、变径三通管302和导热管303采用PP-R全塑管材。

请参照图4-5，本发明实施例进一步提供一种上述可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗控制方法：

S1，获取飘窗板面层102的实际温度T1；

S2，判断所述实际温度T1是否高于预设温度T0，是，关闭热水泵13；否，打开热水泵13并进入步骤S3；

S3，判断实际温度T1与预设温度T0的差值ΔT是否在设定温差ΔT0以内，是，进入步骤S4，否，进入步骤S5；

S4，控制所述三通温控阀14，使所述旁通管16的热水部分回流至所述外部热水进水管7循环利用；

S5，控制所述三通温控阀14直接从热源端进水。

在步骤S2中，所述预设温度T0可以根据实际需求不同设定，常规情况下，T0为20～25℃，作为温泉石板使用时，T0为38-42。

在步骤S3中，优选的，ΔT0为5～7℃。当所述设定温差ΔT0过大时，例如，ΔT0为15℃时，由于外部出水管8的水温较低，此时，控制所述旁通管17的热水部分回流至所述外部热水进水管7循环利用，不利于快速将所述飘窗板面层102快速加热到预设温度T0。当所述设定温差ΔT0过小时，例如，ΔT0为1℃时，由于所述外部出水管8的水温较高，会部分流失，不利于提高能源的利用率。本实施例中，ΔT0约为5℃。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，包括飘窗本体(1)、隔热机构(2)和换热机构(3)，其特征在于：

所述隔热机构(2)包含铺设于飘窗底板(4)上的底部隔热板(201)，所述底部隔热板(201)的外缘边处向上垂直设置有一圈相应的侧壁隔热板(202)，所述底部隔热板(201)和侧壁隔热板(202)的外侧壁上分别覆盖有一层相应的抹灰结合层(5)；

所述底部隔热板(201)和侧壁隔热板(202)均由挤塑聚苯板制备而成，底部隔热板(201)的上端面成V形状设置，且底部隔热板(201)的底侧面、以及侧壁隔热板(202)的两侧面上均间隔设置有多个相应的限位槽(6)，所述抹灰结合层(5)填充至相应的限位槽(6)内；

所述飘窗本体(1)包含混凝土填充层(101)，所述混凝土填充层(101)铺设于底部隔热板(201)的上方，混凝土填充层(101)填充至相应的限位槽(6)内，混凝土填充层(101)的上方铺设有飘窗板面层(102)；

所述换热机构(3)设置于混凝土填充层(101)内部，换热机构(3)包含横向设置于混凝土填充层(101)中间底部的热水进入管(301)，所述热水进入管(301)的进水端连接到外部热水进水管(7)，热水进入管(301)的出水端通过变径三通管(302)连通连接有两个管径小于热水进入管(301)的导热管(303)，所述导热管(303)分别向上倾斜盘绕设置，导热管(303)的出水端均连接到外部出水管(8)；

所述热水进入管(301)、变径三通管(302)和导热管(303)均采用塑料管材，热水进入管(301)、变径三通管(302)和导热管(303)的外部均包覆有一层相应的筒状金属网层(9)，所述热水进入管(301)和导热管(303)之间还铺设有一片状加强金属网层(10)，所述片状加强金属网层(10)成不规则波浪形状设置，片状加强金属网层(10)的底部分别焊接于相应的筒状金属网层(9)上，片状加强金属网层(10)顶部位于同一水平高度上。

2.根据权利要求1所述的一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，其特征在于：所述板状隔热层(202)与混凝土填充层(101)之间夹设有一层反射膜(11)，所述反射膜(11)采用真空镀铝膜、聚酯膜和玻璃纤维复合加工而成的地暖反射膜。

3.根据权利要求2所述的一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，其特征在于：所述混凝土填充层(101)与飘窗板面层(102)之间铺设有一层找平层(12)，所述找平层(12)是由水泥砂浆铺设形成。

4.根据权利要求1所述的一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，其特征在于：所述外部热水进水管(7)的进水端通过相应的热水泵(13)和三通温控阀(14)连接到外界热水源，所述外部出水管(8)的出水端通过相应的出水阀(15)连接到外部回水管，外部出水管(8)与三通温控阀(14)的进液端之间连通连接有一相应的旁通管(16)。

5.根据权利要求4所述的一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，其特征在于：所述飘窗板面层(102)的下方固定装置有一温度传感器(17)，所述温度传感器(17)、热水泵(13)和三通温控阀(14)分别连接到相应的电控制器(18)上。

6.根据权利要求1所述的一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，其特征在于：所述限位槽(6)的两侧壁呈S形对称设置，且限位槽(6)的槽底中间位置分别成一体化向外设有尖状挤料凸条(19)。

7.根据权利要求2所述的一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，其特征在于：所述底部隔热板(201)和侧壁隔热板(202)与抹灰结合层(5)之间设有一层单组份聚氨酯胶粘剂，所述反射膜(11)与底部隔热板(201)之间设有一层白乳胶粘合剂。

8.根据权利要求1所述的一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，其特征在于：所述筒状金属网层(9)、以及片状加强金属网层(10)均由Φ3@50钢丝网片制成。

9.根据权利要求1所述的一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗，其特征在于：所述热水进入管(301)、变径三通管(302)和导热管(303)采用PE-X全塑管材、PE-RT全塑管材、PB全塑管材，或PP-R全塑管材中的一种。

10.如权利要求5所述的一种可实现温泉石板功能的高效导热型飘窗的控制方法，其特征在于，具体控制步骤如下：

S1，获取飘窗板面层(102)的实际温度T1；

S2，判断所述实际温度T1是否高于预设温度T0，是，关闭热水泵(13)；否，打开热水泵(13)并进入步骤S3；

S3，判断实际温度T1与预设温度T0的差值ΔT是否在设定温差ΔT0以内，是，进入步骤S4，否，进入步骤S5；

S4，控制所述三通温控阀(14)，使所述旁通管(16)的热水部分回流至所述外部热水进水管(7)循环利用；

S5，控制所述三通温控阀(14)直接从热源端进水。

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