CN112902271A - 一种电控散热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电控散热系统，包括多个独立控制的散热子系统，散热子系统包括散热管网、地面层和控制装置，其中，控制装置包括阀，阀与散热管网连接，且所述阀可通过地面层压力的变化控制阀的启闭，所述控制装置与固定在安置槽中的电控升降装置相连，所述升降装置可驱动控制装置与地面接触或脱离接触。本发明提供一种电控散热系统，可在同一房间内标识多个区域，每个区域设置一个散热子系统，每个散热子系统可以单独进行控制，当有人进入相应的区域，相应区域下设置的散热子系统可控制散热管网连通，散热管网仅对有人的区域进行加热，从而节约能源和费用，使在没有普及集中供暖地区的多数普通家庭能够负担得起冬季供暖，缓解人民对美好生活的向往和供给不平衡不充分之间的矛盾。
Description
技术领域
本发明涉及一种电控散热系统。
背景技术
供暖是人类最早发展起来的建筑环境控制技术，根据国家标准《民用建筑热工设计规范》，用累年最冷月和最热月平均温度作为主要指标，累年日平均温度≤5℃和≥25℃的天数作为辅助指标，将全国划分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和五个地区。目前在我国北方已在大力发展集中供暖，而在多数南方地区，冬季湿冷，空气湿度较大，当室外温度5℃以下时，如没有供暖设施，室内温度低、舒适度差。随着我国经济社会的发展和人民生活水平的提高，人们对南方供暖的需求也越来越高，近年来南方多地市对集中供暖的呼声也越来越引起关注，但就目前而言，南方冬季供暖仍然以分散供暖为主，存在能源浪费、费用高昂，普通居民难以承担高额能源费用等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种在民用建筑物室内使用的节约能源消耗、提供基本供暖的散热系统。
现有的地暖包括水地暖和电地暖，以水地暖为主，通过电热炉或燃烧炉将水加热，通过分水器将60摄氏度左右的热水通过预先埋设的管网送往各个房间，管网上方铺设混凝土，混凝土上方铺设地板或瓷砖，因此在供暖时，混凝土层充作蓄温层，先加热混凝土层，通过混凝土层辐射的热量加热房间，这就造成了水地暖需要消耗大量的能源，以普通的三口之家，居住面积为一百平方米左右室内建筑为例，每人一个房间，每日消耗的电费将达到百元左右，事实上，对于大多数普通家庭来说很难负担得起这种消耗。
发明人发现，一方面，在当代家庭中，比如上述举例的三口之家，家庭成员较为独立，追求自由注重隐私，在家的多数时候，往往是三个人分别在不同的房间，而现有分散供暖的水地暖虽然具备单独控制各房间地暖的功能，但其节能的功能并不能有效地体现出来；而另一方面，对于单个个体来说，活动范围并不大，比如说女孩子在房间内追剧，在屏幕前一待就是几个小时，比如说男孩子玩游戏，成人在工作也都类似，即在每个房间内事实上都存在一个高频的活动地点，而在这些地点提供供暖就能解决大多数的基本供暖问题，而不是在任何时候房间内有人的时候就需要对整个房间都进行供暖，这就能为节约能源，减少耗费提供了一个有效的途径。
为了实现以上目的，本发明提供的一种电控散热系统，包括多个独立控制的散热子系统，散热子系统包括散热管网、地面层和控制装置，其中，控制装置包括阀，阀与散热管网连接，且所述阀可通过地面层压力的变化控制阀的启闭，所述控制装置与固定在安置槽中的电控升降装置相连，所述升降装置可驱动控制装置与地面接触或脱离接触。
进一步的，所述控制装置还包括一个活塞装置，活塞装置包括一个塞体和一个腔室，所述塞体与地面层连接，所述阀为柱形阀，所述阀包括阀芯和阀室，阀室与腔室通过管道连接，所述阀室和腔室内充满流体。
进一步的，所述阀室底部设有一个底面积小于腔室底面积的凹槽，所述阀芯具有一个插入凹槽的凸出部，所述凹槽与管道连接。
进一步的，所述散热管网与地面层之间设有弹性层。
进一步的，还包括电加热器和分水器，所述散热管网通过分水器连接电加热器。
进一步的，还包括换向器，换向器与分水器和散热管网相连，换向器具有进水口、回水口和驱动装置，驱动装置可驱动进水口和回水口间隔一定的时间与散热管网两端交换位置。
进一步的，所述换向器包括换向室和一个可在换向室内滑动的可动滑块，可动滑块内具有与进水口和回水口匹配的平行引流孔以及与进水口和回水口匹配的X型引流孔，所述平行引流孔和X型引流孔相距一定距离，所述可动滑块可在驱动装置推动下周期性地使平行引流孔和X型引流孔分别与散热管网接通。
进一步的，所述驱动装置包括与可动滑块连接的连杆和偏心轮，偏心轮上设有滑槽，连杆铰接在滑槽内并可相对滑槽运动。
本发明的有益效果是：
（1）本发明将一个房间标识出多个区域，每个区域内单独安装有一个散热子系统，该散热子系统可以单独进行控制，即当有人进入该标识区域时，该区域的散热子系统就会开始散热，而不是对整个房间进行散热，以将一个房间分为4个标识区域为例，其消耗理论上将只有原来的四分之一，将大大提供居民负担的能力。
（2）本发明的散热子系统具有自动控制的能力，纵然人们在房间内常呆在同一个地点，但人们也经常需要走动或者离开房间，因此本发明通过设置一种用地板控制的阀来控制散热子系统的散热，在本发明中，地板与一个活塞相连，活塞的腔室与柱形阀的阀室通过管道相连，当人们进入相应区域时，地板带动活塞向下运行，活塞压缩腔室带动柱形阀开启，热水进入相应的区域，而当人们离开相应区域时，地板带动活塞弹起，柱形阀关闭，这就可以节约人们在离开房间或相应区域时，自动关闭散热子系统，进一步节约了能源。
（3）本发明还通过设置换向器，换向器具有可动滑块，可动滑块设有平行引流孔和X型引流孔，通过周期性移动换向器，使换向器间隔一定时间使平行引流孔和X型引流孔交换与进水口和出水口连接，其作用是改变热水的流向，使房间加热更均匀广泛。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明的剖视图；
图3为控制装置示意图；
图4为换向器示意图。
附图标记说明：1、标识区域；2、散热子系统；3、散热管网；301、首端；302、末端；4、地面层；5、控制装置；6、阀；601、阀芯；602、阀室；603、凹槽；604、凸出部；7、活塞装置；8、塞体；9、腔室；10、管道；11、刚性层；12、弹性层；13、导热层；14、保温层；15、木龙骨；16、分水器；17、电加热器；18、换向器；181、进水口；182、回水口；183、驱动装置；1831、连杆；1832、偏心轮；1833、滑槽；184、换向室；185、可动滑块；1851、平行引流孔；1852、X型引流孔；186、密封垫；19、安置槽；20、电控升降装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参照图1、图2、图3所示，本发明的一种电控散热系统，将同一个房间虚拟划分成多个标识区域1，并规划标识区域1的用途，在每一个标识区域1或高频活动的区域安装独立控制的散热子系统2，散热子系统2包括铺设在地板下方用于供暖的散热管网3、吸收热量并向外辐射或散发热量的地面层4和用于启闭散热管网3的控制装置5，其中，控制装置5包括一个阀6，阀6为柱形阀，阀6与散热管网3连接，且所述阀6可通过地面层4压力的变化控制阀6的启闭，控制装置5与固定在地面层下方的安置槽19中的电控升降装置20相连，电控升降装置20与外界电源通过导线连接，并设有可以在外界使用的开关或遥控，电控升降装置20和控制装置5连接，电控升降装置20可驱动控制装置与地面接触或脱离接触，其作用是使控制装置可脱离于地面层的接触，防止在非使用时间比如夏季无需使用本发明的系统时，频繁触发控制装置5，导致非预期的触发缩短控制装置5的使用寿命。
在上述实施例中，参照图2、图3所示，控制装置5还可以包括一个活塞装置7，活塞装置7包括一个塞体8和一个腔室9，所述塞体8与地面层4连接，比如与地面层4固定或者塞体8通过中间层与地面层4间接连接，地面层4应具有一定的弹性，塞体8和腔室9之间密封，所述阀6为柱形阀，阀6包括阀芯601和阀室602，阀室602与腔室9通过管道10连接，阀室602和腔室9内充满流体，在本实施例中，地面层4为地板，地板两侧安装有木龙骨15，地板下方安装有刚性层11，比如一层金属薄板，刚性层11下方安装弹性层12，比如弹性填充物，当然弹性层12也可以不设而是留有一定的空间，或者设有与刚性层11连接的弹簧，其缺点是，当刚性层11移动时，挤压空间中的气体，可能会发生异响，影响居家舒适性。弹性层12下方为导热层13，比如导热铝板，导热层13下方安装有散热管网3，散热管网3下方安装保温层14和反射膜，标识区域1四周可以安装隔热带或隔热膜，活塞装置7穿过弹性层12和刚性层11连接，腔室9的底端通过管道10和阀室602底部连接，柱形阀6为常闭式，即正常情况下，阀芯601的通孔并不与散热管网3连通，散热管网3处于关闭状态。其工作过程如下：地板两侧安装在木龙骨15上，当有人进入标识区域1的除地板两端的木龙骨15位置外任意位置后，事实上该位置很少有人活动，地板两侧由木龙骨15支撑，以人所在地点为中心，地板发生一定的弹性形变，地板中间由刚性层11和弹性层12支撑，地板的形变使刚性层11受压，刚性层11挤压弹性层12，弹性层12发生弹性形变，刚性层11下移，并带动塞体8向下挤压腔室9，腔室9中的流体，比如气体或液体向阀室602流动，并推动阀芯601向上运动，阀芯601通孔与散热管道10连通，散热管道10中热流体从分水器16进入散热管网3，并加热导热层13，保温层14和反射膜则减少热量的流失，导热层13将热量往上逐层传递，最终完成地面的供暖。在本实施例中，摆放的重物也可能会影响控制装置5的工作，因此，在标识区域1的虚拟划分时，应避开重物摆放区域，比如家具、存放区等位置，仅在需要供暖的标识区域1安装散热子系统2。上述刚性层11的作用主要是支撑地板，防止地板发生过大的形变，以及当有人进入标识区域1后，标识区域1地板支撑龙骨以外的区域被踩压后，刚性板均能推动塞体8移动，弹性层12则为地板提供支撑，并为刚性层11的移动提供空间和反弹力，即当人离开标识区域1后，弹性层12将刚性层11推回原位，塞体8上移，柱形阀6关闭。
在上述实施例中，要考虑居家舒适性，地板和刚性层11发生的弹性形变或位移则必须保持在一个较小的范围内，该位移则可能无法顺利推动柱形阀6的阀芯601上升并将通孔与散热管道10连通，发明人设计了一种技术方案，参照图3所示，阀室602底部设有一个底面积小于腔室9底面积的凹槽603，所述阀芯601具有一个插入凹槽603的凸出部604，所述凹槽603与管道10连接，相对于人体的重力，流体比如气体或液体基本是不可压缩的，因此刚性层11推动塞体8移动一小段距离，而凸出部604则可以移动比塞体8更长的距离，该段距离则足以推动阀6开启，此时，推动阀芯601所需压力变大，因此阀芯601可由轻质材料，比如轻金属或塑料材料制作。
在上述实施例中，参照图1所示，还包括与散热子系统2中连接的分水器16和提供热流体的电加热器17，所述散热管网3通过分水器16连接电加热器17。
在上述实施例中，参照图1、图4所示，还包括换向器18，换向器18具有进水口181、回水口182和驱动装置183，驱动装置183可驱动进水口181和回水口182间隔一定的时间与散热管网3两端交换位置，在本实施例中，换向器18包括换向室184和一个可在换向室184内滑动的可动滑块185，可动滑块185和换向室184之间安装有密封垫186，可动滑块185内具有与进水口181和回水口182匹配的平行引流孔1851以及与进水口181和回水口182匹配的X型引流孔1852，平行引流孔1851和X型引流孔1852相距一定距离，可动滑块185可在驱动装置183推动下周期性地使平行引流孔1851和X型引流孔1852分别与散热管网3接通。由于散热管网3一直处于散热中，距离分水器16不同距离的散热管网3中的热水温度会随着距离增加而降低，有时候，温度的降低有可能很明显，尤其是刚开启供暖的时候，周围和散热管网3温差明显，散热管网3内的热水散热最快，其结果是房间内存在温差，散热管网3的两端存在明显的温度差异，即靠近散热管网末端302的区域不暖，传统供暖的解决方法是将散热管网3的首端301和末端302并排安装来解决该问题，并取得了相当的效果，但本发明和传统的水地暖存在差异，传统水地暖通过加热混凝土蓄温层，蓄温层保持着很大的热量，即使关闭散热管网3后，其热量仍然能维持很长时间，而本发明则不同，本发明加热管网并不存在混凝土蓄温层，升温快降温也快，而且一旦离开标识区域1后，散热管网3会自动关闭，因此存在着重复加热，离开后降温的过程，因此本发明温度的差异会明显，本发明的换向器18通过改变散热管网3的热水流向来减少这一影响，即周期性的，将热水由分水器16流向散热管网3首端301，在从散热管网3末端302回流，换向成热水由分水器16流向散热管网3的末端302，在从散热管网3的首端301回流，并周期性循环，从而解决温度的不均匀问题。
在上述实施例中，参照图4所示，驱动装置183包括与可动滑块185连接的连杆1831和偏心轮1832，偏心轮1832上设有滑槽1833，连杆1831铰接在滑槽1833内并可相对滑槽1833运动，偏心轮1832则由电机驱动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电控散热系统，其特征在于：包括多个独立控制的散热子系统，散热子系统包括散热管网、地面层和控制装置，其中，控制装置包括阀，阀与散热管网连接，且所述阀可通过地面层压力的变化控制阀的启闭，所述控制装置与固定在安置槽中的电控升降装置相连，所述升降装置可驱动控制装置与地面接触或脱离接触。
2.根据权利要求1所述的一种电控散热系统，其特征在于：所述控制装置还包括一个活塞装置，活塞装置包括一个塞体和一个腔室，所述塞体与地面层连接，所述阀为柱形阀，所述阀包括阀芯和阀室，阀室与腔室通过管道连接，所述阀室和腔室内充满流体。
3.根据权利要求2所述的一种电控散热系统，其特征在于：所述阀室底部设有一个底面积小于腔室底面积的凹槽，所述阀芯具有一个插入凹槽的凸出部，所述凹槽与管道连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种电控散热系统，其特征在于：所述散热管网与地面层之间设有弹性层。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种电控散热系统，其特征在于：还包括电加热器和分水器，所述散热管网通过分水器连接电加热器。
6.根据权利要求5所述的一种电控散热系统，其特征在于：还包括换向器，换向器具有进水口、回水口和驱动装置，驱动装置可驱动进水口和回水口间隔一定的时间与散热管网两端交换位置。
7.根据权利要求6所述的一种电控散热系统，其特征在于：所述换向器包括换向室和一个可在换向室内滑动的可动滑块，可动滑块内具有与进水口和回水口匹配的平行引流孔以及与进水口和回水口匹配的X型引流孔，所述平行引流孔和X型引流孔相距一定距离，所述可动滑块可在驱动装置推动下周期性地使平行引流孔和X型引流孔分别与散热管网接通。
8.根据权利要求7所述的一种电控散热系统，其特征在于：所述驱动装置包括与可动滑块连接的连杆和偏心轮，偏心轮上设有滑槽，连杆铰接在滑槽内并可相对滑槽运动。
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