CN112963894A - 一种纯逆流对流换热的供暖装置 - Google Patents

一种纯逆流对流换热的供暖装置 Download PDF

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涂爱民
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Abstract

本发明公开了一种纯逆流对流换热的供暖装置，所述供暖装置包括若干换热暖气模块、供水结构、出水结构，供水结构和若干换热暖气模块的顶部相通，出水结构和若干换热暖气模块的底部相通，每块换热暖气模块包括换热壳体和换热管，将换热管安装于换热壳体的下部分，在换热壳体上安装有通风模块，通风模块吹出的气流朝向换热管，从而使得空气气流从换热壳体后侧下方进入然后从换热壳体前侧上方流出，空气气流在换热壳体内由下到上流动从而实现换热暖气模块内由辐射换热和自然对流换热变为辐射换热和纯逆流强制对流换热，极大的提高了换热暖气模块的传热效率，传热效率提高可以降低供热温度，防止用户被烫伤。

Description

一种纯逆流对流换热的供暖装置
技术领域
本发明涉及供暖设备的技术领域，具体涉及一种纯逆流对流换热的供暖装置。
背景技术
暖气片是一种以采暖为主的采暖设备，主要用于冬天寒冷的北方地区，暖气片具有保暖的作用，以前多使用铸铁暖气片，现在铸铁暖气片已经逐步退出了市场舞台，钢制暖气片、铜铝复合散热器、铝制暖气片等新型暖气片无论从材质上还是制作工艺上都优于铸铁散热器，成为市场上最主流的暖气片。
现有中，暖气片在对房间升温过程中存在一些不足之处，比如：
在北方暖气片内由于水温度过高，在暖气片满负荷工作时，暖气片表面温度相对较高，大概达到45-70℃，在这个温度下，用户直接接触散热器外表面以上会出现烫伤的可能、危害到生命；另外，暖气片是通过辐射和自然对流换热对用户房间进行升温，由于现有的暖气片自然对流换热能力存在较大的局限性，因此，暖气片设计的尺寸会比较较大，成本也会比较高。
由此可知，现有技术是存在不足之处的。
发明内容
为克服现有技术中采暖设备会出现烫伤用户、对流换热能力比较局限、采暖设备尺寸大、成本高等不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种避免用户被烫伤、将换热暖气模块内的辐射换热和自然对流换热变为辐射换热和纯逆流强制对流换热、降低成本、防止用户被烫伤、给用户的健康提供舒适感的供暖装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纯逆流对流换热的供暖装置，所述供暖装置包括若干换热暖气模块、供水结构、出水结构，所述换热暖气模块设于供水结构和出水结构之间，所述供水结构和若干换热暖气模块的顶部相通，所述出水结构和若干换热暖气模块的底部相通，每块换热暖气模块包括换热壳体和换热管，所述换热管安装于换热壳体的下半部分，所述换热壳体上安装有通风模块，所述通风模块吹出的气流朝向换热壳体使空气气流从换热壳体后侧下方进入然后从换热壳体前侧上方流出，空气气流在换热壳体内由下到上流动，所述供水结构供应的水流从换热壳体的顶端流向底端使水流由上往下流动以实现换热暖气模块内由辐射换热和自然对流换热变为辐射换热和纯逆流强制对流换热。
优选地，所述换热壳体为非完全封闭式壳体，所述换热壳体的后侧下方开设有第一入风口，所述换热壳体的前侧上方开设有第一出风口，所述通风模块将空气气流从第一入风口吹进换热壳体后从第一出风口吹出。
优选地，所述换热壳体的顶部开设有第一供水口，所述换热壳体的底部开设有第一出水口，所述供水结构的水源从换热壳体顶部的第一供水口流入且水流从上到下流动至第一出水口，所述换热壳体内的空气气流是由下到上流动以使得换热暖气模块内达到辐射换热和纯逆流强制对流换热。
优选地，所述换热管包括外管和内管，所述外管和内管相套设置。
优选地，所述换热管的内部设有气流通道，所述气流通道位于第一入风口和第一出风口之间以便空气气流在换热壳体内流动。
优选地，所述换热管的外管和内管之间设有水流通道，所述水流通道位于第一供水口和第一出水口之间以便换热壳体内水流的流通。
优选地，所述通风模块为动力风扇，将动力风扇设置在换热壳体后侧的第一入风口处，所述动力风扇吹出的气流通过第一入风口朝向换热壳体内的换热管。
优选地，所述动力风扇上设有开关挡位、调节挡位、报警挡位，所述开关挡位、调节挡位、报警挡位相互间隔设置，所述动力风扇通过调节挡位以达到不同的风量。
优选地，所述供水结构包括供水水箱和供水总管，所述供水总管和供水水箱相连通，所述供水总管上引出与若干换热暖气模块数量相对应的若干供水支管，每条供水支管对应一块换热暖气模块，所述供水支管和换热壳体的第一供水口相连，每条供水支管上均设有第一单向阀，所述第一单向阀对流入换热壳体的水流量和速度进行控制。
优选地，所述出水结构包括出水总管和与若干换热暖气模块数量相对应的若干出水支管，每条出水支管对应一块换热暖气模块，所述出水支管和换热壳体的第一出水口相连，每条出水支管上均设有第二单向阀，所述第二单向阀对流出换热壳体的水流量和速度进行控制。
优选地，所述换热暖气模块和换热暖气模块之间采用并联或串联方式连接从而形成模块化组合配置的若干换热暖气模块。
相比于现有技术，本发明的方案至少包含如下有益效果：
(1)本发明的供暖装置包括若干换热暖气模块、供水结构、出水结构，每块换热暖气模块包括换热壳体和换热管，将换热管设于换热壳体内并由换热壳体包裹住，在换热壳体上安装有通风模块，采用的通风模块吹出气流，气流在换热壳体内由下到上流动，供水结构进入换热壳体内的水流从上到下流动，使得换热暖气模块内的辐射换热和自然对流换热变为辐射换热和纯逆流强制对流换热，将自然对流换热变为强制对流换热的方式，极大地增加换热暖气模块对用户房间的对流换热系数和整体换热量，使换热暖气模块在原来的辐射换热和自然对流换热的基础上，将自然对流改为强制对流换热，极大的提高了换热暖气模块的传热效率，减少换热暖气模块的尺寸、降低成本，通过传热效率的提高可以降低供热温度，防止用户被烫伤、给用户的健康提供舒适感；另外，传热效率的提高还可以利用更低品质的热源，最大限度的缩小出口温度与环境温度的端差。
(2)本发明的换热暖气模块由若干模块化的换热暖气模块组成，通过改变其模块的数量，或者通过改变动力风扇的调节挡位可以实现不同的风量，使得供暖设备可以更加灵活地适用于不同的场合和采暖空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的供暖装置的结构示意图；
图2是本发明的供暖装置的后视图；
图3是本发明的供暖装置的空气气流和水流流向示意图。
图中：换热暖气模块1、换热壳体11、换热管12、第一入风口13、第一出风口14、第一供水口15、第一出水口16、供水结构2、供水总管21、供水支管22、出水结构3、出水总管31、出水支管32、通风模块4。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以是弹性相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-2所示，本发明提供了一种纯逆流对流换热的供暖装置，该供暖装置包括若干换热暖气模块1、供水结构2、出水结构3，其中，供水结构2和若干换热暖气模块1的顶部相通，出水结构3和若干换热暖气模块1的底部相通。
具体地，本发明的每块换热暖气模块1包括换热壳体11和换热管12，将换热管12安装于换热壳体11换热壳体的下半部分，在换热壳体11上安装通风模块4，通风模块4吹出的空气气流朝向换热管12，空气气流在换热壳体11内由下到上流动，而供水结构2进入换热壳体11内的水流是从上到下流动，因此，可以将换热暖气模块1内的辐射换热和自然对流换热变为辐射换热和纯逆流强制对流换热，这种自然对流换热变为强制对流换热的方式，极大地增加换热暖气模块1对用户房间的对流换热系数和整体换热量，使换热暖气模块1在原来的辐射换热和自然对流换热的基础上，将自然对流改为强制对流换热，极大的提高了换热暖气模块1的传热效率，通过传热效率的提高，可以降低供热温度，防止用户被烫伤；另外传热效率的提高还可以利用更低品质的热源，最大限度的缩小出口温度与环境温度的端差。
本发明换热壳体11是非完全封闭的壳体，在换热壳体11的后侧下方开设第一入风口13，在换热壳体11的前侧上方开设第一出风口14，开设第一入风口13和第一出风口14主要是为了：让通风模块4吹出的气流可以通过第一入风口13进入到换热壳体11内，进入换热壳体11内的气流可以从第一出风口14吹出。
本发明在换热壳体11的顶部右侧面开设第一供水口15，在换热壳体11的底部左侧面开设第一出水口16，供水结构2供应的水源从换热壳体11顶部右侧面的第一供水口15流入，水流在重力的作用下会向下流，从上到下流动的水流会流至第一出水口16然后流出，因为换热壳体11内的空气气流是由下到上流动，而换热壳体11的水流是从上到下流动，因此可以将换热暖气模块1内的辐射换热和自然对流换热变为辐射换热和纯逆流强制对流换热。
本发明的换热管12包括外管和内管，将外管套在内管的外面，外管和内管之间存在一定间距，这个间距为5-15mm。
本发明的换热暖气模块1中的换热管12也可以为任意形式的换热管12，比如：U形管。
在其他实施例中，本发明的换热管12可以是两条管道或两条至少管道相套形成，也可以是单条管道。
具体地，本发明在换热管12的内部设有气流通道，将气流通道设于于第一入风口13和第一出风口14之间的位置处，通过设置气流通道方便空气气流在换热壳体11内从下到上流动。
具体地，本发明在换热管12的外管和内管之间设有水流通道，将水流通道设于第一供水口15和第一出水口16之间的位置，设置水流通道主要是为了让换热壳体11内水流可以更好地从上到下流通而不会发生方向的偏移。
本发明的通风模块4为动力风扇，将动力风扇安装在换热壳体11后侧的第一入风口13处，并且动力风扇与壳体有一定的距离，该距离为1-5mm，这样安装是为了让动力风扇吹出的气流朝向换热管12。
具体地，本发明在动力风扇上设有开关挡位、调节挡位、报警挡位，开关挡位、调节挡位、报警挡位相互间隔设置，通过开关挡位可以启动和关闭动力风扇，通过调节挡位可以调节不同的风量，当动力风扇出现故障时，报警挡位会发生跳闸断电，起到保护动力风扇的作用,本发明的动力风扇调节挡位设置有五个挡位，分别为1挡、2挡、3挡、4挡、5挡，用户可根据自己所需要的风量选择相应的挡位,每块换热暖气模块1上的每排动力风扇采用并联方式电连接，当其中有一排动力风扇出问题，其他排的动力风扇还可以继续工作，不受影响。
具体地，本发明的供水结构2包括供水水箱和供水总管21，供水总管21和供水水箱相连通，在供水总管21上引出与若干换热暖气模块1数量相对应的若干供水支管22，每条供水支管22对应一块换热暖气模块1，具体地，本发明的换热暖气模块1有三块，所以供水支管22有三条，供水支管22和换热壳体11的第一供水口15相连，在这三条供水支管22上均安装有第一单向阀(图中未图示)，通过第一单向阀对流入换热壳体11的水流量和速度进行控制；该出水结构3包括出水总管31和三条出水支管32，每条出水支管32对应一块换热暖气模块1，出水支管32和换热壳体11的第一出水口16相连，每条出水支管32上均设有第二单向阀(图中未图示)，通过第二单向阀对流出换热壳体11的水流量和速度进行控制，避免换热壳体11流出的水流速度过快或量过多。
具体地，本发明的换热暖气模块1和换热暖气模块1之间采用并联或串联方式连接从而形成模块化组合配置的若干换热暖气模块1。
如图3所示，关于本发明的供暖装置的工作原理如下：
本发明将动力风扇设置在换热壳体11后侧处，利用电力使得动力风扇转动起来，动力风扇在转动过程中将气流吹入换热壳体11，从第一入风口13吹入到换热壳体11内，空气气流在换热壳体11内由下到上流动，如图3所示，细箭头表示空气气流的流向情况，另外，供水支管22从换热壳体11第一供水口15流入，在换热壳体11内水流从上到下流动，如图3所示，粗箭头表示水流的流向情况，而换热暖气模块1的换热管12是没有折流板，因此水流和空气流体在换热暖气模块1内部的换热管12间以纯逆流的形式进行换热，同时由于水流的温度高于室内温度，水流中的热量通过换热管12外壁及换热壳体11外壁面以辐射和对流换热的模式向用户房屋散发热量，使换热暖气模块1的换热管12在原来的辐射换热和自然对流换热的基础上，将自然对流改为强制对流换热，极大的提高了换热暖气模块1的传热效率，提高了传热效率，降低供热温度，从而防止用户被烫伤、给用户的健康提供舒适感、安全感；还可以利用更低品质的热源，最大限度的缩小换热壳体11后侧口温度与环境温度的端差，例如：供水支管22的供水温度40-45℃，出水支管32的出水温度25-30℃，由于本供暖装置由模块化的换热暖气模块1组成，因此，通过改变其模块的数量，以及改变动力风扇的风量档次，便可以更加灵活的应用于不同的场合和采暖空间。
以上所揭露的仅为本发明的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种纯逆流对流换热的供暖装置，其特征在于：所述供暖装置包括若干换热暖气模块、供水结构、出水结构，所述换热暖气模块设于供水结构和出水结构之间，所述供水结构和若干换热暖气模块的顶部相通，所述出水结构和若干换热暖气模块的底部相通，每块换热暖气模块包括换热壳体和换热管，所述换热管安装于换热壳体的下半部分，所述换热壳体上安装有通风模块，所述通风模块吹出的气流朝向换热壳体使空气气流从换热壳体后侧下方进入然后从换热壳体前侧上方流出，空气气流在换热壳体内由下到上流动，所述供水结构供应的水流从换热壳体的顶端流向底端使水流由上往下流动以实现换热暖气模块内由辐射换热和自然对流换热变为辐射换热和纯逆流强制对流换热。
2.根据权利要求1所述的纯逆流对流换热的供暖装置，其特征在于：所述换热壳体为非完全封闭式壳体，所述换热壳体的后侧下方开设有第一入风口，所述换热壳体的前侧上方开设有第一出风口，所述通风模块将空气气流从第一入风口吹进换热壳体后从第一出风口吹出。
3.根据权利要求1所述的纯逆流对流换热的供暖装置，其特征在于：所述换热壳体的顶部开设有第一供水口，所述换热壳体的底部开设有第一出水口，所述供水结构的水源从换热壳体顶部的第一供水口流入且水流从上到下流动至第一出水口，所述换热壳体内的空气气流是由下到上流动以使得换热暖气模块内达到辐射换热和纯逆流强制对流换热。
4.根据权利要求1所述的纯逆流对流换热的供暖装置，其特征在于：所述换热管包括外管和内管，所述外管和内管相套设置。
5.根据权利要求1所述的纯逆流对流换热的供暖装置，其特征在于：所述换热管的内部设有气流通道，所述气流通道位于第一入风口和第一出风口之间以便空气气流在换热壳体内流动。
6.根据权利要求3所述的纯逆流对流换热的供暖装置，其特征在于：所述换热管的外管和内管之间设有水流通道，所述水流通道位于第一供水口和第一出水口之间以便换热壳体内水流的流通。
7.根据权利要求1所述的纯逆流对流换热的供暖装置，其特征在于：所述通风模块为动力风扇，所述动力风扇设置在换热壳体后侧的第一入风口处，所述动力风扇吹出的气流通过第一入风口朝向换热壳体内的换热管。
8.根据权利要求1所述的纯逆流对流换热的供暖装置，其特征在于：所述动力风扇上设有开关挡位、调节挡位、报警挡位，所述开关挡位、调节挡位、报警挡位相互间隔设置，所述动力风扇通过调节挡位以达到不同的风量。
9.根据权利要求1所述的纯逆流对流换热的供暖装置，其特征在于：所述供水结构包括供水水箱和供水总管，所述供水总管和供水水箱相连通，所述供水总管上引出与若干换热暖气模块数量相对应的若干供水支管，每条供水支管对应一块换热暖气模块，所述供水支管和换热壳体的第一供水口相连，每条供水支管上均设有第一单向阀，所述第一单向阀对流入换热壳体的水流量和速度进行控制；所述出水结构包括出水总管和与若干换热暖气模块数量相对应的若干出水支管，每条出水支管对应一块换热暖气模块，所述出水支管和换热壳体的第一出水口相连，每条出水支管上均设有第二单向阀，所述第二单向阀对流c出换热壳体的水流量和速度进行控制。
10.根据权利要求1所述的纯逆流对流换热的供暖装置，其特征在于：所述换热暖气模块和换热暖气模块之间采用并联或串联方式连接从而形成模块化组合配置的若干换热暖气模块。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116025971A (zh) * 2022-12-12 2023-04-28 珠海格力电器股份有限公司 一种换热末端、换热设备及其控制方法

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