CN203824159U - 热管辐射式顶板采暖/制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热管辐射式顶板采暖/制冷系统，用于室内采暖或制冷，该系统包括导热基板、一根或多根并排设置的平板热管、以及一根或多根水管，平板热管铺设在导热基板上方，水管铺设在平板热管上方，水管与平板热管交叉设置，采暖系统中的水管通过液体媒介连通热源，水管设置于平板热管的蒸发段，平板热管的冷凝段与导热基板热交换；制冷系统中的水管通过液体媒介连通冷源，水管设置于平板热管的冷凝段，平板热管的蒸发段与导热基板热交换。该系统利用热管辐射技术完成室内采暖或制冷，具有工艺简单、运行安全、效率高以及节能的优点。

Description

热管辐射式顶板采暖/制冷系统

技术领域

本实用新型涉及辐射采暖以及辐射制冷技术，特别是一种热管辐射式顶板采暖或制冷的系统。

背景技术

利用辐射采暖技术和辐射制冷技术分别进行室内采暖和制冷，有利于低碳经济和节能，并且具有辐射热量舒适、运行安全可靠，不产生对人体有害的影响因素等优点，从而得到广泛的应用。现有的辐射采暖/制冷系统通常是采用一定管径的水管通过热水或者冷水实现供热或供冷，即将水管辐射采暖/制冷系统安装在地板、墙面或天花板内，通过与水管管路的连通，使得管路的表面形成热/冷辐射面，管路为主要传热装置，依靠辐射面与周围环境的辐射热交换进行供暖或制冷。一种方案即较传统及安全的方式是采用蛇形盘管，通过集/分水器连接主水管，好处是不会出现中途泄露，相对安全可靠，缺点是管径大时换热效率很低，管径小时温差大及流动阻力大。为提高换热效率及减少阻力，近些年国内采用细管辐射采暖/制冷技术，即采用多根并联设置的内径很细的塑料管，即所谓毛细管(准确说与毛细没有任何关系)，各塑料细管的一端均熔焊连通一个水管管路，各塑料细管的另一端均熔焊连通另一水管管路，塑料细管与水管管路熔焊会导致辐射采暖/制冷系统容易发生泄露、老化，而且工艺复杂、效果差、风险极大。

由此可见，现有的辐射采暖/制冷系统不是效率低，就是可靠性很差，且一套系统很难同时实现采暖、制冷以及除湿功能。

实用新型内容

本实用新型针对现有的辐射采暖/制冷技术存在的易泄露、老化、工艺复杂、成本高、风险大以及效率低等问题，提出一种热管辐射式顶板采暖或制冷的系统，利用热管辐射技术完成室内采暖或制冷，同时还可实现除湿，具有工艺简单、运行安全、效率高的优点，此外，由于平板热管不需要动力驱动，还可实现较传统辐射采暖/制冷系统节省泵功的节能效果。

本实用新型的技术方案如下：

一种热管辐射式顶板采暖/制冷系统，用于室内采暖或制冷，其特征在于，包括导热基板、一根或多根并排设置的平板热管、以及一根或多根水管，所述平板热管铺设在导热基板上方，所述水管铺设在平板热管上方，所述水管与平板热管交叉设置，所述采暖系统中的水管通过液体媒介连通热源，所述水管设置于所述平板热管的蒸发段，所述平板热管的冷凝段与导热基板热交换；所述制冷系统中的水管通过液体媒介连通冷源，所述水管设置于所述平板热管的冷凝段，所述平板热管的蒸发段与导热基板热交换。

所述平板热管在导热基板上均匀分布两根以上，所述平板热管为金属材料经挤压或冲压成型的、其内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列结构，所述微热管的管侧壁互连，所述微热管内壁具有毛细微槽或微翅片，所述微热管的等效直径为0.3mm～4.5mm。

所述水管与平板热管垂直设置，所述水管沿平板热管长度方向均匀分布两根以上。

所述导热基板为一体成形的金属板；或为多个导热基板呈格栅式排列而成的总基板，所述各格栅式排列的导热基板上铺设的相对应位置的平板热管为整体平板热管或通过自身的平板面相互连接的多个平板热管，所述各平板热管上铺设的相对应位置的水管为整体水管或通过接头相连接的多个水管。

所述平板热管与水管为直接或间接贴合，所述平板热管与水管直接贴合时，所述水管与平板热管贴合处的水管管壁为板管式换热结构，或所述水管为扁平水管并通过其扁平面直接与平板热管贴合；所述平板热管与水管间接贴合时，所述平板热管通过板管式换热器与水管贴合。

所述导热基板为铝板。

导热基板上设置有通过冲孔工艺制成的冲孔，或设置有压花工艺制成的压花，或设置有强化传热功能的翅片。

在平板热管表面或者导热基板表面涂有功能性涂层。

所述导热基板的至少一侧设置有排水沟。

本实用新型的技术效果如下：

本实用新型涉及一种热管辐射式顶板采暖/制冷系统，包括导热基板、平板热管和水管，平板热管铺设在导热基板上方，水管铺设在平板热管上方，通过水管内连通的热源或冷源与平板热管进行热交换，平板热管内相变换热，自然形成热管效应，进而平板热管通过导热基板进行换热，以将水管内连通的热源或冷源的能量经导热基板散发出去，达到室内采暖或制冷的效果，换句话讲，采暖系统是平板热管的一端从接触的水管中的热源吸收的热用来加热平板热管另一端通过导热基板辐射及空气对流释放热量至室内，制冷系统是平板热管的一端从接触的水管中的冷源吸收的冷来吸收周围物体辐射的热量以及冷却平板热管另一端通过导热基板吸收的室内热空气的热量。本实用新型所述系统为无动力传递技术，以平板热管中的介质为热媒，与水管中的冷/热源以及导热基板共同构成以冷、热辐射为主要特征的顶板制冷或采暖系统，通过一套系统实现采暖、制冷以及除湿功能。所述系统通过热管辐射技术进行室内采暖或制冷，贴合铺设工艺无需将管与管之间焊接，避免了采用细管辐射技术导致的易泄露、老化、工艺复杂、成本高、风险大以及效率低等问题，由于平板热管不需要动力驱动，还可实现较传统辐射采暖/制冷系统节省泵功的节能效果，导热基板的采用提高了平板热管与室内空气热交换的速度，导热基板还具有美观、装饰以及结构强度大的优点。平板热管的平板面的表面积大，故等效热阻非常小，同时避免了现有技术采用蛇形盘管或塑料细管导致的流动阻力大以及工作效率低的问题，而且系统中的零部件拆卸方便，可自由安装，还具有工艺简单，工作安全，可靠性高，结构紧凑，导热效率高，供冷或采暖效率高的优点。

平板热管在导热基板上均匀分布两根以上，平板热管优选为金属材料经挤压或冲压成型的、其内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列结构，微热管的管侧壁互连，微热管的等效直径为0.3mm～4.5mm。微热管内壁具有毛细微槽或微翅片，可以实现当微热管阵列结构的平板热管在顶板水平放置时也可以正常工作。这种结构的平板热管工艺简单，制作方便，成本低廉，这样当吸热段中的工质蒸发吸热时，液体工质能够在该适合尺寸的微热管中迅速流动到放热段进行冷凝放热，上述等效直径的平板热管的热管效应更加迅速和充分，能够使得换热均匀，达到平板热管效应的最佳状态，进一步提高了整个平板热管式换热装置的换热效率，平板热管在导热基板上均匀分布多根，散热均匀，使得导热基板传导的室内冷空气的冷或热空气的热能够更迅速均匀的与平板热管进行热交换，提高采暖或制冷效率。

水管与平板热管垂直设置，能够减少水管铺设面积，并能够将水管中的热量均匀地传导至各平板热管上，水管沿平板热管长度方向均匀分布两根以上，使得室内采暖或制冷温度均匀，并提高系统的工作效率。平板热管与水管直接贴合或通过板管式换热器间接贴合，使得平板热管与水管之间平面紧密贴合，增加水管与平板热管的换热面积，减小热阻，提高系统的工作效率。

设置导热基板为一体成形的金属板或为多个导热基板呈格栅式排列而成的总基板，平板热管和水管对应该格栅整体设置，以便于室内屋顶的整体应用，增强了热管辐射采暖/制冷系统的实用性。

附图说明

图1为本实用新型热管辐射式顶板采暖/制冷系统的第一种优选结构示意图。

图2为图1的正面结构示意图。

图3为本实用新型热管辐射式顶板采暖/制冷系统的第二种优选结构示意图。

图4为本实用新型热管辐射式顶板采暖/制冷系统的第三种优选结构示意图。

图中各标号列示如下：

1－导热基板；2－平板热管；3－水管；4－板管式换热器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行说明。

本实用新型涉及一种热管辐射式顶板采暖/制冷系统，即该系统可用于室内采暖或制冷，其结构如图1和图2所示，图1为整体结构示意图，图2为图1的正面结构示意图。该系统包括导热基板1、平板热管2和水管3，其中，平板热管2可以为一根，或者如图1和图2所示的并排设置的多根平板热管2，水管3也可以为一根，或者如图1和图2所示的多根水管3。平板热管2铺设在导热基板1上方，水管3铺设在平板热管2上方，可以理解为该系统是从上层往下层依次设置水管3、平板热管2和导热基板1，水管3与平板热管2交叉设置，优选水管3与平板热管2相互垂直设置，水管中通过液体媒介连通热源或冷源，当水管3内通过液体媒介连通热源时本实用新型形成热管辐射采暖系统，该液体媒介为热媒介，可以是水或者防冻液或者制冷工质等，此时水管3设置于平板热管2的蒸发段，平板热管2的冷凝段与导热基板1热交换；当水管3内通过液体媒介连通冷源时本实用新型形成热管辐射制冷系统，该液体媒介为冷媒介，可以是水或者防冻液或者制冷工质等，此时水管3设置于平板热管2的冷凝段，平板热管2的蒸发段与导热基板1热交换。

图1和图2所示的优选结构是在导热基板1上均匀设置多根两根平板热管2；当仅采用一根平板热管时，可将其设置于导热基板1的中间部位，此时可采用一根很宽的平板热管。平板热管2可以是金属材料经挤压或冲压成型的、其内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列结构，微热管的管侧壁互连，该微热管的等效直径可以为0.3mm～4.5mm。微热管是平板热管内部形成的腔体结构，微热管与微热管之间为平板热管的加强筋，管与管之间不存在空气腔，增强了承压能力和工作安全可靠性。微热管内壁具有毛细微槽或微翅片，可以实现当微热管阵列结构的平板热管2在顶板水平放置时能正常工作。平板热管2内的微热管是相互独立的热管，平板热管2形成微热管阵列结构；当然，也可以设置平板热管2为金属材料经过挤压或冲压成型的其内具有两个及以上并排排列的通孔阵列平板结构，使得平板热管在工作时形成整体热管结构。平板热管2保证形成热管效应，液体工质沿着平板热管中的各微热管流动，使得水平设置的平板热管的一端作为蒸发段(也可以称为是吸热段)，另一端作为冷凝段(也可以称为是放热段)，进行室内的热能或冷能的均匀回收，实现室内采暖或制冷的目的，具有导热效率高的特点。由于优选采用挤压或冲压工艺制作平板热管，工艺简单，降低了制作成本，增强了承压能力和工作安全可靠性，又避免了等效热阻大以及换热效率低的问题。水管3沿平板热管2长度方向均匀分布两根(当然也可以是一根或均匀分布两根以上)，平板热管2与水管3可以直接或间接贴合，当两者直接贴合时可以将水管3在贴合处的水管管壁设置为板管式换热结构，水管3通过自身的该板管式换热结构实现与平板热管2紧密贴合；此外，当两者直接贴合时还可以直接将水管3设置为扁平水管，该扁平水管具有扁平面，扁平水管内为单一腔体且截面为矩形，通过扁平面直接与平板热管2贴合，如图3所示结构；当两者间接贴合时平板热管2可以通过如图2所示的板管式换热器4与水管3紧密贴合，板管式换热器4轴向设置有放置水管3的通孔。

导热基板1可以设置于室内屋顶，还可以在导热基板1上加装饰层。导热基板1可理解为是一种辐射面板。导热基板上可以设置有通过冲孔工艺制成的冲孔，冲孔可以使得导热基板内外两侧形成对流；导热基板上还可以设置有压花工艺制成的压花，压花可以增强导热基板的换热面积；导热基板上还可以设置有强化传热功能的翅片，导热基板通过冲孔、压花及连接翅片等方式均可以增强与空气的换热能力。导热基板具有美观、装饰以及结构强度大的优点。平板热管2与导热基板1之间可通过高强度导热硅胶粘接。在平板热管2表面或者导热基板1表面还可以涂有各种功能性涂层，如陶瓷涂层，涂有功能性涂层可以使得平板热管或导热基板如具有防腐蚀功能、自洁净功能、除菌(如光触媒)以及增强红外辐射系数(如陶瓷、铝粉等)的功能或者强化辐射传热的功能。还可以在导热基板1的至少一侧设置有排水沟，避免导热基板1上存在积水，进一步提高本实用新型系统的工作效率。

导热基板1优选可以采用金属板，例如导热效率高的铝板。导热基板1可以是一体成形的金属板，也可以如图4所示的本实用新型所示系统的第三种结构，是由多个导热基板1呈格栅式排列而成的总基板。各格栅式排列的导热基板1上铺设的相对应位置的平板热管2可以为图4所示的整体平板热管或其它如通过平板热管自身的平板面相互连接的多个平板热管，即各格栅内相对应的平板热管依次面连接形成长度比较长的平板热管。各平板热管2上铺设的相对应位置的水管3也可以为图4所示的整体水管或其它如通过接头相连接的多个水管。

本实用新型所述系统作为采暖系统时，水管3可以直接连通热源，也可以通过热泵或地下水换热引入热源，此时平板热管2的蒸发段与水管3直接或间接贴合以进行热交换，平板热管2的冷凝段与导热基板1进行热交换，平板热管2的冷凝段通过导热基板1吸收室内冷空气的冷并通过平板热管2的蒸发段接触的水管3中的热源的热辐射加热周围物体以及来加热通过的空气，从而实现室内采暖的目的。本实用新型所述系统作为制冷系统时，水管可以直接连通冷源，也可以连通制冷机或其它冷源，此时平板热管2的冷凝段与所述水管3直接或间接贴合以进行热交换，平板热管2的蒸发段与导热基板1热交换，通过平板热管2的冷凝段与水管3内的冷源进行热交换，同时室内的热通过导热基板1被平板热管2的蒸发段吸收，达到室内制冷的目的。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (9)

1.一种热管辐射式顶板采暖/制冷系统，用于室内采暖或制冷，其特征在于，包括导热基板、一根或多根并排设置的平板热管、以及一根或多根水管，所述平板热管铺设在导热基板上方，所述水管铺设在平板热管上方，所述水管与平板热管交叉设置，所述采暖系统中的水管通过液体媒介连通热源，所述水管设置于所述平板热管的蒸发段，所述平板热管的冷凝段与导热基板热交换；所述制冷系统中的水管通过液体媒介连通冷源，所述水管设置于所述平板热管的冷凝段，所述平板热管的蒸发段与导热基板热交换。

2.根据权利要求1所述的热管辐射式顶板采暖/制冷系统，其特征在于，所述平板热管在导热基板上均匀分布两根以上，所述平板热管为金属材料经挤压或冲压成型的、其内具有两个及两个以上并排排列的微热管阵列结构，所述微热管的管侧壁互连，所述微热管内壁具有毛细微槽或微翅片，所述微热管的等效直径为0.3mm～4.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的热管辐射式顶板采暖/制冷系统，其特征在于，所述水管与平板热管垂直设置，所述水管沿平板热管长度方向均匀分布两根以上。

4.根据权利要求1所述的热管辐射式顶板采暖/制冷系统，其特征在于，所述导热基板为一体成形的金属板；或为多个导热基板呈格栅式排列而成的总基板，所述各格栅式排列的导热基板上铺设的相对应位置的平板热管为整体平板热管或通过自身的平板面相互连接的多个平板热管，所述各平板热管上铺设的相对应位置的水管为整体水管或通过接头相连接的多个水管。

5.根据权利要求1或2所述的热管辐射式顶板采暖/制冷系统，其特征在于，所述平板热管与水管为直接或间接贴合，所述平板热管与水管直接贴合时，所述水管与平板热管贴合处的水管管壁为板管式换热结构，或所述水管为扁平水管并通过其扁平面直接与平板热管贴合；所述平板热管与水管间接贴合时，所述平板热管通过板管式换热器与水管贴合。

6.根据权利要求1或2所述的热管辐射式顶板采暖/制冷系统，其特征在于，所述导热基板为铝板。

7.根据权利要求1或2所述的热管辐射式顶板采暖/制冷系统，其特征在于，所述导热基板上设置有通过冲孔工艺制成的冲孔，或设置有压花工艺制成的压花，或设置有强化传热功能的翅片。

8.根据权利要求1或2所述的热管辐射式顶板采暖/制冷系统，其特征在于，在平板热管表面或者导热基板表面涂有功能性涂层。

9.根据权利要求1或2所述的热管辐射式顶板采暖/制冷系统，其特征在于，所述导热基板的至少一侧设置有排水沟。