CN203824160U - 热管辐射立式采暖/制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热管辐射立式采暖/制冷系统，用于室内采暖或制冷，该系统包括一根或多根并排设置的平板热管以及上下两根水管，上下两根水管包括上方水管和下方水管，平板热管均沿上下两根水管的管长方向铺设且平板热管的一侧平板面与上下两根水管的管壁同时直接或间接贴合，采暖系统中的下方水管通过液体媒介连通热源，此时下方水管设置于平板热管的蒸发段；制冷系统中的上方水管通过液体媒介连通冷源，此时上方水管设置于平板热管的冷凝段。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、节能的优点。

Description

热管辐射立式采暖/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立式采暖或制冷的系统。

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，提出一种热管辐射立式采暖/制冷系统，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：

一种热管辐射立式采暖/制冷系统，用于室内采暖或制冷，其特征在于，包括一根或多根并排设置的平板热管以及上下两根水管，所述上下两根水管包括上方水管和下方水管，所述平板热管均与上下两根水管交叉设置且多根平板热管沿上下两根水管的管长方向并排铺设，所述平板热管的一侧平板面与上下两根水管的管壁同时直接或间接贴合，所述采暖系统中的下方水管通过液体媒介连通热源，此时所述下方水管设置于所述平板热管的蒸发段；所述制冷系统中的上方水管通过液体媒介连通冷源，此时所述上方水管设置于所述平板热管的冷凝段。

该系统还包括导热基板，所述导热基板与平板热管的另一侧的平板面贴合，所述采暖系统中的平板热管的冷凝段与导热基板热交换，所述制冷系统中的平板热管的蒸发段与导热基板热交换。

所述上下两根水管为两根相互独立的水管，所述采暖系统中的下方水管连通热源，此时所述上方水管空闲；所述制冷系统中的上方水管连通冷源，此时所述下方水管空闲。

所述上下两根水管通过连接管连通，所述采暖系统中的下方水管的一端为热源入口，下方水管的另一端通过连接管连通上方水管的一端，所述上方水管的另一端为热源出口，所述热源入口处和冷源出口处设置有冷热源换向阀；所述制冷系统中的上方水管的一端为冷源入口，上方水管的另一端通过连接管连通下方水管的一端，所述下方水管的另一端为冷源出口。

所述平板热管为双层平行设置，每层包括一根或多根并排设置的平板热管，双层并排设置的平板热管沿水管的管长方向铺设在水管的两侧，每层的平板热管的内侧平板面与上下两根水管的管壁同时贴合，所述导热基板铺设在平板热管的外侧平板面。

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，所述微热管的等效直径为0.3mm～4.5mm；

和/或，所述水管与平板热管垂直设置，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所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，所述各平板热管所铺设的相对应位置的上方水管或下方水管为整体水管或通过接头相连接的多个水管；

和/或，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；

和/或，在平板热管表面或者导热基板表面涂有功能性涂层；

和/或，在平板热管或者导热基板底部设置冷凝水托槽。

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立式采暖/制冷系统，包括一根或多根并排设置的平板热管以及上下两根水管，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，进而平板热管与室内空气进行换热，以将水管内连通的热源或冷源的能量经平板热管散发出去，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冷凝段辐射及空气对流释放热量至室内并通过蒸发段接触的下方水管中的热源的热来加热通过的空气，制冷系统是平板热管的蒸发段吸收室内热空气的热并通过冷凝段接触的上方水管中的冷源的冷来冷却通过的空气，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/热源构成以冷、热辐射为主要特征的立式制冷或采暖系统，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。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，而且立式采暖或制冷系统中的零部件拆卸和搬运方便，可自由安装，有工艺简单，工作安全，故障率低，可靠性高，结构紧凑，导热效率高，采暖或供冷效率高的优点。

本实用新型该系统还包括导热基板，导热基板与平板热管的另一侧的平板面贴合，采暖系统中的平板热管的冷凝段与导热基板热交换，该冷凝段通过导热基板辐射及空气对流释放热量至室内，也就是说，平板热管的蒸发段吸收水管内部的热，再通过冷凝段放热并经导热基板将热量散发至室内，达到室内采暖的目的；制冷系统中的平板热管的蒸发段与导热基板热交换，该蒸发段通过导热基板吸收室内空气的热，也就是说，通过平板热管的冷凝段与水管内的冷源进行热交换，同时室内的热通过导热基板被平板热管的蒸发段吸收，达到室内制冷的目的。该系统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立式制冷或采暖系统。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，并使得换热均匀，进一步提高了本实用新型所述系统采暖或供冷的效率。

设置本实用新型上下两根水管为两根相互独立的水管，形成两套管路，在采暖或制冷工作时仅对一根水管通热源或冷源，采暖系统中的下方水管连通热源，此时所述上方水管空闲；制冷系统中的上方水管连通冷源，此时所述下方水管空闲，两根水管根据工况的要求可以独立工作，降低了水管内部的承压能力要求，提高了整个系统运行的可靠性能。设置上下两根水管通过连接管连通，这样就形成了一套整体管路，通过在上方水管和下方水管的外端的端口设置的冷热源换向阀，通过该冷热源换向阀改变热源或冷源的入口和出口方向，使得整个系统的结构更加紧凑合理。本实用新型的上下两根水管无论是相互独立还是连通，均可以根据实际需求完成采暖以及制冷功能，而且还可以在室内原本有其它采暖装置或制冷装置的情况下，仅配置制冷或采暖的功能，使用方便灵活，具有成本低，工作效率高的优点。

双层平行设置平板热管，使之沿水管管长方向铺设在水管两侧，从侧面看就是双层的平板热管之间夹着上下两根水管，平板热管的外侧平板面铺设导热基板，这样进一步加强了平板热管与水管内的热源或冷源的换热效率以及平板热管与导热基板的换热效率，快速高效地将室内的冷空气或热空气进行换热，提高了采暖/制冷系统的工作效率，并具有结构更加紧凑合理而且美观的优点。

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。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。

优选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，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，以便于室内墙面的整体应用，增强了热管辐射立式采暖/制冷系统的实用性。

附图说明

图1为本实用新型热管辐射立式采暖/制冷系统的结构示意图。

图2为本实用新型热管辐射立式采暖/制冷系统的第一种优选结构图。

图3为图2的侧视图。

图4为本实用新型热管辐射立式采暖/制冷系统的第二种优选结构图。

图5为本实用新型热管辐射立式采暖/制冷系统的第三种优选结构图。

图6a和图6b分别为本实用新型热管辐射立式采暖/制冷系统的第四和第五种优选结构图。

图7为本实用新型热管辐射立式采暖/制冷系统的第六种优选结构图。

1－平板热管；2－上方水管；3－下方水管；4－导热基板；5－板管式换热器；6－连接管；7－冷热源换向阀。

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立式采暖/制冷系统，可用于室内采暖或制冷，该系统包括一根或多根并排设置的平板热管以及上下两根水管，其中，平板热管可以为一根，或者如图1所示的结构中的并排设置的多根平板热管1，上下两根水管包括上方水管2和下方水管3，各平板热管1均沿上下两根水管的管长方向并排铺设且平板热管1的一侧平板面与上下两根水管的管壁同时直接或间接贴合，平板热管1均与上下两根水管交叉设置，平板热管1立式设置，其下半段为蒸发段，上半段为冷凝段，采暖系统中的下方水管3通过液体媒介连通热源，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，此时下方水管3设置于平板热管1的蒸发段，平板热管1的冷凝段吸收室内冷空气的冷并通过平板热管1的蒸发段接触的下方水管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；制冷系统中的上方水管2通过液体媒介连通冷源，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，此时上方水管2设置于平板热管1的冷凝段，平板热管1的蒸发段吸收室内热空气的热并通过冷凝段接触的上方水管2中的冷源的冷来吸收周围物体辐射的热量以及冷却通过的空气，从而实现室内制冷的目的。

图2为本实用新型热管辐射立式采暖/制冷系统的第一种优选结构图，图3为其侧视图。该实施例所示的系统除包括图1所示的平板热管1、上方水管2和下方水管3外，还包括导热基板4，导热基板4与平板热管1的另一侧的平板面贴合，从系统整体结构而言，该系统为立式，从一侧到另一侧依次设置导热基板4、平板热管1和上下两根水管。优选上下两根水管均水平设置，上下两根水管均与平板热管1垂直设置。下方水管3连通热源时本实用新型形成热管辐射立式采暖系统，下方水管3设置于平板热管1的蒸发段，平板热管1的蒸发段与下方水管3热交换，平板热管1的冷凝段与导热基板4热交换，平板热管1的冷凝段通过导热基板4吸收室内冷空气的冷并通过平板热管1的蒸发段接触的下方水管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。上方水管2连通冷源时本实用新型形成热管辐射立式制冷系统，平板热管1的冷凝段与上方水管2热交换，平板热管1的蒸发段与导热基板4热交换，通过平板热管1的冷凝段与上方水管2内的冷源进行热交换，同时室内的热通过导热基板4被平板热管1的蒸发段吸收，达到室内制冷的目的。

图1—3所示的热管辐射立式采暖/制冷系统中的上下两根水管为两根相互独立的水管，在作为采暖系统使用时，下方水管3连通热源，此时上方水管2空闲；在作为制冷系统使用时，上方水管2连通冷源，此时下方水管3空闲。下方水管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，上方水管2可以直接连通冷源，也可以连通制冷机或其它冷源。上下两根水源也可以连通形成整体水管，如图5所示的本系统第三种优选结构图，上下两根水管通过连接管6连通，采暖系统中的下方水管3的一端为热源入口A，下方水管3的另一端通过连接管6连通上方水管2的一端，上方水管2的另一端为热源出口B，也可以通过另一连接管引出至热源出口B，该实施例采用的是后者的方案，热源出口B在热源入口A的上方相邻处，热源入口处A和冷源出口B处设置有冷热源换向阀7。在该系统作为制冷系统时，冷热源换向阀7启动换向，控制水源的入口和出口互换，上方水管2的一端为冷源入口B，上方水管2的另一端通过连接管6连通下方水管3的一端，下方水管3的另一端为冷源出口A。

本实用新型所述系统是以平板热管中的介质为热媒，与上下两根水管中的冷/热源以及导热基板构成以冷、热辐射为主要特征的制冷或采暖系统。优选地，平板热管1在导热基板4上均匀分布两根以上，平板热管1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。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。当然，也可以设置平板热管1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1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，竖向设置的平板热管的下端作为蒸发段(也可以称为是吸热段)，上端作为冷凝段(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。导热基板4优选采用金属板，例如导热效率高的铝板。平板热管与导热基板之间可通过高强度导热硅胶粘接。平板热管1与上下两根水管可以直接贴合，此时上方水管2和下方水管3与平板热管1所贴合处的水管管壁为板管式换热结构上方水管2和下方水管3均通过自身的该板管式换热结构实现与平板热管1紧密贴合；此外，当平板热管1与上下两根水管直接贴合时还可以直接将上下两根水管均设置为扁平水管，扁平水管内为单一腔体且截面为矩形，通过各扁平水管的扁平面直接与平板热管1贴合，如图4所示结构；平板热管1与上下两根水管可以间接贴合，此时平板热管1通过如图3所示的板管式换热器5与上方水管2以及下方水管3连接，板管式换热器5轴向设置有放置水管的通孔。

图6a为本实用新型热管辐射立式采暖/制冷系统的第四种优选结构图，该实施例中的平板热管为双层平行设置，每层包括一根或多根并排设置的平板热管1，双层并排设置的平板热管沿水管的管长方向铺设在水管的两侧，每层的平板热管1的内侧平板面与上下两根水管的管壁同时贴合，导热基板4也是两块，分别铺设在每层平板热管的外侧平板面。如图6a所示的本实用新型所述系统依次设置有导热基板4、平板热管1、上下两根水管、平板热管1和导热基板4，平板热管1通过板管式换热器5与上方水管2以及下方水管3连接。图6b为本实用新型系统的第五种优选结构，与图6a的区别是，该实施例中的上方水管2以及下方水管3均为扁平水管，上下两根水管均通过自身的扁平面直接贴合于每层的平板热管1的内侧平板面。

导热基板4可以设置于室内墙面或者安装在室内作为装饰面，还可以在导热基板上加装饰层。当导热基板作为室内墙面使用时可理解为是一种辐射面板，若是图6a和图6b所示的系统在双层平行设置的平板热管的外侧平板面铺设两块导热基板，将其设置于墙面时，紧贴墙面的导热基板可理解为是一种背板，朝向室内的导热基板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。导热基板起到美观、装饰以及结构强度大的优点。在平板热管表面或者导热基板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。还可以在平板热管或者导热基板底部设置冷凝水托槽。

导热基板4可以是一体成形的金属板，也可以是如图7所示的本实用新型所示系统的第六种结构，为由多个导热基板4呈格栅式排列而成的总基板，各格栅式排列的导热基板4所铺设的相对应位置的平板热管1可以为图7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1所铺设的相对应位置的上方水管2或下方水管3也可以为图7所示的整体水管或其它如通过接头相连接的多个水管。

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 (7)

1.一种热管辐射立式采暖/制冷系统，用于室内采暖或制冷，其特征在于，包括一根或多根并排设置的平板热管以及上下两根水管，所述上下两根水管包括上方水管和下方水管，所述平板热管均与上下两根水管交叉设置且多根平板热管沿上下两根水管的管长方向并排铺设，所述平板热管的一侧平板面与上下两根水管的管壁同时直接或间接贴合，所述采暖系统中的下方水管通过液体媒介连通热源，此时所述下方水管设置于所述平板热管的蒸发段；所述制冷系统中的上方水管通过液体媒介连通冷源，此时所述上方水管设置于所述平板热管的冷凝段。

2.根据权利要求1所述的热管辐射立式采暖/制冷系统，其特征在于，还包括导热基板，所述导热基板与平板热管的另一侧的平板面贴合，所述采暖系统中的平板热管的冷凝段与导热基板热交换，所述制冷系统中的平板热管的蒸发段与导热基板热交换。

3.根据权利要求1或2所述的热管辐射立式采暖/制冷系统，其特征在于，所述上下两根水管为两根相互独立的水管，所述采暖系统中的下方水管连通热源，此时所述上方水管空闲；所述制冷系统中的上方水管连通冷源，此时所述下方水管空闲。

4.根据权利要求1或2所述的热管辐射立式采暖/制冷系统，其特征在于，所述上下两根水管通过连接管连通，所述采暖系统中的下方水管的一端为热源入口，下方水管的另一端通过连接管连通上方水管的一端，所述上方水管的另一端为热源出口，所述热源入口处和冷源出口处设置有冷热源换向阀；所述制冷系统中的上方水管的一端为冷源入口，上方水管的另一端通过连接管连通下方水管的一端，所述下方水管的另一端为冷源出口。

5.根据权利要求2所述的热管辐射立式采暖/制冷系统，其特征在于，所述平板热管为双层平行设置，每层包括一根或多根并排设置的平板热管，双层并排设置的平板热管沿水管的管长方向铺设在水管的两侧，每层的平板热管的内侧平板面与上下两根水管的管壁同时贴合，所述导热基板铺设在平板热管的外侧平板面。

6.根据权利要求2所述的热管辐射立式采暖/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，所述微热管的等效直径为0.3mm～4.5mm；

和/或，所述水管与平板热管垂直设置，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。

7.根据权利要求2所述的热管辐射立式采暖/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所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，所述各平板热管所铺设的相对应位置的上方水管或下方水管为整体水管或通过接头相连接的多个水管；

和/或，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；

和/或，在平板热管表面或者导热基板表面涂有功能性涂层；

和/或，在平板热管或者导热基板底部设置冷凝水托槽。