CN208794530U - 一种基于平板微热管阵列的地板辐射采暖系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一种基于微热管阵列的地板辐射采暖系统，包括供热水管和多个微热管阵列，供热水管为下表面为平面的扁水槽管或翼型管，微热管阵列为金属材料经焊接或冲压或挤压形成的具有多个并排排列的独立微型通孔的板状结构体，微型通孔侧壁上设有微齿翅片，微型通孔内壁上设有大量毛细微槽结构，微热管阵列的两端密封封装，微热管阵列内部填充有冷凝剂，微热管阵列沿其长度方向倾斜时，冷凝剂覆盖段为蒸发段，其余段为散热段，供热水管的下表面通过导热硅胶与微热管阵列的蒸发段相粘连。该采暖系统改变了传统的底板采暖模式，使地采暖温度分布均匀，供热效率高，能耗小，整套系统管路简单，维修方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于微热管阵列的地板辐射采暖系统，属于采暖供热领域。
背景技术
传统的室内采暖方式主要是散热器采暖，即将暖气片等散热器布置在建筑物的内墙面上，通常是将暖气片等散热器悬挂在室内的壁面上，这种散热器的安装方式占据室内的空间较大。且由于散热器悬挂在壁面上，使得散热器散发的热量难以向下传递，导致空间温度分布不均匀。由于如暖气片等类型的散热器通常悬挂在墙壁上，因而散热区通常为室内的外围区域，暖气片散发的热量很大部分通过墙壁和门窗传递给了室外，导致暖气片内供水需求温度高，供热效率低。
针对以上不足，目前国内外大都改用采暖效率较高，使得人体舒适度较高的地板采暖系统。现有的地板辐射采暖系统主要包括盘管式及圆热管式地板采暖系统。其中盘管式地板采暖系统换热能力差，地埋盘管管路长，系统阻力大，热响应时间长，换热温差大，对供能侧的温度要求高；圆热管式地板采暖系统换热效率较盘管式地板采暖系统有所提高，但是该系统的换热面积较小，换热温差较大，与供热干管湿式连接，在工程应用中，存在易泄漏等安全隐患，稳定性和可靠性较差。
实用新型内容
为了解决现有技术换热能力差、稳定性和可靠性低的问题，本实用新型的技术方案如下：
一种基于平板微热管阵列的地板辐射采暖系统，其特征在于：
包括供热水管和微热管阵列，所述供热水管具有一表面为平面，所述微热管阵列为金属材料经焊接或冲压或挤压形成的具有多个并排排列的独立微型通孔的板状结构体，所述独立微型通孔即微热管且其内部填充有相变工质；所述供热水管的所述平面与微热管阵列一端贴合，所述微热管阵列在贴合侧为蒸发段，其余部分为冷凝段。
优选的所述微热管阵列相对于地面水平放置，内壁面具有大量毛细微槽结构；或
所述微热管阵列沿微热管延伸方向向上倾斜放置，所述冷凝段与水平地面的夹角为大于 0.5°。
优选的所述微热管阵列的长度为0.5-3m，所述微型通孔的等效直径为1-5mm。
优选的所述冷凝段与水平地面的夹角为0.5-4.5°。
优选的所述蒸发段占微热管阵列总长度的5％-15％。
优选的所述供热水管为扁水槽管，由铝合金挤压或冲压而成，管内由至少两个的方孔或矩形孔并排组成；
或优选的所述供热水管为翼型管，为金属圆管挤压或冲压形成的一面为平面的翼型管状结构体。
优选的所述供热水管的所述平面通过导热硅胶与微热管阵列的蒸发段相贴合，所述导热硅胶的厚度为0.1-0.3mm。
优选的所述微型通孔侧壁上设有微齿翅片。
本实用新型的技术效果：
本实用新型采用具有一个表面为平面的管道例如扁水槽管或翼型管作为供热水管，采用微热管阵列作为散热管，将供热水管的平面与散热管粘连在一起，使供热水管与散热管干式连接，通过散热管内的工质的相变导热来传递热量，改变了传统供热方式中供热水管和散热管为一体、通过水来导热的模式，本实用新型具有以下主要优点：
第一，现有技术的管路均为水管与地下水泥的直接接触，存在水发生泄漏的风险较高，而水一旦泄漏，由于热水源源不断的在持续供应，因此发现不及时将会对地板造成严重破坏，但相变热管则不存在这种泄漏风险；
第二，缩短了供热水管的长度，减小了管道内工质的流通阻力，提高了工质的循环速度；
第三，由于本实用新型的供热水管与散热管采用干式连接，供热水管与散热管内的工质互不接触，且每根散热管内的工质也互不接触，降低了管路的内压，提高了管路的使用寿命，当管路出现故障时，只需更换相应的部分，维修方便。
进一步的，与传统的传热工质水不同，本实用新型在微热管阵列中填充相变工质作为散热工质，应用了其蒸发吸热冷凝放热的特性，巧妙的将微热管阵列内部设置大量微型通孔和毛细微槽，从微热管阵列内部加大了换热面积，提高了冷凝剂蒸发和冷凝的速率。优选的将微热管阵列设置一定倾斜度，帮助冷凝剂通过自重不断循环，在微热管阵列内部形成一个蒸发-冷凝-回流的自循环系统。如果条件实在不允许，也可以将微热管水平放置，但需要在壁面设置带有毛细结构微通道，通过其毛细吸附力辅助冷凝剂的回流循环。
小面积供暖时，可优选采用扁水槽管作为供热水管，由于扁水槽管采用导热金属材料制成，其内部具有多排通道，且壁面上可设有大量毛细微槽，使得供热水管的换热效率提升，通道截面积为10mm2—70mm2。
大面积供暖时，可优选采用翼型管作为供热水管，翼型管的管路粗，降低了工质的流动阻力，提高了工质循环效率，翼型管的特殊形状能够很好的与微热管阵列贴合，与传统圆管相比，增大了换热面积，提高了换热效率。
微热管阵列的长度范围是通过设计与验证获得的适合现有应用场景的长度，该长度范围同样是微热管阵列最优的有效散热长度。
微热管阵列的倾斜度和蒸发段的占比保证了供热水管与微热管阵列的换热效率最高，同时冷凝剂在微热管阵列中的循环速度最快。
根据室内采暖实际需求，可将多根微热管阵列与供热水管贴合，也可将多路供热水管串联或并联使用，使供热分布均匀，提高人体舒适度，且由于管路的使用方式灵活多变，可满足大跨度，大空间场所的采暖需求。
附图说明
图1为本实用新型采暖系统中扁水槽管结构示意图。
图2为本实用新型采暖系统中微热管阵列剖面图。
图3为本实用新型采暖系统中翼型管结构示意图。
图4为本实用新型采暖系统管路铺设示意图。
图5为本实用新型采暖系统铺设示意图。
附图标号：
1-扁水槽管；10-水管；11-方孔或矩形孔；12-翼型管；
2-微热管阵列；21-蒸发段；22-微型通孔；23-微齿翅片；24-微型通孔壁面；
3-反射膜；4-找平层；5-水泥砂浆填充层；6-垫块；7-绝热保温层；8-结构层；9-管接头阀门组件。
具体实施方式
为了更清楚的理解该实用新型的内容，将结合附图和实施例详细说明。
实施例1
如图1，本实施例为小面积空间供暖，优先选用扁水槽管1作为供热水管，扁水槽管1 采用导热金属材料制成，其内部具有多排方孔或矩形孔11，且壁面上设有大量毛细微槽，使得供热水管的换热效率提升。
如图2、4、5所示，本实用新型的采暖系统采用微热管阵列2作为散热管，微热管阵列 2为金属材料经焊接或冲压或挤压形成的具有多个并排排列的独立微型通孔22的板状结构体，微型通孔22侧壁上设有微齿翅片23，微型通孔壁面24上设有大量毛细微槽结构，微热管阵列2的两端密封封装；本实用新型在微热管阵列2中填充冷凝剂作为散热工质，应用了冷凝剂本实用新型工作环境下可蒸发吸热、冷凝放热的特性，巧妙的将微热管阵列2内部设置大量微型通孔22和微齿翅片23，并在微型通孔22的壁面24上设有大量毛细微槽结构从微热管阵列2内部加大了换热面积，提高了冷凝剂蒸发和冷凝的速率，并将微热管阵列2设置一定倾斜度，帮助冷凝剂通过自重不断循环，在微热管阵列2内部形成一个蒸发-冷凝-回流的自循环系统。
如图4所示，本实用新型的供暖系统主要包括管接头阀门组件9、水管10、供热水管即扁水槽管1、微热管阵列2。供热水管通过水管10与管接头阀门组件9连接，微热管阵列2的一端贴合在供热水管的平面上构成供暖系统。管接头阀门组件9包括多组阀门和管接头，通过改变水管10与管接头阀门组件9以及与供热水管的连接方式，实现采暖系统的串联、并联或串并联混合连接。
如图5所示，本实用新型的采暖系统的铺设过程为：在结构层8上铺设绝热保温层7，在绝热保温层7上方铺设反射膜3，在反射膜3上方固定有两块高度不同的垫块6，用于固定微热管阵列2，并使微热管阵列2散热段与水平地面形成0.5°夹角，微热管阵列2的蒸发段21固定在高度较低的垫块6上，微热管阵列2的散热段的末端固定在高度较高的垫块6上，扁水槽管1的下表面通过导热硅胶与微热管阵列2的蒸发段21相贴合，在反射膜3上方铺设40mm或以上的水泥砂浆填充层5，在水泥砂浆填充层5上方铺设找平层4。
本实用新型采暖系统的工作原理为：通过管接头阀门组件9、水管10为供热水管内提供循环流动的热水(或其它导热工质)，使供热水管壁产生热量，供热水管壁产生的热量通过导热硅胶传递给微热管阵列2的蒸发段21，微热管阵列2内的冷凝剂在蒸发段21处吸收热量蒸发，产生具有热量的蒸汽，蒸汽沿倾斜设置的微热管阵列2向上流动，蒸汽在微热管阵列的冷凝段遇到较低温度的壁面时进行热量传递，冷凝形成液滴，冷凝液滴在自身重力下回落到微热管阵列2的蒸发段21，依次循环，不断为微热管阵列提供热量。微热管阵列2产生的热量向外界辐射，辐射依次通过水泥砂浆填充层5、找平层4到室内空间，为室内空间提供热量。
实施例2
本实施例为大面积空间供暖，如图3所示，采用翼型管12作为供热水管，翼型管12的管路粗，降低了工质的流动阻力，提高了工质循环效率，翼型管12的特殊形状能够很好的与微热管阵列贴合，与传统圆管相比，增大了换热面积，提高了换热效率。微热管阵列2散热段与水平地面形成4.5°夹角，其它结构与实施例1类似。
实施例3
本实施例相对于实施例1，两块垫块6高度相同，微热管阵列2水平放置，在壁面设置带有毛细结构微通道，通过其毛细吸附力辅助冷凝剂的回流循环，其它结构与实施例1类似。
以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种基于平板微热管阵列的地板辐射采暖系统，其特征在于：
包括供热水管和微热管阵列，所述供热水管具有一表面为平面，所述微热管阵列为金属材料经焊接或冲压或挤压形成的具有多个并排排列的独立微型通孔的板状结构体，所述独立微型通孔即微热管且其内部填充有相变工质；所述供热水管的所述平面与微热管阵列一端贴合，所述微热管阵列在贴合侧为蒸发段，其余部分为冷凝段。
2.根据权利要求1所述的采暖系统，其特征在于：所述微热管阵列的长度为0.5-3m，所述微型通孔的等效直径为1-5mm。
3.根据权利要求1所述的采暖系统，其特征在于：所述冷凝段与水平地面的夹角为0.5-4.5°。
4.根据权利要求1所述的采暖系统，其特征在于：所述蒸发段占微热管阵列总长度的5％-15％。
5.根据权利要求1所述的采暖系统，其特征在于：所述供热水管为扁水槽管，由铝合金挤压或冲压而成，管内由至少两个的方孔或矩形孔并排组成。
6.根据权利要求1所述的采暖系统，其特征在于：所述供热水管为翼型管，为金属圆管挤压或冲压形成的一面为平面的翼型管状结构体。
7.根据权利要求1所述的采暖系统，其特征在于：所述供热水管的所述平面通过导热硅胶与微热管阵列的蒸发段相贴合，所述导热硅胶的厚度为0.1-0.3mm。
8.根据权利要求1所述的采暖系统，其特征在于：所述微型通孔侧壁上设有微齿翅片。
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