CN212805904U - 低能耗辐射空调末端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低能耗辐射空调末端，包括换能层和热阻尼层，热阻尼层固定在换能层的一侧，换能层包括第一主管、第二主管和多个支管，多个支管并行排列形成支管阵列，第一主管和第二主管平行，第一主管和第二主管分别固定在支管阵列的两端，第一主管和第二主管均与支管阵列连通。本实用新型提供的低能耗辐射空调末端在换能层一侧增设热阻尼层，辐射热量更均匀，辐射空调末端两侧的温差更大，提高辐射效率，更加节能；采用多个支管并联的传热方式，使换能层内部流体通道成并联式短行程，相比于串联长行程流体通道，降低流体阻力、减少能耗，传热更均匀。

Description

低能耗辐射空调末端

技术领域

本实用新型涉及辐射空调领域，更为具体来说，本实用新型涉及一种低能耗辐射空调末端。

背景技术

辐射空调末端，作为一种新型的节能空调末端，应用范围广泛，且项目铺设面积大。

传统的辐射空调末端中，用于输送冷水和热水的传热结构为铜管、不锈钢管等金属管道或者密集的塑料软管网(又称毛细管辐射空调部件)；同时，还需要设置铝板等导热系数较高的材料，铺设在金属管道或塑料管网侧进行扩散导热。这种辐射空调末端的形式存在以下弊端：(1)采用铜管结合铝板的传热结构形式，辐射空调末端的成本约为250-300元/平米，成本较高；(2)采用密集的塑料软管(毛细管辐射空调部件)进行传热，安装时，需要仔细的贴敷在墙体上，对施工工艺要求较高；(3)传热效率差，且传热不均匀，易产生结露现象：例如由传热管道和导热铝板组成的换能层直接与金属辐射面板贴附连接，或者通过一层厚度<1mm的消声薄膜贴附在金属辐射面板，由于盘管和辐射板板面接触的密度不同，使辐射面板温度不均匀；辐射面板在接近传热管道的区域，形成低温条状区域，低温条状区域的温度比其他区域温度低；当这些低温区域的温度低于室内空气露点温度时，空气中的水蒸气容易在这些区域凝结形成水珠；辐射空调系统运行过程中，室内空气相对湿度随着室内人员及门窗开关情况有很大变动，导致室内空气露点温度升高，使辐射面板出现结露；辐射面板结露易滋生细菌，破坏室内卫生环境；为了防止低温区域的形成，通常的做法是提高空调冷冻水的水温，使辐射面板表面温度维持在室内空气露点温度之上，但供冷能力有所减小。

而且，目前传热管均采用串联的形式进行传热，内部流体通道相当于串联式长行程，不便于安装，且传热效率差。辐射空调末端的导热层多采用U型盘管，为了便于U型盘管的弯曲加工，管材宜使用圆管结构。但由于圆形的盘管与平板的接触面积小，热传导性差。因此通常需要在圆管外包裹增加热传导的散热翼，因此增加了生产工艺环节和制造成本，另外，散热翼既要和圆管需要贴合完好，还需保证与平面结构贴合的平整度，因此增加了生产工艺质量控制的难度。

因此，如何提高辐射空调末端的传热效率、降低辐射空调末端的成本和安装难度，成为本领域重点关注且亟待解决的问题之一。

实用新型内容

为解决现有辐射空调末端传热效果差、成本高、安装难度大等问题，本实用新型创新地提供了一种低能耗辐射空调末端，该低能耗辐射空调末端在换能层一侧增设热阻尼层，且换能层采用并联流体通道的形式进行传热，辐射热量更均匀，提高传热效率，有效降低能耗。

为实现上述的技术目的，本实用新型公开了一种低能耗辐射空调末端，包括：换能层和热阻尼层，所述热阻尼层固定在所述换能层的一侧，所述换能层包括第一主管、第二主管和多个支管，多个所述支管并行排列形成支管阵列，所述第一主管和所述第二主管平行，所述第一主管和所述第二主管分别固定在所述支管阵列的两端，所述第一主管和所述第二主管均与所述支管阵列连通。

进一步地，所述支管为矩形管，第一主管、第二主管和多个支管在辐射面上的投影面积之和大于多个支管间空隙的投影面积总和。

进一步地，所述支管的管壁厚度为0.5-2.5mm，所述支管的导热系数为0.1-1.0W/mK。

进一步地，所述换能层的进液口和出液口均设置在所述第一主管上，所述第一主管内部设有阻断件，所述阻断件位于所述进液口和所述出液口之间。

进一步地，所述换能层的进液口设置在所述第一主管上，所述换能层的出液口设置在所述第二主管上，所述进液口和所述出液口设置在所述支管阵列的不同侧。

进一步地，所述换能层远离所述热阻尼层的一侧设置有隔热层，所述隔热层的热阻大于所述热阻尼层的热阻。

进一步地，所述换能层的两侧均固定有热阻尼层。

进一步地，所述热阻尼层远离所述换能层的一侧设置有辐射面板。

进一步地，所述热阻尼层和所述辐射面板之间设置有消音层。

进一步地，所述热阻尼层远离所述换能层的一侧敷设有辐射涂层。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型提供的低能耗辐射空调末端在换能层一侧增设热阻尼层，辐射热量更均匀，能有效降低结露的风险，辐射空调末端两侧的温差更大，提高辐射效率，更加节能。

(2)本实用新型提供的低能耗辐射空调末端采用多个支管并联的传热方式，使换能层内部流体通道成并联式短行程，相比于串联长行程流体通道，降低流体阻力、减少能耗，传热更均匀。

(3)本实用新型提供的低能耗辐射空调末端的支管为矩形管，相对于传统的圆形管，其有效传热面积更大，传热更均匀，可以不需要散热翼结构，降低成本，且降低现场安装难度。

(4)本实用新型提供的低能耗辐射空调末端的支管相对于金属管，质量轻，便于运输，降低现场安装难度；且在保持轻质和强度的基础上，导热效果良好。

(5)本实用新型提供的低能耗辐射空调末端为标准化模块结构，在施工现场组合安装方便、快捷；可应用于不同的建筑场景中，如吊顶、墙面或地面等，对使用场合没有限制。

附图说明

图1为低能耗辐射空调末端的结构示意图。

图2a为一种实施例的换能层的结构示意图。

图2b为与图2a接口位置不同的换能层的结构示意图。

图3a为另一实施例的换能层的结构示意图。

图3b为与图3b接口位置不同的换能层的结构示意图。

图4a为实施例一的低能耗辐射空调末端的爆炸结构示意图。

图4b为实施例一的隔热层、换能层和热阻尼层的一种连接关系示意图。

图4c为实施例一的隔热层、换能层和热阻尼层的另一种连接关系示意图。

图5为实施例二的低能耗辐射空调末端的爆炸结构示意图。

图6为实施例三的低能耗辐射空调末端的爆炸结构示意图。

图7为实施例四的低能耗辐射空调末端的爆炸结构示意图。

图8为实施例五的低能耗辐射空调末端的爆炸结构示意图。

图9为实施例六的低能耗辐射空调末端的爆炸结构示意图。

图10为实施例七的低能耗辐射空调末端的爆炸结构示意图。

图11a为无热阻尼层的辐射空调末端的热量传递示意图。

图11b为本实用新型的低能耗辐射空调末端的热量传递示意图。

图中，

1、换能层；2、热阻尼层；11、第一主管；12、第二主管；13、支管；14、进液口；15、出液口；16、阻断件；17、接口；3、隔热层；31、通孔；4、辐射面板；5、消音层。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型提供的低能耗辐射空调末端进行详细的解释和说明。

如图1所示，本实施例具体公开了一种低能耗辐射空调末端，用于辐射供冷或供暖，包括：换能层1和热阻尼层2，热阻尼层2固定在换能层1的一侧，热阻尼层2的热阻为0.01m²K/W-0.1m²K/W。优选地，热阻尼层2的厚度为0.5-2.5mm，导热系数为0.02-0.05W/mK。更优选地，热阻尼层2为XPS挤塑板(挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板)、EPS聚苯板(膨胀聚苯板)、聚氨酯板等。

换能层1包括第一主管11、第二主管12和多个支管13，多个支管13并行排列形成支管阵列，第一主管11和第二主管12平行设置，第一主管11和第二主管12分别固定在支管阵列的两端，第一主管11和第二主管12均与支管阵列连通。冷源或热源的液体经第一主管11或第二主管12进入换能层1后，流经多个支管13形成的并联通道，进行传热。

多个支管13可以垂直于第一主管11和第二主管12，也可以与第一主管11和第二主管12形成一定的夹角(即支管13在第一主管11和第二主管12之间倾斜设置)。优选地，多个支管13垂直于第一主管11和第二主管12。

支管13为矩形管，即支管13的纵截面为长方形或正方形，相对于传统的圆形管，矩形管的有效传热面积更大，传热更均匀。在辐射面的投影方向，第一主管11、第二主管12和多个支管13在辐射面上的投影面积之和大于多个支管13间空隙的投影面积总和，传热面积更大，辐射效果更好，更加节能。优选地，第一主管11和第二主管12也为矩形管。

支管13的管壁厚度为0.5-2.5mm，支管13的导热系数为0.1-1.0W/mK。优选地，支管13为PP-R管(聚丙烯无规共聚物管)、LDPE管(低密度聚乙烯管)、HDPE管(高密度聚乙烯管)、PP管(聚丙烯管)、PET管(聚对苯二甲酸管)、PMMA管(聚甲基丙烯酸甲酯管)、PVC管(聚氯乙烯管)、PEEK管(聚醚醚酮管)、PC管(聚碳酸酯纤维)、聚丁烯管、聚酰胺纤维管、环氧树脂管或尼龙管。本实用新型的支管13相对于金属管质量轻、便于运输和安装，且在保持轻质和强度的基础上，导热效果良好。

优选地，支管13的表面为发射率较高的黑色或深色。

本发明的换能层1的进液口和出液口有多种形式，保证冷源或热源液体能流经整个换能层1、且在换能层1内部均匀流动，提高辐射效率的同时、辐射热量更均匀。

在一些实施例中，如图2a和2b所示，换能层1的进液口14和出液口15均设置在第一主管11上，第一主管11内部设有阻断件16，阻断件16位于进液口14和出液口15之间。液体从进液口14进入第一主管11内，在阻断件16处被阻断，阻断件16将第一主管11分隔成左右两侧；进入到第一主管11内的液体在第一主管11左侧被分流到阻断件16左侧的多个支管13内，流体经支管13汇流到第二主管12后，又被分流到阻断件16右侧的多个支管13内，最终汇流到第一主管11右侧，从出液口15流出。图中箭头方向为液体的流动方向。

如图2a所示，进液口14和出液口15分别设置在第一主管11的左右两端，进液口14和出液口15均连接有接口17，通过接口17将两个辐射空调末端直接连接，降低辐射空调末端的安装难度。

如图2b所示，第一主管11的两端为封闭端，进液口14和出液口15设置在第一主管11的管体上，进液口14和出液口15均连接有接口17，接口17垂直于第一主管11。在进行安装时，通过软管连接相邻两个辐射空调末端上的接口17来实现组合安装。软管的一端连接其中一个辐射空调末端出液口15处的接口17，软管的另一端连接另一个辐射空调末端出液口15处的接口17。

在一些实施例中，如图3a和3b所示，换能层1的进液口14设置在第一主管11上，换能层1的出液口15设置在第二主管12上，进液口14和出液口15设置在支管阵列的不同侧。液体从进液口14进入第一主管11内，被分流到多个支管13内，流经并联的多个支管13后汇流到第二主管12，从第二主管12上的出液口15流出。图中箭头方向为液体的流动方向。

实施例一：如图4a所示，换能层1远离热阻尼层2的一侧固定有隔热层3，隔热层3的热阻大于热阻尼层2的热阻。隔热层3与热阻尼层2形成不对称传热，热量更多的向热阻尼层2一侧传递，热阻尼层2使得辐射更均匀，达到防结露的效果。

隔热层3的热阻>0.1m²K/W，优选地，隔热层3的厚度>1mm，导热系数<0.05W/mK。隔热层3为硬质塑料板或发泡成型板材。

热阻尼层2的热阻为0.01m²K/W-0.1m²K/W。优选地，热阻尼层2的厚度为0.5-2.5mm，导热系数为0.02-0.05W/mK。更优选地，热阻尼层2为XPS挤塑板、EPS聚苯板、聚氨酯板等。

隔热层3上开设有两个用于契合接口17的通孔31，隔热层3与热阻尼层2围合成一个封闭体，将换能层1与外界隔离。

如图4b和4c所示，隔热层3整体呈C型，换能层1固定在隔热层3内部，隔热层3的开口通过热阻尼层2封闭。如图4b所示，隔热层3靠近换能层1的面是平面；如图4c所示，隔热层3靠近换能层1的面上开设有多个凹槽，每个凹槽内卡接一个支管13。

实施例二：如图5所示，在实施例一的基础上，热阻尼层2远离换能层1的一侧固定有辐射面板4。即辐射空调末端包括依次排列的隔热层3、换能层1、热阻尼层2和辐射面板4。

实施例三：如图6所示，在实施例二的基础上，热阻尼层2和辐射面板4之间固定有消音层5。优选地，消音层5的厚度小于1mm。

实施例四：如图7所示，换能层1的两侧均固定有热阻尼层2，形成双面辐射，此类辐射空调末端适用于吊顶和屏风等。换能层1的两侧均为热阻尼层2，两个热阻尼层2围成封闭体，将换能层1与外界隔离。热阻尼层2与换能层1的固定方式参照图4b和图4c。

实施例五：如图8所示，在实施例四的基础上，热阻尼层2远离换能层1的一侧设置有辐射面板4。此类辐射空调末端在换能层1两侧安装有相同的结构，实现双面辐射。

实施例六，如图9所示，在实施例五的基础上，热阻尼层2和辐射面板4之间设置有消音层5。

实施例七：如图10所示，在实施例四的基础上，热阻尼层2远离换能层1的一侧敷设有高发射率的辐射涂层。热阻尼层2和辐射涂层直接作为辐射面板辐射热量。

如图11a所示，不设置热阻尼层2，换能层1直接与辐射面板4接触；由于缺少热阻尼层2的y方向热传导，辐射面板4的等温线T4弧度较大，即表面温差较大。图中q为热流密度。

如图11b所示，在换能层1和辐射面板4之间设置热阻尼层2；按照傅里叶导热定律，在各向均质的热阻尼层2中，如热量从换能层1进入热阻尼层内部后，由于临近左侧的x和y方向都存在温度梯度(等温线在x-y的截面表现为曲线)，温度梯度最大的方向，通过的热流密度q也最大。由于积分累积效应，经计算可以得出：热量达到热阻尼层2右侧边界时，等温线趋于平坦，也即热阻尼层2右侧边界温度趋于均匀。辐射面板4的等温线T4则更为平坦。

因此，增设热阻尼层2的辐射空调末端的辐射热量更均匀，辐射效果更好，能有效降低结露的风险。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低能耗辐射空调末端，其特征在于，包括：换能层(1)和热阻尼层(2)，所述热阻尼层(2)固定在所述换能层(1)的一侧，所述换能层(1)包括第一主管(11)、第二主管(12)和多个支管(13)，多个所述支管(13)并行排列形成支管阵列，所述第一主管(11)和所述第二主管(12)平行，所述第一主管(11)和所述第二主管(12)分别固定在所述支管阵列的两端，所述第一主管(11)和所述第二主管(12)均与所述支管阵列连通。

2.根据权利要求1所述的低能耗辐射空调末端，其特征在于，所述支管(13)为矩形管，第一主管(11)、第二主管(12)和多个支管(13)在辐射面上的投影面积之和大于多个支管(13)间空隙的投影面积总和。

3.根据权利要求1或2所述的低能耗辐射空调末端，其特征在于，所述支管(13)的管壁厚度为0.5-2.5mm，所述支管(13)的导热系数为0.1-1.0W/mK。

4.根据权利要求1所述的低能耗辐射空调末端，其特征在于，所述换能层(1)的进液口(14)和出液口(15)均设置在所述第一主管(11)上，所述第一主管(11)内部设有阻断件(16)，所述阻断件(16)位于所述进液口(14)和所述出液口(15)之间。

5.根据权利要求1所述的低能耗辐射空调末端，其特征在于，所述换能层(1)的进液口(14)设置在所述第一主管(11)上，所述换能层(1)的出液口(15)设置在所述第二主管(12)上，所述进液口(14)和所述出液口(15)设置在所述支管阵列的不同侧。

6.根据权利要求1所述的低能耗辐射空调末端，其特征在于，所述换能层(1)远离所述热阻尼层(2)的一侧设置有隔热层(3)，所述隔热层(3)的热阻大于所述热阻尼层(2)的热阻。

7.根据权利要求1所述的低能耗辐射空调末端，其特征在于，所述换能层(1)的两侧均固定有热阻尼层(2)。

8.根据权利要求6或7所述的低能耗辐射空调末端，其特征在于，所述热阻尼层(2)远离所述换能层(1)的一侧设置有辐射面板(4)。

9.根据权利要求8所述的低能耗辐射空调末端，其特征在于，所述热阻尼层(2)和所述辐射面板(4)之间设置有消音层(5)。

10.根据权利要求6或7所述的低能耗辐射空调末端，其特征在于，所述热阻尼层(2)远离所述换能层(1)的一侧敷设有辐射涂层。

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