CN2510813Y - 隔板式辐射传热板 - Google Patents

Abstract

一种隔板式辐射传热板,包括一辐射板及传热媒质,该辐射板采取直立式设置,在该辐射板的底部设有一排水槽,在该辐射板外表面包围有许多反射片,这些反射片以一微小的间隙配置在该辐射板外表面,并且朝离开该辐射板的方向延伸。利用本实用新型直立设置的隔板式辐射传热板,能解决传统水平设置式的辐射传热板的结露问题,还可调整辐射板通过辐射和对流方式进行传热的比例,并引导热能辐射至需要的区域,避免造成能源的浪费。

Description

隔板式辐射传热板

技术领域

本实用新型涉及一种传热板，特别是一种具备辐射与对流的传热作用，直立设置且能解决表面结露问题的隔板式辐射传热板。

背景技术

辐射板的使用在欧洲地区已经非常普遍，相关的技术也已为人们所熟知。例如在英国，辐射板的占有率约为新设空调设备的30％，在德国甚至已有相关的测试标准，美国的ASHRAE Handbook里有一特定的章节加以讨论，在日本也有利用热水温暖楼板达到致热效果的产品出现。

使用辐射板具有以下优点：

1、辐射传热板不必直接加热空气或是冷却空气，而是将热量通过辐射的方式传递，因为空间内的空气流动量低，可以减少空调的冷能经由天花板、墙壁和窗户的热负载损失，这些热量估计至少占空调负载的10％~20％。

2、没有利用强迫气流(如通过送风装置)来实现室内均匀致冷或采暖的需要，因此可以避免出现冷流或热流等不舒适送风气流的问题。

3、采用较高的冰水温度(约18~20℃)，除避免结雾以外，由于冷冻系统的冰水温度提高，蒸发(或热交换)温度也提高，预期可以节能约15％。

4、利用冰水输送，而非空气输送，除可节省输送系统能源消耗(估计约为送水：0.02kW/RT，送风：0.2kW/RT)外，最重要的是噪音更小。

美国专利第2,767,961号公开了一种利用天花板提供辐射热能的技术，它利用天花板以及屋顶之间所构成的阁楼来容纳加热房屋所需的热空气或是冷却房屋的冷空气，借由热空气或是冷空气加热或冷却天花板，将天花板作为热辐射板，进而将热能辐射至房屋内部，达到采暖或是致冷的功效。

美国专利第5,988,264号则公开了一种在墙壁、天花板以及地板内部铺设管路系统，通过对这些管路系统供给热水或是冷水，来提供一种用于建筑外壳或是住家的冷却、加热以及防火用的系统。

这些已知的技术或产品，它们无论是用作致冷或是采暖，大部分的辐射板都是采取水平方式设置，例如直接安装在地板或是天花板的楼板之中，也有用吊装辐射板的方式来使用。

前述采取水平设置的辐射板，对于亚热带或是气候较为潮湿的地区(如海岛型气候的地区)较少使用，主要原因是这些地区的冬季不太寒冷，夏季则炎热且潮湿，水平设置的辐射板的不定期的结露很难处理，特别是在炎热潮湿的夏季中用来致冷时，辐射板的表面结露问题特别容易发生，而且影响空调的品质。以18℃~20℃较高温度的水注入辐射板的方法，虽然可以避免结露问题的发生，但是却无法达到除湿的效果。

空气在辐射板的表面因为受热或受冷还会自然地产生热对流的现象，如果对这种热对流现象不加以控制，可能会造成大部分的热能均通过热对流的方式被带走，反而降低了辐射的传热效果。过强的热对流甚至会在局部区域造成过热或是过冷的现象，特别是在未使用送风装置的热辐射式空调环境中，这种现象将会更明显。

发明内容

本实用新型要解决的主要问题是提供一种适合在亚热带多湿地区使用的辐射传热板。

为解决此问题，本实用新型所设计的辐射传热板，主要包含有一直立式设置的辐射板，以及传热媒质输送管，它们被配置在辐射板的表面并与辐射板接触，用以对辐射板加热或冷却；也可将热能供给装置直接安装在辐射板上，用以供给加热或是冷却辐射板所需的热能。由于采取直立式设置的方式，凝结在辐射板表面的冷凝水因自重会沿着辐射板表面往下流动，利用设置在辐射板下方的排水槽，就能将冷凝水收集之后排入建筑物的排水管路之中，与传统的水平设置的辐射传热板比较能较好地解决结露问题，进而能用较低温度的传热媒质(如12℃~17℃的水)注入辐射传热板，而满足除湿冷却的需要。

本实用新型要解决的另一技术问题为提供一种可以改善传热板表面的热对流现象，并能引导热能辐射至需要区域的辐射传热板。

为解决此问题，本实用新型在辐射传热板的外表面设计有一对流隔离层，可以减少辐射板周围的空气因为受热或受冷而产生的对流现象，进而调整热辐射与热对流的比例，避免过强的热对流现象在局部区域产生过热或过冷的气流，从而避免人员因此而产生的不适感。通过辐射传热板表面的对流隔离层，还可引导热能辐射至需要冷却或是加热的人员和物品，不至于让辐射热能漫射至无用的空间或区域，造成能源的浪费。

此外，采用直立设置的辐射传热板，更可以充当室内的隔间壁或屏风，由于隔间壁或屏风与人员的距离比传统天花板与人员之间的距离更近，因而能迅速地产生加热或冷却的效果，进而减少能源的浪费。

以下结合附图说明本实用新型的较佳实施例及技术内容。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的整体构造图。

图2为图1在II-II位置的构造断面图。

图3为辐射板及传热媒质输送管的构造断面图。

图4为辐射板的构造断面图。

图5-1，5-2为本实用新型另一实施例的构造断面图。

图6为本实用新型另一实施例的构造断面图。

图7为辐射板表面的对流隔离层局部构造放大图。

图8为对流隔离层反射片的第一实施例构造图。

图9为对流隔离层反射片的第二实施例构造图。

图10为对流隔离层反射片的第三实施例构造图。

图11为本实用新型另一种实施例的构造图。

具体实施方式

如图1及图2所示，本实用新型所设计的隔板式辐射传热板包括：

一辐射板10，采用直立式设置；

一热能供给装置20，对辐射板10加热或是冷却；

一排水槽30，设置在辐射板10的底部，在排水槽30的底部，具有一排水孔31可以与建筑物的排水管路连接，通过排水槽30收集沿着辐射板10表面流下的冷凝水，再通过排水孔31连接的排水管路排放；以及

一对流隔离层40(Convection Shield)，这个对流隔离层40是由包围在辐射板10外表面的反射片41所构成，这些反射片41配置在辐射板10的外表面并朝离开辐射板10的方向延伸。

辐射板10的材质以铝合金最佳，其它的金属材质次之，铝合金不但具有优良的传热效率，而且还有重量轻、容易加工制造的优点。也可以使用塑料制作，塑料的传热效率虽然较差，但仍具有重量轻、廉价以及容易制造的优点。

热能供给装置20根据其对辐射板10是加热或是冷却的用途，大致可以分为两种，在下文中将分别介绍。

第一种热能供给装置的实施例：

第一种热能供给装置20主要是一种设置在隔板式辐射传热板之外的设备，用以供给加热或是冷却辐射板10所需的热能，这种热能供给装置20就是一种传热媒质供给装置，用以提供加热或是冷却所需要的传热媒质，这种热能供给装置20可以使用已知的装置加以实现，如热水供给装置或是冷水供给装置，来产生加热所需的热水或是冷却所需的冷水。

在辐射板10表面则配置有传热媒质输送管50并与辐射板10接触，传热媒质输送管50再与热能供给装置20连接，用以输送传热媒质，通过直接传热的方式对辐射板10加热或是冷却。

传热媒质输送管50的第一较佳实施例为配置在辐射板10的外侧(例如包围在辐射板10的两侧表面，见图2)。传热媒质输送管50的另一种较佳实施例则是将传热媒质输送管50配置在辐射板10的内部(见图3)；另外一种例子则是在辐射板10的内部形成一些中空的流道51(见图4)，利用这些流道51输送传热媒质，当辐射板10采用塑料材质制作时，可以通过模具的设计，利用模塑成形的方法在辐射板10的内部形成流道51，替代配置在辐射板10表面的传热媒质输送管50来输送传热媒质。

传热媒质输送管50被均匀的分布在辐射板10的表面，在图1中，传热媒质输送管50是以迂回的型式固定在辐射板10的表面，来自热能供给装置20的传热媒质自传热媒质输送管50的一端进入，通过接触式传热的方式将热量传递给辐射板10，然后再从另一端离开并回到热能供给装置20，如此循环利用。

另一种热能供给装置的实施例：

第二种热能供给装置直接安装在辐射板10上，用以供给加热或是冷却辐射板10所需的热能，简而言之就是一种一体化(All in one)的设计，每一个隔板式辐射传热板都有独立的热能供给装置，以提供自身用于加热或致冷所需的热能。如图5-1所示，使用这种热能供给装置的辐射板10必须采取中空而且密闭式的设计，而热能供给装置则包含了：填充在辐射板10的中空内部的传热媒质60，以及安装在辐射板内部的温度产生器61(如电热式加热器、电子式冷却器(如T.E.Chip))，我们可以通过对传热媒质60加热或冷却的方式，利用吸热或是冷却后的传热媒质60将热能传递给辐射板。在对传热媒质加热时，还可以让辐射板10的中空内部成为一低压(指低于一个大气压)密闭循环的环境，并且在辐射板10的中空内部注入一部分的液态传热媒质60(最好是易蒸发的液体，如水)，使传热媒质60在被温度产生器61加热后产生循环的型态变化，如从液态蒸发为气态，再由气态凝结为液态，而达到将热能传递给辐射板10的目的。又或者是在中空的辐射板10内部的大部分空间填入液态的传热媒质60(如水)，再利用温度产生器61(如加热器或冷却器)隔着传热媒质水加热或冷却辐射板10，也可达到相同的效果(见图5-2)。另外，当使用电子式冷却器作为温度产生器61时，最好是将温度产生器61设在辐射板10内部的较高位置(见图6)，这样能符合热流上升，冷流下降的自然规则。

排水槽30需具有足够的宽度，以便收集沿着辐射板10表面流下的冷凝水，排水槽10的底部可以与一用以支撑辐射板10的脚垫32结合，以使隔板式辐射传热板能够放置在地面上。

事实上辐射板10的传热机制并不仅是热辐射，在辐射板10表面的空气由于温差而产生的对流作用也是另一种传热方式，当辐射板10采用传统的水平式设置时，辐射与热对流的传热比例约为1比1；但是在辐射板10采直立式设置时，辐射与热对流的传热比例则接近3比7，因此若不针对热对流作用采取适当的处理，将会造成辐射传热效果的降低。为了解决这个问题，本实用新型在辐射板10的外表面设计了一种对流隔离层40来加以改善。

对流隔离层40的基本作用是减弱辐射板10表面的对流现象，其可以由包围在辐射板10外表面的反射片41构成，这些反射片41位于辐射板10外表面并朝离开辐射板10的方向延伸，利用这些反射片41阻挡空气的对流，以减少热对流的作用(见图7)，使辐射与热对流的传热比例接近1比1的关系。更进一步，对流隔离层40的反射片41还可以引导热能辐射至需要冷却或加热的人员和物品，不至于让辐射热能漫射至无用的空间或区域，因此可避免造成能源的浪费。

由于反射片41的功用包括了减少辐射板10表面的对流现象，以及控制辐射热的传播方向，为了降低辐射板10的热量通过反射片41所产生的热对流效应，反射片41最好不要与辐射板10直接接触，见图7所示的局部放大图，反射片41与辐射板10之间必须保持有一间隙G。我们可以利一安装在辐射板10表面的支撑组件11来支撑这些反射片41，这种支撑组件11均匀的分布在辐射板10表面，支撑组件11就如同支架或是垫子将反射片41支撑在辐射板10的表面，并且让反射片41与辐射板10之间保持有一微小的间隙，避免辐射板10的热能直接地传递至反射片41，而选用不易传热的材料来制作此一支撑组件11的效果更佳，例如使用发泡材料作为支撑组件11，而反射片41则是固定在这个发泡材料上。

图8所示为对流隔离层40的反射片41的一种较佳设置方式，这些包围在辐射板10外表面的反射片41包含有彼此交错，而且具有分别沿着纵向排列与横向排列的纵向反射片41a与横向反射片41b。图9中的另一种实施例，反射片41采用蜂窝状排列。图10所示的例子中，许多彼此平行的反射片41则与水平面呈一微小夹角倾斜设置，这样更容易将凝结在辐射板10的表面的冷凝水向一预设的方向导流，最后再由设在辐射板10底部的排水槽30收集并排放。

本实用新型所设计的隔板式辐射传热板，可以作为室内空间的隔间材料或是作为隔间屏风，由于隔间屏风与人员的距离比天花板与人员之间的距离更近，因而能迅速地对人员提供加热或是冷却的作用，而减少能源的浪费。

当本发明所设计的隔板式辐射传热板是紧靠着墙面安装或是作为室内的隔板使用时，仅需朝一侧提供辐射传热功能，因而前述的反射片41只安装在辐射板10面向传热方向的一侧(见图11)，在辐射板10的另一侧表面则需要进行断热或是隔热处理，以免辐射板10的热能传递到不必要的地方而造成浪费。至于断热或是隔热处理的方法，如图11所示，可以在辐射板10不需进行辐射传热一侧的表面覆盖一层隔热层12，这种隔热层12选用低传热系数的材料如发泡材料或是石棉制成，就可达到断热或隔热的效果。

从上述内容，可知本发明隔板式辐射传热板由于采取直立式设计，故能解决传统辐射板常见的问题。在实际的运用中，本发明的隔板式辐射传热板可以取代一般用于室内隔间使用的屏风(Partition)，只要预先规划出屏风的安装位置，并且布置可与排水槽30的排水孔31衔接的排水管路，就可轻易完成隔间屏风的配置。同样地，本发明隔板式辐射传热板也可以固定安装在室内墙壁旁使用，在面向墙壁的一侧进行隔热处理，而在背向墙壁的另一侧则安装反射片41，用以对室内空间提供热辐射的功能。所以在使用上具有相当好的灵活性。

由上可知，本实用新型具有如下功能：

1、可以解决结露的问题，并且满足除湿的需要。

2、具有调节辐射板表面热对流与热辐射比例的作用，避免过强的热对流作用而使热辐射的效率降低。

3、具有引导热辐射方向的作用，不至于让辐射热能漫射至无用的空间或区域而造成能源的浪费。

Claims (10)

1、一种隔板式辐射传热板，包括一辐射板及传热媒质，其特征在于：

该辐射板采取直立式设置，在该辐射板的底部具有一排水槽，在该辐射板外表面包围有许多的反射片，该反射片以一微小的间隙配置在该辐射板外表面，并且朝离开该辐射板的方向延伸。

2、如权利要求1所述的隔板式辐射传热板，其特征在于所述的辐射板为一中空且密闭的组件，该辐射板的中空内部填充有该传热媒质，并设有一温度产生器。

3、如权利要求2所述的隔板式辐射传热板，其特征在于所述的温度产生器包含一电热式加热器与一电子式冷却器。

4、如权利要求1所述的隔板式辐射传热板，其特征在于所述的辐射板外部具有传热媒质输送管。

5、如权利要求1所述的隔板式辐射传热板，其特征在于所述的辐射板的内部具有传热媒质输送管。

6、如权利要求1所述的隔板式辐射传热板，其特征在于所述辐射板表面具有一支撑组件，该反射片安装在该支撑组件上。

7、如权利要求1所述的隔板式辐射传热板，其特征在于所述的排水槽底部具有一脚垫。

8、如权利要求1所述的隔板式辐射传热板，其特征在于所述的反射片安装在该辐射板面向辐射方向的一侧表面，在该辐射板的另一侧表面则设有一隔热层。

9、如权利要求1所述的隔板式辐射传热板，其特征在于所述的反射片包含有彼此交错，而且分别沿着纵向排列与横向排列的纵向反射片与横向反射片。

10、如权利要求1所述的隔板式辐射传热板，其特征在于所述的反射片采用蜂窝状排列。

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