专利名称：远红外线辐射供暖设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于高大空间，采用轻油或燃气为能源，通过特制的远红外线管道输送，对高大型空间的建筑物进行辐射供暖的设备。
二背景技术：
热量传递有三种方式即传导、对流、热辐射。其中只有以辐射方式传递的热量在传递过程中产生的损失最小。建筑物中从屋顶和四周墙壁散失的热量多少与建筑物室内外的温差成正比。温差越大，热量损失越多。众所周知，热空气总是向上升，在使用传统采暖方式(传导和对流传热)的高大空间型的建筑内，存在以下几个问题空间过高、跨度大、门窗面积大、保温结构传热系数大，造成了高大空间建筑物在冬季采暖时热负荷高、负荷系数大，而且由于温度梯度大，空气上下严重分层形成上热下冷的现象；门窗等缝隙所渗透的冷空气也增加了热负荷的需求。为了满足高大空间建筑物供暖的需求，只能以增加热负荷增多设备等方法来解决，造成了投资增加、能源浪费严重，至使污染增大，不符合节能环保的要求。
三
发明内容
1、发明目的本实用新型提供一种远红外线辐射供暖设备，其目的在于大空间环境下，解决使用传统的传导或对流方式采暖由于加热空气所造成上热下冷的空气分层，有用的热空气在高空而无用的冷空气在下部，使能源浪费严重、效率低下、运行费用高、安装及维修复杂等方面存在诸多的问题。
2、技术方案本实用新型是通过以下技术方案来实现的
一种远红外线辐射供暖设备，其特征在于该设备主要由主机连接一个封闭的辐射管组成；主机中设有燃烧机，燃烧机与控制器连接，控制器与温度感应器连接。
该设备的辐射管为封闭的管路，设置在辐射系统外管壳内，管路上面设有保温棉；管路以压力咬口连接方式螺旋绕制而成，管径在150～390mm之间，单回程管最长为150米；其中辐射管的内壁上均匀密布间距为2mm、φ0.03～0.05×0.03～0.05mm的圆形小坑，内壁表面涂有远红外放射物质。
该设备在主机的出气口处为前燃烧室，在主机的回气口处设有倒吸风扇，其与一个电机相连；在倒吸风扇的上部设有排气口。
一个辐射系统外管壳内设有2个或4个辐射管。
3、优点及效果本实用新型的特点(1)节省能源在冬季，应用辐射原理利用远红外线只加热有用的墙体、地面、设备、人体等，不必加热空间内的全部空气使能源损失最小，并尽量减少由于空气对流所带走的热损失；系统采用烟气再循环燃烧，降低了烟气排烟温度及废气排放量、减少不必要的热损失、提高燃烧效率，使运行费用极低，一般仅为传统供暖的方式的1/3，而总的热效率高达93％以上。
(2)降低成本由于辐射通风管采用专用设备特制的高流速螺旋式圆形的管道，通风量大、且(通风)流速很快(一般20m/s)是传统通风管(一般为方形或普通圆形)的2倍，至使热气流(通风)管道阻力减小，故可减少燃烧设备供给系统的规格及风量的供给，使设备成本降低，同样满足相应的需求。
(3)占用空间少该系统设置在屋顶或侧壁，所占有用空间极小，且安装、吊装方便、灵活、可节约很多使用空间。
(4)可采用双燃料本辐射采暖系统既可燃气也可燃轻油、能源选择方便灵活；而现有的小型单元辐射采暖系统只能燃气，这对很多无燃气源的用户有很大的局限性，也是其它辐射采暖设备所无法实现的。
(5)易安装、安全防爆、设备寿命长由于辐射管单管最长可达150米长度，因此安装场所没有错综复杂的管道；根据特殊环境要求，主机也可布置在辐射区的外部，高温烟气在密闭的管道中，故系统具有防爆性，安全系数高；由于在辐射区内是低温辐射没有废弃的烟气及未燃烧的燃料气体、燃烧后的水汽等，所以设备及制品不会腐蚀生锈，精密仪器和器具可保证精度也不会发生形变，延长了设备的使用寿命。
(6)提高生产效率、保证产品质量由于采用辐射原理，较其它采暖方式(传导、对流)相比系统的预热时间较短，设备启闭灵活，很容易在工作时使设备等工作区域达到和维持适当的温度(近似恒温)。不会发生由于温度偏差使设备、工件、产品精度等受到不良影响，也不会使工人受到人身伤害。从而可以大大提高工作和生产效率，降低不合格产品率，严格保证了产品质量和精度。这些对航天、军工、精密机械、电子、汽车行业等尤为重要。
(7)环保、健康在供暖时，由于采用烟气再循环，降低了烟气中可燃物含量，同时可避免灰尘的产生无污染，并且由于辐射的远红外线波长可达6～14μm，可帮助促进辐射区域内人员血液循环、增进健康有益无害。
(8)自动控制、分区控温由于采用人工智能控制系统，并以悬吊方式安装，因此可以实现在同一空间下依据工作设备和环境的差别，分区域和季节供暖按需求随时设定和调整温度。
(9)经济性由于系统双管最长可达到150米，吊高可达50米，因此与同类产品比履盖面积大、效率要高。与传统供暖方式比节省了设备间、附属设备等诸项投资。该系统使用寿命可达15年以上，维护简单、故障率低、运行费用低，较传统供暖方式(传导、对流)同比节能60～70％(见附表一)，故具有很高的经济性和推广价值。
(10)无运行费用由于采用辐射供暖，随需即供，适时性好。它不同于传统的供暖系统，需要从事管路设计、施工，保温维护等工作，在冬季如用热水(或汽)方式供暖，即使不需取暖时也必须采用最低的运行维持温度(一般5℃)，使能源浪费极大。而用辐射方式就不存在上述问题，故节省了大量运行费用。
四
附图1为本实用新型的主要结构示意图；
附图2为本实用新型附图1中辐射管的9处放大后的连接方式示意图；附图3为本实用新型辐射管在辐射系统外管壳16的横截面结构图；附图4为本实用新型4管结构示意图；附图5为本实用新型4管结构的辐射管在辐射系统外管壳16的横截面结构图；附图6为本实用新型传统取暖的使用效果图；附图7为2管辐射取暖的使用效果图；附图8为4管辐射取暖的使用效果图。
五具体实施方式
在附图1中，远红外线辐射供暖设备主要由主机20连接一个封闭的辐射管18组成；主机20中设有燃烧机2、前燃烧室3、再循环装置6和与电机21相连的倒吸风扇7，如图2所示。燃烧机2与控制器23连接，控制器23与温度感应器24连接；从温度感应器24中了解建筑物中的温度，通过调节控制器23，实现对燃烧机2燃烧量的控制，从而实现对建筑物温度的控制。燃烧机2燃烧轻油或气体，在前燃烧室3加热空气，从辐射管18的4处开始以螺旋形式高速旋转流动。主机20工作时由于与其它辐射类产品不同的是，为减少管道各段温度偏差，确保燃烧系统的稳定性，用倒吸风扇7将燃烧空气从主机20的进风口5吸入，吸入过程中，大部分气体在管道中循环燃烧利用，极少部分剩余尾气从排气口8通过烟囱排入大气中。
将附图1中9处放大后形成附图2的效果图，辐射管18内均匀密布间距为2mm、φ0.03～0.05×0.03～0.05mm的圆形小坑10(用激光技术打出)，连接处12以压力咬口连接方式螺旋绕制而成(见图2中圆圈内部分)，从而使热空气通过表面涂有远红外放射物质19的管道内部时，均匀地涡流状加热管道，并使热空气有充足的时间和面积换热，使其将热能充分转化成高能远红外线辐射出来，波长为8～14μm。
在附图3中，辐射管18设置在一个辐射系统外管壳16内，辐射系统外管壳16由吊链14吊在建筑物内的顶部，辐射管18的上面设有保温棉15。辐射管18的内壁表面涂有远红外放射物质19。
为了增加采暖面积或提升被照体的表面温度，该设备还可在双管型的基础上变为四管型状，见附图4、5。同时，该系统还可根据室内的要求灵活布置。附图6、7、8是为了维持20℃的体感温度所设在室外都为0℃所做的传统方式(传导和对流)取暖和远红外线辐射方式取暖的比较图，可以说明为什么在大型空间中适宜采用辐射方式取暖系统。
图6表示传统方式取暖状态下的室内温度，此时若维持室内温度24℃，由于是以加热空气方式维持，故屋顶部温度可达32℃，室内外温差为ΔT＝32℃。图中25为非取暖区，26为取暖区，27为中央空调，28为柜式空调，29为暖气片。
图7为2管辐射取暖的使用效果图；由于不直接加热空气，在相同的取暖效果下，表面温度可达24℃，而顶部仅为18℃，室外为0℃，室内外温差ΔT＝18℃。图中25为非取暖区，26为取暖区。
图8为4管辐射取暖的使用效果图，其使用效果比2管辐射取暖的使用效果更好。主要是取暖区增大了。图中25为非取暖区，26为取暖区。
这里需要特别指出的是温度的概念
体感温度＝(空气温度+放热温度)/2(空气温度通过取暖传送到人体的空气温度)(放热温度墙壁、地板、机器等的表面温度)传统方式提升空气温度效果好，而辐射方式提升放热温度效果要大大优越于传统方式，在高大空间条件下，空气温度损失大故如要达到同一体感温度值自然辐射方式比传统方式节省能源(ΔT小)，可见辐射采暖方式在大型空间环境下，要比传统的采暖方式在能耗上是更为适合的选择方式。从附表1就可看出整个系统中的温度始终是匀衡的，辐射面处最高处260℃，最低处160℃。附图3中外壳16部分工作时最高温度不超过40℃，完全可达到环保和消防的要求，而其它仅能燃气的单管型产品最高可达400℃。
后面有表1和表2对本实用新型创造性进行的说明。
附表(一)辐射供暖系统与其它系统的比较
附表(二)120m长辐射(250mm)管燃气各段温度测试表
权利要求1.一种远红外线辐射供暖设备，其特征在于该设备主要由主机(20)连接一个封闭的辐射管(18)组成；主机(20)中设有燃烧机(2)，燃烧机(2)与控制器(23)连接，控制器(23)与温度感应器(24)连接。
2.根据权利要求1所述的一种远红外线辐射供暖设备，其特征在于该设备的辐射管(18)为封闭的管路，设置在辐射系统外管壳(16)内，管路上面设有保温棉(15)；管路以压力咬口连接方式螺旋绕制而成，管径在150～390mm之间，单回程管最长为150米；其中辐射管(18)的内壁上均匀密布间距为2mm、φ0.03～0.05×0.03～0.05mm的圆形小坑(10)，外壁表面涂有远红外放射物质(19)。
3.根据权利要求1所述的一种远红外线辐射供暖设备，其特征在于该设备在主机的出气口处为前燃烧室(3)，在主机的回气口处设有倒吸风扇(7)，其与一个电机(1)相连；在倒吸风扇(7)的上部设有排气口(8)。
4.根据权利要求1所述的一种远红外线辐射供暖设备，其特征在于一个辐射系统外管壳(16)内设有2个或4个辐射管(18)。
专利摘要本实用新型涉及一种适用于高大空间，采用轻油或燃气为能源，通过特制的远红外线管道输送，对高大型空间的建筑物进行辐射供暖的设备。该设备主要由主机连接一个封闭的辐射管组成；主机中设有燃烧机，燃烧机与控制器连接，控制器与温度感应器连接。其中管路以压力咬口连接方式螺旋绕制而成，管径在150～390mm之间，单回程管最长为150米；辐射管的内壁均匀密布圆形小坑，外壁表面涂有远红外放射物质。本实用新型的目的在于大空间环境下，使用传统的传导或对流方式采暖由于加热空气所造成上热下冷的空气分层，有用的热空气在高空而无用的冷空气在下部，使能源浪费严重、效率低下、运行费用高、安装及维修复杂等方面存在的诸多问题。
文档编号F24D5/08GK2630691SQ0321419
公开日2004年8月4日 申请日期2003年8月11日 优先权日2003年8月11日
发明者张守忠, 牛玉凤, 王凯, 张石山, 王忠臣 申请人:张守忠