一种壁挂炉耦合换热器的室内供暖系统的制作方法

本实用新型涉及壁挂炉供暖技术领域，尤其涉及一种壁挂炉耦合发热器的室内供暖系统。

背景技术：

随着我国经济的逐步增长，人们的物质文化生活水平得到了显著提高，居民居住条件的日益改善，人们对家居环境的舒适性和健康性的要求越来越高，我国的建筑业，尤其是住宅产业的高速发展，带动了家用空调器生产的高速增长；家用供暖和制冷设备无论在城市还是农村，都得到了广泛的应用，据调查表明，家用空调器的耗电量在总空调耗电量中占据着相当大的份额。目前资源和能源问题，环境污染问题日益严重，在保证舒适健康要求的同时，如何有效且合理的分配利用资源，广泛开展节能减排活动，减少常规能源的消耗，成为人类社会经济持续发展的重要课题。在夏热冬冷地区的冬季，人们使用的供暖取暖设备主要是电热取暖，包括空调，水暖散热器，电热油汀，电热石英管取暖器，碳纤维浴霸，电加热陶瓷发热取暖器，但是这些供暖设备都是采用电取暖，且耗电量大，成本供暖不够理想。近年来世界经济发展国家，都存在供电网的峰谷差过大的问题，阻碍了电力资源的合理使用，更是影响了电热供暖设备的有效发展，加之现有空调供暖，耗电量大，生产制造成本高，在安装和使用过程中也存在一些问题，比如说外机在使用过程中会向环境转移大量热量，不符合节能减排的要求，综上所述，现有家用供暖设备使用时耗电量大，部分电气供暖装置是在整体电网负荷达到峰值时，取暖时间与电加热时间同时，这样会加剧电力网负荷峰谷差过大的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种壁挂炉耦合换热器的室内供暖系统，可在供电低峰时蓄热，用电高峰时放热，实现“削峰填谷”；另外该系统蓄热传热快，加热供热快，热能利用率高，节能环保。其技术特点如下：

一种壁挂炉耦合换热器的室内供暖系统，该室内供暖系统包括换热器组件和壁挂炉组件；

该换热器组件包括换热管道、半圆弧形传热翅片、传热翅管、进气管道和排气管道，其中进气管道与换热管道进气口端连通，排气管道与换热管道排气口端连通；该换热管道上有序设置若干换热段，在该换热段处设有两个对称且同心的圆孔，所述半圆弧形传热翅片的凸面镶嵌入换热管道上的两个圆孔内且密封连接无泄漏；该半圆弧形传热翅片之间还穿插有若干两端通透的传热翅管，传热翅管的两端部外壁与半圆弧形传热翅片之间焊接密封无泄漏；

该壁挂炉组件包括壁挂炉壳体，自下而上依次设置在壁挂炉壳体内的蓄热腔、换热腔，其中蓄热腔内设置有热媒储罐、连接热媒储罐输出口的热源输出管道和连接热媒储罐输入口的热源回收管道，该热媒储罐内设置有加热器和蓄热器；换热腔内设置有换热管道和对应换热段有序设置的若干个传热结构；该传热结构包括传热管和密封在传热管内的传热介质，该传热管的底部穿过换热腔后设置在蓄热腔内，在传热管的底部侧壁上还设置有一对水平通孔且所述热媒输出管道可穿插其中，通孔壁与热媒输出管道外壁密封连接无泄漏；所述传热管顶部腔体内设置有换热段且其侧壁上还设置有用于换热管道穿插的一对水平通孔，通孔壁与换热管道外壁密封连接无泄漏。

优选的，壁挂炉组件还包括设置在蓄热腔和换热腔之间的储热水腔，该储热水腔侧壁上设置有储热水腔进水管和储热水腔出水管。

优选的，位于储热水腔内的传热管外壁上有序设置若干传热翅片。

优选的，储热水腔内壁上端设有水位控制仪；储热水腔进水管上设置有自动给水电子阀，所述水位控制仪的信号输出端与自动给水电子阀的信号输入端连接，当储热水腔中的水量低于或高于某一设定值时，可以自动给水或停止供水。

优选的，在壁挂炉壳体外设置有加热器温控开关、温度传感器、循环泵启动开关，其中所述温度传感器的测量端设置在热媒储罐内，所述温度传感器的信号输出端与加热器温控开关的信号输入端连接，所述加热器温控开关的信号输出端与加热器的信号输入端连接，测得热媒温度高于或低于某一设定值时，信号反馈给加热器控制开关决定是否加热；热源输出管道和热源回收管道之间还设置有循环泵，该循环泵通过循环泵启动开关控制热媒是否循环流动。

优选的，所述换热腔内还设置有弧形反射板，该弧形反射板顶端位于传热管顶部的上方，其两端边与换热腔的底壁密封连接无泄漏。

优选的，所述传热管顶部为空心球体，由合金薄板制成；所述传热管的中部为空心圆柱体，由导热金属薄板制成；所述传热管位于蓄热腔的部分，自上而下依次由空心圆柱体和空心半圆球体，均采用合金钢板制成；所述传热介质为超导液。

优选的，所述换热腔与储热水腔之间的隔板由金属反射板制成；蓄热腔与储热水腔之间的隔板由保温层板制成。

优选的，所述换热管道由导热金属薄板制成；蓄热器为相变蓄热器；所述加热器为陶瓷加热器；所述热媒储罐内的热媒为水。

优选的，所述壁挂炉组件还包括与进气管道连通的进气扇，与排气管道连接的排气扇；蓄热腔侧壁上还设置了用于注入热媒的热媒注入管道，所述热媒注入管道上设置有自动注液电子阀。

有益效果如下：

1、本实用新型基于相变蓄热和传热学的基本原理设计的壁挂炉耦合换热器的室内供暖系统，采用陶瓷加热器，适时加热热媒储罐内待加热的水，同时提供相变蓄热器，系统还设置了循环泵启动开关，利用峰谷电价，先给热媒储罐的水加热，使相变蓄热器蓄热，将加热蓄热器到最佳蓄热值，然后在电网高峰期，再把所储蓄的热量释放出来，加热热媒储罐内的循环水，从而保证和维持循环水达到所设定的温度。

2、本实用新型的室内供暖系统，以热媒储罐的热水为热源，由循环泵从热媒储罐内抽取热水通过串接若干传热管的热源输出管道后，经过热源回收管道回流到热媒储罐中，其中流经传热管时通过金属传热管的导热作用，激活超传热管内的超导液并将其气化蒸发产生高温气体，通过传热管加热储热水腔内的水，再通过传热管顶部加热流经换热器内的气体，这样的设计既可以将储热水腔内的热水用于洗浴和日常洗涤，又能用于室内供暖。

3、采用两相对应半圆弧型传热翅片，能相对缩小换热管道换热段处的气流通道，让空气在换热段处形成曲线流向，从而相对延长流程；弧形传热翅片与两端通透传热翅管的耦合应用能扩大换热面积，对通入的气流能有一定的缓冲作用。

4、采用半圆弧形传热翅片的凸面镶嵌入换热管道上的两个圆孔内的创新设计，同时将半圆弧形传热翅片之间穿插若干两端通透的传热翅管，这样能够将传热管内气化蒸发产生的高温气体和上升的传热介质有效沿半圆弧形传热翅片的内弧面上升，加热半圆弧形传热翅片的内弧面，从而扩大了传热面，另外由传热管底部上升的热气流大部分聚集在半圆弧形传热翅片的内弧面处，加热两端通透的传热翅管，保证换热质量。

附图说明

图1为本实用新型中壁挂炉的内部结构示意图；

图2为本实用新型中壁挂炉侧面剖视图；

图3为本实用新型中壁挂炉壳体外壁主视图；

图4为本实用新型中供暖系统室内布局构造图。

图中：

1-换热管道；2-半圆弧形传热翅片；3-传热翅管；4-进气管道；5-排气管道；6-壁挂炉壳体；6-1-加热器温控开关；6-2-温度传感器；6-3-循环泵启动开关；7-蓄热腔；7-1-热媒储罐；7-1-1-加热器；7-1-2-蓄热器；7-1-3-热媒注入管道；7-1-4-自动注液电子阀；7-2-热源输出管道；7-3-热源回收管道；7-4-循环泵；8-换热腔；8-1-传热管；8-2-传热介质；8-3-传热翅片；9-储热水腔；9-1-储热水腔进水管；9-2-储热水腔出水管；9-3-水位控制仪；9-4-自动给水电子阀；10-弧形反射板；11-进气扇；12-排气扇。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明：

如图1、图2所示，本实用新型一种壁挂炉耦合换热器的室内供暖系统，该室内供暖系统包括换热器组件和壁挂炉组件；该换热器组件包括换热管道1、半圆弧形传热翅片2、传热翅管3、进气管道4和排气管道5，其中进气管道与换热管道进气口端连通，排气管道与换热管道排气口端连通；该换热管道上有序设置若干换热段，在该换热段处设有两个对称且同心的圆孔，所述半圆弧形传热翅片的凸面镶嵌入换热管道上的两个圆孔内且密封连接无泄漏；该半圆弧形传热翅片之间还穿插有若干两端通透的传热翅管，传热翅管的两端部外壁与半圆弧形传热翅片之间焊接密封无泄漏；

该壁挂炉组件包括壁挂炉壳体6，自下而上依次设置在壁挂炉壳体内的蓄热腔7、换热腔8，其中蓄热腔内设置有热媒储罐7-1、连接热媒储罐输出口的热源输出管道7-2和连接热媒储罐输入口的热源回收管道7-3，该热媒储罐内设置有加热器7-1-1和蓄热器7-1-2；换热腔内设置有换热管道1和对应换热段有序设置的若干个传热结构；该传热结构包括传热管8-1和密封在传热管内的传热介质8-2，该传热管的底部穿过换热腔后设置在蓄热腔内，在传热管的底部侧壁上还设置有一对水平通孔且所述热媒输出管道可穿插其中，通孔壁与热媒输出管道外壁密封连接无泄漏；所述传热管顶部腔体内设置有换热段且其侧壁上还设置有用于换热管道穿插的一对水平通孔，通孔壁与换热管道外壁密封连接无泄漏。

进一步的，为了将储热水腔内的热水用于洗浴和日常洗涤，壁挂炉组件还包括设置在蓄热腔和换热腔之间的储热水腔9，该储热水腔侧壁上设置有储热水腔进水管9-1和储热水腔出水管9-2。

进一步的，为了增大传热管与水的传热面积，位于储热水腔内的传热管外壁上有序设置若干传热翅片8-3。

进一步的，储热水腔内壁上端设有水位控制仪9-3；储热水腔进水管上设置有自动给水电子阀9-4，所述水位控制仪的信号输出端与自动给水电子阀的信号输入端连接，当储热水腔中的水量低于或高于某一设定值时，可以自动给水或停止供水。

进一步的，在壁挂炉壳体外壁设置有加热器温控开关6-1、温度传感器6-2、循环泵启动开关6-3，其中所述温度传感器的测量端设置在热媒储罐内，所述温度传感器的信号输出端与加热器温控开关的信号输入端连接，所述加热器温控开关的信号输出端与加热器的信号输入端连接，测得热媒温度高于或低于某一设定值时，信号反馈给加热器控制开关决定是否加热；热源输出管道和热源回收管道之间还设置有循环泵7-4，该循环泵通过循环泵启动开关控制热媒是否循环流动。

进一步的，为了减小换热空间避免热能浪费，换热腔内还设置有弧形反射板10，该弧形反射板顶端位于传热管顶部的上方，其两端边与换热腔的底壁密封连接无泄漏。

进一步的，为了方便向热媒储罐注入热媒，蓄热腔侧壁上还设置了热媒注入管道7-1-3，热媒注入管道上设置有自动注液电子阀7-1-4。

为了高效能的利用热能，本实施例中，所述传热管顶部为空心球体，由合金薄板制成；所述传热管的中部为空心圆柱体，由导热金属薄板制成；所述传热管位于蓄热腔的部分，自上而下依次由空心圆柱体和空心半圆球体，均采用合金钢板制成；所述传热介质为超导液；所述换热腔与储热水腔之间的隔板由金属反射板制成；蓄热腔与储热水腔之间的隔板由保温层板制成；所述换热管道由导热金属薄板制成；所述热媒储罐内的热媒为水。

由于陶瓷加热器具有长寿命、保温性能好、机械性能强、耐腐蚀、抗磁场等优点，本实施例中所采用的加热器可为陶瓷加热器。

由于相变蓄热器具有温度恒定和蓄热密度大的优点，本实施例中选择相变蓄热器进行蓄热。

气体换热工作原理：

系统通过进气扇11从室内抽取冷空气经过进气管道4进入到换热管道1内，在换热管道的换热段与传热管充分换热，冷空气完成吸热变成热空气，热空气通过排气管道5经排气扇12排出到室内（房间或客厅中）；

蓄热传热工作原理：

系统设置了循环泵启动开关，在峰谷电价时间段，启动加热器给热媒储罐的水加热，使相变蓄热器蓄热，将加热蓄热器到最佳蓄热值；然后在电网高峰期时，再把所储蓄的热量释放出来，加热热媒储罐内的循环水，循环水通过热源输出管道将热能传导给传热管底部的超导液，超导液受热气化并上升到球体状传热管部分，先与储热水腔的水进行换热，再与换热器管道上的换热段内的冷空气进行热交换。

在壁挂炉壳体外设置有加热器温控开关、温度传感器、循环泵启动开关，其中温度传感器的测量端设置在热媒储罐内，温度传感器的信号输出端与加热器温控开关的信号输入端连接，加热器温控开关的信号输出端与加热器的信号输入端连接；经使用后，如果蓄热器内的热能不够时，测得热媒温度低于某一设定值时，信号反馈给加热器控制开关进行加热；当蓄热器所释放的热量高于某一设定值时，信号反馈给加热器控制开关停止加热，从而保证和维持循环水达到所设定的温度。