一种适用于低温热源的对流型板式散热器的制作方法

1.本技术涉及低温热水供暖领域，具体涉及一种适用于低温热源的对流型板式散热器。


背景技术：

2.现有供暖散热器直接用于低温热源系统时，散热量会大幅度衰减，钢制板式散热器在供回水温度从95/70℃变为50/40℃时散热量的衰减率约为60％。现有做法是增加散热器使用面积来弥补这种衰减，这增加了供暖设备的购买成本，同时也产生了大量的金属材料浪费。因此，通过优化现有供暖设备的结构，在基本不改变散热器的制造工艺的前提下，提高散热量，尽量减少金属用量，降低成本增量，对促进散热器行业发展有利，也是低温供暖产品的发展方向。
3.目前低温供暖技术主要以地板辐射和风机盘管等强制对流型末端为主，地板辐射供暖热惰性比较大，在调控灵活性上先天不足，造价较高，后期清理维护成本比较大，在建筑中推广应用面临瓶颈。强制对流型供暖末端需要解决热风强吹带来的不舒适感和近地风口送风产生的扬尘对室内空气的污染的问题。在以新能源供暖为代表的低温热源供暖技术不断扩大发展的背景下，对更适合低温热源的末端供暖设备的研发成果不足，传统的散热器产品在低温热源条件下的选用方法缺乏系统的研究成果进行指导，导致新能源供暖效果欠佳。
4.在研究对流型散热器热性能提升上，国外热衷于强制对流型散热器的研究，在通风型散热器的热性能改良上成果较多，这方面国内缺乏相关研究。国内研究主要考察强化自然对流的技术手段。目前在散热器的对流强化传热的动态研究方面，即采用强制对流方法对介质温度降低散热量减少补偿强度，以及由此带来的室内温度分布、空气流场的影响、室内噪声的控制、以及对整体热舒适的影响，缺乏研究成果。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种适用于低温热源的对流型板式散热器。
6.根据本技术的用于低温热源的对流型板式散热器包括：上盖板、下盖板、散热器板体、对流罩，其中，
7.所述散热器板体的内侧面沿纵向垂直设有散热翅片，在所述散热翅片上设有涡流发生器，
8.所述对流罩位于散热器背侧，包围所述散热器换热翅片，与所述散热器板体共同围合成对流腔体，所述对流罩的上、下分别设置上盖板和下盖板，所述上盖板设有条缝送风口，所述下盖板设有回风口，
9.在所述散热翅片的下端设置扰流风机，通过上供水集管向所述散热器板体供水，所述散热器板体的水道为并联结构，流经所述散热器板体的热水最终通过下回水集管汇集后流出；
10.在所述下盖板中部设有新风风机，在启动后可以通过房间新风管路为散热器补充新风，经散热器加热后送往室内；
11.在所述下盖板的两端设有下回风口，在所述扰流风机开启后，回风经过回风口进入散热器。
12.根据本技术的用于低温热源的对流型板式散热器，其中，所述扰流风机设有变速调节器。
13.本散热器优化了散热器上供水集管的形状，采用可变管径集管，散热器分水集管采用矩形截面渐变管，沿着水流方向管径减小，以实现每一个支路水量的均匀分配。
14.根据本技术的用于低温热源的对流型板式散热器，其中，在所述散热翅片的外表面增设攻角为45
°
、间距为40mm矩形涡流发生器。
15.根据本技术的用于低温热源的对流型板式散热器，其中，所述外部对流罩与所、散热器板体的前面板之间的间距为80mm。
16.本发明的技术方案具有以下优点：
17.(1)本技术的适用于低温热源的对流型板式供暖散热器在供水温度为50℃，回水温度为40℃条件下，在不开启对流风机时，散热量较相同尺寸的原单板单对流散热器提高15％～20％。在开启扰流风机时，散热量较相同尺寸的原单板单对流散热器提高40％～60％；同时，兼顾供热和提供一定量的新风功能。
18.(2)本技术的适用于低温热源的对流型板式散热器优化改进的基础为单板单对流钢制板式散热器，其设计加工制造基本不改变原有的生产工艺，仅为在原产品的基础上进行尺寸、结构优化和增加组件，为原有散热器供暖系统的能效提升提供技术路径。
19.(3)本技术的适用于低温热源的对流型板式散热器内置12v绕流风机，电压等级低，安全性好。同时，扰流风机在开启时，具备一定的送风能力，通过变电流的方法，可以实现风量调节，从而实现其风机开启时的散热量调节功能。
20.(4)本技术的适用于低温热源的对流型板式散热器设置两组进风通道，一组为室内进风，一组为室外进风。新风通道上设置新风机，可以根据负荷、室外空气质量、室内空气品质综合判断，调节方式灵活多变，满足多种场景需求。增设风扇的供暖设备在供暖时热响应速度快，便于实现供暖系统的间歇运行。
21.(5)本技术的低温供暖散热器通过结构优化提高散热量，减少实际工程应用时的散热器使用面积，从而节约金属材料用量。该散热的尺寸为薄体设计，标准尺寸为长、宽、高为1000x100x600mm，占用房间空间较小，金属热强度较高。从节约材料和减少投资的角度考虑，均具有比较明显的优势。
附图说明
22.图1为本技术的对流型板式供暖散热器的整体示意图；
23.图2本本技术的对流型板式供暖散热器的组件构成示意图；
24.图3为本技术的对流型板式供暖散热器翅片结构示意图。
25.图4为本技术的对流型板式供暖散热器增设主要元件结构示意图。
26.附图标记：1：上盖板；2：散热器上供水集管；3：散热翅片；4：涡流发生器；5：扰流风机；6：散热器下回水集管；7：新风风机；8：下盖板；9：对流罩；10：散热器下回风口；11-散热
器板体。
具体实施方式
27.为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作更全面的描述。
28.本发明提供了一种适用于低温热源的对流型板式散热器。所述的对流型板式散热器在目前市场上主流板式散热器的基础上，改进了散热器的水分配集管的形式，散热翅片的形式和分布方式，以及增设对流罩和扰流风机，以提高现有单板单对流散热器的低温热性能。
29.根据本技术的用于低温热源的对流型板式散热器包括：上盖板、下盖板、散热器板体、对流罩，其中，
30.对流罩位于散热器背侧，包围所述散热器换热翅片，与散热器板体共同围合成对流腔体；
31.所述对流罩的上、下分别设置上盖板和下盖板，所述上盖板设有条缝送风口，所述下盖板设有回风口，
32.所述散热翅片在所述散热器板体的内侧面沿纵向垂直设置，在所述散热翅片上设有涡流发生器；
33.在所述散热器板体与所述外部对流罩之间、在所述散热翅片的下端设置扰流风机；
34.散热器通过上供水集管向散热器板体供水，散热器板体水道为并联结构，流经散热器的热水最终通过散热器下回水集管汇集后流出散热器；
35.散热器的新风风机位于下盖板中部，在启动后可以通过房间新风管路为散热器补充新风，经散热器加热后送往室内；
36.散热器下回风口位于散热器下盖板两侧，设置于散热器的底部侧面，在扰流风机开启后，回风经过回风口进入散热器。
37.根据本技术的技术方案，对垂直-散热器板体的内壁面的散热翅片增设涡流发生器，改变空气侧的换热条件，强化换热，提高散热器的低温工况的热性能。通过优化设计，板式换热器的空气侧换热翅片外表面增设攻角为45
°
，间距为40mm矩形涡流发生器，增大空气侧换热面积同时，改变空气侧流场特性，提高换热系数。
38.在通热水的条件下，外部对流罩被加热，产生烟囱效应，进一步提高传统板式散热器的供热能力。本设备外部对流罩与板式散热器前面板的间距为80mm，金属材质。对流罩上侧设置条缝出风口。
39.由于外部对流罩的加入，本技术的用于低温热源的对流型板式散热器的空气侧形成封闭空间，为加入扰流装置提供了好的条件。本发明采用12v扰流风机，并设置3档变速调节器，提高设备的负荷调节能力。在基础负荷条件下，本技术的对流型板式散热器通过自然对流散热量满足室内的供热需求，在天气更冷，或者供水温度降低时，开启扰流风机，进一步提升散热器的供热能力。
40.本技术的对流型板式散热器采用双进风口设计，一个进风口位于室内，一个进风口可连接室外新风管路，设置2个风阀，实现室内回风与室外新风量的控制。一般情况下，直接使用室外新风可达到既定的送风温度，且提高了散热器的散热量，同时补充了室内人员
对新风量的需求。这种调节可以根据负荷、室外空气质量、室内空气品质综合判断，调节方式灵活多变，满足多种场景需求。
41.因此，本设备最终通过改变流道形状，增设外翅片涡流发生器，增设外部对流罩以及扰流风机，在传统单板单对流散热器基础上进行设备优化设计，产生一种新型的适用于更低供水温度的散热器产品。
42.下面结合附图对本发明的工作原理、具体结构作进一步的说明。
43.如图1、图2、图3、图4所示，本技术的用于低温热源的对流型板式散热器主要包括以下元件：带条缝送风口的上盖板1；散热器上供水集管2；板式散热器纵向设置的散热翅片3；涡流发生器4；12v电源的扰流风机5；散热器下回水集管6；12v电源的新风风机7；带回风口的下盖板8；散热器金属对流罩9；散热器下回风口10；散热器板体11。对流罩9位于散热器后侧，包围所述散热器换热翅片3，与所述散热器板体11共同围合成对流腔体。
44.在所述散热器板体11与所述外部对流罩9之间、在所述散热翅片的下端设置扰流风机5，通过扰流风机5的启闭可以实现自然对流状态和强制对流状态运行，自然对流状态下，满足室内的基础热负荷需求；扰流风机开启时，散热量明显增大，维持室内较高热舒适的需求。
45.散热器通过上供水集管2向散热器板体11供水，散热器板体11的水道为并联结构，流经散热器的热水最终通过散热器下回水集管6汇集后流出散热器。
46.散热器的新风风机7位于下盖板中部，在启动后可以通过房间新风管路为散热器补充新风，经散热器加热后送往室内。散热器下回风口10位于散热器下盖板两侧，设置于散热器的底部侧面，在扰流风机开启后，回风经过回风口进入散热器。
47.如图1所示，本发明的外形结构为长方体形状，散热的尺寸为薄体设计，标准尺寸为长、宽、高为1000x100x600mm，占用房间空间较小，在供暖量更大的情况下，可以并联多组散热器。金属用量较市面上的双板双对流、双板单对流型板式散热器少。散热量在开启扰流风机5时与相同尺寸的双板双对流散热器接近，因此金属热强度较高。
48.如图1、图2所示，本散热器优化了顶端供水集管2的形状，采用可变管径集管，散热器供水集管2采用矩形截面渐变管，沿着水流方向管径减小，以实现每一个支路水量的均匀分配，经模拟计算，使用这种可变管径集管可明显改善散热器水流末端的温度分布，整个散热器的温度分布更加均匀。同时，对垂直壁面的散热翅片增设涡流发生器4，改变空气侧的换热条件，强化换热，提高散热器的低温工况的热性能；通过优化设计，板式换热器的空气侧换热翅片外表面增设攻角为45
°
，间距为40mm矩形涡流发生器，增大空气侧换热面积同时，改变空气侧流场特性，提高换热系数。
49.在现有单板单对流的基础上，设计了一个外部对流罩9，在通热水的条件下，外部对流罩被加热，产生烟囱效应，进一步提高传统板式散热器的供热能力。所述外部对流罩与板式散热器前面板的间距为80mm，金属材质，可采用薄壁铝板或者钢板制作。对流罩上侧设置带条缝送风口的上盖板1，对流罩下侧设置带回风口的下盖板8；由于外部对流罩和上、下盖板的设置，在空气侧形成半封闭空间，为使用强制对流方法提高散热量提供了好的结构条件。
50.采用12v扰流风机5，并设置3档变速调节器，提高设备的负荷调节能力；在基础负荷条件下，本设备通过自然对流散热量满足室内的供热需求，在天气更冷，或者供水温度降
低时，开启扰流风机，进一步提升散热器的供热能力。新风风机7可以独立启停，在开启时与扰流风机协同运行，采用一致的运行策略，实现在开启扰流风机时，新风机将室外新风送入散热器，降低散热器的进风温度，提高散热量，同时也为室内增加新风量，改善室内空气品质。
51.如图3、图4所示，所述涡流发生器4设置于纵向的所述散热翅片3的外侧，所述扰流风机5设置于所述散热翅片3的下部。回风部分在开启风机后处于负压段，也促进了新风的吸入。
52.本技术的适用于低温热源的对流型板式散热器可以实现3种典型模式运行：
53.(1)自然对流模式；所述扰流风机5和所述新风机7关闭，设备在自然对流下运行，循环空气通过回风口进入散热器，被内部设置的带涡流发生器的散热翅片加热，通过顶部条缝风口送入室内；同时，散热器的前壁面与室内冷壁面之间通过辐射散热。这种运行模式可以维持室内的基础负荷，比如在设计条件下，室内达到15℃左右，人进入时没有明显的冷感，在室内没有人员时，降低散热量，整个供热系统产生节能效益。
54.(2)带送新风的强制对流运行模式；所述扰流风机5和所述新风机7同时开启，新风和回风混合后，经过所述散热翅片3加热送入室内，该模式为室内有人员，对热舒适的要求较高，通过风机变电流控制，改变对流强度和新风送入量，该模式下散热量会有明显增加，室内温度会在30min内提升4℃以上，达到热舒适设计温度。
55.(3)不通入新风的强制对流运行模式；当室外温度过低，或者室外空气品质不好时，所述扰流风机5开启，所述新风机7关闭，此时，由于新风机为阻力元件，新风管路阻力大于回风管路，此时只有大量的回风被吸入，散热器的散热量有明显的提升，以达到设计的热舒适温度。
56.以上实施实例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。