专利名称：热管式取暖装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于供热系统，是一种可以用煤、气体燃料或电能为热源的高效能热管式取暖装置。根据所用热源的不同，它可以做成便携式的，也可以固定安装，以适应家庭、机关、学校等面积在10－60平方米的房间里取暖。
现有的小型取暖装置均属水暖系统，它利用水受热后产生的密度差而循环运行。由于它是一种单相的自然对流换热，必须具有出水管和回水管两套引水系统，以及储水箱、排污阀等部件。而且这种水暖系统散热器的温度不能超过80℃，否则里面的水易于产生汽泡而阻塞流路。至于现有锅炉集中供热虽有汽暖系统，但是需要利用泵进行强迫循环，工作压力较高，同时因为它也是一种水蒸汽的单相对流换热，换热效率低，也不适于非集中供暖的家庭、机关和学校使用。
本实用新型的发明目的在于(1)水介质以相变传热代替自然对流传热，提高系统的换热效率。
(2)简化系统的结构，省去了一条回水管路以及储水箱、排污阀等部件，降低系统的造价。
(3)系统不结垢、无锈蚀，延长其寿命。
本实用新型运用热管工作原理，采用微压两相自循环汽暖系统，只利用一条给汽回水管路，在相变传热下运行。如图一和图二所示，本实用新型主要由蒸发器〔13〕或〔23〕、给汽回水管路〔4〕和散热器〔11〕三大部件构成蒸发器〔13〕和〔23〕是因热源的不同有不同的结构，它借助于给汽回水口〔14〕与给汽回水管路〔4〕相通(在图1中给汽回水口〔14〕与给汽回水管路〔4〕合为一体)，给汽回水管路〔4〕又与散热器〔11〕的下引出管〔20〕相通。散热器的上引出管〔7〕端部封闭，其上焊有注水排气阀〔8〕及压力表〔9〕。
以下结合附图，详细地说明本实用新型的发明内容和两个实施例电热热管式取暖装置和燃煤热管式取暖装置。系统中所用的各个部件，除了市售的以外，多数是钢制件。
图1和图3表示了电热热管式取暖装置及其蒸发器。电热蒸发器〔13〕为狭长的箱体，它的外壳〔15〕及端盖〔17〕为钢制件，其厚度为2毫米；电热蒸发器中的U形加热管〔16〕可用市售产品，U形加热管两端锡焊在端盖〔17〕上；接线盒〔2〕用塑料或其它电绝缘材料制成。接线盒上有电源线引出口〔18〕。电源线由接线柱〔21〕引出。接地螺钉〔1〕用于系统接地并使接线盒〔2〕固定于端盖〔17〕上。电热蒸发器〔13〕的另一端，与接线盒相对的是给汽回水口〔14〕，它焊在电热蒸发器外壳〔15〕上。整个电热蒸发器借助于给汽回水口〔14〕锡焊于散热器〔11〕的下引出管〔20〕上。散热器〔11〕为闭式对流散热器，其两端上部有提手〔10〕，下底有支脚〔5〕，提手和支脚用厚2毫米的钢板弯制而成。封头〔6〕为散热器〔11〕中的标准件。上引出管〔7〕端部封焊，并保证良好的气密性。管上所装的注水排气阀〔8〕及压力表〔9〕也都采用市售的标准件。
在燃煤热管式取暖装置中(图2)，燃煤蒸发器〔23〕为一空心的两端封闭的圆柱形或圆锥形水套，它是厚度为3毫米的钢制件。这种类似结构的蒸发器也可以用于以气体燃料为热源的热管式取暖装置中。一个或两个给汽回水口〔14〕焊在燃煤蒸发器〔23〕临近上端盖的外圆柱面上。给汽回水管〔4〕的两端分别与给汽回水口〔14〕和散热器〔11〕的下引出管〔20〕连通。给汽回水管〔4〕、弯头〔19〕和活接头〔12〕都为市售标准件，彼此用螺纹联接，其安装形式、管路长短可以根据需要选用。系统的安装要求气密性好，并且从散热器〔11〕的下引出管〔20〕至给汽回水口〔14〕要自然下倾，其倾角应大于4°。一般说来，当引出管长小于4米时，对散热器〔11〕的下引出管〔20〕至给汽回水口的安装要求也可以这样来达到，即保证引出管〔20〕与回水口〔14〕之间的高度差大于25厘米。散热器〔11〕可以采用市售的闭式对流散热器，但是要把上引出管〔7〕的出口封焊，并在该管上面焊装注水排气阀〔8〕及压力表〔9〕，所有焊缝要保证气密性良好。
本实用新型用于采暖面积大于20平方米时，散热器〔11〕可以采用并联方式，如图4所示。燃煤蒸发器〔23〕上可以焊接两个给汽回水口〔14〕，相应有两根给汽回水管〔4〕，给汽回水管可以长达6米，管径可以提高到1英寸或1.5英寸。每条管路可以并联两组以上的散热器，每组散热器借助于支管〔22〕与给汽回水管〔4〕连接。
本系统的启动和运行过程如下首先由注水排气阀〔8〕向系统注入用作介质的蒸馏水，然后用加热排气法使系统处于真空状态，最后关好阀门使系统维持(1～2)×10－1托的真空度。当需要供暖时，用电、煤或气体燃料为热源对蒸发器〔13〕或〔23〕加热。蒸发器中的水介质受热后变成蒸汽，由于系统处于真空状态，低于100℃的水也能沸腾汽化，蒸汽沿给汽回水管〔4〕前进、上升并进入散热器〔11〕。在散热器里蒸汽凝结为水，释放出凝结热并把热能传递给周围环境，最后冷凝水靠重力返回到蒸发器〔13〕或〔23〕。如此周而复始地循环，就能使散热器〔11〕一直在相应压力的饱和温度下运行，运行时压力处于零表压附近。
热管式取暖装置采用相变传热，其换热效率高。由传热学可知，水的自然对流换热系数小于100W／m2℃以上。换热系数的增加，降低了热阻减小了温降，从而使换热效率可提高15～20％；本实用新型因为传输的是蒸气，所以传输损失少，易于向楼上供暖；蒸汽凝结成液体靠重力回流，回流阻力小、速度快；由于本系统启动前处于真空状态，启动后靠饱和压力与饱和温度相对应而运行，只要散热器配置合理，工作压力始终维持在零表压附近或低真空状态。最高运行压力不超过0.5公斤／厘米2；本系统只需一路给汽回水管〔4〕，结构简单，每套装置的造价可降低15～30元；因为系统不运行时处于真空状态，且闭合回路一次性注入蒸馏水，因此系统不结构、无锈蚀，延长了使用寿命。
图1电热热管式取暖装置图2燃煤热管式取暖装置图3电热热管式取暖装置的蒸发器图4燃煤热管式取暖装置的并联系统如图1和图3所示电热热管式取暖装置实施例的数据如下供暖面积S＝20平方米散热器〔11〕的尺寸长×宽×高＝1000×80×300(毫米)U型加热管的功率P＝1.5千瓦电热蒸发器〔13〕的外形尺寸长×宽×高＝400×80×70(毫米)
注水量M＝0.9公斤给汽回水管直径d＝ 3/4 英寸。
如图2和图4所示的燃煤热管式取暖装置的一个实施例数据如下供暖面积S＝40平方米散热器尺寸长×宽×高＝1000×80×300(毫米)散热器组数2空心圆柱形燃煤蒸发器尺寸内径di＝170毫米外径do＝220毫米高h＝220毫米给汽回水管直径d＝ 3/4 英寸(带两组散热器)注水量M＝1.8公斤
权利要求1.一种用不同热源的蒸发器对散热器[11]供热的重力自循环型热管式取暖装置，其特征是给汽回水管[4]的一端与电热蒸发器[13]或燃煤蒸发器[23]上的给气回水口[14]相通，另一端与散热器[11]的下引出管[20]相通，散热器的上引出管[7]端部封闭，在该管上焊有注水排气阀[8]和压力表[9]。
2.如权利要求1所述的热管式取暖装置，其特征是电热蒸发器〔13〕为狭长的箱体，其中有U形加热管〔16〕，U形加热管两端穿过电热蒸发器外壳〔15〕的端盖(并在该处被焊接固定)而伸进接线盒〔2〕中，在接线盒中的U形管端部有接线柱〔21〕，接线盒上有电线引出口〔18〕和接地螺钉〔1〕，接地螺钉用于系统的电气接地并把接线盒固定在端盖〔17〕上。
3.如权利要求1所述的热管式取暖装置，其特征在于燃煤蒸发器〔23〕是空心的两端封闭的圆柱形或圆锥形水套，临近水套上端盖的外圆柱面或外圆锥面上，焊有一个或二个给汽回水口〔14〕。
4.如权利要求3所述的热管式取暖装置，其特征是从散热器〔11〕的下引出管〔20〕至燃煤蒸发器上的给汽回水口〔14〕，自然下倾的倾角大于4°。
5.如权利要求3或4所述的热管式取暖装置，其特征是燃煤蒸发器的一个或二个给汽回水口〔14〕接出的给汽回水管〔4〕，借助于弯头〔19〕和活接头〔12〕，接通一个或数个散热器〔11〕的下引出管。
6.如权利要求1或2或3所述的热管式取暖装置，其特征在于该装置不工作时，真空度为(1～2)×10－1托，运行时压力处于零表压附近。
7.如权利要求2所述的热管式取暖装置，其特征在于散热器〔11〕两端上部有提手〔10〕，下底有支脚〔5〕。
专利摘要一种用于家庭、机关或学校的高效能热管式取暖装置，由蒸发器、一条给汽回水管路和散热器等主要部件构成。它属汽暖类型，以煤、气体燃料或电能为热源，以蒸馏水为换热介质。配用不同结构的蒸发器，其供暖面积达到10～60平方米。该取暖装置结构简单、易于批量生产，具有启动快、换热效率高、使用简便、不结垢、无锈蚀、寿命长等特点。
文档编号F24D15/02GK2031890SQ8820303
公开日1989年2月1日 申请日期1988年2月25日 优先权日1988年2月25日
发明者陈振斌 申请人:中国科学院电工研究所