專利名稱：熱管雙相變智能型電暖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種熱管雙相變智能型電暖器，它是一種智能化調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度、濕度、凈化空氣的電加熱取暖器。
本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是按人們環(huán)境的需要，進(jìn)行智能化地調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度、濕度、凈化空氣，營(yíng)造室內(nèi)良好的環(huán)境品質(zhì)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種熱管雙相變智能型電暖器，包括有散熱罩，其特征在于，在散熱罩內(nèi)上、下位置裝有平行的電加熱熱管。電加熱熱管的外徑上過(guò)盈配合有若干平行排列的散熱片，每散熱片之間保持有一定的空間。在兩個(gè)電加熱熱管的中間設(shè)置有水微粒子加濕器，并且在散熱罩底部還設(shè)有負(fù)離子發(fā)生裝置。
在散熱罩上還有溫度傳感器和環(huán)境濕度傳感器。
所述的散熱罩四周由鋼板圍成封閉型方形體，底部敞開(kāi)，頂部為半圓型或其它形狀。散熱罩的頂部開(kāi)有通氣口，通氣口的下部安裝有活動(dòng)保溫門(mén)，活動(dòng)保溫門(mén)由支撐板連接在門(mén)軸上，門(mén)軸上有傳動(dòng)嚙合齒輪，由同步電機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)角度，活動(dòng)保溫門(mén)的開(kāi)啟大小受中央控制器控制。
所述的水微粒子加濕器兩端裝有水箱，水箱固定在散熱罩壁的內(nèi)側(cè)或外側(cè)。兩水箱中間連接有導(dǎo)霧管。在導(dǎo)霧管的上、下壁上開(kāi)有導(dǎo)霧噴射孔，導(dǎo)霧噴射孔的開(kāi)設(shè)角度，始終保持在使水霧噴射在散熱片并浸潤(rùn)于散熱片的外表面上。水箱內(nèi)裝有換能器及高、低水位檢測(cè)裝置，水箱連接有超聲波發(fā)生器，水微粒子加濕器的工作狀態(tài)由中央控制器控制的。
所述的負(fù)離子發(fā)生裝置是由高頻電源、由電極針形成的梳狀電極和條狀電極板組成。梳狀電極通過(guò)支撐塊和固定螺栓固定在散熱罩的內(nèi)壁上。條狀電極板為多條矩形柵狀極板，電極板通過(guò)陶瓷絕緣體固定在散熱罩的兩側(cè)壁內(nèi)。梳狀電極與條狀電極板通過(guò)導(dǎo)線連接在高頻電源并且使梳狀電極與條狀電極板保持5-30毫米的距離。
由于本實(shí)用新型采用的是高效率導(dǎo)熱性強(qiáng)的熱管，熱管內(nèi)的絕緣工質(zhì)在真空狀態(tài)下迅速汽化實(shí)現(xiàn)第一次相變，致使散熱片堆積大量的熱量不能及時(shí)散發(fā)，但靠散熱片和導(dǎo)流罩形成的對(duì)流散熱是不夠的，這就造成能源浪費(fèi)、又易使熱管出現(xiàn)干燒現(xiàn)象。為解決上述問(wèn)題，在電暖器內(nèi)又增加了超聲加濕裝置(或等焓加濕)，將霧狀微粒子水均勻的散發(fā)在散熱片表面上，使其產(chǎn)生第二次相變，故成為“雙相變”。它有效的克服電加熱熱管的干燒現(xiàn)象；同時(shí)，由于散熱片表面遇有水霧即蒸發(fā)相變，又使散熱器所散發(fā)的熱量大大提高。
溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器、高、低水位檢測(cè)的工作狀態(tài)以及活動(dòng)保溫門(mén)的旋轉(zhuǎn)均由中央控制器控制的。中央控制器是由多種功能的模塊所組成的微處理系統(tǒng)。溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器、和高、低水位檢測(cè)等信號(hào)經(jīng)放大電路輸入到中央控制器內(nèi)，根據(jù)人們最佳居住環(huán)境需要，對(duì)溫度、濕度、負(fù)離子的空間含量進(jìn)行設(shè)定，由中央控制器發(fā)出指令進(jìn)行控制，使室內(nèi)營(yíng)造出良好的空間環(huán)境，使散熱、增濕及負(fù)離子之間的復(fù)合效果，散熱效果達(dá)到最佳狀態(tài)，節(jié)約能源、凈化室內(nèi)環(huán)境。
圖2為


圖1的A-A剖視圖。
圖3為電加熱熱管的剖結(jié)構(gòu)視圖。
圖4為
圖1的I局部放大視圖。
圖5為圖2的II局部放大視圖圖6為中央控制器的電路原理圖。
其中1，高頻電源、2，高頻電源固定螺、3，高頻電源正輸出端、4，梳狀電極支撐塊、5，梳狀電極支撐塊固定螺栓、6，正極固定角鐵、7，正極絕緣連接板固定螺栓、8，正極連接絕緣板、9，正極絕緣板連接螺栓、10，正極板電源輸入控制開(kāi)關(guān)、11，電加熱熱管、12，水箱固定螺栓、13，水箱、14，導(dǎo)霧管、15，散熱片、16，溫度傳感器信號(hào)線、17，溫度傳感器固定螺栓、18，溫度傳感器、19，保溫門(mén)固定套、20，活動(dòng)保溫門(mén)固定螺栓、21，活動(dòng)保溫門(mén)支撐板、22，活動(dòng)保溫門(mén)、23，活動(dòng)保溫門(mén)傳動(dòng)齒輪、24，同步電機(jī)輸出軸、25，同步電機(jī)、26，同步電機(jī)控制線、27，同步電機(jī)固定螺栓、28，中央控制器控制總線、29，低水位檢測(cè)極板、30，水位檢測(cè)信號(hào)輸出線、31，公共電極(-)、32，高水位檢測(cè)極板、33，超聲換能器、34，配重浮漂體、35，超聲換能器控制線、36，超聲波發(fā)生器、37，超聲波發(fā)生器固定螺栓、38，負(fù)離子發(fā)生器正電極、39，水霧、40，相變載體、41，散熱罩、42，散熱罩通氣口、43，中央控制器、44，中央控制器固定螺栓、45，中央控制器控制總線、46，放電針、47，放電器固定螺栓、48，電極固定角鋼、49，角鋼固定螺栓、50，電極絕緣連接板、51，角鋼形滑道、52，電極固定螺栓、53，外殼側(cè)板除塵通口、54，導(dǎo)霧管噴射孔、55，環(huán)境濕度傳感器、60，金屬銅管、61，電加熱棒、62，微孔吸收元件、63絕緣工質(zhì)、64，螺母、65，絕緣導(dǎo)套、66，管堵、67，密封橡膠、68，電極、69，支承架。
實(shí)施例說(shuō)明一種熱管雙相變智能型電暖器，包括有散熱罩41，在散熱罩41內(nèi)的上、下位置裝有平行的電加熱管11。電加熱管11的外徑上過(guò)盈配合有若干平行排列的散熱片15，散熱片15為長(zhǎng)方形不銹鋼片或其他合金材料，每散熱片之間保持有一定的空間。在兩個(gè)電加熱管11的中間設(shè)置有水微粒子加濕器，在散熱罩底部還設(shè)有負(fù)離子發(fā)生裝置。
電加熱管11由金屬銅管60和銅管中心處裝有電加熱棒61構(gòu)成。金屬銅管60與電加熱棒61之間還裝有微孔吸收元件62和絕緣工質(zhì)63(選用硅油)。為了防止電加熱管11出現(xiàn)干燒現(xiàn)象，在金屬銅管60上設(shè)置有溫度傳感器18。為使絕緣工質(zhì)63能在真空條件下迅速汽化，在電加熱管11的兩端設(shè)有電源加固螺母64、絕緣導(dǎo)套65和管堵66，并由密封橡膠67將其密封。電極68與電加熱棒61聯(lián)為一體。電加熱管由11由支承架69固定在散熱罩壁。AC220V經(jīng)左側(cè)電極68輸送到電加熱管11發(fā)出熱量，傳遞給散熱片15，此電加熱管11實(shí)現(xiàn)第一次相變。經(jīng)散熱罩41頂部的散熱通氣口42，調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度。
其相變?cè)砣缦翧C220V由左側(cè)電極68輸送到電加熱管11時(shí)，溫度升至80℃～400℃，此時(shí)絕緣工質(zhì)63在真空狀態(tài)下迅速汽化循環(huán)到金屬銅管60內(nèi)表面并快速冷凝，冷凝后即可還原為液體，被微吸附體元件62吸收，然后再將液體迅速汽化，如此重復(fù)。以較小的加熱面積能夠得到大面積散熱，使散熱量比單純電熱元件加熱提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，解決了熱量堆積能源浪費(fèi)問(wèn)題。
為了更好的將第一次相變傳導(dǎo)的高溫充分散發(fā)，防止電加熱管11干燒，在銅管60的外表面安裝的散熱片15和導(dǎo)流罩41形成對(duì)流散熱。目的在于高效率地散發(fā)熱量，同時(shí)也防止電加熱熱管干燒。
由于金屬銅管60內(nèi)部加熱工質(zhì)油的迅速汽化，使熱量堆積在金屬銅管內(nèi)表壁，依靠散熱片和導(dǎo)流罩形成的對(duì)流散熱是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。否則，就要造成電加熱管干燒，甚至使電加熱管永久性燒損。
為了解決電加熱熱管干燒問(wèn)題，本實(shí)用新型在兩個(gè)電加熱管11之間增加了超聲波水微粒子加濕器。由其產(chǎn)生的霧狀水粒子噴淋在散熱片15上，使其迅速蒸發(fā)，此時(shí)進(jìn)行第二次相變(空氣側(cè)相變)。該相變過(guò)程使電加熱熱管11加快迅速冷凝，促使散熱量進(jìn)一步提高，同時(shí)保證了電加熱熱管不被燒壞。
相變后的散熱量由下列公式表達(dá)；根據(jù)換熱系數(shù)公式 式中α內(nèi)為水側(cè)換熱系數(shù)1000～10000W/. 。
α外為空氣側(cè)換熱系數(shù)5～12W/ 。
λ為管壁導(dǎo)熱系數(shù)W/M.℃。
δ為管壁厚度m.
1/α內(nèi)＝0.001℃/W。
1/α外＝0.1～0.2/℃/W。
1/α外遠(yuǎn)大于1/α內(nèi)。
K值受α外的影響最大，因此提高K值的關(guān)鍵在于改變空氣側(cè)換熱系數(shù)。
超升加濕的目的在于提高1/α外值，以獲得更高的散熱效率，更有效的防止了電加熱熱管干燒。
當(dāng)加濕器在加濕過(guò)程中，環(huán)境濕度達(dá)到設(shè)定濕度時(shí)，加濕器停止工作，此時(shí)電加熱管11還再繼續(xù)加熱。為了更好的保護(hù)電加熱管11不被干燒，由金屬銅管60上設(shè)置的溫度傳感器18，將提供溫度變化電信號(hào)輸送給中央控制器43，經(jīng)判斷處理后，降低電加熱棒61的電流，防止電加熱熱管的于燒。
在散熱罩41的四周由鋼板圍成封閉型方形體，底部敞開(kāi)，頂部為半圓型或其它形狀。在散熱罩的頂部開(kāi)有通氣口42，通氣口42的下部安裝有活動(dòng)保溫門(mén)22，活動(dòng)保溫門(mén)的左側(cè)通過(guò)支撐板21和保溫門(mén)固定套19及固定螺栓20連接在散熱罩41上?；顒?dòng)保溫門(mén)22的右側(cè)由支撐板21連接在門(mén)軸上，門(mén)軸上有嚙合的齒輪傳動(dòng)23，它由同步電動(dòng)機(jī)25經(jīng)輸出軸24控制門(mén)的旋轉(zhuǎn)角度，電動(dòng)機(jī)25由中央控制器43控制。
在散熱罩41上設(shè)有溫度傳感器18和環(huán)境濕度傳感器55。
在兩個(gè)電加熱管11的中間設(shè)有水微粒子加濕器。水微粒子加濕器的兩端設(shè)有水箱13，兩水箱13中間連接有導(dǎo)霧管14，水箱13與導(dǎo)霧管14采用螺紋封閉連接的。在導(dǎo)霧管14的上、下壁上開(kāi)有導(dǎo)霧噴射孔54，導(dǎo)霧噴射孔54的開(kāi)設(shè)角度，始終保持使水霧39噴射在散熱片15并浸潤(rùn)于散熱片15的外表面上。在水箱13內(nèi)裝有換能器33及高水位檢測(cè)裝置32、低水位檢測(cè)裝置29，水箱13連接有超聲波發(fā)生器36。水微粒子加濕器工作狀態(tài)受中央控制器43的控制。當(dāng)超聲波信號(hào)發(fā)生器36震蕩信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后，經(jīng)控制導(dǎo)線35送至超聲波換能器33，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能產(chǎn)生超聲頻率機(jī)械震動(dòng)使水表面形成水霧并形成水霧壓力，在水霧壓力的作用下流經(jīng)導(dǎo)霧管14內(nèi)，由上、下水霧噴射孔54覆蓋到散熱片15表面，使散熱片15空氣側(cè)發(fā)生蒸發(fā)形成相變(第二次相變)，散熱使之成為相變熱量載體40，在對(duì)室內(nèi)進(jìn)行散熱的同時(shí)，還對(duì)室內(nèi)實(shí)現(xiàn)增濕效果。
水箱13內(nèi)設(shè)有的高水位檢測(cè)裝置32及低水位檢測(cè)裝置29，用于測(cè)定和監(jiān)控水箱的水位，始終保持水箱內(nèi)有充足的水。水箱內(nèi)的水是經(jīng)處理過(guò)的軟水，以保持水霧不含雜質(zhì)。
在散熱罩41底部還設(shè)有負(fù)離子發(fā)生裝置。負(fù)離子發(fā)生裝置是由高頻電源1、電極針46形成的梳狀電極45和條狀電極板38組成。條狀電極板38為多條矩形柵狀極板。條狀電極板38通過(guò)陶瓷絕緣體50固定在角鋼48上，角鋼48通過(guò)角鋼固定螺栓49及角鋼滑道51，由電極固定螺栓52固定在散熱罩41的兩側(cè)壁上。
梳狀電極45與條狀電極板38通過(guò)導(dǎo)線連接有高頻電源1。高頻電源1產(chǎn)生的3KV至20KV高頻電壓經(jīng)導(dǎo)線正極送至條狀電極板38，負(fù)極接至梳狀電極45，條狀電極38與梳狀電極的針狀電極46之間保持5至30毫米的距離，這樣形成高壓電場(chǎng)，電子堆積在針狀電極46的尖端發(fā)射到另一電極板產(chǎn)生負(fù)離子。
高頻電壓使空氣電離而產(chǎn)生活性氧O3和負(fù)離子風(fēng)，向上噴射，從而使室內(nèi)空氣加速進(jìn)入散熱器的下部，增強(qiáng)對(duì)流效果；既提高了對(duì)流散熱器的散熱功能，又使室內(nèi)空間含有人體內(nèi)不可缺少的自由基負(fù)離子，清新了室內(nèi)空氣，還具防止和治療上呼吸道疾病及皮膚病，具有環(huán)保、保健的效果。在提高散熱量的同時(shí)，還可對(duì)室內(nèi)空間予以增濕，并且還具有降塵作用。
直流高頻電場(chǎng)使空氣電離產(chǎn)生負(fù)離子風(fēng)，在由散熱罩內(nèi)向上噴射時(shí)，使散熱器形成強(qiáng)制對(duì)流，在加速熱空氣升騰的同時(shí)，罩內(nèi)形成較強(qiáng)的負(fù)壓，從而加速了冷空氣的吸入和能量的熱交換。在吸入冷空氣的同時(shí)，也將一些塵埃等有害物質(zhì)吸入罩內(nèi)。由于負(fù)離子發(fā)生裝置產(chǎn)生較強(qiáng)靜電，使流動(dòng)空氣帶來(lái)的塵埃被梳狀電極吸附，既除掉了空間的有害塵土，又避免了普通散熱器的塵土附著于散熱片上，形成熱阻而影響其傳熱性能?；钚匝蹙哂休^強(qiáng)的殺菌、消除室內(nèi)裝修所產(chǎn)生的有害物質(zhì)、異味等。由負(fù)離子而轉(zhuǎn)換生成的純氧又大量增加，并且負(fù)離子、活性氧和水霧結(jié)合后生成負(fù)離子水、活性氧水，對(duì)人的呼吸道、皮膚等均有保健作用，凈化和改善了室內(nèi)的空氣清凈度及含氧量，從而營(yíng)造出一個(gè)室內(nèi)自然、舒適的小氣候。
在散熱器散熱的同時(shí)，受熱的濕蒸汽從散熱罩的通風(fēng)口涌出并和空氣形成對(duì)流濕潤(rùn)空氣，它和負(fù)離子、活性氧O3結(jié)合成負(fù)離子水和空氣中的鎂、鈣、氧化成氧化鎂、氧化鈣。在對(duì)流動(dòng)力作用下，吸附于電極板上，既凈化了空氣清除塵土，又避免了塵土附著于散熱片上形成熱阻，影響散熱效果。吸附在電極板上的塵土，可以通過(guò)角鋼滑道51定期抽出清除。
本實(shí)用新型在導(dǎo)流罩內(nèi)或罩外設(shè)有溫度傳感器及環(huán)境濕度傳感器，將溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及高、低水位檢測(cè)裝置等信號(hào)經(jīng)放大電路輸入到中央控制器43，中央控制器是由多種功能的模塊所組成的，見(jiàn)圖6的電路原理圖。
根據(jù)人們最佳居住環(huán)境，對(duì)溫度、濕度、負(fù)離子的空間含量進(jìn)行設(shè)定，由中央控制器的CPU系統(tǒng)發(fā)出指令，通過(guò)各種控制操縱開(kāi)關(guān)56進(jìn)行控制，同時(shí)經(jīng)過(guò)七段解碼器顯示在各種儀表上，使人們直觀地觀測(cè)到室內(nèi)的溫度、濕度以及負(fù)離子的空間含量，營(yíng)造出室內(nèi)良好的空間及舒適的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)智能化。中央控制器還可進(jìn)行人工遙控自行設(shè)定。
這種人工小氣候的營(yíng)造，避免了室內(nèi)換風(fēng)造成的能源浪費(fèi)及二次污染；中央控制器中的CPU系統(tǒng)還可控制散熱罩內(nèi)的活動(dòng)保溫門(mén)的開(kāi)啟，以便在供熱熱媒溫度降低時(shí)，保持熱壓差，克服低溫供熱狀態(tài)下對(duì)流效果降低而散熱功能降低的現(xiàn)象，并控制散熱器的散熱量多少，既方便又節(jié)能，并充分發(fā)揮散熱、增濕及負(fù)離子活性氧O3(活性氧O3發(fā)生量限定在MAX 0.2mg/m3)之間的復(fù)合效果，使散熱效果達(dá)到最佳狀態(tài)，節(jié)約能源。
權(quán)利要求1.一種熱管雙相變智能型電暖器，包括有散熱罩，其特征在于，在散熱罩內(nèi)上、下位置裝有平行的電加熱管，電加熱管的外徑上過(guò)盈配合有平行排列的散熱片，每散熱片之間保持有一定的空間；在兩個(gè)電加熱管的中間還設(shè)有水微粒子加濕器，散熱罩底部還設(shè)有負(fù)離子發(fā)生裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管雙相變智能型電暖器，其特征在于電加熱熱管由金屬銅管以及在管中心裝有電加熱棒構(gòu)成，金屬管與電加熱棒之間裝有微孔吸收元件和絕緣工質(zhì)，金屬管上還設(shè)置有溫度傳感器；在電加熱管的兩端設(shè)置電源加固螺母、絕緣導(dǎo)套和管堵，并由密封橡膠將其密封，電極與電加熱棒聯(lián)為一體，電加熱管由支承架固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管雙相變智能型電暖器，其特征在于散熱罩的四周由鋼板圍成封閉型方形體，底部敞開(kāi)，頂部為半圓型，散熱罩的頂部開(kāi)有通氣口，通氣口的下部安裝有活動(dòng)保溫門(mén)，活動(dòng)保溫門(mén)由支撐板連接在門(mén)軸上，門(mén)軸上有傳動(dòng)嚙合齒輪，由同步電機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)角度，活動(dòng)保溫門(mén)的開(kāi)啟大小由中央控制器控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管雙相變智能型電暖器，其特征在于水微粒子加濕器兩端裝有水箱，水箱固定在散熱罩壁的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，兩水箱中間連接有導(dǎo)霧管，在導(dǎo)霧管的上、下壁上開(kāi)有導(dǎo)霧噴射孔，導(dǎo)霧噴射孔的開(kāi)設(shè)角度，始終保持在使水霧噴射在散熱片并浸潤(rùn)于散熱片的外表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱管雙相變智能型電暖器，其特征在于水箱內(nèi)裝有換能器及高、低水位檢測(cè)裝置，水箱連接有超聲波發(fā)生器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管雙相變智能型電暖器，其特征在于負(fù)離子發(fā)生裝置是由高頻電源、由電極針形成的梳狀電極和條狀電極板組成，條狀電極板為多條矩形柵狀極板，條狀電極板通過(guò)陶瓷絕緣體固定在散熱罩的側(cè)壁上，梳狀電極與條狀電極板通過(guò)導(dǎo)線連接在高頻電源并且使梳狀電極與條狀電極板保持5-30毫米距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管雙相變智能型電暖器，其特征在于在散熱罩上還有溫度傳感器和環(huán)境濕度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管雙相變智能型電暖器，其特征在于散熱片為不銹鋼片或合金材料。
專利摘要一種熱管雙相變智能型電暖器，它是一種智能化調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度、濕度、凈化空氣的取暖器。在散熱罩內(nèi)裝有兩個(gè)電加熱熱管，管內(nèi)裝有絕緣工質(zhì)。AC220V由電極輸送到電加熱熱管，溫度升至80℃～400℃，絕緣工質(zhì)在真空狀態(tài)實(shí)現(xiàn)第一次相變。其熱量傳遞給管上設(shè)置的散熱片，經(jīng)散熱罩頂部的通氣口，使散熱片和導(dǎo)流罩形成對(duì)流散熱，調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度。為了防止電加熱熱管干燒，在兩個(gè)電加熱管的中間設(shè)有水微粒子加濕器，使霧狀水粒子噴淋在散熱片上形成蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)第二次相變，迅速加快電熱熱管的工質(zhì)冷凝，防止電加熱熱管干燒，提高散熱量。根據(jù)人們最佳居住環(huán)境，由中央控制器發(fā)出指令控制，調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度、濕度、負(fù)離子的含量，營(yíng)造出舒適的空間環(huán)境。
文檔編號(hào)F24D13/04GK2586916SQ0228516
公開(kāi)日2003年11月19日 申請(qǐng)日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者吳士祿, 李長(zhǎng)良 申請(qǐng)人:天津市泰來(lái)暖通設(shè)備有限公司