專利名稱：熱管式取暖裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于供熱系統(tǒng)，是一種可以用煤、氣體燃料或電能為熱源的高效能熱管式取暖裝置。根據所用熱源的不同，它可以做成便攜式的，也可以固定安裝，以適應家庭、機關、學校等面積在10－60平方米的房間里取暖。
現(xiàn)有的小型取暖裝置均屬水暖系統(tǒng)，它利用水受熱后產生的密度差而循環(huán)運行。由于它是一種單相的自然對流換熱，必須具有出水管和回水管兩套引水系統(tǒng)，以及儲水箱、排污閥等部件。而且這種水暖系統(tǒng)散熱器的溫度不能超過80℃，否則里面的水易于產生汽泡而阻塞流路。至于現(xiàn)有鍋爐集中供熱雖有汽暖系統(tǒng)，但是需要利用泵進行強迫循環(huán)，工作壓力較高，同時因為它也是一種水蒸汽的單相對流換熱，換熱效率低，也不適于非集中供暖的家庭、機關和學校使用。
本實用新型的發(fā)明目的在于(1)水介質以相變傳熱代替自然對流傳熱，提高系統(tǒng)的換熱效率。
(2)簡化系統(tǒng)的結構，省去了一條回水管路以及儲水箱、排污閥等部件，降低系統(tǒng)的造價。
(3)系統(tǒng)不結垢、無銹蝕，延長其壽命。
本實用新型運用熱管工作原理，采用微壓兩相自循環(huán)汽暖系統(tǒng)，只利用一條給汽回水管路，在相變傳熱下運行。如圖一和圖二所示，本實用新型主要由蒸發(fā)器〔13〕或〔23〕、給汽回水管路〔4〕和散熱器〔11〕三大部件構成蒸發(fā)器〔13〕和〔23〕是因熱源的不同有不同的結構，它借助于給汽回水口〔14〕與給汽回水管路〔4〕相通(在圖1中給汽回水口〔14〕與給汽回水管路〔4〕合為一體)，給汽回水管路〔4〕又與散熱器〔11〕的下引出管〔20〕相通。散熱器的上引出管〔7〕端部封閉，其上焊有注水排氣閥〔8〕及壓力表〔9〕。
以下結合附圖，詳細地說明本實用新型的發(fā)明內容和兩個實施例電熱熱管式取暖裝置和燃煤熱管式取暖裝置。系統(tǒng)中所用的各個部件，除了市售的以外，多數是鋼制件。
圖1和圖3表示了電熱熱管式取暖裝置及其蒸發(fā)器。電熱蒸發(fā)器〔13〕為狹長的箱體，它的外殼〔15〕及端蓋〔17〕為鋼制件，其厚度為2毫米；電熱蒸發(fā)器中的U形加熱管〔16〕可用市售產品，U形加熱管兩端錫焊在端蓋〔17〕上；接線盒〔2〕用塑料或其它電絕緣材料制成。接線盒上有電源線引出口〔18〕。電源線由接線柱〔21〕引出。接地螺釘〔1〕用于系統(tǒng)接地并使接線盒〔2〕固定于端蓋〔17〕上。電熱蒸發(fā)器〔13〕的另一端，與接線盒相對的是給汽回水口〔14〕，它焊在電熱蒸發(fā)器外殼〔15〕上。整個電熱蒸發(fā)器借助于給汽回水口〔14〕錫焊于散熱器〔11〕的下引出管〔20〕上。散熱器〔11〕為閉式對流散熱器，其兩端上部有提手〔10〕，下底有支腳〔5〕，提手和支腳用厚2毫米的鋼板彎制而成。封頭〔6〕為散熱器〔11〕中的標準件。上引出管〔7〕端部封焊，并保證良好的氣密性。管上所裝的注水排氣閥〔8〕及壓力表〔9〕也都采用市售的標準件。
在燃煤熱管式取暖裝置中(圖2)，燃煤蒸發(fā)器〔23〕為一空心的兩端封閉的圓柱形或圓錐形水套，它是厚度為3毫米的鋼制件。這種類似結構的蒸發(fā)器也可以用于以氣體燃料為熱源的熱管式取暖裝置中。一個或兩個給汽回水口〔14〕焊在燃煤蒸發(fā)器〔23〕臨近上端蓋的外圓柱面上。給汽回水管〔4〕的兩端分別與給汽回水口〔14〕和散熱器〔11〕的下引出管〔20〕連通。給汽回水管〔4〕、彎頭〔19〕和活接頭〔12〕都為市售標準件，彼此用螺紋聯(lián)接，其安裝形式、管路長短可以根據需要選用。系統(tǒng)的安裝要求氣密性好，并且從散熱器〔11〕的下引出管〔20〕至給汽回水口〔14〕要自然下傾，其傾角應大于4°。一般說來，當引出管長小于4米時，對散熱器〔11〕的下引出管〔20〕至給汽回水口的安裝要求也可以這樣來達到，即保證引出管〔20〕與回水口〔14〕之間的高度差大于25厘米。散熱器〔11〕可以采用市售的閉式對流散熱器，但是要把上引出管〔7〕的出口封焊，并在該管上面焊裝注水排氣閥〔8〕及壓力表〔9〕，所有焊縫要保證氣密性良好。
本實用新型用于采暖面積大于20平方米時，散熱器〔11〕可以采用并聯(lián)方式，如圖4所示。燃煤蒸發(fā)器〔23〕上可以焊接兩個給汽回水口〔14〕，相應有兩根給汽回水管〔4〕，給汽回水管可以長達6米，管徑可以提高到1英寸或1.5英寸。每條管路可以并聯(lián)兩組以上的散熱器，每組散熱器借助于支管〔22〕與給汽回水管〔4〕連接。
本系統(tǒng)的啟動和運行過程如下首先由注水排氣閥〔8〕向系統(tǒng)注入用作介質的蒸餾水，然后用加熱排氣法使系統(tǒng)處于真空狀態(tài)，最后關好閥門使系統(tǒng)維持(1～2)×10－1托的真空度。當需要供暖時，用電、煤或氣體燃料為熱源對蒸發(fā)器〔13〕或〔23〕加熱。蒸發(fā)器中的水介質受熱后變成蒸汽，由于系統(tǒng)處于真空狀態(tài)，低于100℃的水也能沸騰汽化，蒸汽沿給汽回水管〔4〕前進、上升并進入散熱器〔11〕。在散熱器里蒸汽凝結為水，釋放出凝結熱并把熱能傳遞給周圍環(huán)境，最后冷凝水靠重力返回到蒸發(fā)器〔13〕或〔23〕。如此周而復始地循環(huán)，就能使散熱器〔11〕一直在相應壓力的飽和溫度下運行，運行時壓力處于零表壓附近。
熱管式取暖裝置采用相變傳熱，其換熱效率高。由傳熱學可知，水的自然對流換熱系數小于100W／m2℃以上。換熱系數的增加，降低了熱阻減小了溫降，從而使換熱效率可提高15～20％；本實用新型因為傳輸的是蒸氣，所以傳輸損失少，易于向樓上供暖；蒸汽凝結成液體靠重力回流，回流阻力小、速度快；由于本系統(tǒng)啟動前處于真空狀態(tài)，啟動后靠飽和壓力與飽和溫度相對應而運行，只要散熱器配置合理，工作壓力始終維持在零表壓附近或低真空狀態(tài)。最高運行壓力不超過0.5公斤／厘米2；本系統(tǒng)只需一路給汽回水管〔4〕，結構簡單，每套裝置的造價可降低15～30元；因為系統(tǒng)不運行時處于真空狀態(tài)，且閉合回路一次性注入蒸餾水，因此系統(tǒng)不結構、無銹蝕，延長了使用壽命。


圖1電熱熱管式取暖裝置圖2燃煤熱管式取暖裝置圖3電熱熱管式取暖裝置的蒸發(fā)器圖4燃煤熱管式取暖裝置的并聯(lián)系統(tǒng)如圖1和圖3所示電熱熱管式取暖裝置實施例的數據如下供暖面積S＝20平方米散熱器〔11〕的尺寸長×寬×高＝1000×80×300(毫米)U型加熱管的功率P＝1.5千瓦電熱蒸發(fā)器〔13〕的外形尺寸長×寬×高＝400×80×70(毫米)
注水量M＝0.9公斤給汽回水管直徑d＝ 3/4 英寸。
如圖2和圖4所示的燃煤熱管式取暖裝置的一個實施例數據如下供暖面積S＝40平方米散熱器尺寸長×寬×高＝1000×80×300(毫米)散熱器組數2空心圓柱形燃煤蒸發(fā)器尺寸內徑di＝170毫米外徑do＝220毫米高h＝220毫米給汽回水管直徑d＝ 3/4 英寸(帶兩組散熱器)注水量M＝1.8公斤
權利要求1.一種用不同熱源的蒸發(fā)器對散熱器[11]供熱的重力自循環(huán)型熱管式取暖裝置，其特征是給汽回水管[4]的一端與電熱蒸發(fā)器[13]或燃煤蒸發(fā)器[23]上的給氣回水口[14]相通，另一端與散熱器[11]的下引出管[20]相通，散熱器的上引出管[7]端部封閉，在該管上焊有注水排氣閥[8]和壓力表[9]。
2.如權利要求1所述的熱管式取暖裝置，其特征是電熱蒸發(fā)器〔13〕為狹長的箱體，其中有U形加熱管〔16〕，U形加熱管兩端穿過電熱蒸發(fā)器外殼〔15〕的端蓋(并在該處被焊接固定)而伸進接線盒〔2〕中，在接線盒中的U形管端部有接線柱〔21〕，接線盒上有電線引出口〔18〕和接地螺釘〔1〕，接地螺釘用于系統(tǒng)的電氣接地并把接線盒固定在端蓋〔17〕上。
3.如權利要求1所述的熱管式取暖裝置，其特征在于燃煤蒸發(fā)器〔23〕是空心的兩端封閉的圓柱形或圓錐形水套，臨近水套上端蓋的外圓柱面或外圓錐面上，焊有一個或二個給汽回水口〔14〕。
4.如權利要求3所述的熱管式取暖裝置，其特征是從散熱器〔11〕的下引出管〔20〕至燃煤蒸發(fā)器上的給汽回水口〔14〕，自然下傾的傾角大于4°。
5.如權利要求3或4所述的熱管式取暖裝置，其特征是燃煤蒸發(fā)器的一個或二個給汽回水口〔14〕接出的給汽回水管〔4〕，借助于彎頭〔19〕和活接頭〔12〕，接通一個或數個散熱器〔11〕的下引出管。
6.如權利要求1或2或3所述的熱管式取暖裝置，其特征在于該裝置不工作時，真空度為(1～2)×10－1托，運行時壓力處于零表壓附近。
7.如權利要求2所述的熱管式取暖裝置，其特征在于散熱器〔11〕兩端上部有提手〔10〕，下底有支腳〔5〕。
專利摘要一種用于家庭、機關或學校的高效能熱管式取暖裝置，由蒸發(fā)器、一條給汽回水管路和散熱器等主要部件構成。它屬汽暖類型，以煤、氣體燃料或電能為熱源，以蒸餾水為換熱介質。配用不同結構的蒸發(fā)器，其供暖面積達到10～60平方米。該取暖裝置結構簡單、易于批量生產，具有啟動快、換熱效率高、使用簡便、不結垢、無銹蝕、壽命長等特點。
文檔編號F24D15/02GK2031890SQ8820303
公開日1989年2月1日 申請日期1988年2月25日 優(yōu)先權日1988年2月25日
發(fā)明者陳振斌 申請人:中國科學院電工研究所