Ptc平行流加熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種PTC平行流加熱器，包括：分液管，其一端與進(jìn)液口連通；集液管，其一端與出液口連通；n個(gè)混合管，任一混合管具有第一開口和第二開口；n+1個(gè)換熱管組，其包括平行且間隔設(shè)置的多個(gè)扁平換熱管，任意2個(gè)相鄰的扁平換熱管之間設(shè)有一組PTC加熱元件，其中，當(dāng)n＝1時(shí)，兩個(gè)換熱管組的一端分別與分液管和集液管的另一端連通，另一端均與混合管連通；當(dāng)n>1時(shí)，第一換熱管組和第二換熱管組的一端分別同分液管與集液管的另一端連通，第一換熱管組和第二換熱管組的另一端分別與其中一個(gè)混合管的第一開口或第二開口連通，其余換熱管組的兩端分別與兩個(gè)混合管連通。本實(shí)用新型的加熱器加熱效率更高，出水口溫度更穩(wěn)定。
【專利說明】
PTC平行流加熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及PTC加熱器技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種PTC平行流加熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]PTC熱敏電阻通電后，自熱升溫到阻值進(jìn)入躍變區(qū)，其表面溫度將保持恒定值，該溫度只與PTC熱敏電阻的居里溫度和外加電壓有關(guān)，而與環(huán)境溫度基本無關(guān)。普通PTC加熱器就是利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發(fā)熱特性設(shè)計(jì)的加熱器件，但由于PTC元件不能直接用來加熱液體，故PTC液體加熱器大多采用間壁式換熱，S卩PTC加熱元件通過管道壁進(jìn)行熱交換，這種方式的換熱效果取決于材料本身的導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)熱面積和流通時(shí)間。
[0003]目前PTC液體加熱器常見的結(jié)構(gòu)是加熱器本體(加熱腔)及PTC元件腔組成，這樣很好解決了水電分離加熱的問題，而且加熱腔使用了多種結(jié)構(gòu)形式，其表面與PTC元件間隙較大不能很好貼合，影響了換熱；因鋁材本身導(dǎo)熱系數(shù)比銅小，為了增加導(dǎo)熱面積和流通時(shí)間，結(jié)構(gòu)上多制作成多行程方式，這樣流速快、加熱時(shí)間短，需要較大的功率，然而金屬鋁材長時(shí)間高溫受熱易氧化，導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降，增加了能耗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型還有一個(gè)目的是提供一種PTC平行流加熱器，通過在兩個(gè)扁平換熱管之間設(shè)置PTC加熱元件組成加熱器主體，實(shí)現(xiàn)水電分離加熱，通過多個(gè)混合管實(shí)現(xiàn)待加熱的水的混合與分流，使水經(jīng)過混流從而提高加熱器出水口溫度的穩(wěn)定性。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種PTC平行流加熱器，包括:
[0007]分液管，其一端與進(jìn)液口連通；
[0008]集液管，其一端與出液口連通；
[0009]η個(gè)混合管，對于任一混合管，其具有第一開口和第二開口，η為大于或等于I的自然數(shù)；
[0010]η+1個(gè)換熱管組，對于任一換熱管組，其包括平行且間隔設(shè)置的多個(gè)扁平換熱管，所述扁平換熱管內(nèi)設(shè)有沿其長度方向延伸的通孔，任意2個(gè)相鄰的扁平換熱管之間設(shè)有一組PTC加熱元件，其中，當(dāng)η= I時(shí)，兩個(gè)換熱管組的一端分別與分液管和集液管的另一端連通，另一端均與混合管連通;當(dāng)η>1時(shí)，第一換熱管組的一端與分液管的另一端連通，第二換熱管組的一端與集液管的另一端連通，第一換熱管組的另一端與其中一個(gè)混合管的第一開口連通，第二換熱管組的另一端與其中一個(gè)混合管的第二開口連通，其余換熱管組的兩端分別與兩個(gè)混合管連通；
[0011]所述分液管、集液管、混合管以及扁平換熱管均為紫銅材質(zhì)。
[0012]優(yōu)選的是，所述的PTC平行流加熱器，所述多個(gè)扁平換熱管等間隔設(shè)置。
[0013]優(yōu)選的是，所述的PTC平行流加熱器，所述多個(gè)扁平換熱管內(nèi)設(shè)有沿其寬度方向設(shè)置的4個(gè)扁平的通孔。
[0014]優(yōu)選的是，所述的PTC平行流加熱器，η+1個(gè)換熱管組兩兩平行設(shè)置。
[0015]優(yōu)選的是，所述的PTC平行流加熱器，一組PTC加熱元件包括2個(gè)PTC加熱元件，且2個(gè)PTC加熱元件的引線向內(nèi)相對設(shè)置。
[0016]優(yōu)選的是，所述的PTC平行流加熱器，η個(gè)混合管為3個(gè)混合管。
[0017]優(yōu)選的是，所述的PTC平行流加熱器，對于任一換熱管組，其包括3-5個(gè)扁平換熱管。
[0018]本實(shí)用新型至少包括以下有益效果:
[0019]本實(shí)用新型的加熱器結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；
[0020]本實(shí)用新型的加熱器所用的管道均采用銅質(zhì)，不易氧化，持久耐用；
[0021]本實(shí)用新型的加熱器通過平行流多回路過流加熱，換熱效率高，只需設(shè)置每組換熱管組中扁平換熱管的數(shù)量或者混合管的數(shù)量即可以實(shí)現(xiàn)加熱需求，設(shè)備加工簡單，且能輕松滿足不同加熱功率的加熱器；
[0022]本實(shí)用新型的加熱器使用了混合管扁平換熱管中的流體經(jīng)過混流處理，使得出液口的溫度更加穩(wěn)定，避免高溫燙傷或低溫受涼，為消費(fèi)者提供了便利。
[0023]本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本實(shí)用新型的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的PTC平行流加熱器η= I時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型所述扁平換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型的PTC平行流加熱器η= 3時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為PTC加熱元件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為實(shí)施方式一所用的加熱器主體結(jié)構(gòu)尺寸示意圖；
[0029]圖6為圖5中A-A截面尺寸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0031 ]需要說明的是，下述實(shí)施方案中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得;在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0032]如圖1-6所示，本實(shí)用新型提供一種PTC平行流加熱器，包括:
[0033]分液管I，其一端與進(jìn)液口連通；
[0034]集液管2，其一端與出液口連通；
[0035]η個(gè)混合管3，對于任一混合管，其具有第一開口和第二開口，η為大于或等于I的自然數(shù)；
[0036]η+1個(gè)換熱管組，對于任一換熱管組，其包括平行且間隔設(shè)置的多個(gè)扁平換熱管4，所述扁平換熱管4內(nèi)設(shè)有沿其長度方向延伸的通孔，一個(gè)扁平換熱管內(nèi)通孔數(shù)量可以為I個(gè)、2個(gè)、3個(gè)或者多個(gè)，如圖2所示的扁平換熱管中通孔數(shù)量為4個(gè)，任意2個(gè)相鄰的扁平換熱管之間設(shè)有一組PTC加熱元件5，其中，當(dāng)η= I時(shí)，兩個(gè)換熱管組的一端分別與分液管I和集液管2的另一端連通，另一端均與混合管3連通，如圖1所示；當(dāng)η>1時(shí)，第一換熱管組的一端與分液管I的另一端連通，第二換熱管組的一端與集液管2的另一端連通，第一換熱管組的另一端與其中一個(gè)混合管3的第一開口連通，第二換熱管組的另一端與其中一個(gè)混合管3的第二開口連通，其余換熱管組的兩端分別與兩個(gè)混合管連通，如圖3所示的混合管的數(shù)量為3，S卩n = 3;這里的第一開口和第二開口相對于混合管來說，分別對應(yīng)于流體進(jìn)出混合管的入口和出口，且任意一個(gè)第一開口或第二開口與一個(gè)換熱管組內(nèi)多個(gè)扁平換熱管同一側(cè)均連通，意味著第一開口可以是具有與多個(gè)扁平換熱管數(shù)量一一對應(yīng)的走水孔。
[0037]所述分液管1、集液管2、混合管3以及扁平換熱管4均為紫銅材質(zhì)。
[0038]在另一種技術(shù)方案中，所述的PTC平行流加熱器，所述多個(gè)扁平換熱管4等間隔設(shè)置，任兩個(gè)扁平換熱管之間的間距可以以夾持一個(gè)PTC加熱元件的厚度為宜，這樣可以充分進(jìn)行熱交換，減少熱量散失，提高加熱器加熱效率。
[0039]在另一種技術(shù)方案中，所述的PTC平行流加熱器，所述多個(gè)扁平換熱管4內(nèi)設(shè)有沿其寬度方向設(shè)置的4個(gè)扁平的通孔。扁平換熱管內(nèi)通孔數(shù)量的多少與其加熱效率相關(guān)，亦與其尺寸相關(guān)，由于扁平換熱管的尺寸與PTC加熱元件的尺寸相關(guān)，故而合理設(shè)置通孔數(shù)量有助于提高加熱器的加熱效率。
[0040]在另一種技術(shù)方案中，所述的PTC平行流加熱器，η+1個(gè)換熱管組兩兩平行設(shè)置，以使加熱器內(nèi)的換熱管在一個(gè)平面內(nèi)，使得加熱器結(jié)構(gòu)更緊湊，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保溫。
[0041 ]在另一種技術(shù)方案中，所述的PTC平行流加熱器，一組PTC加熱元件包括2個(gè)PTC加熱元件5，且2個(gè)PTC加熱元件5的引線向內(nèi)相對設(shè)置，這樣，使得多個(gè)PTC加熱元件的引線居中聚集設(shè)置，形成與外部電源連接的引線接口 6如圖1所示，使得加熱器電源線路布置簡單合理。
[0042]在另一種技術(shù)方案中，所述的PTC平行流加熱器，η個(gè)混合管為3個(gè)混合管3，如圖3所示。
[0043]在另一種技術(shù)方案中，所述的PTC平行流加熱器，對于任一換熱管組，其包括3-5個(gè)扁平換熱管4。
[0044]PTC液體加熱器采用平行流管換熱腔及PTC元件共同組成加熱器主體，實(shí)現(xiàn)水電分離加熱。換熱腔采用多根平行設(shè)置的扁平換熱管陣列布置，壁厚0.5mm;在相鄰陣列布置的扁平換熱管間，形成了PTC元件腔，扁平換熱管與PTC元件可以使用螺桿固定壓緊，PTC元件的引線布置在加熱器主體的中間部分;進(jìn)出口和引流管與集分液管連接，形成流體進(jìn)出通道；當(dāng)需要功率較大時(shí)，可以增加平行流換熱管與PTC器件的數(shù)量形成復(fù)合加熱器主體;加熱器主體結(jié)構(gòu)緊湊，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保溫。
[0045]PTC平行流液體加熱器，流體依次流經(jīng)分液管，在平行流換熱管中與PTC元件熱交換，在液體混合管中進(jìn)行混合，再次在平行流換熱管中進(jìn)行熱交換，最后經(jīng)集液管流出；液體與管道內(nèi)壁充分接觸，加熱均勻，可以使多回路流量均衡，阻力易于平衡，可以滿足不同加熱功率的要求，而且易于實(shí)現(xiàn)電路控制，維修更換方便;加熱器主體結(jié)構(gòu)緊湊，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)優(yōu)化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。
[0046]〈實(shí)施方式一〉
[0047]為了說明本實(shí)用新型的PTC平行流加熱器的有益效果，本實(shí)用新型的實(shí)用新型人采用試驗(yàn)的方法獲得下述相關(guān)結(jié)論。
[0048]試驗(yàn)條件:采用如圖1所示結(jié)構(gòu)的加熱器主體，且采用如圖5所示的加熱器主體結(jié)構(gòu)尺寸，其中扁平換熱管尺寸及其陣列布置尺寸參考圖6，圖6為圖5的A-A截面尺寸圖，圖5和圖6中各尺寸的單位為毫米，扁平換熱管與PTC元件使用螺桿固定壓緊，進(jìn)出管口為標(biāo)準(zhǔn)4分接口 ；PTC元件尺寸100111111\21111111\5111111，共14只，單只電壓220￥，功率160￥;220￥小型循環(huán)水栗，水栗揚(yáng)程8m，最大流量60L/min。
[0049]對比測試件:一種常見的PTC液體加熱器(由蛇形換熱管與PTC加熱元件組成)，進(jìn)出管口為標(biāo)準(zhǔn)4分接口，PTC元件尺寸100mmX21_X5mm，共14只，單只電壓220V，功率160W。
[0050]試驗(yàn)方法:借用10柱鋼制暖氣片3個(gè)，再依次連接水栗和加熱器，搭接測試系統(tǒng)中加滿水，并在水栗入口端和加熱器出口端分別安裝壓力傳感器和溫度傳感器，設(shè)定水栗入口端溫度達(dá)50 V時(shí)，系統(tǒng)停止運(yùn)行，加熱器部分均未實(shí)施相應(yīng)保溫措施。
[0051]根據(jù)實(shí)時(shí)的壓力與溫度測試數(shù)據(jù)顯示，本實(shí)用新型專利所示加熱器的壓力降為1030Pa，對比測試件的壓力降為750Pa;本實(shí)用新型專利所示加熱器出口溫度比對比測試加熱器出口溫度高2.5°C;本實(shí)用新型專利所示加熱器工作280s停止運(yùn)轉(zhuǎn)，對比測試件工作465s停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0052]〈實(shí)施方式二〉
[0053]地板低溫輻射采暖系統(tǒng)及暖氣片采暖方式中，采暖熱源為55°C/45°C的熱水，主要采用以天然氣、液化石油氣、城市煤氣和電等為能源的壁掛爐，本實(shí)用新型專利的PTC平行流液體加熱器，換熱效率高，可以取代地板低溫輻射采暖系統(tǒng)中，以電為能源消耗的壁掛爐(以電加熱管為主要方式)，可以實(shí)現(xiàn)一定的節(jié)能效益。
[0054]〈實(shí)施方式三〉
[0055]對于即熱式電熱水器，因其功率過大(最小功率4500W)，在使用過程中會造成很多安全隱患，使用本實(shí)用新型的PTC液體加熱器，真正實(shí)現(xiàn)了水電分離，功率較小(約在2200W左右)，水流阻力小，換熱效率高，是理想的即熱式液體加熱器。
[0056]盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種PTC平行流加熱器，其特征在于，包括: 分液管，其一端與進(jìn)液口連通； 集液管，其一端與出液口連通； η個(gè)混合管，對于任一混合管，其具有第一開口和第二開口，η為大于或等于I的自然數(shù)；η+1個(gè)換熱管組，對于任一換熱管組，其包括平行且間隔設(shè)置的多個(gè)扁平換熱管，所述扁平換熱管內(nèi)設(shè)有沿其長度方向延伸的通孔，任意2個(gè)相鄰的扁平換熱管之間設(shè)有一組PTC加熱元件，其中，當(dāng)η=1時(shí)，兩個(gè)換熱管組的一端分別與分液管和集液管的另一端連通，另一端均與混合管連通；當(dāng)η>1時(shí)，第一換熱管組的一端與分液管的另一端連通，第二換熱管組的一端與集液管的另一端連通，第一換熱管組的另一端與其中一個(gè)混合管的第一開口連通，第二換熱管組的另一端與其中一個(gè)混合管的第二開口連通，其余換熱管組的兩端分別與兩個(gè)混合管連通； 所述分液管、集液管、混合管以及扁平換熱管均為紫銅材質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的PTC平行流加熱器，其特征在于，所述多個(gè)扁平換熱管等間隔設(shè)置。3.如權(quán)利要求1所述的PTC平行流加熱器，其特征在于，所述多個(gè)扁平換熱管內(nèi)設(shè)有沿其寬度方向設(shè)置的4個(gè)扁平的通孔。4.如權(quán)利要求1所述的PTC平行流加熱器，其特征在于，η+1個(gè)換熱管組兩兩平行設(shè)置。5.如權(quán)利要求1所述的PTC平行流加熱器，其特征在于，一組PTC加熱元件包括2個(gè)PTC加熱元件，且2個(gè)PTC加熱元件的引線向內(nèi)相對設(shè)置。6.如權(quán)利要求1所述的PTC平行流加熱器，其特征在于，η個(gè)混合管為3個(gè)混合管。7.如權(quán)利要求1所述的PTC平行流加熱器，其特征在于，對于任一換熱管組，其包括3-5個(gè)扁平換熱管。
【文檔編號】F24H9/18GK205593158SQ201620142049
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】邱慶齡, 袁坤, 董智勇, 康世寧, 唐紅, 冉科
【申請人】武漢商學(xué)院