專利名稱：溫度控制單元的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種施工簡便，能夠在適應管道的熱膨脹等的同時還能夠抑制局部的溫度變化，實現(xiàn)高效地進行溫度控制的溫度控制單元。
背景技術：
在管道內使水和油等液體進行循環(huán)來控制溫度的方法應用于多個領域。例如，在溫水式地板、壁式暖氣系統(tǒng)中，為了在空間內供暖，采用了在地板內和墻壁上鋪設輸送管等管道，使溫水等液體在該管道內循環(huán)的方法。另外，無論是在汽車、電氣列車、船舶、航空等動力裝置以及制鐵、塑料等制造裝置或者各種熱處理裝置中，為了防止由于溫度上升而引起的故障等，均采用了使冷卻水等液體在管道中循環(huán)的方法。近年來，在各種用途中，如在電腦等電子設備中也使冷卻水等液體在管道中循環(huán)等，均采用了利用管道進行溫度控制的方法。可是，單純地利用管道來進行溫度控制的方法存在一定的問題，即僅在管道附近產生局部的劇烈地溫度變化。而且，有時由于管道附近的劇烈溫度變化也會對基材產生惡劣的影響。進而無法充分地存儲熱量，能量效率也比較低。這種溫度控制方法，例如在溫水式地板暖氣中，多采用預先將管道埋入水泥和砂漿等地板材料中的方式。(例如專利文獻1 5)上述水泥和砂漿等作為顯熱存儲材料已廣為人知，并且這種材料能夠存儲從管道傳遞的熱量?？墒牵鐚＠墨I1 5所述，將管道預先埋入水泥和砂漿等地板材料中的方式有時不能適應該管的熱膨脹等，從而存在在水泥和砂漿上產生龜裂等問題。而且，作為顯熱蓄熱材料的水泥和砂漿等蓄熱性能較差，為了獲得優(yōu)良的蓄熱性能就需要相當厚的厚度，從而使重量變得很大。進一步地，由于水泥和砂漿等容易變熱和變冷，因此還存在僅在管道附近產生局部溫度升高的問題。專利文獻1 登記實用新型第3143337號公報專利文獻2 登記實用新型第3050631號公報專利文獻3 登記實用新型第3051723號公報專利文獻4 特開平11-193623號公報專利文獻5 特開2007-198122號公報

實用新型內容針對上述問題，本實用新型的發(fā)明人認真研究，終于研制出一種因輕量化而施工簡便、能夠適應管道的熱膨脹等情況的同時還能夠抑制局部溫度變化、并具有優(yōu)異的能量效率、能夠高效地進行溫度控制的溫度控制單元，從而實現(xiàn)了本實用新型的目的。即，本實用新型具有如下特征[0016]1. 一種溫度控制單元，在基材上鋪設有管道，在管內使液體循環(huán)來進行溫度控制；該管道的外側的一部分或全部與蓄熱體相接觸，該蓄熱體為將潛熱存儲材料分散于聚合物基體(polymer matrix,..........)中所形成的物質。2. 一種溫水式地板暖氣的溫度控制單元，在基材上鋪設有管道，在管內使溫水循環(huán)來進行溫度控制；該管道的外側的一部分或全部與蓄熱體相接觸，該蓄熱體為將潛熱存儲材料分散于聚合物基體中所形成的物質。本實用新型中的由管道構成的溫度控制單元，因輕量化而施工簡便、能夠適應管道的熱膨脹等情況的同時還能夠抑制局部溫度變化、并具有優(yōu)異的能量效率、能夠高效地進行溫度控制。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖進行簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型所述溫水式地板暖氣的溫度控制單元的模型圖；圖2 (a)、圖2 (c)、圖2 (d)、圖2 (e)、圖2 (f)、圖2 (g)為本實用新型規(guī)定的橫截面(A-A')的放大圖、圖2(b)為本實用新型規(guī)定以外的橫截面(A-A')的放大圖；圖3為實施例1、比較例1中的溫度測定實驗圖表。符號說明1 地板基材2 溫水管3 溫度控制裝置及泵4 地板材5 蓄熱體6 溫度傳感器A7 溫度傳感器B具體實施方式
以下，對本實用新型的具體實施方式
進行說明。本實用新型所述溫度控制單元是一種在基材中鋪設有管道，在該管道內使液體進行循環(huán)從而進行溫度控制的溫度控制單元。在本實用新型中，所述溫度控制單元的特征在于所述管道的外側的一部分或全部與在聚合物基體中分散有潛熱存儲材料的蓄熱體相接觸。(參照圖1和圖2(a) 圖2(g))。由于管道外側的一部分或全部與蓄熱體相接觸，因此，可以高效地將來自于管道的熱量(溫熱或冷熱)傳遞給蓄熱體，并且能夠抑制管道附近局部的溫度變化，從而可實現(xiàn)對溫度進行高效地控制。另外，本實用新型中所用的蓄熱體可以充分適應管道的膨脹等狀況，與水泥和砂漿相比，重量非常輕，施工性能也很優(yōu)異。作為可以適用于本實用新型中溫度控制單元的基材，可以為例如，在地板、墻壁暖氣系統(tǒng)中、在汽車、電氣列車、船舶、航空等動力裝置、及制鐵、塑料等制造裝置中、或者在各種熱處理裝置中使用的基材、以及在電腦等電子設備中使用的基材等。管道可以采用銅、鋁、鐵、鋅、不銹鋼、黃銅等金屬制品，或者采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等樹脂制品，不做特別限定。另外，傳送管的種類、口徑等也不做特別限定，可以根據(jù)用途做適當設定進行使用。蓄熱體為將潛熱存儲材料分散于聚合物基體中而形成的物質。這種蓄熱體為有機質彈性蓄熱體，因輕量化而施工簡便，能夠在適應管道的熱膨脹等情況的同時抑制局部的溫度變化，并具有優(yōu)異的能量效率，從而能夠高效地進行溫度控制。潛熱存儲材料可以為無機鹽、無機水和鹽、及共融混合物等無機潛熱存儲材料，或者也可以為脂肪族烴、長鏈醇、長鏈脂肪酸、長鏈脂肪酸酯、聚醚化合物、甘油三酯等有機潛熱存儲材料。另外，也可以預先封裝潛熱存儲材料。形成聚合物基體的樹脂可以為，例如丙烯酸樹脂、有機硅樹脂、聚酯樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、氨基樹脂、聚碳酸酯樹脂、氟樹脂、醋酸乙烯、氯乙烯樹脂、ABS樹脂、AS樹脂，或者為氯丁橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、丁二烯橡膠等合成橡膠。另外，在蓄熱體中，除了潛熱存儲材料、聚合物基體以外，還可以包含顏料、集料、粘度控制劑、增塑劑、緩沖劑、分散劑、交聯(lián)劑、PH值調節(jié)劑、防腐劑、殺菌劑、抗菌劑、抗藻齊U、潤濕劑、消泡劑、發(fā)泡劑、均勻劑、顏料分散劑、防沉劑、防流掛劑、防凍劑、潤滑劑、脫水劑、消光劑、紫外線吸收劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、纖維、香料、化學物質吸附劑、光催化劑、吸放濕粉末、熱傳導性物質、阻燃劑、層狀粘土礦物、相溶劑等添加劑。而且，蓄熱體中的潛熱存儲材料的含量優(yōu)選為10重量％以上，更加優(yōu)選為30重量％以上，最優(yōu)選為50重量％以上。本實用新型的特征在于使管道外側的一部分或全部與蓄熱體相接觸。在本實用新型中，如圖2(a) 圖2(g)所示的管道截面中，與蓄熱體相接觸的管道的外周面積優(yōu)選為50%以上、或是70%以上、最好是100% (全部)。圖2(a)、圖2(c)、圖2(d)為管道的100% (全部)外周面積與蓄熱體面接觸的模型圖。圖2(e)為管道的約60%外周面積與蓄熱體面接觸的模型圖。圖2(f)、圖2(g)為管道的外周與蓄熱體點接觸(截面中)的模型圖。圖2(b)為本實用新型規(guī)定以外的管道的外周不與蓄熱體相接觸的模型圖。獲得本實用新型所述溫度控制單元的方法不做特別限定，但可以使用如下方法(i)直接將含有潛熱存儲材料和樹脂的蓄熱體成分涂抹并使其干燥、固化在傳送管的外側的方法；(ii)由含有潛熱存儲材料和樹脂的蓄熱體成分制作成蓄熱片，將該蓄熱片卷在傳送管上的方法，或者層疊在傳送管的上側和下側的方法。在本實用新型中希望蓄熱體與管道直接接觸。但是，如果并非明顯阻礙本實用新型的效果，則也可在它們中間隔著金屬制、樹脂制等薄膜。在管道內循環(huán)的液體可以為水和油等，也可以在液體內包含有蓄熱材料的防凍劑、防腐劑等添加劑。[0054]本實用新型的溫度控制單元中可以使用用于使液體循環(huán)的泵、用于控制液體溫度的加熱、冷卻裝置等公知裝置，此處不做特別限定。以下，以溫水式地板暖氣的溫度控制單元作為溫度控制單元的具體例子，對實施例、比較例進行說明。如圖1所示，在地板基材(即基材)1上鋪設管道(即溫水管2)，在表面上層疊地板材4從而設置成溫水式地板暖氣。另外，在該溫水管2中設置有溫度傳感器6和7、和基于溫度傳感器的信息進行溫度控制的溫度控制裝置3、以及使液體循環(huán)的泵3，從而可以對溫水管2內循環(huán)的液體的流量、溫度等進行控制。如圖2(a)(圖1中A-A'截面圖)所示，為了鋪設溫水管2，在地板基材1上形成有凹部結構的位置，將溫水管2嵌入該凹部結構進行使用。此時，準備一種使蓄熱體成分流入到凹部結構內并使其固化，溫水管2的外側與蓄熱體5直接接觸并被其覆蓋(圖2 (a)，實施例1)(蓄熱體覆蓋量0. 7 2. 5g/cm2)的結構，同時準備一種溫水管2的外側不被覆蓋(圖2(b)，比較例1)的結構。另外，地板基材1使用木質材料(1800mmX600mmX 15mm)，溫水管2使用銅制溫水管(外徑10mm、內徑6mm)。而且，蓄熱體5為在聚氨酯聚合物基體中分散有潛熱存儲材料的蓄熱體。該蓄熱體5是使用作為潛熱存儲材料的石蠟(相變溫度為49°C )、將異氰酸酯和多元醇相混合、通過異氰酸酯和多元醇的反應而得到的物質。另外，潛熱存儲材料(石蠟)的含量為70重量％。溫度測定實驗是在15°C的環(huán)境中、使溫水溫度為50°C、溫水流量為1升/min，隨著時間的推移測定溫水入口溫度(溫度傳感器6)和溫水出口溫度(溫度傳感器7)。其結果如圖3所示，實施例1與比較例1相比，使溫水溫度保持在50°C范圍的開-關切換時間變長，從而可以控制能量消耗量。
權利要求1.一種溫度控制單元，其特征在于在基材上鋪設有管道，在管內使液體循環(huán)來進行溫度控制；該管道的外側的一部分或全部與有機質彈性蓄熱體相接觸。
2.一種溫度控制單元，其特征在于在基材上鋪設有管道，在管內使溫水循環(huán)來進行溫度控制；該管道的外側的一部分或全部與有機質彈性蓄熱體相接觸。
專利摘要本實用新型提供一種溫度控制單元，在基材上鋪設有管道，在管道內使液體循環(huán)來控制溫度的，該管道的外側的一部分或全部與蓄熱體相接觸，該蓄熱體為將潛熱存儲材料分散于聚合物基體中而形成的物質。本實用新型施工簡便，并且能夠在適應管道的熱膨脹等情況的同時還能夠抑制局部的溫度變化，從而實現(xiàn)高效地溫度控制。
文檔編號G05D23/19GK202331232SQ201120282999
公開日2012年7月11日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權日2011年8月5日
發(fā)明者天野良太郎 申請人:四國化研(上海)有限公司