一種與扇形噴嘴水霧霧型能量耦合的翅片式電熱板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種翅片式電熱板,特別是一種與扇形噴嘴水霧霧型能量耦合的翅片式電熱板,主要用于高焓浴寶。
【背景技術(shù)】
[0002]高焓浴寶作為衛(wèi)浴取暖新產(chǎn)品,是燈泡式浴霸和PTC暖風(fēng)機(jī)等傳統(tǒng)衛(wèi)浴取暖產(chǎn)品的升級換代產(chǎn)品。
[0003]高焓浴寶運(yùn)行時,吸入衛(wèi)浴空間冷空氣,冷空氣在風(fēng)機(jī)推動下流過翅片式電熱板上的主體通風(fēng)區(qū)和蒸發(fā)區(qū)被加熱成干熱空氣;同時,高焓浴寶采用扇形噴嘴噴出粒徑<5微米的水霧,水霧在風(fēng)機(jī)推動下流經(jīng)翅片式電熱板蒸發(fā)區(qū),并在翅片式電熱板的蒸發(fā)區(qū)吸熱蒸發(fā)成為水蒸汽,水蒸汽與干熱空氣混合后成為暖濕氣流再注入衛(wèi)浴空間。
[0004]高焓浴寶創(chuàng)造出技術(shù)上全新的空氣升溫與水霧蒸發(fā)同步進(jìn)行即“溫汽并行”放熱方式、技術(shù)上全新的熱濕空氣自淋浴區(qū)頂部側(cè)邊順墻而下即“附壁流動”的空氣內(nèi)循環(huán)方式,填補(bǔ)了冬季洗浴采用傳統(tǒng)干加熱方式時衛(wèi)浴空間的空氣出現(xiàn)高溫干燥和水蒸汽在低溫墻壁上冷凝析出的這樣“兩個水蒸汽缺口”,根本改善了由“溫度”、“濕度”、“風(fēng)速”3個指標(biāo)組成的冬季衛(wèi)浴熱舒適性。
[0005]高焓浴寶實(shí)施通風(fēng)放熱與蒸發(fā)放熱兩種放熱方式并行的“溫汽并行”復(fù)合放熱,在提高衛(wèi)浴空間空氣溫度的同時,提高空氣的絕對含濕量,提高空氣的濕潤性和能量密度。高焓浴寶與高熱阻低熱容量內(nèi)墻保溫板組合,可以提供家庭洗浴、霧浴、汗蒸3種能量狀態(tài),形成“三能態(tài)低碳集成衛(wèi)浴房”。
[0006]所謂三能態(tài)低碳集成衛(wèi)浴房,就是以高焓浴寶為升溫加濕主機(jī),在凈面積2m2、空間體積4.4m3左右的衛(wèi)浴空間里,內(nèi)墻采用厚度2cm、導(dǎo)熱系數(shù)0.026w八m*k)左右的高熱阻低熱容量內(nèi)墻瓷磚保溫板,在戶外氣溫0°C條件下,空氣快速達(dá)到以下三種能量狀態(tài):
①高焓浴寶溫汽并行運(yùn)行10分鐘,空氣溫升達(dá)到20°C以上,溫度達(dá)到30°C,相對濕度250%,實(shí)現(xiàn)溫暖洗??;
②高焓浴寶溫汽并行運(yùn)行15分鐘,空氣溫升達(dá)到30°C以上,溫度達(dá)到35°C,相對濕度260%,實(shí)現(xiàn)霧??;
③高焓浴寶溫汽并行運(yùn)行20分鐘,空氣溫升達(dá)到40°C以上,溫度達(dá)到45°C,相對濕度260%,實(shí)現(xiàn)家庭汗蒸桑拿。
[0007]高焓浴寶運(yùn)行時,吸入衛(wèi)浴空間冷空氣,冷空氣在風(fēng)機(jī)推動下流過翅片式電熱板上的主體通風(fēng)區(qū)和主體蒸發(fā)區(qū)被加熱成干熱空氣;同時,高焓浴寶扇形噴嘴噴出的粒徑<5微米的水霧,在風(fēng)機(jī)推動下流經(jīng)翅片式電熱板主體蒸發(fā)區(qū),并在翅片式電熱板的主體蒸發(fā)區(qū)吸熱蒸發(fā)成為水蒸汽,水蒸汽與干熱空氣混合后成為暖濕氣流再注入衛(wèi)浴空間。
[0008]三能態(tài)低碳集成衛(wèi)浴房,作為一個新型家庭衛(wèi)浴能量系統(tǒng),具有四個特點(diǎn):
1、大幅節(jié)能冬季家庭洗浴的總能耗,由熱水生產(chǎn)、取暖、照明等項組成,在2m2的淋浴區(qū),能量消耗已經(jīng)達(dá)到20?25kw,成為住宅中能量注入強(qiáng)度最大的區(qū)域;其中衛(wèi)生熱水、取暖的能耗分別占90%、10%左右;衛(wèi)浴節(jié)能的重點(diǎn)在衛(wèi)生熱水的節(jié)約使用。
[0009]三能態(tài)低碳集成衛(wèi)浴房通過實(shí)施“高熱阻低熱慣性內(nèi)墻保溫”,大幅降低衛(wèi)浴空間的暖濕空氣對墻體的漏熱,大幅降低了洗浴者對熱水噴淋御寒的依賴,大幅降低了衛(wèi)生熱水溫度和熱水的消耗量,使冬季洗浴總能耗由20?25kw下降到10?12kw,降低50%以上。
[0010]2、熱舒適性洗浴
由于采用了 “溫汽并行”放熱技術(shù),三能態(tài)低碳集成衛(wèi)浴房既無傳統(tǒng)浴霸的光波輻射,又無PTC暖風(fēng)機(jī)的干燥熱風(fēng),冬季戶外0°C時,洗浴空間能夠在15min達(dá)到35°C、60%以上,空氣的濕潤性好,空氣能量密度達(dá)到90kX/( kg空氣)以上,洗浴熱舒適性提高1倍。
[0011]由于采用了熱濕空氣“附壁流動”的空氣內(nèi)循環(huán)方式,衛(wèi)浴空間溫度和濕度的豎向均勻性改善,徹底克服了 “洗浴者頭頂熱腳部冷”的現(xiàn)象,暖濕空氣分布在洗浴者的受益區(qū)。
[0012]3、家庭休閑汗蒸
由于實(shí)施了 “高熱阻低熱慣性內(nèi)墻保溫”技術(shù)、“溫汽并行放熱”技術(shù)、熱濕空氣“附壁流動”的空氣內(nèi)循環(huán)技術(shù),衛(wèi)浴空間的溫濕度,能夠在20min內(nèi)達(dá)到45°C、60%以上,空氣的濕潤性好,空氣焓值達(dá)到120kX/(kg空氣)以上,實(shí)現(xiàn)了居家休閑汗蒸。
[0013]4、綜合性價比高
三能態(tài)低碳集成衛(wèi)浴房,由高焓浴寶主機(jī)、低熱慣性保溫墻面和玻璃隔斷門組成;與傳統(tǒng)的由浴霸、吊頂、瓷磚墻面和玻璃隔斷門組成的淋浴間相比,總成本上升很小,而因?yàn)闊崾孢m性大幅提高、汗蒸功能增加和大幅節(jié)能,三能態(tài)低碳集成衛(wèi)浴房的綜合性價比大幅提升。
[0014]但是,高焓浴寶在溫汽并行放熱時,其扇形噴嘴噴出粒徑<5微米的水霧,在翅片式電熱板蒸發(fā)區(qū)的流通斷面上的分布,無論從扇形水霧的張角還是從扇形水霧的厚度角的方向看,都是不均勻的。
[0015]如圖6?圖7所示,從扇形水霧張角方向看,噴射出的水霧顆粒相對集中于扇形噴嘴中心線附近的中心區(qū)域,而在靠近張角兩側(cè)的邊緣地帶,水霧顆粒相對稀疏;從厚度角方向看,噴射出的水霧顆粒也是相對集中于扇形噴嘴中心線附近的中心區(qū)域,而在靠近厚度角兩側(cè)的邊緣地帶,水霧顆粒相對稀疏。
[0016]可見,在以噴嘴為圓心的圓弧斷面上,水霧的分布不均勻,中央密集,兩端稀疏;SP在以噴嘴為圓心的圓弧面上,相同圓心角所對的圓弧面所接受的水霧量,自中心向兩側(cè)逐漸衰減。
[0017]如果翅片式電熱板蒸發(fā)區(qū)翅片在三維空間里均勻布局,即蒸發(fā)區(qū)所有翅片的高度、厚度、長度、間距都相同,則將造成高焓浴寶在通電放熱運(yùn)行時蒸發(fā)區(qū)中部翅片供熱能力不足、中部翅片溫度降低、中部水霧不能全部蒸發(fā)汽化出現(xiàn)殘水而同時蒸發(fā)區(qū)兩側(cè)翅片供熱能力過剩、兩側(cè)翅片溫度升高、兩側(cè)基板和翅片過熱的問題。
[0018]要使扇形噴嘴所噴出的扇形水霧完全吸熱蒸發(fā),所供給的熱量的空間分布,應(yīng)與扇形水霧的空間分布相對應(yīng)。需要實(shí)現(xiàn)翅片式電熱板蒸發(fā)區(qū)中央?yún)^(qū)域的翅片組從含有電熱管的基板所吸收的熱量比蒸發(fā)區(qū)兩側(cè)翅片組所吸收的熱量占有明顯優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)扇形噴嘴的水霧霧型與電熱板翅片的溫度場、能量場相對應(yīng),即實(shí)現(xiàn)扇形噴嘴的水霧霧型與電熱板翅片的溫度場、能量場的“能量耦合”。
[0019]如何使翅片式電熱板蒸發(fā)區(qū)翅片組的空間布局,包括翅片的數(shù)量、厚度、高度、長度等等指標(biāo)構(gòu)成的翅片空間指標(biāo)體系,與扇形噴嘴的水霧霧型吻合,實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)區(qū)翅片與扇形噴嘴水霧霧型的能量耦合,即實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)區(qū)翅片組的空間熱量供應(yīng)能力與噴嘴的扇形不均勻水霧的空間吸熱能力相匹配,是高焓浴寶產(chǎn)業(yè)化過程中的一個重大技術(shù)問題。
[0020]中國專利公開號:102305438,公開了一種高焓浴寶,采用小功率蓄熱、高強(qiáng)度放熱,放熱初期,放熱功率達(dá)到電熱管功率的兩倍以上,升溫速度快,大幅壓縮了衛(wèi)生間空氣預(yù)熱的時間;采用通風(fēng)放熱、給水霧化蒸發(fā)放熱并行,同時提高衛(wèi)生間的溫度和絕對含濕量,提高空氣焓值,從而提高冬季洗浴質(zhì)量和舒適性;應(yīng)用廣泛,易于推廣。但是,對上述水霧問題依然沒有解決。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0021]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足,而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,確保高焓浴寶對衛(wèi)浴空間空氣有效進(jìn)行升溫和加濕的與扇形噴嘴水霧霧型能量耦合的翅片式電熱板。
[0022]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種與扇形噴嘴水霧霧型能量耦合的翅片式電熱板,它包括基板和固定在基板上的若干翅片,每兩條相鄰的翅片之間設(shè)置有空氣通道;基板內(nèi)設(shè)置有電熱管,基板側(cè)面設(shè)置有電熱管接口,其特征在于:
所述的翅片分布在基板的兩面,基板的一面為蒸發(fā)區(qū)翅片組,另一面為通風(fēng)區(qū)翅片組;所述的扇形噴嘴位于基板上帶有蒸發(fā)區(qū)翅片組的一面,蒸發(fā)區(qū)翅片組朝向扇形噴嘴的一側(cè)為迎風(fēng)面,另一側(cè)為背風(fēng)面。
[0023]蒸發(fā)區(qū)翅片組用于蒸發(fā)水霧,通風(fēng)區(qū)翅片組用于加熱空氣。蒸發(fā)放熱區(qū)與主體通風(fēng)放熱區(qū)在功能上分開,有利于保持主體通風(fēng)放熱區(qū)翅片的潔凈,不受水垢的影響,保持通風(fēng)放熱系數(shù)不衰減。
[0024]所述的翅片垂直固定在基板上,翅片的形狀為長條形弧形曲面。曲折的翅片能充分的與水霧接觸。
[0025]所述的蒸發(fā)區(qū)翅片組包括一條一號翅片和若干條二號翅片,一號翅片位于基板的中心,二號翅片位于一號翅片的兩側(cè)并互相對稱分布,二號翅片的厚度從中間到兩側(cè)依次遞減。
[0026]如此布局,解決了“以噴嘴為圓心的圓弧斷面上,水霧的分布不均勻,中央密集,兩端稀疏”的問題;使扇形噴嘴所噴出的扇形水霧完全吸熱蒸發(fā),翅片式電熱板所供給的熱量的空間分布,與扇形水霧霧型的空間分布相對應(yīng),實(shí)現(xiàn)扇形噴嘴的水霧霧型與電熱板翅片的溫度場、能量場相對應(yīng),實(shí)現(xiàn)扇形噴嘴的水霧霧型與電熱板翅片的溫度場、能量場的“能量耦合”。
[0027]本發(fā)明所述的通風(fēng)區(qū)翅片組包括若干條三號翅片,三號翅片的分布密度為中間稀疏、兩側(cè)密集。
[0028]如此布局,減少了翅片式電熱板主體通風(fēng)區(qū)的中部區(qū)域的翅片密度和翅片放熱表面積,降低了主體通風(fēng)區(qū)的中部區(qū)域的翅片的放熱能力,從而在電熱管總發(fā)熱能力確定的條件下,增加了與主體通風(fēng)區(qū)相對的基板正面蒸發(fā)區(qū)中部區(qū)域的熱量供給能力,有利于解決“以噴嘴為圓心的圓弧斷面上,水霧的分布不均勻,中央密集,兩端稀疏”的問題;也有利于實(shí)現(xiàn)扇形噴嘴的水霧霧型與電熱板翅片的溫度場、能量場相對應(yīng),實(shí)現(xiàn)扇形噴嘴的水霧霧型與電熱板翅片的溫度場、能量場的“能量耦合”。
[0029]本發(fā)明所述電熱管的發(fā)熱中心位于基板的中心。
[0030]發(fā)熱管的發(fā)熱中心與一號翅片位置重疊,有利于縮短熱量從發(fā)熱管傳輸?shù)匠崞獗砻娴穆窂介L度,降低發(fā)熱管與翅片外表面的傳熱溫差。
[0031]本發(fā)明所述的一號翅片中