專利名稱：家用中央供暖空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種家用供暖設(shè)備，具體地說就是綜合電加熱器、熱交換器和風(fēng)扇送風(fēng)裝置，通過熱風(fēng)循環(huán)供暖的單戶小型供暖設(shè)備。
現(xiàn)有住宅熱水循環(huán)供暖體系由鍋爐、送水管道和暖氣片組成，存在著能耗大、熱效率低、占用大量室內(nèi)外空間、易跑水、單戶供熱不均與加熱速度慢以及管理不當(dāng)、易發(fā)生收費糾紛等突出缺陷，嚴重制約了居室生活質(zhì)量的提高。
本實用新型的目的就是提供一種可分戶控制的小型供暖設(shè)備，實現(xiàn)分戶采暖，提高能源利用效率和居室生活質(zhì)量，滿足居民對供暖的要求。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型的所有部件均在室內(nèi)布設(shè)。工作時，電加熱器加熱水作為采暖介質(zhì)，熱水保存熱量并把熱量傳到螺旋式熱交換片上；風(fēng)扇強制送風(fēng)到熱交換器內(nèi)，在由電加熱器外殼、螺旋式熱交換片和熱交換器外殼組成的螺旋式熱交換通道里被加熱后再次增壓，然后通過送風(fēng)管道送往各需用房間，從排氣格柵處排出與室內(nèi)冷空氣混合加熱，從而實現(xiàn)快速升溫。
同時，本實用新型可提供生活用熱水。
為實現(xiàn)節(jié)能目的，本實用新型的電加熱器和電風(fēng)扇均采取多功率輸出。
在詳細闡述本實用新型的工作原理之前，首先對供暖熱功率進行簡單的理論計算以室內(nèi)使用面積100平米房型為例，冬季室溫T0設(shè)為10度，室內(nèi)凈高2.6米。大氣密度1.29公斤/立方米，比熱288.3焦/公斤×度。水密度1000公斤/立方米，比熱4185.5焦/公斤×度。加熱室溫T0到20度，室內(nèi)冷空氣吸熱Ha為Ha＝100×2.6×1.29×288.3×(20-10)＝967(千焦)用60度的熱氣加熱，所需熱氣總量Vc為Vc＝2.6×100×(20-10)/(60-20)＝65(立方米)如在30分鐘內(nèi)加熱到20度，所需熱功率Wa和熱氣流速Vc為Wa＝Ha/＝967×1000/30×60＝539(瓦)Vc＝Vc/30＝65/30＝2.17(立方米/分鐘)設(shè)熱交換器效率g1＝0.6，空氣混合效率g2＝0.9，則輸入電功率Ws應(yīng)為Ws＝Wa/g1×g2＝538.9/0.6×0.9＝998(瓦)以上計算說明，該型空調(diào)的技術(shù)要求理論上較易實現(xiàn)。
下面，結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意簡圖；圖2是電加熱器的結(jié)構(gòu)示意簡圖；圖3是熱交換器的結(jié)構(gòu)示意簡圖；圖4是智能送風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)示意簡圖；圖5是補償水箱裝置的結(jié)構(gòu)示意簡圖6是生活用水裝置的結(jié)構(gòu)示意簡圖；圖7是帶快速接頭的排氣格柵的結(jié)構(gòu)示意簡圖；圖8是傳感、指示和控制組件的外觀示意簡圖；圖9是本實用新型殼體的外觀示意簡圖；
圖10是本實用新型的基本控制邏輯關(guān)系簡圖。
如
圖1所示，本實用新型主要由多功率輸出控制器0、電加熱器1、熱交換器2、智能送風(fēng)裝置3、補償水箱裝置4、生活用水裝置5、傳感指示和控制組件6和空調(diào)外殼7組成。
如圖2所示，電加熱器1主要由大功率電熱棒8、小功率電熱9、電加熱器外殼10、電加熱器緊固底座11、電插頭12組成。其中，大功率電熱棒輸出大功率為2.6千瓦，小功率電熱棒輸出電功率為1.2千瓦；電加熱器1通過電加熱器緊固底座11固定在熱交換器2上。
如圖3所示，熱交換器2主要由熱交換器外殼13、電加熱器外殼10和螺旋式熱交換片14組成，均由耐壓、耐熱金屬材料制造。此外，熱交換器外殼13外側(cè)涂抹隔熱材料以增強保溫效果。熱交換器2內(nèi)部密封，直接固定在本實用新型外殼的底板49上，熱交換通道進口與出口面積之比約為08。
如圖4所示，智能送風(fēng)裝置3主要由風(fēng)濾15、一級軸流式電風(fēng)扇16、一級渦流式電風(fēng)扇17、集氣腔18、送風(fēng)管道19、排氣格柵20、超壓釋壓活門21、單向活門22、多功率輸出控制器0組成。其中，電風(fēng)扇16與17均可根據(jù)需要輸出二種功率大功率7立方米/分鐘，小功率2.5立方米/分鐘；此外，電風(fēng)扇16空氣增壓比1.1，電風(fēng)扇167空氣增壓比1.6。
多功率輸出裝置0根據(jù)排氣格柵開關(guān)35的位置信號和電能控制與轉(zhuǎn)換組件41提供的電源，決定電風(fēng)扇16與17的工作狀態(tài)和工作功率。多功率輸出裝置0根據(jù)中央處理器42的控制指令和電能控制與轉(zhuǎn)換組件41提供的電源，向電加熱器1輸出不同的的電功率。
超壓釋壓活門21是彈簧預(yù)載、氣動活門，當(dāng)集氣腔18內(nèi)壓力超過1.65個大氣壓時將自動打開放氣，低于1.6個大氣壓時自動關(guān)閉。單向活門22保證熱空氣單向流向集氣腔18。
如圖5所示，補償水箱4主要由補償水箱殼體24、加水蓋25、水量指示器26、自動補償水管27、冷凝汽管28和單向活門29組成。補償水箱4整體密封，所有部件均用耐壓金屬材料制造。
補償水箱4直接固定在本實用新型外殼的側(cè)立板47和后面板46上，并通過自動補償水管27和冷凝汽管28和自動補償水管27電加熱器1相通。補償水箱4可收集高壓水蒸汽，減小電加熱器1內(nèi)的壓力；還可通過水量指示器26監(jiān)控電加熱器1內(nèi)的水位變化，自動向電加熱器1加水，防止電加熱器1干燒。
補償水箱4可通過加水蓋25人工加水，也可以通過生活用水裝置5加水。自動補償水管27上的單向活門29保證了水的流動方向。
如圖6所示，生活用水裝置5主要由單向活門30、生活用水開關(guān)31、熱水管32、供水管33和放水活門34組成。在電加熱器1工作時，打開生活用水開關(guān)31后，自來水從供水管33進入電加熱器1內(nèi)腔，把熱水從熱水管32頂出供生活需用。此時單向活門30保證水單向流動。
當(dāng)本實用新型長期不用時，可通過放水活門34放出電加熱器1和補償水箱4內(nèi)部的水，防止上述部件生銹。
如圖7所示，排氣格柵20主要由排氣格柵開關(guān)35、快速接頭36、可調(diào)格柵A37和調(diào)節(jié)旋鈕23組成。排氣格柵開關(guān)35直接控制風(fēng)扇16與17的工作當(dāng)排氣格柵開關(guān)35打開時，風(fēng)扇16與17自動啟動；當(dāng)排氣格柵開關(guān)35關(guān)閉時，風(fēng)扇16與17自動停止；以此避免無謂的浪費，使用氣更加合理。
快速接頭36可快速連接軟管，把熱氣引到需用的空間。
如圖8所示，傳感指示與控制組件6主要由顯示與操作板38、溫度傳感儀39、氣壓傳感儀P2、排氣格柵開關(guān)位置傳感儀40、電能控制與轉(zhuǎn)換組件41、中央處理器42組成。溫度傳感儀39感受溫度并向中央處理器42傳遞溫度信號。其中T0感受室內(nèi)靜溫，T1感受電加熱器A1內(nèi)水溫，T2感受集氣腔18內(nèi)空氣總溫；氣壓傳感儀P2感受集氣腔18內(nèi)空氣靜壓并向中央處理器42傳遞氣壓信號。中央處理器42根據(jù)溫度、氣壓信號和操作指令完成邏輯處理，向電能控制與轉(zhuǎn)換組件41發(fā)出工作指令，并將工作狀態(tài)、重要參數(shù)發(fā)送到顯示操作板38上顯示出來。
顯示操作板38由操作按鍵43和重要參數(shù)顯示屏44組成。按鍵和顯示屏帶背景燈，在不工作時背景燈熄滅，正常工作時背景燈暗亮，警告狀態(tài)下背景燈閃亮。
電能控制與轉(zhuǎn)換組件41對220V電源進行轉(zhuǎn)換，在中央處理器42的指令下，分別向多功率輸出裝置0輸出220V交流電、向操作按鍵43和重要參數(shù)顯示屏44提供8V背景燈用直流電以及傳感線路用6V直流電。
如圖9所示，本實用新型的外殼主要由前面板45、后面板46、側(cè)立板47、上面板48和底板49組成。其中，左側(cè)立板47預(yù)留生活用水管道32、33穿越孔K1，上面板48預(yù)留補償水箱加水管穿越孔K2，右側(cè)立板47上預(yù)留通氣管道穿越孔K3與K4，前面板45右上角預(yù)留顯示操作板38安裝孔K5。
如
圖10所示，本實用新型的基本控制邏輯包括正常操作和安全保護兩部分。正常操作通過操作按鍵43和排氣格柵開關(guān)35完成，安全保護主要有水溫T1超溫保護、循環(huán)熱空氣P2超壓保護、循環(huán)熱空氣T2超溫保護和漏電與短路保護四種類型?；究刂瞥绦虮究照{(diào)系統(tǒng)的基本控制程序主要有以下兩種工作模式1、供暖工作模式接通電源后，本實用新型進入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。此時可選擇“快熱、慢熱、自動”三種工作模式。三種工作模式只能單一存在。
快熱按下快熱鍵后，首先電加熱器1的大功率加熱棒8單獨加熱水到90度，然后保溫。當(dāng)排氣格柵20打開工作后，風(fēng)扇16與17開始以大功率工作。此時可人工設(shè)定室溫目標(biāo)值T0*。當(dāng)加熱到大于要求室溫T0*1度時，大功率加熱棒8停止工作，風(fēng)扇16與17進入小功率工作狀態(tài)；當(dāng)室溫T0低于要求室溫T0*2度或加熱器內(nèi)水溫T1低于80度時，，大功率加熱棒8和風(fēng)扇16與17均恢復(fù)大功率狀態(tài)。
慢熱按下慢熱鍵后，首先電加熱器1的小功率加熱棒9單獨加熱水到80度，然后保溫。當(dāng)排氣格柵20接通工作后，風(fēng)扇16與17開始小功率工作。此時可人工設(shè)定室溫目標(biāo)值T0*。當(dāng)加熱到要求室溫T0*時，小功率加熱棒9停止工作；當(dāng)室溫T0低于要求室溫T0*2度或加熱器內(nèi)水溫T1低于70度時，小功率加熱棒9恢復(fù)小功率狀態(tài)。
自動按下此開關(guān)后，電腦將根據(jù)室溫T0與目標(biāo)室溫值T0*(電腦預(yù)設(shè)定為18-20度)自動選擇快熱或慢熱方式。
當(dāng)室溫T0低于12度時，選擇快熱方式，加熱室溫T0到20度后電加熱器1停止工作，風(fēng)扇16與17進入低功率狀態(tài)；室溫T0低于18度或熱水器內(nèi)水溫T1低于80度時，電加熱器1和風(fēng)扇16與17都恢復(fù)大功率狀態(tài)。
當(dāng)室溫T0大于12度時，選擇慢熱方式，加熱室溫T0到20度后電加熱器1停止工作；當(dāng)室溫T0低于16度或熱水器內(nèi)水溫T1低于70度時，電加熱器1恢復(fù)小功率狀態(tài)。2、生活用水模式接通電源后，按下快熱鍵或慢熱鍵后，直接打開生活用水控制活門即可獲得熱水。安全保護程序本空調(diào)系統(tǒng)還具有以下四種安全保護工作模式1、水溫T1超溫保護供暖時，無論在何狀態(tài)下工作，如果水溫T1大于99度，電加熱器1立即斷電停止工作，風(fēng)扇16與17進入大功率狀態(tài)，水溫T1背景燈閃亮。排除故障后按‘RESET’可恢復(fù)工作，背景燈暗亮。2、循環(huán)熱空氣P2超壓保護在任何狀態(tài)下工作，如果循環(huán)熱空氣壓力P2大于1.7個大氣壓，(超壓釋壓活門21設(shè)定為1.65個大氣壓)電加熱器1和風(fēng)扇16與17立即斷電停止工作，循環(huán)空氣壓力P2背景燈閃亮。排除故障后按‘RESET’可恢復(fù)工作，背景燈暗亮。3、循環(huán)熱空氣T2超溫保護在加熱狀態(tài)下工作時，如果循環(huán)熱空氣溫度T2大于80度，電加熱器1立即斷電停止工作，，風(fēng)扇16與17進入大功率狀態(tài)，氣溫T2背景燈閃亮。排除故障后按‘RESET’可恢復(fù)工作，背景燈暗亮。4、漏電與短路保護電能控制與轉(zhuǎn)換組件41對全部電路自動進行里漏電與短路保護。
本實用新型有以下四大優(yōu)點1、 高效節(jié)能*供暖部件均在居室內(nèi)部，電能可完全轉(zhuǎn)化熱能，熱轉(zhuǎn)化效率為100％；*供暖介質(zhì)是高溫高壓空氣，可在小空間內(nèi)迅速達到加熱要求，避免無謂消耗，節(jié)約能源；*多功率輸出，有效控制能耗，延長部件壽命；2、環(huán)保美觀*電能動力，絕無污染，更具環(huán)保概念；*室外無須挖坑埋管，室內(nèi)無須管網(wǎng)密布，輕松保持室內(nèi)外環(huán)境美感；*以氣代水，不再為走水而煩惱。3、經(jīng)濟耐用*電費低廉，再加上多功率輸出、小空間加熱以及不用時關(guān)機，使用成本絕對降低；*采用成熟技術(shù)和優(yōu)良材料，使用壽命大大延長。4、獨立操控，溫度可調(diào)，方便實用。
目前，市場上電加熱器、電風(fēng)扇、送風(fēng)管道和電子控制技術(shù)都已十分成熟，上述產(chǎn)品的制造能力也已完備。因此，發(fā)展本實用新型、實現(xiàn)供暖設(shè)備小型化的條件已經(jīng)成熟。相信在不久的將來，本實用新型必將走入千家萬戶。
權(quán)利要求1.一種家用中央供暖空調(diào)，其特征在于包括可多功率工作的電加熱器1、螺旋式熱交換器2、排氣格柵20控制電風(fēng)扇16與17工作的智能送風(fēng)裝置3、補償水箱裝置4、排氣格柵快速接頭36和生活用水裝置5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用中央供暖空調(diào)，其特征在于所述的電加熱器1由大功率加熱棒8和小功率加熱棒9組成，在多功率輸出控制器0的控制下可進行多功率工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用中央供暖空調(diào)，其特征在于所述的螺旋式熱交換器2由螺旋式熱交換片14、電熱水器外殼10和熱交換器外殼13組成，螺旋式熱交換通道的長度與高度之比高達10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用中央供暖空調(diào)，其特征在于所述的智能送風(fēng)裝置3由多功率輸出控制器0、排氣格柵20和電風(fēng)扇16與17組成，排氣格柵開關(guān)35通過多功率輸出控制器0直接控制電風(fēng)扇16與17的工作狀態(tài)和功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用中央供暖空調(diào)，其特征在于所述的補償水箱裝置4由指示電加熱器1內(nèi)水量的水量指示器26、自動向電加熱器1加水的自動補償水管27、可冷卻高溫水蒸汽的冷凝汽管28和收集水、儲存水的水箱24組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用中央供暖空調(diào)，其特征在于所述的快速接頭36安裝在排氣格柵20處，把熱氣引到需用的局部空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用中央供暖空調(diào)，其特征在于所述的生活用水裝置5由生活用水開關(guān)31、熱水管32、供水管33組成。
專利摘要一種家用中央供暖空調(diào),包括由大功率加熱棒、小功率加熱棒和外殼組成的電熱水器,由電加熱器外殼、螺旋式熱交換片、熱交換器外殼組成的螺旋式熱交換器,排氣格柵控制電風(fēng)扇工作的智能送風(fēng)裝置,控制電加熱器與電風(fēng)扇多功率工作的多功率輸出控制器,由水箱、自動補償水管、冷凝汽管組成的補償水箱裝置,由水開關(guān)、熱水管、供水管組成的生活用水裝置,由顯示與操作板、信號傳感儀、中央處理器、電能控制與轉(zhuǎn)換器組成的傳感指示與控制組件。本實用新型具有熱效率和可靠性高、供熱迅速、經(jīng)濟耐用、環(huán)保美觀、操作方便等突出優(yōu)點,可有效提高居室生活質(zhì)量。
文檔編號F24F3/06GK2505742SQ0126771
公開日2002年8月14日 申請日期2001年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月16日
發(fā)明者馮昕 申請人:馮昕