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]本實(shí)用新型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(jí)換代產(chǎn)品。
[0003]高焓浴寶運(yùn)行時(shí)，吸入衛(wèi)浴空間冷空氣，冷空氣在風(fēng)機(jī)推動(dòng)下流過(guò)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(shí)，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(dòng)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(dòng)”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(shí)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(gè)水蒸汽缺口 ”，根本改善了由“溫度”、“濕度”、“風(fēng)速” 3個(gè)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(shí)，提高空氣的絕對(duì)含濕量，提高空氣的濕潤(rùn)性和能量密度。高焓浴寶與高熱阻低熱容量?jī)?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2 m2、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/ (m*k)左右的高熱阻低熱容量?jī)?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):
[0007]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(duì)濕度多50%，實(shí)現(xiàn)溫暖洗?。?br>[0008]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(duì)濕度多60%，實(shí)現(xiàn)霧??；
[0009]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(duì)濕度多60%，實(shí)現(xiàn)家庭汗蒸桑拿。
[0010]高焓浴寶運(yùn)行時(shí)，吸入衛(wèi)浴空間冷空氣，冷空氣在風(fēng)機(jī)推動(dòng)下流過(guò)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(shí)，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(dòng)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。
[0011]三能態(tài)低碳集成衛(wèi)浴房，作為一個(gè)新型家庭衛(wèi)浴能量系統(tǒng)，具有四個(gè)特點(diǎn):
[0012]1、大幅節(jié)能
[0013]冬季家庭洗浴的總能耗，由熱水生產(chǎn)、取暖、照明等項(xiàng)組成，在2 m2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。
[0014]三能態(tài)低碳集成衛(wèi)浴房通過(guò)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(duì)墻體的漏熱，大幅降低了洗浴者對(duì)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。
[0015]2、熱舒適性洗浴
[0016]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(wú)傳統(tǒng)浴霸的光波輻射，又無(wú)PTC暖風(fēng)機(jī)的干燥熱風(fēng)，冬季戶外0°C時(shí)，洗浴空間能夠在15min達(dá)到35°C、60%以上，空氣的濕潤(rùn)性好，空氣能量密度達(dá)到90kJ/ (kg空氣)以上，洗浴熱舒適性提高1倍。
[0017]由于采用了熱濕空氣“附壁流動(dòng)”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)。
[0018]3、家庭休閑汗蒸
[0019]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(dòng)”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(rùn)性好，空氣焓值達(dá)到120kJ/ (kg空氣)以上，實(shí)現(xiàn)了居家休閑汗蒸。
[0020]4、綜合性價(jià)比高
[0021]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(mén)組成；與傳統(tǒng)的由浴霸、吊頂、瓷磚墻面和玻璃隔斷門(mén)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(jià)比大幅提升。
[0022]但是，高焓浴寶在溫汽并行放熱時(shí)，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(wú)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。
[0023]如下圖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(duì)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(duì)稀疏；從厚度角方向看，噴射出的水霧顆粒也是相對(duì)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(duì)稀疏。
[0024]可見(jiàn)，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(duì)的圓弧面所接受的水霧量，自中心向兩側(cè)逐漸衰減。
[0025]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(zhǎng)度、間距都相同，則將造成高焓浴寶在通電放熱運(yùn)行時(shí)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(shí)蒸發(fā)區(qū)兩側(cè)翅片供熱能力過(guò)剩、兩側(cè)翅片溫度升高、兩側(cè)基板和翅片過(guò)熱的問(wèn)題。
[0026]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(duì)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(shì)，實(shí)現(xiàn)扇形噴嘴的水霧霧型與電熱板翅片的溫度場(chǎng)、能量場(chǎng)相對(duì)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(chǎng)、能量場(chǎng)的“能量耦合”。
[0027]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(zhǎng)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(guò)程中的一個(gè)重大技術(shù)問(wèn)題。
[0028]中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào):102305438，公開(kāi)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(shí)間；采用通風(fēng)放熱、給水霧化蒸發(fā)放熱并行，同時(shí)提高衛(wèi)生間的溫度和絕對(duì)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(duì)上述水霧問(wèn)題依然沒(méi)有解決。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0029]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)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(jì)合理，確保高焓浴寶對(duì)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。
[0030]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)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?jī)蓷l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:
[0031]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。
[0032]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(kāi)，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。
[0033]所述的翅片垂直固定在基板上，翅片的形狀為長(zhǎng)條形弧形曲面。曲折的翅片能充分的與水霧接觸。
[0034]所述的蒸發(fā)區(qū)翅片組包括一條一號(hào)翅片和若干條二號(hào)翅片，一號(hào)翅片位于基板的中心，二號(hào)翅片位于一號(hào)翅片的兩側(cè)并互相對(duì)稱(chēng)分布，二號(hào)翅片的厚度從中間到兩側(cè)依次遞減。
[0035]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(wèn)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(duì)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(chǎng)、能量場(chǎng)相對(duì)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(chǎng)、能量場(chǎng)的“能量耦合”。
[0036]本實(shí)用新型所述的通風(fēng)區(qū)翅片組包括若干條三號(hào)翅片，三號(hào)翅片的分布密度為中間稀疏、兩側(cè)密集。
[0037]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(duì)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(wèn)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(chǎng)、能量場(chǎng)相對(duì)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(chǎng)、能量場(chǎng)的“能量耦合”。
[0038]本實(shí)用新型所述電熱管的發(fā)熱中心位于基板的中心。
[0039]發(fā)熱管的發(fā)熱中心與一號(hào)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(zhǎng)度，降低發(fā)熱管與翅片外表面的傳熱溫差。
[0040]本實(shí)用新型所述