專利名稱：換熱組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種換熱組件和換熱方法。
本發(fā)明特別但不是唯一應用于屋頂中的換熱器及太陽能換熱器，雖然本發(fā)明可應用于屋頂系統(tǒng)和太陽能系統(tǒng)以外的系統(tǒng)。
背景技術：
已知各種換熱組件，其中屋頂面板由一對間隔的聚碳酸酯板組成，當水流過該板時被加熱。Pekstad的國際專利申請PCT/NO 95/00127說明了這樣一種系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明旨在提供一種對已知換熱組件、已知換熱方法和裝有一換熱組件的已知屋頂面板的替代物。
本發(fā)明的一個方面廣泛地在于換熱組件，包含一條在一對間隔的大致平行的內板之間形成的內流道，供流體流過其間；在內板和間隔于且大致平行于一相應內板的一相應外板各自之間形成的相應外通道。
本發(fā)明的另一方面廣泛地在于該換熱方法，其方法包括讓流體通過在一對間隔的大致平行的內板之間形成的內流道；該流道被夾在各內板和間隔于且大致平行于一相應內板的相應外板之間形成的相應外通道之間，藉此，在流體和外通道中的氣體之間進行換熱。
雖然本發(fā)明按照該優(yōu)先實施例被描寫成具有一條在一對間隔的大致平行的內板之間形成的內流道，然而，應當理解，可以有若干在各對間隔的大致平行內板之間形成的內通道。因此，該換熱組件可包含四層以上的板。
這些板可用任何適當?shù)拈g隔裝置，如柱子等來隔開。然而，該換熱組件最好包含在這些板之間并和這些板一起在該流道內構成若干流體管道和在外通道內構成若干外管道的一些間隔肋。
最好，該換熱組件包括在流體管道的一端的流體入口裝置，供流體流入該換熱組件；在流體管道另一端的流體出口裝置，供流體流出該換熱組件。
該外通道可包含另一液體，然而，最好該外流道于接納或包含一氣體，供該流道內的流體和該換熱組件外部之間進行換熱，且該換熱組件包含在該外管道的一端的氣體入口裝置，供氣體流入該換熱組件；在該外管道的另一端的氣體出口裝置，供氣體流出該換熱組件；該氣體可以是空氣，為此，該外通道包括一開啟系統(tǒng)?；蛘?，在一封閉系統(tǒng)內，該氣體可以是一惰性氣體。
該換熱組件可以具有任何合適的形狀和與之相符的結構。然而，最好該換熱組件構成一塊板，在其二端側由間隔肋密封，在其二端敞開，以提供通至這些自板的一端延伸至其另一端的管道的進出口。
最好，該板適于用作屋頂。
因此，本發(fā)明的另一方面廣泛地在于裝有換熱組件的屋頂面板，該屋頂面板包含一條在一對間隔的大致平行的內板之間形成的內流道，供流體在其間流通；在內板和間隔于且大致平行于一相對的內板的一相應外板各自之間形成的相應外通道；在這些板之間在該流道內與其一起構成若干流體管道和在這些外流道內構成若干外管道的間隔肋；其中，該板在其二側由該間隔肋密封，而在其二端敞開，以提供通向自該板一端延伸至其另一端的管道的進出口。
流體和/或氣體供應源可直接連于在該板二端的相應管道。然而，最好該換熱組件包含在該板相應端的一入口岐管和一出口岐管。
最好，該入口和出口岐管分別包含該流體入口和出口裝置。該入口和出口岐管最好還分別包含該氣體入口和出口裝置。
該換熱裝置還可包含卸壓裝置，以卸去在該流道內由其中的加熱流體產(chǎn)生的壓力。在一個優(yōu)先實施例中，該卸壓裝置是一個安置在該流體入口和/或出口裝置內的立管。
本發(fā)明的另一方面廣泛地在于供連接于如上限定的板的岐管，該岐管包含供流體流入或流出該流體管道的流體連通裝置；供氣體流入或流出該外管道的氣體連通裝置。
該岐管可按許多方法連于該板。例如，它可以是一開口管，適于利用該開口管的彈力保持在該板的二端。或者，該岐管可用超聲波焊于該板。在一個優(yōu)先實施例，該岐管包含收納裝置，用以接納該內板和外板，藉此，將該流體連通裝置和氣體連通裝置分別密封地連于該流道和外通道。
最好，該岐管是一擠壓件，而該流體連通裝置和氣體連通裝置是該擠壓件內的腔道。
本發(fā)明的又一方面廣泛地在于一種換熱板，包含一條在一對間隔的大致平行的內板之間構成的內流道，供流體流過其間；在各內板和間隔于且大致平行于一相應內板的一相應外板及在這些板之間并在該流道內與之構成若干流體管道而在這些外通道內構成若干外管道的間隔肋各自之間構成的相應的外通道，包含供流體流入或流出這些流體管道的流體連通裝置和供氣體流入或流出這些外管道的氣體連通裝置的岐管裝置；其中，該板在其二側由這些間隔肋密封，而在其二端敞開，以形成自該板一端延伸至其另一端的這些管道的進出口。


為使本發(fā)明可較易于理解和賦以實用效果，現(xiàn)在參照圖示本發(fā)明優(yōu)先實施例的各附圖，其中圖1是本發(fā)明換熱器在使用中的簡圖；圖2是表示按照本發(fā)明安置在屋頂上的屋頂面板的簡圖；圖3是本發(fā)明的換熱器板的概括的透視圖；圖4是圖3換熱器板的局部詳細透視圖；圖5是沿圖2中的A-A線表示二相鄰換熱器板沿其二側的彼此連接及它們固定該屋頂框架的剖視圖；圖6是圖5中所示的側邊連接器的剖視圖；圖7是詳細表示二相鄰換熱器板沿其側邊的彼此連接的剖視圖。
圖8是表示一岐管的剖面圖，它對連接于一塊的換熱器板供應流體和氣體；圖9表示用以卸去流道中壓力的立管。
發(fā)明優(yōu)先實施例說明如在圖1中所能看到的，利用泵12自貯水槽11中將水泵到安裝在屋頂14上的換熱器13。被加熱的水然后供系統(tǒng)15使用，并返回到水槽11。應當理解，該簡略的圖示只是代表性的。該換熱器無須安裝在屋頂上，而為了日光作業(yè)可以適當?shù)膬A斜角安裝在地面上或自由直立支架上。正如從充分閱讀該說明書中不明顯看到的，需要日光作為操作能源?？裳b置換熱器的用途也不是限于房屋，而這些用途是可改變化。
一般的用途包括地板下或墻板中的加熱，溫室加熱，游泳池加熱和熱水系統(tǒng)。然而，應當理解，本發(fā)明的換熱器并不限于加熱，而可應用于冷卻系統(tǒng)。然而，出于說明的目的，下面的說明關于包含在一塊適于用作房屋屋頂?shù)拿姘鍍鹊囊环N換熱器。
正如在圖2中所看到，若干屋頂面板13并排地安裝，在接收大多數(shù)直射陽光的住房屋頂14的那側上構成屋頂。這些面板最好具有屋頂桁梁之間的標準寬度，即900毫米，其長度可以變化。這些面板也可制成標準長度，即12毫米，并可切成適于各種屋頂需要的尺寸。
正如在圖3中所看到的，面板13具有敞開端54和55，與夾在外通道52和53之間的中央通道51形成連通。這些通道在內板16和17及外板20和21之間形成。面板13沿側向邊緣56和57密封。
各屋頂面板的詳細構造在圖4中可清楚看到。在一對間隔的大致平行的內板16和17之間形成內流道51，供流體流過其間之用，在內板16、17和間隔于且大致平行于相應內板16、17的外板21、22之間分別形成外通道52、53。
間隔肋18配置在內板16、17之間，在流道51內與這些內板一起構成若干流體管道19。間隔肋22配置在內板16和外板21之間，在外通道52內與這些板一些構成若干外管道23。與此類似，間隔肋24配置在內板17和外板20之間，在外通道53內與這些板一起構成若干外管道25。
面板13可由適當?shù)乃苄圆牧?，如已知的耐溫塑性聚碳酸酯制成。該材料出于美字的目的或增加吸收陽光的目的可以在一個或二個外板上涂色而半透明的。或者，面板13可由適當?shù)牟牧?，如在外板的外側上涂粉劑的鋁或鋼材制成，以產(chǎn)生所希望的彩色效果。
如在圖5中清楚看到的，圖5是沿圖2中A-A的剖視圖，表示相鄰換熱器板沿其側邊的彼此連接及其和屋頂框架的固定，面板13被支承在屋頂撐條26上。撐條26按已知的方法橫向于屋頂椽子27(或屋頂桁梁的頂弦)安裝。面板13以它們的側邊安裝在椽子27的上方，并用側向連接條28沿它們的側邊連接。這些面板用釘29經(jīng)連接條28固定在椽子27和/或撐條上。
正如圖6和7中更詳細看到的，側向連接條28具有若干側向配置的向外和縱向延伸的肋29和一對對置的法蘭32和33，肋29被向內延伸的槽或縫30分隔。若干小孔31沿連接條28的長度延伸，以接納釘29。在使用中，伸出最外的間隔肋18,22和24的板16,17,20,21的側緣適于被緊密地安裝在槽30內，法蘭32、32緊密地接納上、下相鄰的面板，以便沿面板的側邊形成一道防風雨的密封。
連接條28可由適當?shù)乃苄韵鹉z材料、玻璃纖維，鉛或鋼材制成。也可采用適當?shù)臉渲饪p料，以改善防風雨能力。
如在圖8、9中清楚看到的，流體和氣體供應源和面板13的連接是通過連于面板端54和55和岐管32來實現(xiàn)的。岐管32是一縱伸延伸的擠壓件，具有呈中央腔道33形式的流體連通裝置，供流體流入或流出流體管道19之用，還具有呈一對腔道34和35形式的氣體連通裝置，供氣體分別流入或流出外管道23和25之用。
岐管28包含呈通至中央腔道36的中央開口39形式的接納裝置，以接納內板16、17，還包含呈槽縫36形式的接納裝置，以接納外板20，21，借此將流體連通裝置33和氣體連通裝置34、35分別密封地連接于該流道和外通道。
腔道34、35經(jīng)中央開口39兩側上的縱向延伸肋37中縱向延伸槽縫38和外通道和外管道23和25連通。肋37被緊密地接納在面板13的端部54、55處的外通道52、53內。
流體和氣體供應源借助于帶孔道的蓋(未示)連于岐管32，該蓋緊密裝配在該岐管的一端，并具有連接法蘭，將氣體和/或水管道連于該岐管。一盲蓋密封該岐管的另一端。
該岐管可有相應于換熱器面板寬度的標準長度。或者該岐管可有可變的長度，它被切割到所要求的長度，以適合一岐管跨越許多相鄰面板延伸的各種結構。
與連接條28一樣，岐管32可由適當?shù)乃苄韵鹉z材料，玻璃纖維，鋁或鋼材制成。適當?shù)臉渲饪p料也可用于改善岐管和面板端部之間的密封。
使用中，本發(fā)明的換熱方法是讓流體通過內板16和17之間形成的內流道51來實現(xiàn)的，從而在該流體和在內板16、17跟相應的外板21、20間形成的外通道52、53內的氣體之間進行換熱。
如在圖9中可看到的，主管60自最高的岐管32伸出，并通至大氣，以便在該流道內構成一卸壓機構，卸去在流體加熱期間可能產(chǎn)生的過高壓力。主管60包括一U形管，與該岐管內的中央流道33連通。在U形管的下游支管內可包含一球閥或類似物(未示)。
應當理解，本發(fā)明的換熱板具有已知系統(tǒng)的許多優(yōu)點。
本發(fā)明的外通道在該流道和周圍狀態(tài)之間形成一夾層，并取決于其中的氣體，改善了吸收阻光輻射的效率，即在形成隔熱層方面，可改善保存由陽光輻射產(chǎn)生的熱量的有效性。
多通道結構允許利用諸如自由空氣和惰性氣體的氣體冷卻和加熱性質。這些氣體輸送外通道還能使本發(fā)明的換熱器組件在陽光輻射最少或不存在的情況下起作用。
這些面板的通風確保了該流體回路內的工作壓力和大氣壓力一致，從而避免了由壓力引起的面板故障。
自然應理解，雖然上面的說明已通過本發(fā)明說明性的實例而給出，然而，所有對該實例的這樣和那樣的修改和變更，正如對于熟悉本技術領域的人們是顯而易見的，都落在本文提出的本發(fā)明的廣泛范圍和界線內。
權利要求
1．一種換熱組件，包含一條在一對間隔的大致平行的內板之間形成的供流體流過其間之用的內流道；在所述內板和間隔于且大致平行于一相應內板的一相應外板各自之間形成的相應外通道。
2．一種如權利要求1所述的換熱組件，其特征在于包含在所述板之間并和所述板一起在所述流道內形成若干流體管道和在所述外通道內形成若干外管道的間隔肋。
3．一種如權利要求2所述的換熱組件，其特征在于包含在所述流體管道一端的流體入口裝置，供流體流入該換熱組件之用；在所述流體管道另一端的流體出口裝置，供流體流出該換熱組件之用。
4．一種如權利要求3所述的換熱組件，其特征在于包含所述外通道適于容納或包含一種在所述流道內與該流體進行換熱的氣體，所述換熱組件包含在所述外管道一端的氣體入口裝置，供氣體流入該換熱組件之間；在所述外管道另一端的氣體出口裝置，供氣體流出該換熱組件之用。
5．一種如權利要求3所述的換熱組件，其特征在于包含所述組件由所述間隔肋構成一塊在其兩側密封而在其二端敞開的面板，所述二端敞開為自該面板的一端延伸到其另一端的所述管道提供進出口。
6．一種如權利要求5所述的換熱組件，其特征在于包含在所述面板的相應端部包含一入口岐管和一出口岐管。
7．一種如權利要求6所述的換熱組件，其特征在于包含所述入口岐管和出口岐管分別包含所述流體入口裝置和流體出口裝置。
8．一種如權利要求7所述的換熱組件，其特征在于包含所述入口岐管和出口岐管分別包含所述氣體入口裝置和氣體出口裝置。
9．一種如權利要求3所述的換熱組件，其特征在于包含卸壓裝置，用以卸去同其中的流體加熱在所述流內產(chǎn)生的壓力。
10．一種如權利要求9所述的換熱組件，其特征在于包含所述卸壓裝置是一根安置在所述流體入口和/或流體出口裝置內的立管。
11．一種換熱方法，所述方法包含讓流體通過在一對間隔的且大致平行的內板之間形成的一條內流道，所述流道被夾在所述內板和間隔于且大致平行于一相應內板的一相應外板各自之間形成的相應外通道之間，從而在所述流體和所述外通道內的氣體之間交換熱量。
12．一種裝有一換熱組件的屋頂面板，所述面板包含一條在一對間隔的大致平行的內板之間形成的內流道，供流體流過其間之用；在所述內板和間隔于且大致平行于一相應內板的一相應外板各自之間形成的相應的外通道；在所述板之間并與所述板一起在所述流道內形成若干流體管道和在所述外通道內形成若干外管道的間隔肋；其中，所述面板在其兩側由所述間隔肋密封，在其兩端是敞開的，對自該面板一端延伸至其另一端的所述管道提供進出口。
13．一種連接于按權利要求12所述的面板的岐管，所述岐管包含供流體流入或流出該流體管道之用的流體連通裝置，供氣體流入或流出該外管道之用的氣體連通裝置。
14．一種按權利要求13所述的岐管，其特征在于包含用于接納該內板和外板的接納裝置，藉此，所述流體連通裝置和氣體連通裝置分別密封地連接于該流道和外通道。
15．一種按權利要求13所述的方法，其特征在于所述岐管是一擠壓件，而所述流體連通裝置和氣體連通裝置如所述擠壓件中的腔道。
16．一種換熱面板，包含一條在一對間隔的大致平行的內板之間形成的內流道，供流體流過其間之用；在所述內板和間隔于且大致平行于一相應內板的一相應外板各自之間形成的相應外通道，在所述板之間與所述板一起在所述流道內形成若干流體管道和在所述外通道內形成若干外管道的間隔肋；包含供流體流入或流出該流體管道之用的流體連通裝置和供氣體流入或流出該外管道之用的氣體連通裝置的岐管裝置；其中，所述板在其兩側由所述間隔肋密封，而在其兩端是敞開的，對自該面板的一端延伸至其另一端的所述管道提供進出口。
全文摘要
一種裝有一換熱組件的屋頂面板(13),包括一條在一對間隔的大致平行的內板(16,17)之間形成的供流體流過其間的內流道(51);在內板和間隔于且大致平行于一相應內板的一相應外板(21,20)各自之間形成的相應外通道(52,53);和在這些板之間且與其一起在該流道內形成若干流體管道(19)并在這些外通道內形成若干外管道(23,25)的間隔肋(18,22,24);其中該面板在其二側由間隔肋密封,在其二端是敞開的,對于該面板一端延伸至其另一端的該管道提供進出口。
文檔編號E04D13/18GK1305557SQ99807490
公開日2001年7月25日 申請日期1999年4月28日 優(yōu)先權日1998年4月29日
發(fā)明者杰弗里·R·莫里斯 申請人:杰弗里·R·莫里斯