Ptc平行流加热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种PTC平行流加热器，包括：分液管，其一端与进液口连通；集液管，其一端与出液口连通；n个混合管，任一混合管具有第一开口和第二开口；n+1个换热管组，其包括平行且间隔设置的多个扁平换热管，任意2个相邻的扁平换热管之间设有一组PTC加热元件，其中，当n＝1时，两个换热管组的一端分别与分液管和集液管的另一端连通，另一端均与混合管连通；当n>1时，第一换热管组和第二换热管组的一端分别同分液管与集液管的另一端连通，第一换热管组和第二换热管组的另一端分别与其中一个混合管的第一开口或第二开口连通，其余换热管组的两端分别与两个混合管连通。本实用新型的加热器加热效率更高，出水口温度更稳定。
【专利说明】
PTC平行流加热器
技术领域
[0001]本实用新型涉及PTC加热器技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种PTC平行流加热器。
【背景技术】
[0002]PTC热敏电阻通电后，自热升温到阻值进入跃变区，其表面温度将保持恒定值，该温度只与PTC热敏电阻的居里温度和外加电压有关，而与环境温度基本无关。普通PTC加热器就是利用恒温加热PTC热敏电阻恒温发热特性设计的加热器件，但由于PTC元件不能直接用来加热液体，故PTC液体加热器大多采用间壁式换热，S卩PTC加热元件通过管道壁进行热交换，这种方式的换热效果取决于材料本身的导热系数、导热面积和流通时间。
[0003]目前PTC液体加热器常见的结构是加热器本体(加热腔)及PTC元件腔组成，这样很好解决了水电分离加热的问题，而且加热腔使用了多种结构形式，其表面与PTC元件间隙较大不能很好贴合，影响了换热；因铝材本身导热系数比铜小，为了增加导热面积和流通时间，结构上多制作成多行程方式，这样流速快、加热时间短，需要较大的功率，然而金属铝材长时间高温受热易氧化，导致换热效率下降，增加了能耗。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本实用新型还有一个目的是提供一种PTC平行流加热器，通过在两个扁平换热管之间设置PTC加热元件组成加热器主体，实现水电分离加热，通过多个混合管实现待加热的水的混合与分流，使水经过混流从而提高加热器出水口温度的稳定性。
[0006]为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种PTC平行流加热器，包括:
[0007]分液管，其一端与进液口连通；
[0008]集液管，其一端与出液口连通；
[0009]η个混合管，对于任一混合管，其具有第一开口和第二开口，η为大于或等于I的自然数；
[0010]η+1个换热管组，对于任一换热管组，其包括平行且间隔设置的多个扁平换热管，所述扁平换热管内设有沿其长度方向延伸的通孔，任意2个相邻的扁平换热管之间设有一组PTC加热元件，其中，当η= I时，两个换热管组的一端分别与分液管和集液管的另一端连通，另一端均与混合管连通;当η>1时，第一换热管组的一端与分液管的另一端连通，第二换热管组的一端与集液管的另一端连通，第一换热管组的另一端与其中一个混合管的第一开口连通，第二换热管组的另一端与其中一个混合管的第二开口连通，其余换热管组的两端分别与两个混合管连通；
[0011]所述分液管、集液管、混合管以及扁平换热管均为紫铜材质。
[0012]优选的是，所述的PTC平行流加热器，所述多个扁平换热管等间隔设置。
[0013]优选的是，所述的PTC平行流加热器，所述多个扁平换热管内设有沿其宽度方向设置的4个扁平的通孔。
[0014]优选的是，所述的PTC平行流加热器，η+1个换热管组两两平行设置。
[0015]优选的是，所述的PTC平行流加热器，一组PTC加热元件包括2个PTC加热元件，且2个PTC加热元件的引线向内相对设置。
[0016]优选的是，所述的PTC平行流加热器，η个混合管为3个混合管。
[0017]优选的是，所述的PTC平行流加热器，对于任一换热管组，其包括3-5个扁平换热管。
[0018]本实用新型至少包括以下有益效果:
[0019]本实用新型的加热器结构简单，易于实现工业化生产；
[0020]本实用新型的加热器所用的管道均采用铜质，不易氧化，持久耐用；
[0021]本实用新型的加热器通过平行流多回路过流加热，换热效率高，只需设置每组换热管组中扁平换热管的数量或者混合管的数量即可以实现加热需求，设备加工简单，且能轻松满足不同加热功率的加热器；
[0022]本实用新型的加热器使用了混合管扁平换热管中的流体经过混流处理，使得出液口的温度更加稳定，避免高温烫伤或低温受凉，为消费者提供了便利。
[0023]本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的PTC平行流加热器η= I时的结构示意图；
[0025]图2为本实用新型所述扁平换热管的结构示意图；
[0026]图3为本实用新型的PTC平行流加热器η= 3时的结构示意图；
[0027]图4为PTC加热元件的结构示意图；
[0028]图5为实施方式一所用的加热器主体结构尺寸示意图；
[0029]图6为图5中A-A截面尺寸示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0031 ]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得;在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0032]如图1-6所示，本实用新型提供一种PTC平行流加热器，包括:
[0033]分液管I，其一端与进液口连通；
[0034]集液管2，其一端与出液口连通；
[0035]η个混合管3，对于任一混合管，其具有第一开口和第二开口，η为大于或等于I的自然数；
[0036]η+1个换热管组，对于任一换热管组，其包括平行且间隔设置的多个扁平换热管4，所述扁平换热管4内设有沿其长度方向延伸的通孔，一个扁平换热管内通孔数量可以为I个、2个、3个或者多个，如图2所示的扁平换热管中通孔数量为4个，任意2个相邻的扁平换热管之间设有一组PTC加热元件5，其中，当η= I时，两个换热管组的一端分别与分液管I和集液管2的另一端连通，另一端均与混合管3连通，如图1所示；当η>1时，第一换热管组的一端与分液管I的另一端连通，第二换热管组的一端与集液管2的另一端连通，第一换热管组的另一端与其中一个混合管3的第一开口连通，第二换热管组的另一端与其中一个混合管3的第二开口连通，其余换热管组的两端分别与两个混合管连通，如图3所示的混合管的数量为3，S卩n = 3;这里的第一开口和第二开口相对于混合管来说，分别对应于流体进出混合管的入口和出口，且任意一个第一开口或第二开口与一个换热管组内多个扁平换热管同一侧均连通，意味着第一开口可以是具有与多个扁平换热管数量一一对应的走水孔。
[0037]所述分液管1、集液管2、混合管3以及扁平换热管4均为紫铜材质。
[0038]在另一种技术方案中，所述的PTC平行流加热器，所述多个扁平换热管4等间隔设置，任两个扁平换热管之间的间距可以以夹持一个PTC加热元件的厚度为宜，这样可以充分进行热交换，减少热量散失，提高加热器加热效率。
[0039]在另一种技术方案中，所述的PTC平行流加热器，所述多个扁平换热管4内设有沿其宽度方向设置的4个扁平的通孔。扁平换热管内通孔数量的多少与其加热效率相关，亦与其尺寸相关，由于扁平换热管的尺寸与PTC加热元件的尺寸相关，故而合理设置通孔数量有助于提高加热器的加热效率。
[0040]在另一种技术方案中，所述的PTC平行流加热器，η+1个换热管组两两平行设置，以使加热器内的换热管在一个平面内，使得加热器结构更紧凑，易于实现系统保温。
[0041 ]在另一种技术方案中，所述的PTC平行流加热器，一组PTC加热元件包括2个PTC加热元件5，且2个PTC加热元件5的引线向内相对设置，这样，使得多个PTC加热元件的引线居中聚集设置，形成与外部电源连接的引线接口 6如图1所示，使得加热器电源线路布置简单合理。
[0042]在另一种技术方案中，所述的PTC平行流加热器，η个混合管为3个混合管3，如图3所示。
[0043]在另一种技术方案中，所述的PTC平行流加热器，对于任一换热管组，其包括3-5个扁平换热管4。
[0044]PTC液体加热器采用平行流管换热腔及PTC元件共同组成加热器主体，实现水电分离加热。换热腔采用多根平行设置的扁平换热管阵列布置，壁厚0.5mm;在相邻阵列布置的扁平换热管间，形成了PTC元件腔，扁平换热管与PTC元件可以使用螺杆固定压紧，PTC元件的引线布置在加热器主体的中间部分;进出口和引流管与集分液管连接，形成流体进出通道；当需要功率较大时，可以增加平行流换热管与PTC器件的数量形成复合加热器主体;加热器主体结构紧凑，易于实现系统保温。
[0045]PTC平行流液体加热器，流体依次流经分液管，在平行流换热管中与PTC元件热交换，在液体混合管中进行混合，再次在平行流换热管中进行热交换，最后经集液管流出；液体与管道内壁充分接触，加热均匀，可以使多回路流量均衡，阻力易于平衡，可以满足不同加热功率的要求，而且易于实现电路控制，维修更换方便;加热器主体结构紧凑，易于实现工业优化设计与生产。
[0046]〈实施方式一〉
[0047]为了说明本实用新型的PTC平行流加热器的有益效果，本实用新型的实用新型人采用试验的方法获得下述相关结论。
[0048]试验条件:采用如图1所示结构的加热器主体，且采用如图5所示的加热器主体结构尺寸，其中扁平换热管尺寸及其阵列布置尺寸参考图6，图6为图5的A-A截面尺寸图，图5和图6中各尺寸的单位为毫米，扁平换热管与PTC元件使用螺杆固定压紧，进出管口为标准4分接口 ；PTC元件尺寸100111111\21111111\5111111，共14只，单只电压220￥，功率160￥;220￥小型循环水栗，水栗扬程8m，最大流量60L/min。
[0049]对比测试件:一种常见的PTC液体加热器(由蛇形换热管与PTC加热元件组成)，进出管口为标准4分接口，PTC元件尺寸100mmX21_X5mm，共14只，单只电压220V，功率160W。
[0050]试验方法:借用10柱钢制暖气片3个，再依次连接水栗和加热器，搭接测试系统中加满水，并在水栗入口端和加热器出口端分别安装压力传感器和温度传感器，设定水栗入口端温度达50 V时，系统停止运行，加热器部分均未实施相应保温措施。
[0051]根据实时的压力与温度测试数据显示，本实用新型专利所示加热器的压力降为1030Pa，对比测试件的压力降为750Pa;本实用新型专利所示加热器出口温度比对比测试加热器出口温度高2.5°C;本实用新型专利所示加热器工作280s停止运转，对比测试件工作465s停止运转。
[0052]〈实施方式二〉
[0053]地板低温辐射采暖系统及暖气片采暖方式中，采暖热源为55°C/45°C的热水，主要采用以天然气、液化石油气、城市煤气和电等为能源的壁挂炉，本实用新型专利的PTC平行流液体加热器，换热效率高，可以取代地板低温辐射采暖系统中，以电为能源消耗的壁挂炉(以电加热管为主要方式)，可以实现一定的节能效益。
[0054]〈实施方式三〉
[0055]对于即热式电热水器，因其功率过大(最小功率4500W)，在使用过程中会造成很多安全隐患，使用本实用新型的PTC液体加热器，真正实现了水电分离，功率较小(约在2200W左右)，水流阻力小，换热效率高，是理想的即热式液体加热器。
[0056]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种PTC平行流加热器，其特征在于，包括: 分液管，其一端与进液口连通； 集液管，其一端与出液口连通； η个混合管，对于任一混合管，其具有第一开口和第二开口，η为大于或等于I的自然数；η+1个换热管组，对于任一换热管组，其包括平行且间隔设置的多个扁平换热管，所述扁平换热管内设有沿其长度方向延伸的通孔，任意2个相邻的扁平换热管之间设有一组PTC加热元件，其中，当η=1时，两个换热管组的一端分别与分液管和集液管的另一端连通，另一端均与混合管连通；当η>1时，第一换热管组的一端与分液管的另一端连通，第二换热管组的一端与集液管的另一端连通，第一换热管组的另一端与其中一个混合管的第一开口连通，第二换热管组的另一端与其中一个混合管的第二开口连通，其余换热管组的两端分别与两个混合管连通； 所述分液管、集液管、混合管以及扁平换热管均为紫铜材质。2.如权利要求1所述的PTC平行流加热器，其特征在于，所述多个扁平换热管等间隔设置。3.如权利要求1所述的PTC平行流加热器，其特征在于，所述多个扁平换热管内设有沿其宽度方向设置的4个扁平的通孔。4.如权利要求1所述的PTC平行流加热器，其特征在于，η+1个换热管组两两平行设置。5.如权利要求1所述的PTC平行流加热器，其特征在于，一组PTC加热元件包括2个PTC加热元件，且2个PTC加热元件的引线向内相对设置。6.如权利要求1所述的PTC平行流加热器，其特征在于，η个混合管为3个混合管。7.如权利要求1所述的PTC平行流加热器，其特征在于，对于任一换热管组，其包括3-5个扁平换热管。
【文档编号】F24H9/18GK205593158SQ201620142049
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年2月25日
【发明人】邱庆龄, 袁坤, 董智勇, 康世宁, 唐红, 冉科
【申请人】武汉商学院