CN102401416B - 发热地板及地板取暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发热地板，地板设有导电发热层，导电发热层平行于地板的底面，在导电发热层的两侧边设有两条导电条，导电条与导电发热层电连接，地板短边连接部连接相邻两块地板，相邻两块地板的两侧导电条通过连接元件分别电连接。以及由此发热地板拼装而成的地板取暖系统，采用太阳能或家用电网供电。本发明占用空间小，安装维护方便，节能安全，为家庭和其它公共场所提供舒适的温室环境。

Description

发热地板及地板取暖系统

技术领域

本发明涉及室内地板块及其组合，特别是一种发热地板及地板取暖系统。

背景技术

现有的取暖系统中，应用最为广泛的是空调和暖气，此两类取暖方式在过去的很长时间内一直占主导地位，但它们都有一共同弊端，即同属局部升温装置，空调和传统暖气是属于横向散热，热气流从空调和暖气的位置向上运动，使靠近地面的空间升温不明显。根据医学理论，暖身先暖足，而使用空调和暖气的用户有很多人感觉到脚凉腿凉，这就严重的束缚了取暖设备的取暖效果和日常人们安居的舒适度。为了克服传统取暖设备的缺陷，地暖式供暖进入了人们的生活，地暖的供暖效果与舒适程度都远高于传统的取暖方式。现有的地暖系统种类齐全，主要分为有水地暖、电地暖两大类。水地暖主要通过水暖管道设备进行供暖，但是水地暖布管复杂，维护成本高；电地暖包括电热膜、电缆发热地暖、暖芯发热地板等，但是电地暖中不管是电热膜、电缆还是暖芯，都存在耗能大，结构复杂、占据空间等问题。

现有技术中的取暖系统存在以下问题：

传统取暖设备取暖效果不佳；

地暖式取暖系统结构复杂，占据空间，而且耗能大。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种发热地板及地板取暖系统，以期在地板中增加发热功效，达到舒适安全的取暖效果，并使取暖过程安全节能。

本发明采取的技术方案是：

一种发热地板，包括地板短边连接部，其特征是，所述地板设有导电发热层，所述导电发热层平行于地板的底面，在所述导电发热层的两侧边设有两条导电条，所述导电条与所述导电发热层电连接，所述地板短边连接部连接相邻两块地板，相邻两块地板的两侧导电条通过连接元件分别电连接。

进一步，所述导电发热层设置在所述地板中间。

进一步，所述导电发热层材料为碳纤维、碳晶、导电碳黑、优质石墨、导电油墨中的一种，所述导电发热层的上下面经过绝缘处理，底层配以隔热材料。

进一步，所述导电发热层包括：上层耐高温阻燃导热布、中间层碳纤维膜以及下层耐高温阻燃隔热布。

进一步，所述地板短边连接部为相对应的突起和凹孔，所述电连接元件为设置于所述突起和凹孔的导电体。

进一步，在地板的底面设有四个孔，所述四个孔开在所述两条导电条的两端的下方并止于所述两条导电条，所述电连接元件通过地板底面的孔连接两块地板的导电条。

 一种地板取暖系统，包括供电单元和地板块组，其特征在于：所述地板块组上述的发热地板组成，所述供电单元为太阳能供电单元或家用电网供电单元。

进一步，所述地板块组中的电话是并联或串联连接的。

本发明的有益效果是：

发热地板中采用碳纤维发热纸等超薄发热层，并与地板一体成型，不占据空间，地板块拆装维护方便；

采用并联连接时，各地板块互不产生影响，个别地板块出现问题不会影响整个取暖系统的功能；

发热材料耗能少，采用太阳能供电时，经济环保。

附图说明

附图1是本发明发热地板剖面结构示意图；

附图2是低压碳纤维导电发热层的剖面结构示意图；

附图3是常压碳纤维导电发热层的剖面结构示意图；

附图4是低压碳纤维导电发热层的截面结构示意图；

附图5是常压碳纤维导电发热层的截面结构示意图；

附图6是下压式发热地板的连接示意图；

附图7是平压式发热地板的连接示意图；

附图8是低压发热地板的连接元件组合图；

附图9是附图8中连接元件的一个组件图；

附图10是附图8中连接元件的另一个组件图；

附图11是常压发热地板的连接元件组合图；

附图12是附图11中连接元件的一个组件图；

附图13是附图11中连接元件的另一个组件图；

附图14是并联连接的地板取暖系统示意图；

附图15是串联连接的地板取暖系统示意图；

附图16是带供电单元的地板取暖系统示意图。

附图中的标号分别为：

1.发热地板；          2.装饰纸；          3.装饰面板；

4. 导电发热层；            41.耐热树脂密封膜； 42.阻燃导热层；

43. 碳纤维层；       44.保温隔热层；     45.耐热树脂密封膜；

46.导电层；           47.阻燃导热层；     48.导电条；

49.圆孔；             491.圆孔；          492.圆孔；

5.隔热板；            6.平衡纸；          7.连接元件；

71.连接组件；         72.连接组件；       8.密封条；

9.锁扣。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明发热地板及地板取暖系统的具体实施方式作详细说明。

参见附图1，发热地板1包括装饰纸2、装饰面板3、导电发热层4、保温隔热板5和平衡纸6构成。发热地板1的总厚度选自8-18mm，优选12-16mm。装饰面板3的厚度选自4-8mm，优选5-6mm。保温隔热板5的厚度选自5-15mm，优选6-12mm。其中，装饰面板3的上表面可以压贴各种类型的装饰纸2和耐磨纸，而装饰面板3的下表面可不压贴平衡纸，直接和导电发热层4胶合。保温隔热板5的上表面亦可不压贴各种装饰纸，而是直接和导电发热层4胶合，保温隔热板5的下表面则需要压贴平衡纸6以平衡发热地板1的张力。发热地板1中的各层，装饰面板3、导电发热层4以及保温隔热板5之间用胶黏剂胶粘起来。胶粘剂选自脲醛胶黏剂、三聚氰胺胶黏剂、醋酸乙烯共聚物胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、氯丁橡胶胶黏剂、聚氨酯胶黏剂等，优选环氧树脂胶黏剂和聚氨酯胶粘剂。

参见附图2，低压碳纤维导电发热层4主要由耐热树脂密封膜41、阻燃导热层42、碳纤维层43、保温隔热层44和耐热树脂密封膜45构成。这种结构的导电电极位于碳纤维层43的两个长边的边缘，并与碳纤维层43紧密接触。导电发热层4的各层之间通过环氧树脂胶黏剂粘合而成。参见附图3，常压碳纤维导电发热层4主要由耐热树脂密封膜41、阻燃导热层42、碳纤维层43、阻燃导热层47、导电层46、保温隔热层44和耐热树脂密封膜45构成。这种结构的连接元件的导电电极位于碳纤维层43的两个短边的边缘，并与碳纤维层43紧密接触。导电条48位于阻燃材料层47的两个长边的边缘上，且与碳纤维层43接触。导电发热层4的各层之间通过环氧树脂胶黏剂粘合而成。导电电极可选自金属电极、化学修饰电极、稀土金属电极中的任意一种，优选金属电极。耐热树脂密封膜41可以选自各种耐热树脂，包括环氧树脂、PVC树脂等，优选环氧树脂。导电发热材料可选自碳纤维、石墨、导电油墨、导电碳黑及冲淡剂等或上述材料的混合体，在加以常压或低压电流后，导电发热材料能够提供稳定的热能。保温隔热层44可选自无机绝热材料、有机绝热材料或金属绝热材料中一种。考虑到经济因素和生产的便利性，优选无机绝热材料石棉布。石棉布的厚度可为0.1-3mm，优选0.1-0.5mm。 阻燃材料层47可选自无机导热材料和有机导热材料中的一种，优选玻璃纤维布。玻璃纤维布的厚度可为0.1-3mm，优选0.1-0.5mm。

参见附图4，为低电压导电发热地板1，在发热地板1的底部都打有四个直径相同的圆孔49，且四个圆孔49位于发热地板1的四个角的边缘，其位置在发热地板1长边两侧设置的导电条48的下方。由于碳纤维导电发热层4位于被胶合的装饰面板3和保温隔热板5之间，因此，四个圆孔均贯穿保温隔热板5而不贯穿装饰面板3，也不穿过导电条48。四个圆孔49用于在两块发热地板1进行连接时安装连接元件。参见附图5，为常压导电发热地板1，在发热地板1的底部都打有四个直径相同的圆孔，四个圆孔位于发热地板1的四个边角的边缘，而且发热地板1的短边上的圆孔491和圆孔492的位置并不在同一直线上，而是位置错开设置的。碳纤维导电发热层4位于被胶合的装饰面板3和保温隔热板5之间，因此，四个圆孔均贯穿保温隔热板5而不贯穿装饰面板3，圆孔491不穿透导电层46和圆孔492不穿透导电条48。圆孔492用于导电条48与相接的发热地板1的相对应的导电条48的连接，连接方式通过连接元件完成。圆孔491用于导电层46与相接的发热地板1的相对应的导电层46的串连连接，连接方式是通过连接元件完成。

参见附图6，相邻的两块发热地板1通过锁扣9连接，在锁扣9中设有突起与凹槽，连接元件7通过突起与凹槽和锁扣衔接在一起来。发热地板1的锁扣连接方式可以选自V型扣、U型扣中的一种，优选V型扣。在V型扣上覆盖有一层弹性聚合物材料的密封条8，以防止水分或灰尘进入地板缝隙形成死角，影响地板美观和缩短地板使用寿命。同时，密封条8对于置于地板内部的碳纤维层43也起到重要的保护作用。参见附图7，相邻的两块发热地板1通过锁扣9连接，锁扣9为平扣，连接元件7与平扣衔接在一起来。连接元件7可以位于两相邻发热地板1的直扣的下方，也可以穿过直扣，优选位于直扣下方连接方位。

参见附图8，连接元件7主要用于以平扣连接方式连接的相邻地板之间。连接元件7由连接组件71和连接组件72相配合连接而成（参见附图9，10）。低压发热地板1的连接元件7主要位于下层的保温隔热层44之间。当相邻发热地板1拼接之后，连接组件71和连接组件72组合起来形成连接元件7，从而保证地板间的电路畅通。连接元件7可以根据保温材料的大小相应地改变其大小，连接元件7是由耐高温塑料和覆盖有绝缘层的电线构成。连接组件71的两个连接接口与连接组件72的两个连接接口相互嵌套，并且连接组件71的两个连接接口与连接组件72的两个连接接口位于两条平行的直线上，以保证两相邻连接元件7的完美对接。连接元件7可实现即插即用的优点，并且两连接元件组件相互连接之后能够达到完全防水的效果。连接元件7的接口的直径选自2-8mm，优选3-6mm。连接元件接口处耐热塑料厚度选自0.5-3.0mm,优选1.0-2.0mm。连接元件7中覆盖有绝缘层电线的导电材料选自各种金属材料，优选铜质电线。电线的直径选自2-6mm，优选2-4mm。连接元件7的连接组件72的两个接口的铜质电极外露于耐热塑料外，而连接组件71的铜质电极则凹陷于耐热塑料内。当相邻两个连接元件组件连接后，两对接的电极分别组成导电发热地板的正极和负极。除了用带绝缘的铜质导线外，还可以采用其它方式的导电组件来实现这部分功能，比如圆筒形金属电极和带尖的圆锥形电极相配合。

参见附图11，连接元件7用于锁扣方式连接的相邻地板之间，在常压发热地板中，该连接元件7主要用于以下压式锁扣连接方式连接的发热地板之间。连接元件7由组件71和组件72相配合连接而成（参见附图12，13）当两个连接组件连接之后，形成的连接元件7能够达到完全密封的效果。每块装饰材料板的短边拼接处各有两个连接元件组件。连接元件7可以根据保温材料的大小相应地改变其大小。连接元件7是由耐高温塑料和覆盖有绝缘层的电线构成，连接元件组件与碳纤维膜接触的部位为一裸露的圆锥形金属电极。连接元件7可实现即插即用的优点，并且，两块连接元件相互连接之后能够达到完全防水的效果。连接元件7的接口的直径选自2-8mm，优选3-6mm。连接元件7的耐热塑料的厚度选自0.2-3.0mm,优选1.0-2.0mm。连接元件7的覆盖有绝缘层电线的导电材料选自各种金属材料，优选铜质电线。电线的直径选自2-6mm，优选2-4mm。连接元件7的连接组件71的两个接口的铜质电极凹陷于耐热塑料内，而连接组件72的铜质电极则外露于耐热塑料外。当相邻两个连接元件组件连接后，两对接的电极分别组成导电发热地板的正极和负极。除了这种方式之外，两连接组件可以采用其它连接方式来实现，比如改变其连接位置和导线的形状。

通过上次的连接元件可以把发热地板1的碳纤维层43电连接起来，参见附图14，整个发热地板取暖系统可由并联方式和串联两种方式组成。每一横排的发热地板1首尾互相串联形成一个小的整体串联模块系统。每个小的串联模块系统之间通过并联方式接入家用电网或太阳能光伏发电系统。需要指出的是，导电发热系统与家用电网或太阳能光伏发电系统之间连接有多个温控器，能够对室内的发热地板的温度进行实时监控。当地板表面温度低于所设定的初始温度时，供电系统将被自动启动对地板进行加热；当地板表面温度高于所设定的初始温度时，供电系统将被自动关闭，从而使得地板自然降温，从而保证了室内地表温度的稳定。参见附图15，每一横排的发热地板首尾相互连接形成一个小的整体串联模块系统。并且，每个小的横排串联模块系统之间也通过串联方式连接起来，最后，发热地板1的正负极接入到家用电网或太阳能光伏发电系统。需要指出的是，导电发热系统与家用电网或太阳能光伏发电系统之间连接有多个温控器，能够对室内的发热地板的温度进行实时监控。当地板表面温度低于所设定的初始温度时，供电系统将被自动启动对地板进行加热；当地板表面温度高于所设定的初始温度时，供电系统将被自动关闭，从而使得地板自然降温，从而保证了室内地表温度的稳定。

参见附图16，通过在太阳能光伏发电系统与导电发热系统之间安装一个逆变器装置，与生活电网并网使用，给导电发热系统提供稳压的常压的交流电，保证正常工作。当太阳能光伏发电系统与常压导电发热系统相连接时，由于太阳能的额定工作电压35V与常压导电发热系统的工作电压220V或110V不相同，因此需要在这两个系统之间安装有变压稳压设备以完成电压的转换工作。家用电网的额定工作电压为220V或110V，家用电网与导电发热系统之间安装有多个小型温控器，对导电发热系统的工作温度实施实时监控。当地板表面温度低于所设定的初始温度时，供电系统将被自动启动对地板进行加热；当地板表面温度高于所设定的初始温度时，供电系统将被自动关闭，从而使得地板自然降温，从而保证了室内地表温度的稳定。将导电发热材料植于装饰材料内部，外部与太阳能光伏发电系统相连接即形成本发明的太阳能光伏发热地面装饰材料、太阳能光伏发热墙面装饰材料、太阳能光伏发热室内屋顶装饰材料等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种发热地板，包括地板短边连接部，其特征在于：所述地板中间设有导电发热层，所述导电发热层平行于地板的底面，在所述导电发热层的长边两侧设有两条导电条，所述导电条与所述导电发热层电连接，所述地板短边连接部连接相邻两块地板，相邻两块地板的两侧导电条通过连接元件分别电连接，所述导电发热层由耐热树脂密封膜、阻燃导热层、碳纤维层、阻燃导热层、导电层、保温隔热层和耐热树脂密封膜依次粘贴而成，所述连接元件位于碳纤维层的两个短边的边缘，所述连接元件为下压式锁扣。

2.根据权利要求1所述的发热地板，其特征在于：所述导电发热层材料为碳纤维、碳晶、导电碳黑、优质石墨、导电油墨中的一种，所述导电发热层的上下面经过绝缘处理，底层配以隔热材料。

3.根据权利要求1或2所述的发热地板，其特征在于：在地板的底面设有四个孔，所述四个孔开在所述两条导电条的两端的下方并止于所述两条导电条，所述连接元件通过地板底面的孔连接两块地板的导电条。

4.一种地板取暖系统，包括供电单元和地板块组，其特征在于：所述地板块组由权利要求1至2中任一项所述的发热地板组成，所述供电单元为太阳能供电单元或家用电网供电单元。

5.根据权利要求4所述的地板取暖系统，其特征在于：所述地板块组中的电路是并联或串联连接的。