CN105133796B - 电伴热面板及自动融冰化雪系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电伴热面板及自动融冰化雪系统，属于电热融冰化雪技术领域。所述系统包括自动控制子系统和电伴热面板；所述自动控制子系统包括温度传感器、融冰传感器和控制器，温度传感器用于将温度信号发送给控制器，融冰传感器用于将冰雪状态信号发送给控制器，控制器用于控制电伴热面板通过加热自动融冰化雪；所述电伴热面板包括发热层、绝缘层和保护层；绝缘层包裹在发热层的外侧，保护层包裹在绝缘层的外侧。本发明通过保护层与绝缘层对发热层的保护，在自然环境不易老化及不易被小动物啃噬破坏，并且通过融冰传感器及温度传感器对使用环境中的冰雪存量进行识别，不仅识别率较高，而且提高了融冰化雪的自动化程度。

Description

电伴热面板及自动融冰化雪系统

技术领域

本发明涉及一种电伴热面板及自动融冰化雪系统，属于电热融冰化雪技术领域。

背景技术

目前，电加热融冰化雪设备主要用于北方高寒地区的排水沟以及位于建筑物屋顶的天沟融冰化雪，以使排水沟或天沟不会因为结冰或积雪而堵塞，从而保持排水沟或天沟的排水通畅。现有的电加热融冰化雪设通常采用电伴热带作为发热体，采用温湿度传感器作为控制器，其电源采用的是220V电源。

现有电伴热带的绝缘层通常是由塑料构成的，当用于排水沟或天沟融冰化雪时，电伴热带会长期曝露在恶劣的自然环境中，例如早晚的温差变化、太阳紫外线以及长期浸泡在水中，甚至会有老鼠等小动物的啃噬破坏。因此电伴热带的塑料绝缘层及发热线芯带老化损坏速度较快，导致融冰化雪设备出现漏电或短路等故障，引发断路器自动断电，从而影响整个系统的正常工作。如果有人误接触到了裸露的电伴热带，甚至会发生触电事故。

另外，与电伴热带配套使用自动加热控制系统的传感器通常是温湿度传感器，但在实际环境中的湿度传感器很难探测到结冰或下雪(因为结冰或下雪时空气湿度不一定会达到湿度传感器的探测阈值)，因此导致了湿度传感器会产生误报或不报的问题，往往需要人工手动的方式来开启或者关闭自动加热控制系统。

发明内容

本发明为解决现有的自动融冰化雪技术存在的在自然环境中老化较快以及自动化程度较低以及冰雪识别效率较低的问题，提出了一种电伴热面板及自动融冰化雪系统，具体包括如下的技术方案：

一种电伴热面板，包括：发热层、绝缘层和保护层；所述绝缘层包裹在所述发热层的外侧，所述保护层包裹在所述绝缘层的外侧。

在本发明所述的电伴热面板中，所述发热层采用石墨、碳晶、镍铬合金、镍铜合金或不锈钢合金材质的发热体。

在本发明所述的电伴热面板中，所述保护层采用不锈钢并通过预定胶质粘接在所述绝缘层的外侧。

在本发明所述的电伴热面板中，所述绝缘层采用环氧树脂并通过预定界面剂与所述保护层粘接。

在本发明所述的电伴热面板中，所述不锈钢通过环氧树脂胶与所述环氧树脂粘接。

一种自动融冰化雪系统，包括自动控制子系统及如上述任意实施例所述的电伴热面板；所述自动控制子系统包括温度传感器、融冰传感器和控制器，所述温度传感器用于将采集的温度信号发送给所述控制器，所述融冰传感器用于将采集的冰雪状态信号发送给所述控制器，所述控制器用于控制所述电伴热面板通过加热自动融冰化雪。

在本发明所述的自动融冰化雪系统中，所述温度传感器用于当环境温度高于或低于设定温度值时向所述控制器发送温度信号。

在本发明所述的自动融冰化雪系统中，所述融冰传感器包括一对电极、加热面板和短路信号控制器；所述加热面板用于通过对冰雪进行加热，受热后融化产生的水使所述电极之间短路，所述短路信号控制器用于根据所述电极反馈的短路信号控制所述加热面板加热或停止加热。

在本发明所述的自动融冰化雪系统中，所述电伴热面板与电源之间的接线点防水通过环氧树脂胶密封处理。

在本发明所述的自动融冰化雪系统中，所述环氧树脂胶通过注胶的方式粘接所述电伴热面板与所述电源之间的接线点。

本发明的有益效果是：通过保护层与绝缘层对发热层的保护，在自然环境不易老化及不易被小动物啃噬破坏，并且通过融冰传感器及温度传感器对使用环境中的冰雪存量进行识别，不仅识别率较高，而且提高了融冰化雪的自动化程度。

附图说明

图1是以示例的方式示出了电伴热面板的结构图。

图2是以示例的方式示出了自动融冰化雪系统的结构图。

图3是以示例的方式示出了融冰传感器的平面结构图。

具体实施方式

结合图1所示，本实施例提供的电伴热面板包括：发热层11、绝缘层12和保护层13；绝缘层12包裹在发热层11的外侧，保护层13包裹在绝缘层12的外侧。

在一可选实施例中，由于现有电伴热带的发热线芯通常采用PTC材料制成，PTC材料的属性决定了电伴热带需要较大的起动电流，一般情况下起动电流为额定电流的3～5倍。较大的起动电流导致需要匹配较大型号的断路器，而较大型号的断路器则需要有线径更大的导线与之匹配，因而额外增加了工程造价和施工难度。

而本实施例提供的发热层11可采用石墨、碳晶、镍铬合金、镍铜合金或不锈钢合金等材质的发热体，其厚度可为0.2～0.4mm。其中，由于石墨或碳晶发热体不需要起动电流即可发热，因此在其整个工作过程中的工作电流均与额定电流相等，并且与相同功率的电伴热带相比较，不需要使用更大型号的断路器来控制，也不需要使用更大线径的导线作为电源线，从而降低了工程造价并减轻了工程的施工难度。

在一可选实施例中，由于现有发热板的结构通常为两张绝缘板中间夹一层发热板，而该发热板的电源接线点只是做了简单的绝缘处理(主要是为了防止触电)，其主要工作场所也通常为室内。由于绝缘板没有得到充分的保护，电源接线点的防水防腐处理也不够合理，这就使绝缘板长时间曝露在自然环境中，容易发生快速老化以及透水的等问题，从而造成的漏电跳闸等现象，导致发热板根本无法正常工作，因此不具备在排水沟或者屋顶天沟等较恶劣的自然环境中工作的条件。

而本实施例提供的保护层13可采用不锈钢材质，以及可选的通过环氧树脂胶粘接在绝缘层12的外侧，其厚度可以为0.4～0.6mm，以使该保护层13对发热层11和绝缘层12起到保护作用，防止紫外线、水浸以及野生动物啃噬等恶劣的自然环境对电伴热面板的侵害，从而提高电伴热面板的使用寿命。

在一可选实施例中，绝缘层12可采用环氧树脂，以及可选的通过水乳环氧界面剂与保护层13粘接，其厚度可以为0.2～0.4mm，不仅使绝缘层12能够同时满足在极低温度环境下绝缘性能不发生改变以及不会因为温度过低导致物理性能变脆，并且还能与采用不锈钢的保护层13进行良好的粘接。

其中，由于环氧树脂与不锈钢属于两种材质的物质，常温常态下这两种材质在粘接上虽然比较牢固，但在经过长途运输以及长时间的工作后，尤其是电伴热面板在极低环境当中反复启停多次后，由于不同材质的热胀冷缩比不同，采用环氧树脂的绝缘层12容易与采用不锈钢的保护层13会产生脱离的现象，进而起不到保护发热层11的作用。因此本实施例采用了在不锈钢表面先刷上一层水乳环氧界面剂，然后再采用环氧树脂胶与绝缘层12粘接。由于界面剂能够较好的同时与环氧树脂胶和不锈钢粘连，经过反复的高低温实验，能够较好的解决不锈钢与环氧树脂之间因为温差而产生粘接不牢固问题。

另外，本实施例提供的电伴热面板可根据融冰化雪现场的要求，制成与排水沟或天沟宽度或高度一样大小的尺寸，并形成一个面式发热体，从而保证了整个排水沟或天沟的散热面积和散热量，彻底融掉排水沟或天沟的冰雪。

结合图2所示，本实施例提供的自动融冰化雪系统包括自动控制子系统及如上述任意实施例所述的电伴热面板22；自动控制子系统包括温度传感器31、融冰传感器32和控制器33，温度传感器31用于将采集的温度信号发送给控制器33，融冰传感器32用于将采集的冰雪状态信号发送给控制器33，控制器32用于控制电伴热面板22通过加热自动融冰化雪。

在常规工作状态下，自动控制子系统的启动温度可设定为零摄氏度。当温度传感器31检测到环境温度低于零摄氏度且融冰传感器32探测到冰雪信号时，自动控制子系统通过控制器33启动电伴热面板22工作；当温度传感器31检测到环境温度高于零摄氏度或融冰传感器32未探测到冰雪信号时，自动控制子系统通过控制器33停止电伴热面板22发热。

在一可选实施例中，温度传感器31用于当环境温度高于或低于零摄氏度时向控制器33发送温度信号。当温度传感器31检测到环境温度低于零摄氏度时，融冰传感器32将采集到的冰雪状态信号并发送给控制器33，控制器33会控制电伴热面板22进行加热；当温度传感器31检测到环境温度高于零摄氏度或融冰传感器32未采集到冰雪状态信号时，控制器33会控制电伴热面板22断电并停止加热，从而实现融冰化雪的自动控制。

在一可选实施例中，结合图3所示，融冰传感器32包括一对电极41、加热面板42和短路信号控制器；加热面板42用于通过对冰雪进行加热，受热融化产生的水使两个电极41之间短路，短路信号控制器用于根据电极41反馈的短路信号控制电极41吸合或分离以控制加热面板42加热或停止加热。

其中，融冰传感器的加热面板的可选面积为60mm×80mm，并且还包括用于保护电极41和加热面板42的外保护罩。当加热板42将冰或雪融化形成水，两个电极41接触到水后形成短路信号并将短路信号传递给短路信号控制器，使电伴热面板22启动工作。如果冰雪融化成水流走后则两个电极42之间接触不到水，无法形成短路信号，则电伴热面板22停止工作。

在一可选实施例中，电伴热面板22与电源之间的接线点防水环氧树脂胶密封处理。由于环氧树脂胶与采用环氧树脂的绝缘层同属一种材质，因此结合比较紧密，也不会因为温度差产生的热胀冷缩问题而影响防水及绝缘效果。

在一可选实施例中，环氧树脂胶通过注胶的方式粘接电伴热面板22与电源之间的接线点。由于环氧树脂胶是一种水性胶，无法在电源接线点固定定型，因此采用了纸制模具加注胶机的注胶工艺，解决了环氧树脂胶无法定型固定的问题。

本具体实施方式提供的电伴热面板及自动融冰化雪系统具有以下优点：

1)、解决了电伴热面板的发热层在自然环境中老化较快、容易遭到老鼠等小动物啃噬等问题。

2)、解决了传统的电伴热带散热面积小、散热量不够以至融冰化雪不彻底的问题。

3)、采用石墨结构的发热层无起动电流，相同功率的情况下不需要额外加大断路器和导线线径供电，降低工程造价及减轻施工难度。

4)、采用温度传感器和融冰传感器控制，融冰传感器能准确探测到是否结冰或下雪，不会产生误报或不报的情况，从而真正实现融冰化雪系统自动工作。

5)、采用石墨结构的发热层可以有采用国家电网作为供电来源，也可以用风能发电或者太阳能发电作为供电来源，电源电压6v—380v均能正常工作，低压供电降低了人员触电风险。

本具体实施方式是对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，其中的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有经过创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施方式都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电伴热面板，其特征在于，包括：发热层、绝缘层和保护层；所述绝缘层包裹在所述发热层的外侧，所述保护层包裹在所述绝缘层的外侧；所述电伴热面板与电源之间的接线点防水通过环氧树脂胶密封处理；

所述保护层采用不锈钢并通过预定胶质粘接在所述绝缘层的外侧。

2.如权利要求1所述的电伴热面板，其特征在于，所述发热层采用石墨、碳晶、镍铬合金、镍铜合金或不锈钢合金材质的发热体。

3.如权利要求1所述的电伴热面板，其特征在于，所述绝缘层采用环氧树脂并通过预定界面剂与所述保护层粘接。

4.如权利要求3所述的电伴热面板，其特征在于，所述不锈钢通过环氧树脂胶与所述环氧树脂粘接。

5.一种自动融冰化雪系统，其特征在于，包括自动控制子系统及如权利要求1至4任意一项所述的电伴热面板；所述自动控制子系统包括温度传感器、融冰传感器和控制器，所述温度传感器用于将采集的温度信号发送给所述控制器，所述融冰传感器用于将采集的冰雪状态信号发送给所述控制器，所述控制器用于控制所述电伴热面板通过加热自动融冰化雪；

所述电伴热面板与电源之间的接线点防水通过环氧树脂胶密封处理。

6.如权利要求5所述的自动融冰化雪系统，其特征在于，所述温度传感器用于当环境温度高于或低于设定温度值时向所述控制器发送温度信号。

7.如权利要求5所述的自动融冰化雪系统，其特征在于，所述融冰传感器包括一对电极、加热面板和短路信号控制器；所述加热面板用于通过对冰雪进行加热，受热后融化产生的水使所述电极之间短路，所述短路信号控制器用于根据所述电极反馈的短路信号控制所述加热面板加热或停止加热。

8.如权利要求5所述的自动融冰化雪系统，其特征在于，所述环氧树脂胶通过注胶的方式粘接所述电伴热面板与所述电源之间的接线点。