CN105683697B - 使用富石墨烯产品来用于分配热能的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种使用GEP来传导和分配热能的系统和方法。该系统包括至少一个热能源、至少一个GEP、用于通过GEP提取热能的系统、和用于分配通过GEP提取的热能的系统。本发明可包括若干热源，包括地热能、太阳能、核能、化学能、岩浆能、或电能。本发明可包括接合热源的多种装置。本发明还可包括多种导管，石墨烯应用或组合在其上，以形成GEP。用于提取热能的系统可包括多种装置，诸如换热器、锅炉、涡轮、热电偶、或热电发电机。用于分配热能的系统可包括计算机控制的歧管或调节器，以用于划分通过热源提取的热能。用于分配热能的系统可包括用于将热能转化成其他形式的能量的多种装置，包括电、蒸汽、机械的、势的、动的、弹性的、传导、对流、化学的、核的、或白炽。

Description

使用富石墨烯产品来用于分配热能的系统和方法

技术领域

本发明大体上涉及使用富石墨烯产品的系统和方法。更具体而言，本发明涉及使用富石墨烯产品来用于分配热能的系统和方法。

背景技术

热能的分配传统上是通过使用介质，通常是液体或气体。使用这些介质以用于分配热具有若干缺点。液体或气体介质需要容纳器皿，诸如管，以便成为用于分配热的有效介质。液体或气体介质的容纳伴随新的一组挑战。容纳器皿大体上包括较强密封件以防止介质泄漏。此外，容纳器皿应足够强，以耐受所容纳介质的压力。一般来说，使用重且庞大的厚壁管，或者备选地，使用较轻且昂贵的材料。

此外，为了使传统介质充分地移动穿过分配系统，需要一些类型的推进力。泵通常用于使液体或气体移动穿过分配系统。泵一般需要它们自身的机械能或电能来操作，从而进一步降低系统的总体效率。此外，泵一般需要定期的维护和替换。在高压下移动穿过管的传统介质还经历因管的内部表面引起的摩擦损失和湍流。这些损失进一步降低传统系统的效率。克服这些缺点的传导热能的更有效的系统是合乎需要的。

石墨烯是最近开发的材料，其当相比于传统材料时，具有许多有利的性质，其中一个是非常高的导热性。石墨烯通常以薄片(一个原子厚)的形式制成。图1中示出了一件富石墨烯产品(GEP)。石墨烯示为具有或没有对层进行分离的基底。石墨烯使用本领域技术人员已知的技术来应用。

GEP具有至少一层石墨烯，该至少一层石墨烯可调整地附连到其表面中的至少一个。例如，圆柱形导管可具有附连到其表面的多层石墨烯，该多层石墨烯具有或没有对它们进行分离的基底层。能量(包括但不限于热能)可传导穿过附连到导管的石墨烯层。由于石墨烯的高导热性和其线性传导性质，非常少的热损失到环境中。由于石墨烯的固有的线性热传导性质，故不需要传导热以防止辐射热能散逸的典型地为其他介质的厚的隔离物。一般来说，覆盖石墨烯的保护性外层保护石墨烯层免于受损。由于石墨烯为固体，故消除了液体或气体介质的容纳问题。不需要传统液体或气体所需的昂贵的容纳器皿、密封件、垫圈、和其他设备。也不需要泵，因为热能由于材料的固有性质而线性地传导穿过石墨烯。使用GEP来分配热能的能量分配系统因此克服了典型的液体或气体热能分配系统的缺点。

于是，所需的是一种使用GEP来传导和分配热能的系统和方法。

附图说明

将容易认识到本发明的其他优点，因为通过当结合附图考虑时参照以下详细描述，其将变得更好理解，在附图中：

图1为示出应用到基底的两侧的至少一层石墨烯的现有技术的侧视图；

图2为本发明的GEP的截面视图；

图3为容纳本发明的多个GEP的隧道(tunnel)的截面视图；

图4为使用本发明的GEP的热分配网络的图表；

图5为使用本发明的GEP的备选热分配网络的图表；且

图6为使用本发明的GEP的备选热分配网络的图表。

发明内容

本发明提供了一种使用GEP来传导和分配热能的系统和方法。该系统包括至少一个热能源、至少一个GEP、用于通过GEP提取热能的系统、和用于分配通过GEP提取的热能的系统。本发明可包括多种热源，包括地热能、太阳能、核能、化学能、岩浆能、或电能。本发明可包括接合热源的多种装置。本发明还可包括多种导管，石墨烯应用或组合在其上，以形成GEP。用于提取热能的系统可包括多种装置，诸如换热器、锅炉、涡轮、热电偶、或热电发电机。用于分配热能的系统可包括计算机控制的歧管或调节器，以用于划分通过热源提取的热能。用于分配热能的系统可包括用于将热能转化成其他形式的能量的多种装置，包括电、蒸汽、机械的、势的、动的、弹性的、传导、对流、化学的、核的、或白炽。

具体实施方式

本文所述的系统和方法在它们的应用中不限于在描述中阐明或在附图中示出的构造细节和构件布置。本发明能够有其他实施例，且以各种方式实践或执行。另外，本文中使用的短语或用语是用于描述的，且不应当认作是限制性的。本文中的“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有”、“包含”、“涉及”及其变形的使用意在涵盖随后列出的项目、其等同物、和附加的项目、以及仅由随后列出的项目构成的备选实施例。

大体上参看附图，本发明提供了一种使用GEP来传导和分配热能的系统和方法。系统30包括至少一个热能源32、用于提取热能的至少一个GEP 10、和用于分配通过GEP 10提取的热能的分配系统30。本发明可包括多种热源32，包括地热能、太阳能、核能、化学能、岩浆能、或电能。本发明的GEP 10可形成为多种构造。本发明还可包括多种导管，石墨烯在该导管上应用或与GEP组合。用于提取热能的系统30可包括多种装置，诸如换热器、锅炉、涡轮、热电偶、或热电发电机。用于分配热能的系统30可包括计算机控制的歧管或调节器，以用于划分通过热源提取的热能。而且，用于分配热能的系统30可包括用于将热能转化成其他形式的能量的多种装置，包括电能、蒸汽能、机械能、势能、动能、弹性能、传导能、对流能、化学能、核能、或白炽。

本发明的系统30允许使用GEP 10来传导和分配热能。热能源可为许多类型，诸如但不限于地热热能。地热热能一般位于地表下方的深处，但存在地热热能更可及的地方。在一些地方，地壳比其他地方薄，或者存在使地热热能容易可及的独特的地质条件。地热热能一般可使用本领域技术人员众所周知的钻井设备来接近。备选地，可在有利的地方开掘新的井，或者现有的井可被赋予新的用途或重新钻取，或可以以其他方式改变GEP 10，以使得能够使用本领域技术人员已知的技术来接近热。

可使用GEP 10接近的另一热能源是太阳能。太阳能电池阵列可位于建筑物屋顶、旷野、或接收足够的太阳暴晒的多种其他地方。太阳能可以以本领域技术人员已知的许多方式来捕集，且转换成热能。太阳能可用于加热液体，诸如水或液体钠。液体可为用于GEP10传导或分配的热能源。

可使用GEP 10接近的又一个热能源为核能。核能公知用于产生大量的热。该热通常用于使水沸腾，以用于生成蒸汽。反应堆芯可能能够产生大量的热，除水或其他冷却系统之外，或者替换它们，该热可使用GEP 10来传导和提取。

化学能为可使用GEP 10来接近的另一热源。本领域技术人员已知许多化学制品当混合在一起时产生大量的热，诸如金属钠和水。这些和其他化学组合可产生大量的热，该热可使用GEP 10提取和传导。

岩浆能为可使用GEP 10来接近的另一个热源。岩浆存在于全球的许多地方，诸如冰岛或夏威夷。单个地方的岩浆热能的量可能很大且几乎是用不完的，类似于地热能。该热可使用GEP 10和本领域技术人员已知的技术来提取和传导。

电能是可使用GEP 10来接近的又一热能源。由于传输介质的电阻，故电能传输导致发热。高容量电线可具有GEP可传导和提取的高水平的热能(升温)。变电站包含变压器，变压器将高水平的热放出到大气。作为浪费该热能的代替，根据本发明的GEP 10可传导和提取热能以用于额外的用途。

根据本发明的GEP 10可包括可放置成与热源接触，以用于将热能从热源传导走的多种构造。在一个实施例中，使用导管14。导管14可为多种类型，诸如但不限于管、线、线缆、梁、或杆。导管14可为连续的或分段的。连续的导管14可为多种形式，诸如线或挤压件。连续的导管14不需要中间紧固件，且因此，可用于此种紧固件不合乎需要的情形中。

石墨烯12使用本领域技术人员已知的多种技术可调整地附连到导管14或基底。例如，在一个实施例中，粘合剂用于将石墨烯12附接到导管14。石墨烯12然后可层叠到导管14上，以形成超过单层石墨烯12的附加能量传导能力。在另一优选实施例中，石墨烯12的层放置成与彼此直接接触。一旦达到期望的层数，则石墨烯12的组合的层可由粘合剂、密封剂、或本领域技术人员已知的其他保护性覆盖物来覆盖。

在使用中，例如，由GEP 10构成的连续的海底线缆可连接到热能源32，且如本领域技术人员已知的那样安置到海底上，直到到达目的地。由于所需的距离，故可大规模制造连续的GEP 10，从而允许快速部署海底，而没有与然后暴露于海水且还难以接近和检查的连结区段有关的问题。

如本领域技术人员已知的那样，分段导管(未示出)可以以多种方式连结。例如，在使用中，在现有的油井钻探设备上，可使用GEP 10开掘地热井。管区段可预先拧紧，或者可在它们沉入井孔中时拧到彼此中。类似地，管区段可位于地面附近的挖掘的沟槽中。这些管区段可具有多种长度和类型，包括弯曲、接头、或直的区段。

在另一实施例中，可使用完全由石墨烯形成的线缆或线的束。各线缆或线为GEP10，且组合的它们提供了在一些情形中合乎需要的附加的表面面积和强度。此外，大的线缆束可在其长度上修改，从而使束的部分分离，以根据要求来传导热能。在一个实施例中，本领域技术人员已知的是，高电压电线由于线材料(诸如钢)的电阻而生成热。通过使用GEP10高电压线，存在于高电压线束中的热能可被提取和传导来以用于使用，而非使热能损失到大气中。备选地，线可由GEP10覆盖或包绕以传导热。

在另一个实施例中，石墨烯可应用到平坦表面，以形成GEP 10，包括但不限于路面、墙、地板、或任何其他平坦表面。例如，将石墨烯包围在两个平坦基底之间可提供以下结构，该结构不仅具有许多附加的用途，且还可由于石墨烯的性质而非常有效地传导热和/或电。包括石墨烯的墙面板为GEP 10，且可将热传导至附接到墙面板的辐射器。墙面板还可包括连接到石墨烯的电气引出线，以接收通过GEP 10传导的电。电气引出线还可包括诸如变压器的装置，以用于处理通过GEP 10传导的电能，诸如但不限于将直流(DC)转变成成交流(AC)。

如上所述，道路或其他运输表面可为GEP 10。包括在道路中的根据本发明的GEP10可传导可用于熔化雪和冰的热能。此外，电可通过石墨烯传导至包括在道路中或其之外的功率装置，诸如但不限于灯、标志、或其他装置。例如，道路可延伸至结构，诸如住宅或办公楼。道路的GEP 10连接到该结构。结构内的装置提取通过GEP 10传导的能量。热用于结构内，以用于气候控制、热水、烹饪、清洁、或本领域技术人员已知的其他用途。电在结构内用于照明、操作电动装置、对电池充电、或本领域技术人员已知的其他用途。

在图3中所示的另一实施例中，公用设施隧道20容纳若干GEP10'、10”、10”'。GEP10'包括由保护覆盖物16包绕的石墨烯12'的芯。GEP 10'内的石墨烯12'可以以多种方式布置。例如，石墨烯12'可以以同心图案、一系列平面或大体上平面的层，或螺旋图案来层叠。石墨烯12'的附加的图案和布置可包括在GEP 10'中，这是本领域技术人员已知的。石墨烯12'还可布置在多个单独的线缆中，该多个单独的线缆被包围在保护覆盖物16内。保护覆盖物16可由本领域技术人员已知的多种材料制成。例如，覆盖物16可为聚合物包层(polymerwrap)。

GEP 10”包括石墨烯12”和/或覆盖物/基底16'的交替的层。石墨烯10”可以以多种图案和层的形式布置，诸如但不限于上文列出的那些。在一个实施例中，石墨烯10”可用于沿不同方向传导热能。能量可来自不同的源，诸如但不限于地热能源和太阳能源。备选地，石墨烯12”可沿相同方向，但在不同温度(能量)水平下传导热。例如，一层石墨烯12”可传导在工业应用、发电、或大规模能量需求中利用的高水平的热能。另一层石墨烯12”可在较低温度下传导热，以用于气候控制、热水生成、烹饪、或本领域技术人员已知的热能的其他用途。基底16'形成GEP 10”的外层，以及将石墨烯12”的层分开的内部层。基底可由本领域技术人员已知的多种材料形成，诸如但不限于塑料、复合材料、和碳纤维。

GEP 10”'包括包绕基底16”的石墨烯12”'的层。石墨烯12”'的层可以以多种方式布置，诸如上文所述的那些或本领域技术人员已知的其他方式。基底16”为石墨烯12”'的层提供支承，且可由多种材料构成，诸如聚合物、碳纤维、玻璃纤维或本领域技术人员已知的其他材料。

GEP 10'、10”、10”'由内支承件18支承在隧道20内。支承件18可包括多种构件，诸如竖直和水平支承件。这些支承件18可由多种材料构造，诸如钢，且可包括与支承GEP 10'、10”、10”'不同的附加用途。这些用途中的一个是技术员在隧道20中时使用的维护走道。与其他GEP 10的连接可形成在隧道内。例如，来自热能源32的GEP10可进入隧道，且连接到GEP10，诸如GEP 10'、10”、10”'。类似地，连接到能量目的地的其他GEP 10也可进入隧道20，诸如但不限于住宅结构、工厂、精炼厂、学校、医院、运输结构、农业设施、食品生产设备、和政府建筑。

隧道20还可包括额外的形状和结构，不限于图3中所示的那些。其他隧道可成各种角度地与隧道20相交，从而形成类似于字母“T”、“X”或本领域技术人员已知的其他形状的结构。隧道20的尺寸也是示范性而非限制性的。一些隧道对于人而言可能是太小而不可进入的，且其他可大得多，诸如车辆尺寸的隧道。小隧道20的实例可为大约1米或更小的直径。大隧道40的实例可为大约10米的直径，诸如铁路隧道或地道。大隧道20的一部分可保留以用于GEP 10'、10”、10”'，而其他部分可用于车辆交通，诸如火车、汽车、卡车和步行者交通。

通过GEP 10提取的热能可使用分配系统30来输送。分配系统30可包括多种构件，包括控制系统31、GEP 10、和本领域技术人员已知的其他装置。

控制系统31在分配系统30的操作中执行许多功能。控制系统31可包括计算机，该计算机具有安装的软件和装置来发送和接收电信号。控制系统31还可包括显示装置，诸如监视器，以提供与分配系统31的操作有关的信息。控制系统31还可包括输入/输出装置，诸如键盘、按钮、触控显示器或本领域技术人员已知的其他装置。控制系统31可包括通信装置，诸如但不限于互联网调制解调器、无线互联网装置、或无线电通信装置。控制系统31还可包括操作分配系统30的其他构件的装置，诸如但不限于调节器、歧管、或本领域技术人员已知的其他设备。

控制系统31的计算机接收与分配系统30的操作有关的信息和信号。由分配系统30分配的热能的量通过计算机软件来测量和控制。连接到GEP 10的传感器测量热能的量，且将电信号传输至计算机。软件解释这些信号，且将它们转换成数值。将这些值与软件要求相比较。这些要求可预设在软件中，或它们可能能够取决于能量要求而调整。附加的传感器可连接到其他装置，诸如但不限于恒温器和电用量计。软件通过由恒温器提供的信号来监测目的地的温度要求，且可调整能量到对至少一个目的地提供热能的装置(诸如强制空气加热单元)的流动。软件通过由电用量计提供的信号来监测目的地的电要求，且可调整能量到对至少一个目的地提供电能的装置(诸如热电发电机)的流动。

控制系统31可包括显示装置，诸如但不限于视频监视器。显示装置可提供与分配系统30的状态和操作有关的视觉信息。例如，可显示可从GEP 10获得的能量的量。还可显示其他信息，诸如但不限于用于加热该至少一个目的地、加热用于烹饪和食品制备的热水、或转换成电的热能的百分比。显示装置可与其他控制件组合，诸如输入/输出装置，从而允许操作者触摸监视器，以操作显示器上的软件生成的控制件。

除任何显示装置之外或者与任何显示装置结合，控制系统31可包括输入/输出装置。输入/输出装置可为多种类型，诸如按钮、转盘、开关、或本领域技术人员已知的其他类型。输入/输出装置可控制分配系统30的多个操作模式，诸如将能量引导至特定的装置，诸如热电发电机。提供控制的输入/输出装置可由计算机软件调节。软件可防止使用者使用输入/输出装置来破坏分配系统30或从分配系统30接收能量的其他装置和系统。软件还可通过外部控制来重写(override)，诸如由公用设施运营公司。

控制系统31可包括通信装置，诸如但不限于互联网、无线互联网、无线电、或卫星装置。控制系统31可通过通信装置来接收数据和指令。计算机软件可接收固件升级、更新、防病毒扫描、和本领域技术人员已知的其他指令。分配系统30的所有者或操作者可使用通信装置来访问控制系统31，以监测其操作和当前状态，和修改其操作参数。例如，可控制分配系统30的公用设施可取决于较大的网络的需求或由于其他原因(诸如维护或修理)来指示分配系统30减少通过GEP 10接收的能量的量。可控制分配系统30的操作者可使用互联网或其他通信装置来访问控制系统31。例如，如果分配系统30安装在住宅房屋中，则操作者可为房屋所有者。通过使用互联网，房屋所有者可监测房屋的能量使用、其是否是用于气候控制、发电、或其他用途的热能。房屋所有者然后可远程地调整分配系统30，例如在抵达之前升高内部温度。房屋所有者还可通过使用包括在控制系统软件中的诊断来确定是否任何故障存在于分配系统30中。在热水泄漏的情况下，热水加热器将不断地被供应冷水，从而比在正常操作期间需要更多的能量。

控制系统31可包括多种传感器，诸如但不限于温度、能量流、或能量消耗。控制系统31监测这些传感器，以确定分配系统30的当前状态、系统需求的变化、或本领域技术人员已知的其他参数。传感器可置于控制系统31的各处，诸如在连接到各种能量转换装置的GEP10上，能量转换装置诸如但不限于热电发电机、换热器、锅炉、或涡轮。附加的传感器可置于能量转换装置的输出处，以测量它们的在将热能转换成其他形式的能量时的效率。

在一个实施例中，控制系统31在住宅房屋34处分配热能。控制系统31连接到房屋的恒温器。房屋34连接到GEP 10，诸如导管，其将热能传导到房屋34中。例如，导管可通过到地下室或窄小空间中的地下连接来进入房屋34。导管连接到位于房屋34内的换热器。换热器可为多种类型，诸如强制空气加热单元或锅炉。备选地，热电发电机可替换或结合在房间各处的用于使用电加热元件加热房屋34的换热器来安装。控制系统31通过由恒温器进行的测量来确定房屋34的能量需求，且允许期望的量的热能穿过到换热器、锅炉、和/或热电发电机。房屋34不需要的任何额外的热可通过GEP 10引导回另一目的地。备选地，该额外的热还可被引导至额外的用途，诸如房屋34人行道和车道的加热，以用于除雪。

在另一个实施例中，控制系统31在房屋34内将热能分配至多个目的地。房屋34连接到GEP 10，GEP 10将热能带至房屋34中。一旦在房屋34内，则GEP 10分开，且各细分的GEP10延伸至房屋34内的不同目的地。例如，一个细分的GEP 10可延伸至房屋的热水加热器50。通过GEP 10传导的热用于维持用于房屋34的热水供应。热可通过换热器或通过本领域技术人员已知的多种技术传导至水。另一GEP 10可延伸至厨房，在此，热能可用于食品制备。烹饪表面，诸如烤架可接收通过热传递通过GEP 10传导的热。其他食品制备装置也可接收热能，诸如但不限于油炸锅、烤箱、咖啡/茶制作机、洗碗机、烘炉、或本领域技术人员已知的其他装置。

在另一实施例中，控制系统31在工业设备内分配热能以用于商业用途。GEP 10从进入点延伸到设备中，直至需要热能的装置和机器。热可通过热传递、换热器、或本领域技术人员已知的其他技术从GEP10传递。例如，使用加热元件的工业烤箱可接收来自GEP 10的热能，且使用热能以用于工业目的，诸如固化或干燥材料或产品。热可交换到流体中，以用于蒸馏。塑料模制设备可利用通过GEP 10传导的热能，以维持塑料模具中的期望温度。热能可用于工业规模的食品制备，诸如巴氏灭菌法或杀菌。

控制系统31可包括用于限制通过GEP 10接收的热能的量的调节器。调节器可为阀、开关、或本领域中的技术人员已知的其他类型的可调整地限制的装置。调节器可基于系统软件中的参数而由控制单元直接地操作。备选地，调节器可由中央公用设施或其他授权用户远程地操作。

控制系统31可包括歧管，该歧管用于划分和分配从GEP 10接收的热能。一般来说，歧管为具有多个入口和出口室或管，其用于收集或分配流体。在本发明中，歧管收集或分配通过GEP 10传导的热能。歧管可包括与GEP 10接触的一层或更多层石墨烯，从而从热源32传导热。歧管将接收到的热能划分到多个出口中，该多个出口连接到附加的GEP 10以传递热能。出口可为适于接收GEP 10、线、管、线缆、或本领域技术人员已知的其他产品的多种类型。

利用多种系统通过GEP 10提取热。在一个实施例中，换热器通过GEP 10提取热能，且将其传递至另一介质。从换热器接收热能的液体介质的一个实例为水。加热的水可用于多种目的，诸如蒸汽产生或本领域技术人员已知的其他目的。蒸汽可用于使涡轮转动，涡轮可用于发电或本领域技术人员已知的其他目的。接收热能的固体介质的一个实例为聚合物珠。这些珠可被加热至它们的熔点，以用于在注射模制机器中使用，或在本领域技术人员已知的其他用途中使用。热电偶或热电偶阵列可通过本领域技术人员已知的过程将来自GEP10的热能转换成电能。

住宅结构34、教育结构36、医疗设施38、办公建筑40、购物中心42、工厂44、和水/废物处理设备46都可以多种方式利用由GEP 10传导和分配的热能，诸如但不限于以下。热能可用于内部气候控制。热能可用于加热水以用于清洁、沐浴、和食品制备中。热能可用于发电，包括主电源、应急电源或补充电源。热能可用于蒸馏装置和设备中。热能还可用于工业机器，诸如但不限于烤箱、压力机、或铸造厂。热能还可用于加热表面，诸如道路、车道或人行道。热能可用于娱乐目的，诸如游泳池或桑拿。热能可用于食品制备，诸如烤架、烤箱、或油炸锅。

现在参看图6，在另一个优选实施例中，分配系统30”包括至少一个GEP 10，该至少一个GEP 10连接到至少一个热能源32。GEP 10穿过结构33的壁进入，但在其他实施例中，GEP 10可穿过地板、顶板、或本领域技术人员已知的其他表面进入结构33。GEP 10连接到控制系统31，控制系统31控制通过GEP 10接收的热能的分配，且在下文中进一步详细描述。至少一个GEP 10连接到控制系统31，以用于在结构33内侧分配热能。GEP 10可连接到多个装置和系统，诸如但不限于热水加热器50、气候控制系统52、食品制备装置54、水处理系统46、发电系统56、和加热表面58，诸如但不限于走道或车道。

热水加热器50从GEP 10接收热能。热从GEP 10传递到储存在热水加热器50内的水，从而提高水的温度。热水加热器50可包括恒温器控制件，其可与控制系统31协同操作，以将储存在加热器50内的水加热至预定温度，水通过管网分配遍布结构33。备选地，控制系统31可将足量的热能直接地分配至热水加热器50，从而从热水器50消除恒温器。在又一实施例中，多个热水加热器50存在于结构33内。此类水加热器50通常称为使用点水加热器。与中央热水加热器不同，水在使用点附近被加热，使用点诸如水槽或浴缸。在该实施例中，GEP10延伸遍布结构33，直至位于使用点附近的热水加热器50。热根据需要传递至各热水加热器50。

气候控制系统52也从GEP 10接收热能。热从换热器传递至另一介质，诸如空气或水。在一个实施例中，空气被迫穿过换热器，从而导致其温度升高。加热的空气然后流过遍布结构33的管道，从而升高其内部空间的温度。在另一实施例中，水围绕换热器循环，从而除去随后循环遍布结构33的热。位于结构33各处的辐射器辅助将来自水的热传递至结构的内部空间中的空气。

食品制备装置54也从GEP 10接收热能。热从GEP 10传递至多种食品制备装置，诸如烤箱、烤架、或炉灶面。水处理系统46也从GEP 10接收热能。热从GEP 10传递至水处理系统46的可接收热能的构件，诸如蒸馏装置。在一个实施例中，水被吸入水处理系统46的蒸馏装置中。水被加热，从而导致蒸汽，蒸汽随后冷凝成液体。液体然后被遍布结构33供应，以用于消耗。

发电系统56也从GEP 10接收热能。热电发电机转换从GEP 10接收到的热能。电可以以本领域技术人员已知的多种方式由发电系统56转换或调节。在一个实施例中，DC电流被转换成AC电流，AC电流然后被供应遍布结构33。在另一实施例中，发电系统56具有多种模式，包括但不限于将全部电功率供应至结构33、将部分功率供应至结构33、或将后备功率供应至结构33。

被加热表面58还接收来自GEP 10的热能。热能通过GEP 10传导至被加热表面58。热能通过加热表面58辐射，被加热表面58诸如混凝土、沥青、石头、或铺瓦。在热辐射穿过被加热表面58时，被加热表面58的温度相应地升高。被加热表面58可位于结构33中或周围的多种位置中。例如，被加热表面58可为人行道、车道、浴室或车库地板。被加热表面58可用于熔化位于户外的那些的雪和冰。

以下详细地论述了这些示范方面和实施例的其他方面、实施例、和优点。此描述提供了本发明的各种方面和实施例的例示实例，且旨在提供用于理解要求保护的方面和实施例的性质和特征的概述或框架。包括附图以提供例示、和各种方面和实施例的进一步理解，且附图并入本说明书中且构成其一部分。附图与说明书一同用于阐释所描述和要求保护的方面和实施例。

本发明以例示方式描述，且应理解的是，在本文中使用的用语在词语的性质上旨在为描述而非限制。

显然，鉴于以上教导，本发明的许多改型和变型是可能的。因此，应理解的是，在所描述的发明的范围内，本发明可与明确所述的不同地实践。

Claims (17)

1.一种用于分配热能的系统，其包括：

至少一个富石墨烯产品，其适于接触热源和用于从热源传导热；

控制系统，其可调整地连接到所述至少一个富石墨烯产品，以用于从所述至少一个富石墨烯产品选择性地接收和提取热能；

其中，所述控制系统包括歧管，所述歧管用于划分和分配从所述至少一个富石墨烯产品接收的热能。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个富石墨烯产品适于接触以下热源，其选自由以下构成的集合：地热能、太阳能、核能、化学能、岩浆能、和电能供应功率设施。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个富石墨烯产品是导管。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个富石墨烯产品包括至少一个可扩张的节段。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个富石墨烯产品包含至少一层石墨烯。

6.一种用于分配地热热能的系统，其包括：

至少一个富石墨烯产品，其适于接触地热热源；

控制系统，其可调整地连接到所述富石墨烯产品，以用于从所述富石墨烯产品选择性地接收热能；

其中，所述控制系统包括歧管，所述歧管用于划分和分配从所述富石墨烯产品接收的热能。

7.一种用于分配热能的系统，所述系统包括：

第一富石墨烯产品，其适于接触热源；

控制系统，其可调整地连接到所述第一富石墨烯产品，以用于从所述第一富石墨烯产品选择性地接收热能；

第二富石墨烯产品，其可调整地连接到所述控制系统，以用于分配由所述控制系统接收的热能；

其中，所述控制系统包括歧管，所述歧管用于划分和分配从所述第一富石墨烯产品接收的热能。

8.一种用于提取和分配热能的系统，所述系统包括：

至少一个富石墨烯导管，其适于与热源热接触，以用于从所述热源传导热；

控制系统，其可调整地连接到所述至少一个富石墨烯导管，以用于从所述至少一个富石墨烯导管选择性地接收热能，其中，所述控制系统包括歧管，所述歧管用于划分和分配从所述至少一个富石墨烯导管接收的热能；

至少一个构件，其用于从所述至少一个富石墨烯导管提取和接收热，其中，所述至少一个构件选自由以下构成的集合：换热器、锅炉、涡轮、和热电发电机。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述热源选自由以下构成的集合：地热的、太阳的、核的、化学的、岩浆的、和电气的。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述导管还包括至少一层富石墨烯材料。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述导管还包括多层富石墨烯材料。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述导管还包括多个能够可调整地连结的节段。

13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述导管是连续的。

14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述至少一个构件将热能转换成选自由以下构成的集合的另一形式的能量：电、蒸汽、机械的、势的、动的、弹性的、传导、对流、化学的、核的、和白炽。

15.一种使用富石墨烯产品提取和分配来自地热源的热能的方法，其包括以下步骤：

将石墨烯附连到基底；

将所述基底插入地热井中；

将所述基底连接到热能接收装置，以输送热；

使用控制系统调节从所述地热源提取的热能；

将热能分配至富石墨烯产品的网络；和

将热能输送至多个热利用源；

其中，所述方法还包括使用由所述控制系统控制的歧管来将热能分配至所述网络。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括将多个石墨烯层应用到基底。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括由多个可调整地连接的节段来组装所述基底。