CN105867459A - 一种碳纤维电热温控器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种碳纤维电热温控器，包括壁挂式加热体和温控装置，其中壁挂式加热体包括依次设置的保温层、对流层、加热层和装饰层；保温层用于与墙体连接和隔热；对流层包括一个空腔，空腔侧向设有进风口和出风口，进风口设有风扇，空腔内设有与加热层紧贴的导热管，导热管的两端分别与进风口和出风口连接；加热层由碳纤维和金属丝相间排列而成；温控装置包括用于获取环境温度的温度传感器、温度设定面板、用于比较输入的温度设定值和环境温度从而控制加热层加热的微控制器。本发明具有高效安全加热、调控温度的功能，同时成本低廉。

Description

一种碳纤维电热温控器

技术领域

本发明属于温控领域，具体涉及一种碳纤维电热温控器。

背景技术

碳纤维由于生产工艺较为复杂，其生产主要集中在日本、英国、美国、法国以及德国等少数发达国家。目前，全球范围内规模化生产的碳纤维企业依然不多。

自2008年金融危机之后，中国和印度等发展中国家极大地推动了世界碳纤维需求的增长与国际先进水平相比，国产碳纤维由于国产原丝质量等因素的制约，其产品强度低、均匀性和稳定性多较差。而且我国碳纤维生产企业存在规模小、缺乏核心竞争力、新技术被国际专利覆盖的问题，这些状况难以在短期内改变。

就目前而言碳纤维采暖方式主要有：碳纤维电热板、碳纤维衣服等。以碳纤维电热地板采暖系统的应用为例，目前国内以该类技术研制生产发热的制品的单位不少于十家，但大多数仍处于试制阶段，尚未形成真正的产业。国内的发展有所滞后而美国德国却早已在碳纤维发热的推广应用上有所探究。德国利用碳纤维的远红外协同发热机理研制出了发热坐垫。这种坐垫具有使用寿命长，发热均匀，加热速度快等优点。

对于空气负离子，最早在德国肯定了其生物意义。美国CRA公司的汉姆逊发明了世界上第一台医用空气负离子发生器，此后空气负离子的科研在一些发达国家普及。我国对空气负离子的研究起步较晚，1978年由伊朗沙哈瓦特博士引进的一台电子仪器——生物滤器，即是我国负离子发生器的前身，开启了我国对空气负离子的研究工作；历经20世纪80年代初和90年代初2个负离子的研究发展高潮，取得了许多研究成果。负离子发生器是一种利用自身产生的负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的环境优化电器，其与传统的空气净化机的不同之处是以负离子作为作用因子，主动出击捕捉空气中的有害物质，而小粒径负离子，则有良好的生物活性，易于透过人体血脑屏障， 进入人体发挥其生物效应，对人体起到保健作用。但现今负离子发生器由于空气电离作用，有噪声大，发生效率低等劣势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种碳纤维电热温控器，具有高效安全加热、调控温度的功能，同时成本低廉。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种碳纤维电热温控器，其特征在于：它包括壁挂式加热体和温控装置，其中：

壁挂式加热体包括依次设置的保温层、对流层、加热层和装饰层；保温层用于与墙体连接和隔热；对流层包括一个空腔，空腔侧向设有进风口和出风口，进风口设有风扇，空腔内设有与加热层紧贴的导热管，导热管的两端分别与进风口和出风口连接；加热层由碳纤维和金属丝相间排列而成；

温控装置包括用于获取环境温度的温度传感器、温度设定面板、用于比较输入的温度设定值和环境温度从而控制加热层加热的微控制器。

按上述方案，所述的导热管为蛇形。

按上述方案，所述的导热管为铜管。

按上述方案，所述的导热管的截面直径为8mm，壁厚1mm。

按上述方案，所述的出风口设有负离子发生器。

按上述方案，所述的负离子发生器包括盒体，盒体内设有金属圆筒，金属圆筒的轴线上设有金属丝，金属圆筒连接于加热层加热的输入端，金属丝一端连接于加热层加热的输出端，金属丝另一端引出作为发生探头；所述的导热管一端通入盒体后，沿轴向置于金属圆筒上方，导热管出盒体处沿截面设有开口，所述的发生探头从开口引入在导热管中。

按上述方案，所述的出风口设有风扇，进风口和出风口的风扇各为2个。

按上述方案，所述的装饰保护层包括PET膜。

按上述方案，所述的保温层为聚氨酯发泡材料。

本发明的有益效果为：

1、通过电加热的方式对环境无污染、绿色环保，可作为装饰画挂在墙上，不影响美观并且维修方便，根据室内面积确定电热板的个数；巧妙的设置对流层，利用导热管，实现碳纤维对空气的间接加热；利用微型风扇加快空气流通速度，当空气流过导热管，使原为层流状态的空气变为湍流状态，从而强化冷热空气的热交换，使单位面积的热交换功率增大，通过增加保温层，防止热量传递给墙面，减少热量损失；通过温度控制器，可即时监控及调控室内温度；本发明材料简单普通，成本低，尤其适合南方室内取暖。

2、利用小直径通道的导热管，空气不会存在涡流及漩涡，大幅度减少空气流通阻力导热性能更加优良，可大幅度提高加热效率；采用蛇形的导热管，增大加热面积；选用导热性好的铜作为导热管材料，导热性能更加优良，可大幅度提高加热效率。

3、通过试验，发现分别在进风口和出风口均设置风扇，空气流通速度得到提升，加热效果更佳，还可以调整风扇的个数和功率。

4、选用PET膜用来做装饰，其表面可以是山水画、毛笔字等作为艺术欣赏品，其冲击强度是其他薄膜的3-5倍，耐折性好，可以耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂，同时具有良好的耐高、低温性能和优良的阻气、水、油及异味性能。

5、负离子发生器是一种利用自身产生的负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的环境优化电器，本发明提供的负离子发生器与传统的负离子发生器的不同之处在于其一方面直接利用碳纤维加热所消耗的电能直接作为能源输入，节省成本，另外，利用金属圆筒及金属丝可达到噪声最小化的效果，最后，在导热管内的空气被加热的作用的下，负离子发生的效率大幅提高，且利用空气流通效果，负离子可尽快流通室内，对室内环境净化。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为负离子发生器的结构示意图。

图中：1-壁挂式加热体，2-保温层，3-导热管，4-进风口，5-出风口，6-温控装置，7-负离子发生器，7-1-盒体，7-2-金属圆筒，7-3-金属丝，7-4-发生探头。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

本发明提供一种碳纤维电热温控器，包括壁挂式加热体1和温控装置6，其中：壁挂式加热体1包括依次设置的保温层2、对流层、加热层和装饰层；保温层2用于与墙体连接和隔热；对流层包括一个空腔，空腔侧向设有进风口4和出风口5，进风口4设有风扇，空腔内设有与加热层紧贴的导热管3，导热管3的两端分别与进风口4和出风口5连接；加热层由碳纤维和金属丝相间排列而成；温控装置6包括用于获取环境温度的温度传感器、温度设定面板、用于比较输入的温度设定值和环境温度从而控制加热层加热的微控制器。

优选的，通过设置导热管的形态提高空气加热的效率：所述的导热管为蛇形；导热管为铜管；导热管的截面直径为8mm，壁厚1mm。

进一步优选的，所述的出风口设有负离子发生器。负离子发生器如图2所示，所述的负离子发生器包括盒体7-1，盒体7-1内设有金属圆筒7-2，金属圆筒7-2的轴线上设有金属丝7-3，金属圆筒7-2连接于加热层加热的输入端，金属丝7-2一端连接于加热层加热的输出端，金属丝7-2另一端引出作为发生探头7-4；所述的导热管3一端通入盒体7-1后，沿轴向置于金属圆筒7-2上方，导热管3出盒体7-1处沿截面设有开口，所述的发生探头7-4从开口引入在导热管3中。

为了进一步提升空气流通速度，所述的出风口设有风扇，进风口和出风口的风扇各为2个。

本实施例中，加热层由碳纤维和金属丝相间排列而成，发热的同时进行远红外辐射换热，发热功率在200-1000W不等。

所述的装饰保护层包括PET膜，用来做装饰，其表面可以是山水画、毛笔字等作为艺术欣赏品，其冲击强度是其他薄膜的3-5倍，耐折性好，可以耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂，同时具有良好的耐高、低温性能和优良的阻气、水、油及异味性能。

所述的保温层为聚氨酯发泡材料，防止热量传递给墙面，减少热量损失。

所述的保温层为白色，再次减少热量向墙面传递的损失，所述的加热层为黑色，从而增强表面的吸热能力，提高传热效率。

再进一步的，负离子发生装置设置在导热管外侧，其探头指向出风口，在微型风扇作用下向室内散发负离子，净化空气同时对人体有保健作用。

本实施例提供的蛇形铜管式碳纤维电热温控器，1500×1000×50mm，不计温度控制器成本不到100元，与其他大部分局部采暖方式价格相比减少40%~90%，经济实惠，可以满足低收入家庭的需求。

碳纤维发热材料的加热效率在98%以上，热量损失微乎其微，比其他大部分局部加热采暖方式效率提高了约40%以上，节省大量电费。

本申请人之前申请过前代碳纤维电热画板，其利用碳纤维加热布实现对空气直接加热，并且利用波纹状的导流板进行导流，具有一定的加热效率，但直接加热不仅对于用户有一定的危险性，且经过实物试验发现，导流板形成的较大的通道会使气流形成漩涡，增大空气阻力，不利于空气流动。因此，本发明属于对前代碳纤维电热画板的进一步改进，且利用导热管，虽然表面上看是减小了空气与加热层的接触面积，但是效果反而更好。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种碳纤维电热温控器，其特征在于：它包括壁挂式加热体和温控装置，其中：

壁挂式加热体包括依次设置的保温层、对流层、加热层和装饰层；保温层用于与墙体连接和隔热；对流层包括一个空腔，空腔侧向设有进风口和出风口，进风口设有风扇，空腔内设有与加热层紧贴的导热管，导热管的两端分别与进风口和出风口连接；加热层由碳纤维和金属丝相间排列而成；

温控装置包括用于获取环境温度的温度传感器、温度设定面板、用于比较输入的温度设定值和环境温度从而控制加热层加热的微控制器。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维电热温控器，其特征在于：所述的导热管为蛇形。

3.根据权利要求1或2所述的一种碳纤维电热温控器，其特征在于：所述的导热管为铜管。

4.根据权利要求3所述的一种碳纤维电热温控器，其特征在于：所述的导热管的截面直径为8mm，壁厚1mm。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维电热温控器，其特征在于：所述的出风口设有负离子发生器。

6.根据权利要求5所述的一种碳纤维电热温控器，其特征在于：所述的负离子发生器包括盒体，盒体内设有金属圆筒，金属圆筒的轴线上设有金属丝，金属圆筒连接于加热层加热的输入端，金属丝一端连接于加热层加热的输出端，金属丝另一端引出作为发生探头；所述的导热管一端通入盒体后，沿轴向置于金属圆筒上方，导热管出盒体处沿截面设有开口，所述的发生探头从开口引入在导热管中。

7.根据权利要求1所述的一种碳纤维电热温控器，其特征在于：所述的出风口设有风扇，进风口和出风口的风扇各为2个。

8.根据权利要求1所述的一种碳纤维电热温控器，其特征在于：所述的装饰保护层包括PET膜。

9.根据权利要求1所述的一种碳纤维电热温控器，其特征在于：所述的保温层为聚氨酯发泡材料。