CN109915896A - 一种节能石墨烯地暖装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能石墨烯地暖装置,包括管体、挤塑板和金属导热板,挤塑板板面上设置有若干个相通第一U形槽,金属导热板板面上设置有若干个相通的第二U形槽,金属导热板的板面和挤塑板的板面连接,第一U形槽和第二U形槽之间形成密闭的空腔,管体安装在空腔内;管体为绝缘管,管体内填充有导电液,导电液按照重量百分比包括以下组分:10‑20份的多壁碳纳米管、10‑15份的石墨烯纳米片、1.5‑2份的分散剂、24‑32份的乙二醇、60‑80份的水。本发明提供的节能石墨烯地暖装置,同时导电液具有储热功能,降低了电力的损耗,节省能源,具有安装功率低、储热节能、使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种地暖管,尤其涉及一种节能石墨烯地暖装置。
背景技术
中国作为世界上人口最多的国家,幅员辽阔,南北跨度数千公里,漫漫冬季,我国华北、西北及东北地区,摄氏最低温度往往超过零下30℃。冬季采暖成为我国北方居民安全渡寒、确保身体健康的重要手段。电空调在零下 10℃左右便不能正常启动,因而长期以来,锅炉集中式水蒸气供暖便成为我国北方家庭和各类公共场所首选。随着我国国民经济发展及社会文明进程,传统的锅炉集中式水蒸气供暖的缺陷越来越明显,例如投资巨大、能源消耗大、环境污染严重,因此目前电地暖越来越受到重视。但是目前的电地暖对于电力的消耗较高,节能效果还是较差。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出一种节能石墨烯地暖装置,其通过具有储热功能的导电液降低电力消耗,解决了电地暖节能效果较差的问题。
为了达到上述目的,本发明的技术方案如下:一种节能石墨烯地暖装置,包括管体、挤塑板和金属导热板,所述挤塑板板面上设置有若干个相通第一U 形槽,所述金属导热板板面上设置有若干个相通的第二U形槽,所述金属导热板的板面和挤塑板的板面连接且第一U形槽和第二U形槽位置相适应,所述第一U形槽和第二U形槽之间形成密闭的空腔,所述管体安装在所述空腔内;
所述管体为绝缘管,所述管体内填充有导电液,所述导电液按照重量百分比包括以下组分:10-20份的多壁碳纳米管、10-15份的石墨烯纳米片、1.5-2 份的分散剂、24-32份的乙二醇、60-80份的水。乙二醇可以降低热量损耗,还可以作为防冻剂。多壁碳纳米管和石墨烯纳米片用于导电加热。
作为优选,所述管体的材料为耐高温高分子塑料。
作为优选,所述管体的两端安装有电极管,所述电极管的两侧连接有橡胶封头。
作为优选,所述管体、挤塑板和金属导热板组成一个供暖单元,当所述供暖单元为多个时还包括有接线盒,所述接线盒上设置有复数个接头,所述接线盒与所述电极管电性连接。
作为优选,所述导电液还包括金属杂质,所述金属杂质包括铁、钴、镍、铜、锌,所述金属杂质中铁的含量≤10ppm,所述钴、镍、铜、锌的含量均≤ 5ppm。
作为优选,所述导电液的粘度<1000mPa·s。
本发明的有益效果:本发明提供的节能石墨烯地暖装置,相对于传统的集中供暖不需要额外设置锅炉,降低供暖系统占据的空间,节省了能源,同时导电液具有储热功能,降低了电力的损耗,节省能源。本发明提供的节能石墨烯地暖装置安装功率低、储热节能、使用寿命长,并能在-45~80℃状态下快速起动,且温度均匀,具有安全环保、耐老化、耐腐蚀等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的管体的结构示意图;
其中:1.管体,2.挤塑板,3.金属导热板,4.第一U形槽,5.第二U形槽,6.电极管,7.橡胶封头,8.接线盒。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“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发明和简化描述,而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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1所示,本发明提供了一种节能石墨烯地暖装置,包括管体1、挤塑板2和金属导热板3。管体1、挤塑板2和金属导热板3组成一个供暖单元。
挤塑板2板面上设置有若干个相通的第一U形槽4,金属导热板3板面上设置有若干个相通的第二U形槽5。金属导热板3的板面和挤塑板2的板面连接且第一U形槽4和第二U形槽5位置相适应,第一U形槽4和第二U形槽5 之间形成密闭的空腔,管体1安装在空腔内。
结合图2,管体1的两端安装有电极管6,电极管6的两侧连接有橡胶封头7。当供暖单元为多个时还包括有接线盒8,多个供暖单元的电极管6与接线盒8电性连接。接线盒8上设置有复数个接头。供暖单元在安装过程中,若需较大面积的联接时,就需要将多个供暖单元连接起来,每个供暖单元与同一接线盒8连接。接线盒8采用优质纯铜材料,制成防水插头和插座相互连接,保证产品质量。接线盒8安装在离地面30cm的墙体中。
安装时,挤塑板2放置在水泥地面上,在金属导热板3的上方铺设地板。由于供暖单元的设计,该节能石墨烯地暖装置适用于不同的地形。
管体1为绝缘管,其材料为耐高温高分子塑料,本实施例优选耐高温聚乙烯塑料。
管体1内填充有导电液。导电液即为液态导体,具有发热和储能的双重作用。导电液按照重量百分比包括以下组分:15份的多壁碳纳米管、12份的石墨烯纳米片、1.5份的分散剂、28的乙二醇、70份的水、金属杂质。
金属杂质包括铁、钴、镍、铜、锌,金属杂质中铁的含量≤10ppm,钴、镍、铜、锌的含量均≤5ppm。金属杂质的含量超出限定含量会影响导电液的性能。导电液的粘度<1000mPa·s,导电液的粘度过大导致流通较慢,温度不够均匀。
使用时,对导电液通电,电流通过导电液内的多壁碳纳米管和石墨烯纳米片传递,同时多壁碳纳米管和石墨烯纳米片不断的放出能量并发热,形成一条连续的、发热均匀的地热管,地热管的热量传递到金属导热板上,以热辐射的形式向室内供暖。当断电时,导电液中的乙二醇由于热量散失较慢,可以储存热量,继续提供热量采暖,如此可以延长供暖时间,降低电力损耗。乙二醇除了可以降低热量损耗,还作为防冻剂,可防止在低温环境下水结冰。导电液能够将过程余热、废热吸收并储存起来,在需要时再把热量释放出来。在同等加热效果条件下比同类产品有效降低加热功率、加热费用50%以上。石墨烯是世上最薄也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300W/(m·K),高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000cm2/(V·s),又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约 10-6Ω·cm,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,因此导电液的导电率较高。
该节能石墨烯地暖装置优选的产品技术参数如下表所示:
序号 | 技术参数 | TYDN-1 |
1 | 使用温度(℃) | 18~25℃ |
2 | 最高承受温度(℃) | 120℃ |
3 | 产品功率 | 13~25W/米 |
4 | 额定功率(W/m2) | 50~100 |
5 | 额定电压(V) | 220V |
6 | 适用场所温度(℃) | -45~50℃ |
7 | 发热体 | 导电液 |
8 | 绝缘层材料 | 耐高温高分子塑料 |
9 | 电缆直径mm | 1.6mm±0.02mm |
实施例二
本实施例提供的节能石墨烯地暖装置导电液的组成配比不一致,其余的相同。
导电液按照重量百分比包括以下组分:10份的多壁碳纳米管、15份的石墨烯纳米片、2份的分散剂、32份的乙二醇、80份的水、金属杂质。
实施例三
本实施例提供的节能石墨烯地暖装置导电液的组成配比不一致,其余的相同。
导电液按照重量百分比包括以下组分:18份的多壁碳纳米管、10份的石墨烯纳米片、1.8份的分散剂、24份的乙二醇、60份的水、金属杂质。
实施例四
本实施例提供的节能石墨烯地暖装置导电液的组成配比不一致,其余的相同。
导电液按照重量百分比包括以下组分:12份的多壁碳纳米管、14份的石墨烯纳米片、2份的分散剂、28份的乙二醇、70份的水、金属杂质。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种节能石墨烯地暖装置,其特征在于,包括管体(1)、挤塑板(2)和金属导热板(3),所述挤塑板(2)板面上设置有若干个相通的第一U形槽(4),所述金属导热板(3)板面上设置有若干个相通的第二U形槽(5),所述金属导热板(3)的板面和挤塑板(2)的板面连接且第一U形槽(4)和第二U形槽(5)位置相适应,所述第一U形槽(4)和第二U形槽(5)之间形成密闭的空腔,所述管体(1)安装在所述空腔内;
所述管体(1)为绝缘管,所述管体(1)内填充有导电液,所述导电液按照重量百分比包括以下组分:10-20份的多壁碳纳米管、10-15份的石墨烯纳米片、1.5-2份的分散剂、24-32份的乙二醇、60-80份的水。
2.根据权利要求1所述的节能石墨烯地暖装置,其特征在于,所述管体(1)的材料为耐高温高分子塑料。
3.根据权利要求1所述的节能石墨烯地暖装置,其特征在于,所述管体(1)的两端安装有电极管(6),所述电极管(6)的两侧连接有橡胶封头(7)。
4.根据权利要求3所述的节能石墨烯地暖装置,其特征在于,所述管体(1)、挤塑板(2)和金属导热板(3)组成一个供暖单元,当所述供暖单元为多个时还包括有接线盒(8),所述接线盒(8)上设置有复数个接头,所述接线盒(8)与所述电极管(6)电性连接。
5.根据权利要求1所述的节能石墨烯地暖装置,其特征在于,所述导电液还包括有金属杂质,所述金属杂质包括铁、钴、镍、铜、锌,所述金属杂质中铁的含量≤10ppm,所述钴、镍、铜、锌的含量均≤5ppm。
6.根据权利要求1所述的节能石墨烯地暖装置,其特征在于,所述导电液的粘度<1000mPa·s。
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