CN109959050A - 一种过热保护电暖坑板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过热保护电暖坑板主要由围框、温度调节控制器、电热膜、热膨胀开关、隔热保温层、热空气对流管组成；移动弹性导电端子与固定弹性导电端子在热膨胀管的受热膨胀伸长断开、冷却缩短复位、泄漏被压缩缩短断开构成三种位式；导通位式、过热保护断开位式、泄漏失效永久断开位式；电热膜下方是隔热保温层，电热膜、隔热保温层外周是围框，围框属于支架结构。隔热保温层中心区安装热膨胀开关，隔热保温层右上角安装温度调节控制器，隔热保温层嵌装热空气对流管，热空气对流管以“口”字内“米”字结构布置。由热膨胀开关控制电源的导通或断开，热膨胀开关属于机械工作原理，可靠性高，避免了电子温控器的失灵风险，即使热膨胀开关的热膨胀管泄漏失效也能断开电源起到安全保护作用。

Description

一种过热保护电暖坑板

技术领域

本发明涉及电热采暖设备，特别是一种过热保护电暖坑板。

背景技术

燃煤供暖方式的问题日益严重、节能减排、环境保护日渐受到关注，燃煤供暖方式亟待改进，电热膜辐射采暖，由于其舒适性、节约能源、便于计量收费、环境污染小等优点越来越受到人们的关注，属于较为环保的供暖方式，也是目前国内外公认的较为理想的采暖方式。

电热膜由碳材料制备的导电油墨，经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜之间夹层内，形成导电膜层，导电膜层通电时以红外辐射方式产热。

针对燃煤供暖造成空气污染，采用电热膜作为一种采暖方式已经成为一种趋势。还有有许多地区冬季没有供暖设备，近些年都有了采暖需求，特别是一些气温低于5℃的一些地区，供暖需求日益迫切，为了减轻能源浪费，却又不提倡集中供暖，更不宜采用燃煤供暖。长江流域地区的气候日温差、昼夜温差较大，采暖时间随天气变化，需求也有所不同，白天温暖时，可以不用采暖，人未在室内时，无需采暖，希望能够做到人到即开，即热，人走即关，即凉的用电采暖方式，这样既达到抗寒的目的，又提高了能源利用效率。电热膜供暖方式能很好的满足上述需求，特别是替代燃煤暖坑尤其适用。电热膜的发热材料采用碳材质制备的导电油墨电热薄膜，具有高红外发射率，以8～12um的红外线辐射，人体的正常体温是36.5℃，相当于9.35um的波长，人体的吸收光谱与电热膜的辐射红外光谱相匹配，因此大部分能量都能被人体吸收，能量利用率高，住房和城乡建设部批准发布行业标准JG/T286-2010《低温辐射电热膜》包含了此类产品。

但是现有电热膜采暖设备安全可靠性还存在一定风险，文献记载了电热膜引起火灾事故，并分析认定属于温控器失灵造成[孙宇，汗蒸房电热膜及电气线路故障起火原因认定[J]消防科学与技术，2014，(8)：975-977][杜宝相，冷雪松，一起电热膜汗蒸房火灾的认定[J]消防科学与技术，2014，33(1)：114-116]。文献还记载，李绪泉等人研究证实，电热膜的使用，在正常工况下电热膜不存在过热引起的安全问题，但在隔热保温工况下，一旦电子温控器失灵会发生危险[李绪泉，韩博，刘龙某型号电热膜过热安全性的实验研究[J]建筑科学，2016年12月，第32卷，第12期]。

现有的低温辐射电热膜产品大多数以配套电子温控器安装，电子温控器一方面调节温度，一方面温度过热时关闭电源，起到保护功能。虽然电子温控器一定程度上能起到过热保护，但是仍然存在失灵的概率。也就是说现有的低温辐射电热膜产品安全性还有待改进，尤其是以低温辐射电热膜为制热单元的电暖坑板。

发明内容

本发明针对采用电热膜制热电暖坑板，在使用时都会以保温很好棉絮被服隔热，属于在隔热条件下使用，尤其是中老年人习惯滥用方式，电暖坑板的安全性存在一定隐患，针对上述问题提供一种过热保护电暖坑板。

实现本发明的技术方案

一种过热保护电暖坑板主要由围框、温度调节控制器、电热膜、热膨胀开关、隔热保温层、热空气对流管组成。

所述的移动弹性导电端子与固定弹性导电端子在热膨胀管的受热膨胀伸长断开、冷却缩短复位、泄漏被压缩缩短断开构成三种位式；导通位式、过热保护断开位式、泄漏失效永久断开位式。

电热膜下方是隔热保温层，电热膜、隔热保温层外周是围框，围框属于支架结构。

隔热保温层中心区安装热膨胀开关，隔热保温层右上角安装温度调节控制器，隔热保温层嵌装热空气对流管，热空气对流管以“口”字内“米”字结构布置。

所述的电热膜，符合住房和城乡建设部批准发布行业标准JG/T286-2010《低温辐射电热膜》所规定的指标商品。

所述的隔热保温层，是硬质聚氨酯发泡材料，聚氨酯硬质发泡材料是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，含有发泡剂、催化剂、阻燃剂，经高压填充现场发泡而成的高分子聚合物。聚氨酯隔热材料为硬质、闭孔结构，具有保温与防水功能，导热系数0.022～0.033W/m·K。

所述的热膨胀开关，包括热膨胀管、移动弹性导电端子、固定弹性导电端子、移动弹性导电端子座、柱式弹簧、柱式弹簧螺纹调节管、内螺纹机盒端盖、锁紧螺钉、机盒。

所述的热膨胀管，包括弹性波纹管、封板、带毛细管封板、注液毛细管，弹性波纹管内灌注热敏工质R410A制冷剂。

热膨胀管右侧轴向安装移动弹性导电端子座，移动弹性导电端子座的内圆孔中安装柱式弹簧。移动弹性导电端子座上方安装移动弹性导电端子，固定弹性导电端子与移动弹性导电端子相向安装于上方机盒内壁，热膨胀管受热膨胀时，热膨胀管轴向伸长，热膨胀管轴向伸长即克服柱式弹簧的弹性压强，使得移动弹性导电端子座右移，移动弹性导电端子随之右移，移动弹性导电端子与固定弹性导电端子处于导通位式转变为移动弹性导电端子与固定弹性导电端子断开，此时过热的电暖坑板电路断开处于安全保护状态。

当热膨胀管受热膨胀后被冷却，热膨胀管轴向缩短。热膨胀管轴向缩短，柱式弹簧的弹性压强作用，柱式弹簧的弹性压强克服热膨胀管弹性压强，使得移动弹性导电端子座左移，移动弹性导电端子随之左移，移动弹性导电端子与固定弹性导电端子处于断开位式恢复为移动弹性导电端子与固定弹性导电端子导通。

当热膨胀管泄漏失效，热膨胀管的弹性压强即失效，柱式弹簧的弹性压强在热膨胀管弹性压强失效时，使得移动弹性导电端子座进一步左移，移动弹性导电端子随之进一步左移，移动弹性导电端子与固定弹性导电端子处于不可恢复的永久断开位式，热膨胀管泄漏失效之后，电暖坑板电路断开，处于不可使用的安全保护状态。

所述的柱式弹簧螺纹调节管，安装于内螺纹机盒端盖，旋转调节柱式弹簧螺纹调节管，使柱式弹簧对热膨胀管轴向弹性压强增强或降低，使柱式弹簧对热膨胀管轴向弹性压强达到适宜匹配状态。

所述的内螺纹机盒端盖由锁紧螺钉锁紧安装于机盒。

所述的热膨胀管由弹性波纹管、封板、带毛细管封板、注液毛细管组成密封结构，管内灌注热敏性工质R410A制冷剂。

R410A制冷剂是混配制冷剂，外观无色，不浑浊，易挥发，沸点-51.6℃，凝固点-155℃，临界温度71.2℃；其主要特点有：不破坏臭氧层。其分子式中不含氯元素，故其臭氧层破坏潜能值(ODP)为零。毒性极低，不属于可燃性质，化学和热稳定性高，饱和液体密度30℃，1.038(g/cm³)，温度变化引起比容变化显著。

热敏性工质R410A通过注液毛细管注入热膨胀管密封处理。当热膨胀管受来自热空气对流管高温气流对流换热时，热膨胀管温度升高，热膨胀管温度升高，热敏性工质R410A随之比容增大，热敏性工质R410A比容增大，热膨胀管内压强增大，热膨胀管内压强增大，即轴向长度伸长。

热膨胀管受来自热空气对流管较低温度气流对流换热时，热膨胀管温度降低，热膨胀管温度降低，热敏性工质R410A随之比容减小，热敏性工质R410A随之比容减小之后，热膨胀管内压强下降，热膨胀管内压强下降，受柱式弹簧的弹性压强作用，即轴向长度缩短。

所述的温度调节控制器，选用包含温度传感器的商品温度控制器，使用时可以根据实时需要调节电热膜的工作状态，以达到舒适的温度。

所述的热空气对流管，是嵌入于隔热保温层安装，以“口”字内“米”字结构布置，使电暖坑板各处不同的温度传递至热空气对流管管内，使热空气对流管的热空气与隔热保温层中心区对流，安装在隔热保温层中心区热膨胀开关获得热空气对流，热膨胀开关内的热膨胀管获得热空气对流即可灵敏的反应，引起膨胀伸长，起到控制移动弹性导电端子与固定弹性导电端子断开。

本发明的积极意义

一种过热保护电暖坑板，由热膨胀开关控制电源的导通或断开，热膨胀开关属于机械工作原理，可靠性高，避免了电子温控器的失灵风险，即使热膨胀开关的热膨胀管泄漏失效也能断开电源起到安全保护作用。

附图说明

图1是实现本发明一种过热保护电暖坑板结构示图；

图中，1围框、2温度调节控制器、3电热膜、4热膨胀开关、5隔热保温层、6热空气对流管；

图2是图1的A-A剖视图；

图中，1围框、2温度调节控制器、4热膨胀开关、5隔热保温层、6热空气对流管；

图3是热膨胀开关结构示图；

图中，4-1热膨胀管、4-2移动弹性导电端子、4-3固定弹性导电端子、4-5移动弹性导电端子座、4-6柱式弹簧、4-7柱式弹簧螺纹调节管、4-8内螺纹机盒端盖、4-9锁紧螺钉、4-10机盒，4-2移动弹性导电端子与4-3固定弹性导电端子处于断开位式；

图4是热膨胀开关4-2移动弹性导电端子与4-3固定弹性导电端子导通位式结构示图；

图中，4-1热膨胀管、4-2移动弹性导电端子、4-3固定弹性导电端子、4-5移动弹性导电端子座、4-6柱式弹簧、4-7柱式弹簧螺纹调节管、4-8内螺纹机盒端盖、4-9锁紧螺钉、4-10机盒；

图5是热膨胀开关4-2移动弹性导电端子与4-3固定弹性导电端子断开位式结构示图；

图中，4-1热膨胀管、4-2移动弹性导电端子、4-3固定弹性导电端子、4-5移动弹性导电端子座、4-6柱式弹簧、4-7柱式弹簧螺纹调节管、4-8内螺纹机盒端盖、4-9锁紧螺钉、4-10机盒；

图6是热膨胀管结构示图；

图中，4-1a弹性波纹管、4-1b封板、4-1c带毛细管封板、4-1d注液毛细管；

图7是本发明过一种热保护电暖坑板电路原理图；

图中，2温度调节控制器、T温度传感器、3电热膜、4热膨胀开关、4-1热膨胀管、4-2移动弹性导电端子、4-4固定弹性导电端子，4-2移动弹性导电端子与4-4固定弹性导电端子处于导通位式；

图8是本发明过一种热保护电暖坑板电路原理4-4固定弹性导电端子，4-2移动弹性导电端子与4-4固定弹性导电端子处于断开位式图；

图中，2温度调节控制器、T温度传感器、3电热膜、4热膨胀开关、4-1热膨胀管、4-2移动弹性导电端子、4-4固定弹性导电端子；

图9本发明过一种热保护电暖坑板电路原理4-4固定弹性导电端子，4-2移动弹性导电端子与4-4固定弹性导电端子处于断开位式图；

图中，2温度调节控制器、T温度传感器、3电热膜、4热膨胀开关、4-1热膨胀管、4-2移动弹性导电端子、4-4固定弹性导电端子；

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明

结合图1、图2，电热膜3下方是隔热保温层5，电热膜3、隔热保温层5外周是围框1，隔热保温层5中心区安装热膨胀开关4，隔热保温层5右上角安装温度调节控制器2，隔热保温层5嵌装热空气对流管6，热空气对流管6以“口”字内“米”字结构布置。

所述的电热膜，符合住房和城乡建设部批准发布行业标准JG/T286-2010《低温辐射电热膜》所规定的指标商品。

所述的隔热保温层5是硬质聚氨酯发泡材料，聚氨酯硬质发泡材料是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，含有发泡剂、催化剂、阻燃剂，经高压填充现场发泡而成的高分子聚合物。聚氨酯隔热材料为硬质、闭孔结构，具有保温与防水功能，导热系数0.022～0.033W/m·K。

所述的热膨胀开关4，结合图3、图4、图5，主要由热膨胀管4-1、移动弹性导电端子4-2、固定弹性导电端子4-3、移动弹性导电端子座4-5、柱式弹簧4-6、柱式弹簧螺纹调节管4-7、内螺纹机盒端盖4-8、锁紧螺钉4-9、机盒4-10组成；

热膨胀管4-1右侧轴向安装移动弹性导电端子座4-5，移动弹性导电端子座4-5的内圆孔中安装柱式弹簧4-6，移动弹性导电端子座4-5上方安装移动弹性导电端子4-2，固定弹性导电端子4-4与移动弹性导电端子4-2相向安装于上方的机盒4-10内壁，热膨胀管4-1受热膨胀时，热膨胀管4-1轴向伸长，热膨胀管4-1轴向伸长，即克服柱式弹簧4-6的弹性压强，使得移动弹性导电端子座4-5右移，移动弹性导电端子4-2随之右移；此时，结合图4、图5、图7、图8，移动弹性导电端子4-2与固定弹性导电端子4-4处于导通位式转变为移动弹性导电端子4-2与固定弹性导电端子4-4断开，过热的电暖坑板电路即断开，处于安全保护状态。

当热膨胀管4-1受热膨胀后被冷却，热膨胀管4-1轴向缩短，热膨胀管4-1轴向缩短，柱式弹簧4-6的弹性压强作用克服热膨胀管4-1弹性压强，使得移动弹性导电端子座4-5左移，移动弹性导电端子4-2随之左移，移动弹性导电端子4-2与固定弹性导电端子4-4处于断开位式，即恢复为移动弹性导电端子4-2与固定弹性导电端子4-4导通。

当热膨胀管4-1泄漏失效，弹性压强随之失效，柱式弹簧4-6的弹性压强在热膨胀管4-1弹性压强失效时，使得移动弹性导电端子座4-5进一步左移，移动弹性导电端子4-2随之进一步左移，移动弹性导电端子4-2与固定弹性导电端子4-4即处于不可恢复的断开位式，热膨胀管4-1泄漏失效之后，电暖坑板电路断开，处于不可使用的安全保护状态。

所述的柱式弹簧螺纹调节管4-7，安装于内螺纹机盒端盖4-8，旋转调节柱式弹簧螺纹调节管4-7，使柱式弹簧4-6对热膨胀管4-1轴向弹性压强增强或降低，使柱式弹簧4-6对热膨胀管4-1轴向弹性压强达到适宜匹配状态。

所述的内螺纹机盒端盖4-8由锁紧螺钉4-9锁紧安装于机盒4-10。

所述的热膨胀管4-1由弹性波纹管4-1a、封板4-1b、带毛细管封板4-1c、注液毛细管4-1d组成密封结构，管内灌注热敏性工质R410A制冷剂。

R410A制冷剂是混配制冷剂，外观无色，不浑浊，易挥发，沸点-51.6℃，凝固点-155℃，临界温度71.2℃；其主要特点有：不破坏臭氧层。其分子式中不含氯元素，故其臭氧层破坏潜能值(ODP)为零。毒性极低，不属于可燃性质，化学和热稳定性高，饱和液体密度30℃，1.038(g/cm³)温度变化引起比容变化显著。

热敏性工质R410A通过注液毛细管4-1d注入热膨胀管4-1密封处理。当热膨胀管4-1受来自热空气对流管6高温气流对流换热时，热膨胀管4-1温度升高，热膨胀管4-1温度升高，热敏性工质R410A随之比容增大，热敏性工质R410A随之比容增大，热膨胀管4-1内压强增大，热膨胀管4-1内压强增大，即轴向长度伸长。

热膨胀管4-1受来自热空气对流管6较低温度气流对流换热时，热膨胀管4-1温度降低，热膨胀管4-1温度降低，热敏性工质R410A随之比容减小，热敏性工质R410A随之比容减小之后，热膨胀管4-1内压强下降，热膨胀管4-1内压强下降，即轴向长度缩短。

所述的温度调节控制器，选用包含温度传感器的商品温度控制器，使用时可以根据实时需要调节电热膜3的工作状态，以达到舒适的温度。

所述的热空气对流管6，是嵌入于隔热保温层5安装，以“口”字内“米”字结构布置，使电暖坑板各处不同的温度传递至热空气对流管6管内，使热空气对流管6的热空气与隔热保温层5中心区对流，安装在隔热保温层5中心区热膨胀开关4获得热空气对流，热膨胀开关4内的热膨胀管4-1获得热空气对流即可灵敏的反应引起膨胀伸长或缩短，起到控制移动弹性导电端子4-2与固定弹性导电端子4-4断开。

Claims (1)

1.一种过热保护电暖坑板，包括围框(1)、温度调节控制器(2)、电热膜(3)、热膨胀开关(4)、隔热保温层(5)、热空气对流管(6)；

所述的热膨胀开关，包括热膨胀管(4-1)、移动弹性导电端子(4-2)、固定弹性导电端子(4-3)、移动弹性导电端子座(4-5)、柱式弹簧(4-6)、柱式弹簧螺纹调节管(4-7)、内螺纹机盒端盖(4-8)、锁紧螺钉(4-9)、机盒(4-10)；

所述的热膨胀管包括弹性波纹管(4-1a)、封板(4-1b)、带毛细管封板(4-1c)、注液毛细管(4-1d)，弹性波纹管(4-1a)管内灌注热敏性工质R410A制冷剂；

所述的热膨胀管(4-1)右侧轴向安装移动弹性导电端子座(4-5)，移动弹性导电端子座(4-5)的内圆孔中安装柱式弹簧(4-6)，移动弹性导电端子座(4-5)上方安装移动弹性导电端子(4-2)，固定弹性导电端子(4-4)与移动弹性导电端子(4-2)相向安装于上方机盒(4-10)的内壁；

所述的电热膜(3)下方是隔热保温层(5)；

所述的隔热保温层(5)中心区安装热膨胀开关(4)，隔热保温层(5)嵌装热空气对流管(6)，热空气对流管(6)以“口”字内“米”字结构布置；

所述的隔热保温层(5)是硬质聚氨酯发泡材料。