CN112728626A - 供暖装置 - Google Patents

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李赫然
李青
陶业立
孙金梅
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Beijing Tunghsu Carbon Advanced Materials Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及供暖领域，公开了一种供暖装置，其中，所述供暖装置包括具有换热通孔(15)的壳体(10)、设置在所述壳体(10)中的多个电热板(20)，所述电热板(20)的中心面垂直于所述壳体(10)的底面，并且多个所述电热板(20)沿所述壳体(10)的周向排列。通过上述技术方案，周向排列的方式使得电热板之间形成一定的角度(而不是平行排列)，可以在同样的空间内设置更多数量的电热板，在所需要的电热板的数量不变的情况下，可以显著地降低电热板所占用的体积，或者在供暖装置体积确定的情况下，增加电热板的数量，提高了发热功率。

Description

供暖装置
技术领域
本发明涉及供暖领域，具体地涉及一种供暖装置。
背景技术
随着时代发展，人们的生活品质与时俱进，寒冷季节的取暖设备也逐渐开始受人关注，人们不仅关注设备的取暖效果，更关注设备的外观美观性及结构适应性。
现有的取暖设备，一部分以碳晶发热板、硅晶板发热板、碳纤维制成的发热线为发热体，外观结构受限于发热体的材质及尺寸，都表现体积过大，安装使用时占据一定的空间；一部分外观仿照传统集中供暖设备，以加热油汀为发热主体，外观体积上没有本质上改变；一部分以发热金属丝为发热主体，由于金属丝的可塑性及稳定性，此类取暖设备外观体积有所改善，然而金属加热丝容易氧化而降低其加热效率。
可见，现有的取暖设备存在以下问题：1、取暖设备的外观体积较大，占据一定的空间，且与房间融合度较低；2、取暖设备长时间通电工作，内部发热元件会产生功率衰减现象，降低发热效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种供暖装置，以解决其体积偏大、加热效率不足等问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种供暖装置，其中，所述供暖装置包括具有换热通孔的壳体、设置在所述壳体中的多个电热板，所述电热板的中心面垂直于所述壳体的底面，并且多个所述电热板沿所述壳体的周向排列。
可选择的，所述中心面与所述壳体的径向方向形成角度。
可选择的，所述中心面垂直于所述壳体的径向方向。
可选择的，所述电热板之间的最小距离为所述电热板在平行于所述壳体的底面方向上的宽度的0.1倍-1倍。
可选择的，所述壳体为柱状，并且所述壳体包括顶板、底板和侧板，所述顶板、所述底板和所述侧板上均形成有所述换热通孔。
可选择的，所述底板上设置有卡槽，所述电热板可拆卸地插入所述卡槽中。
可选择的，所述底板上设置有中心进气孔和围绕所述中心进气孔的边沿进气孔，所述顶板上设置有中心排气孔和围绕所述中心排气孔的边沿排气孔；或者，所述底板和所述顶板分别形成为格栅状。
可选择的，所述电热板包括基板、设置在基板上的发热层以及设置在发热层上的散热层。
可选择的，所述发热层由水性石墨烯导电油墨制成，所述散热层由碳系材料制成，所述基板由环氧树脂、云母板、PI中的一种制成。
可选择的，所述碳系材料包括石墨烯、碳纳米管和炭黑。
通过上述技术方案，周向排列的方式使得电热板之间形成一定的角度(而不是平行排列)，可以在同样的空间内设置更多数量的电热板，在所需要的电热板的数量不变的情况下，可以显著地降低电热板所占用的体积，或者在供暖装置体积确定的情况下，增加电热板的数量，提高了发热功率。
附图说明
图1是本发明一种实施方式所述的供暖装置的立体图；
图2是本发明一种实施方式所述的顶板或底板的结构示意图；
图3显示了本发明一种实施方式所述的电热板的排列方式；
图4是本发明一种实施方式所述的底板及卡槽的立体图；
图5是本发明另一种实施方式所述的供暖装置的立体图；
图6是本发明另一种实施方式所述的顶板或底板的结构示意图；
图7显示了本发明另一种实施方式所述的电热板的排列方式；
图8是本发明另一种实施方式所述的底板及卡槽的立体图；
图9是本发明实施方式所述的电热板的立体图。
附图标记说明
10 壳体 11 顶板
12 底板 13 侧板
14 卡槽 15 换热通孔
20 电热板
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种供暖装置，其中，所述供暖装置包括具有换热通孔15的壳体10、设置在所述壳体10中的多个电热板20，所述电热板20的中心面垂直于所述壳体10的底面，并且多个所述电热板20沿所述壳体的周向排列。
壳体10为支撑、保护电热板20的结构，一方面可以为电热板20提供安装基础，另一方面可以避免电热板20暴露在外部而意外地与用户意外接触；如图1和图5所示，壳体10上形成有换热通孔15，以允许气流进入和离开壳体10内部，实现与内部的电热板20的换热，也就是说温度较低的气流通过换热通孔15进入壳体10内部，吸收电热板20发出的热量后形成为温度较高的气流，温度较高的气流可以通过换热通孔15离开壳体10，以提升外部环境的气温；电热板20的中心面垂直于壳体10的底面，在使用时，壳体10可以放置为使得其底面平行于水平面，电热板20的表面为水平朝向，更有利于电热板20水平地辐射能量。
特别的，电热板20沿周向排列，这与现有技术中将电热板沿直线方向排列的方式(多个电热板平行间隔)不同，周向排列的方式使得电热板20之间形成一定的角度(而不是平行排列)，可以在同样的空间内设置更多数量的电热板，在所需要的电热板的数量不变的情况下，可以显著地降低电热板所占用的体积，或者在供暖装置体积确定的情况下，增加电热板的数量，提高了发热功率。
根据本发明的一种实施方式，所述中心面与所述壳体10的径向方向形成角度。参考图3所示，电热板20从中心区域向外周缘延伸，并且其中心面与径向方向形成角度，相比于中心面与径向方向重合的方式，这在有限的空间内增加了电热板20在沿平行于底面的方向上的宽度，可以增加电热板20的面积，从而增加发热功率，并且，这也保证了相邻的电热板20之间具有一定的距离，避免电热板20的密度过大，影响热量的辐射传递，避免电热板20本身温度过高而损坏。
根据本发明的另一种实施方式，所述中心面垂直于所述壳体10的径向方向。如图7所示，电热板20靠近壳体10的底面(即底板12)的边缘设置，其中心面垂直于径向方向，各个电热板20的表面之间的距离相对较大，可以避免发热面排列过于密集，相对地增加了电热板20的数量，提高了发热功率。
其中，所述电热板20之间的最小距离为所述电热板20在平行于所述壳体10的底面方向上的宽度的0.1倍-1倍。进一步的，该比例可以为0.15-0.3倍，这可以使得电热板20的距离保持在合适的范围，既可以保证一定的排列密度，又可以避免发热面的距离过小。
其中，所述壳体10为柱状，并且所述壳体10包括顶板11、底板12和侧板13，所述顶板11、所述底板12和所述侧板13上均形成有所述换热通孔15。顶板11、底板12和侧板13围成柱状结构，参考图1、图2、图5、图6所示，顶板11、底板12和侧板13上均设置有换热通孔15，允许气流在壳体10的任意合适位置进入到壳体10内部，并气流在任意合适位置离开壳体10内部。壳体10为柱状，可以适应内部的沿周向排列的电热板20，使得侧板13与电热板20的距离更小，允许气流可以更快地达到电热板20处并离开壳体10，提高了散热效率。
其中，壳体10可以为圆柱状，如图1所示，其中，电热板20以其中心面与径向方向成角度的方式排列；壳体10也可以为棱柱状，如图5所示，其中电热板20以其中心面垂直于径向方向的方式排列。
另外，所述底板12上设置有卡槽14，所述电热板20可拆卸地插入所述卡槽14中。如图4和图8所示，底板12上设置有向上开口的卡槽14，电热板20可拆卸地插入到卡槽14中，卡槽14使得电热板20可以更容易地安装在壳体10内，并且便于拆卸和更换。
其中，所述底板12上设置有中心进气孔和围绕所述中心进气孔的边沿进气孔，所述顶板11上设置有中心排气孔和围绕所述中心排气孔的边沿排气孔；或者，所述底板12和所述顶板11分别形成为格栅状。图2所示为顶板11或底板12，其中心位置形成有圆形气孔，并且围绕中心位置的圆形气孔形成和条形孔，圆形气孔的尺寸较大可以允许更多的气流穿过，条形孔之间的部分可以提高板部的强度；对于底板12来说，其上的气孔为进气孔，允许较低位置的温度较低的气流进入，对于顶板11来说，其上的气孔为排气孔，气流吸热后密度下降以穿过顶板11向上排出。图3所示为另一种形式的顶板11或底板12，其形成为格栅结构，同样可以允许气流通过，类似的，底板12上的气孔为进气通路，而顶板11上的气孔为排气通路。
其中，所述电热板20包括基板、设置在基板上的发热层以及设置在发热层上的散热层。基板为基础结构，可以支撑其上的发热层，发热层可以在通电的情况下将电能转化为热能，散热层可以吸收发热层的热量并向外辐射，提高散热速度。
其中，所述发热层由水性石墨烯导电油墨制成，所述散热层由碳系材料制成，所述基板由环氧树脂、云母板、PI中的一种制成。环氧树脂、云母板、PI(聚酰亚胺)具有较好的耐热性能，可以承受温度较高的发热层的热冲击；发热层可以通过喷墨打印的方式将水性石墨烯导电油墨喷涂在基板上以形成发热层，其功率密度为500～1500W/m2，表面温差＜5℃，表面温度60～100℃，连续通电加热100000h无功率衰减；散热层由含碳的碳系材料制成，可以通过喷涂的方式形成在发热层的外表面上。
参考图9所示，发热层可以连接有两个电极，电极可以通过导线电性连接于供电元件及控制元件。
进一步的，所述碳系材料包括石墨烯、碳纳米管和炭黑。通过碳系材料形成的散热层的导热系数为215W/(m·k)，热辐射系数为0.96，厚度为10～50μm，优选15～20μm。碳系材料制成的散热层可以使发热层产生的热量迅速向外发散，提高供暖装置的红外辐射散热速率。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种供暖装置，其特征在于，所述供暖装置包括具有换热通孔(15)的壳体(10)、设置在所述壳体(10)中的多个电热板(20)，所述电热板(20)的中心面垂直于所述壳体(10)的底面，并且多个所述电热板(20)沿所述壳体(10)的周向排列。
2.根据权利要求1所述的供暖装置，其特征在于，所述中心面与所述壳体(10)的径向方向形成角度。
3.根据权利要求1所述的供暖装置，其特征在于，所述中心面垂直于所述壳体(10)的径向方向。
4.根据权利要求1所述的供暖装置，其特征在于，所述电热板(20)之间的最小距离为所述电热板(20)在平行于所述壳体(10)的底面方向上的宽度的0.1倍-1倍。
5.根据权利要求1所述的供暖装置，其特征在于，所述壳体(10)为柱状，并且所述壳体(10)包括顶板(11)、底板(12)和侧板(13)，所述顶板(11)、所述底板(12)和所述侧板(13)上均形成有所述换热通孔(15)。
6.根据权利要求5所述的供暖装置，其特征在于，所述底板(12)上设置有卡槽(14)，所述电热板(20)可拆卸地插入所述卡槽(14)中。
7.根据权利要求5所述的供暖装置，其特征在于，所述底板(12)上设置有中心进气孔和围绕所述中心进气孔的边沿进气孔，所述顶板(11)上设置有中心排气孔和围绕所述中心排气孔的边沿排气孔；或者，所述底板(12)和所述顶板(11)分别形成为格栅状。
8.根据权利要求1所述的供暖装置，其特征在于，所述电热板(20)包括基板、设置在基板上的发热层以及设置在发热层上的散热层。
9.根据权利要求8所述的供暖装置，其特征在于，所述发热层由水性石墨烯导电油墨制成，所述散热层由碳系材料制成，所述基板由环氧树脂、云母板、PI中的一种制成。
10.根据权利要求9所述的供暖装置，其特征在于，所述碳系材料包括石墨烯、碳纳米管和炭黑。
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