CN113015275A - 电加热膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电加热膜，其要点是：包括上绝缘层、发热芯层、中间绝缘层、上屏蔽层、下绝缘层和电连接片组件。发热芯层由导电发热条铺设构成，导电发热条包括火线连接部、零线连接部和发热部。发热部的首尾两端分别与火线连接部和零线连接部电连接。上屏蔽层被包覆于上绝缘层和中间绝缘层之间。发热芯层被包覆于中间绝缘层和下绝缘层之间。电连接片组件包括火线电连接片和零线电连接片。火线电连接片固定连接且电连接在中间绝缘层和下绝缘层包覆的火线连接部的部位上。零线电连接片固定连接且电连接在上绝缘层和中间绝缘层包覆的上屏蔽层的部位上及中间绝缘层和下绝缘层包覆的零线连接部的部位上。
Description
技术领域
本发明涉及电加热膜技术领域，具体是一种地面、墙面等电加热取暖系统中用的电加热膜。
背景技术
地面、墙面等电加热取暖系统中的电加热膜是一种通电后能发热的膜产品，由可导电的特制油墨（导电发热涂料）、金属载流条经加工、热压在绝缘聚酯薄膜间制成,属于低温辐射的电加热膜。电加热膜将热量以辐射的形式送入空间，使人体和物体首先得到温暖，其综合效果优于传统的对流供暖方式。地面加热取暖系统通常由电源、温控器、连接件、绝缘层、电加热膜及饰面层构成。电源经导线连通电加热膜,将电能转化为热能。由于电加热膜为面状，其各个部位的散热快慢有差异，因此普遍存在中央部位过热，四周温度较低的现象，容易造成中部高温寿命降低甚至烧毁；其次，电热膜是平面加热元件，与被加热表面形成一个类似的平板电容，由于存在较高的分布电容，电热膜泄漏电流较大，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，使用安全性较高的电加热膜。
实现本发明目的的基本技术方案是：一种电加热膜，其结构特点是：包括上绝缘层、发热芯层、中间绝缘层、上屏蔽层、下绝缘层和电连接片组件。 发热芯层由导电发热条铺设构成，导电发热条包括火线连接部、零线连接部和发热部。发热部的首尾两端分别与火线连接部和零线连接部电连接。上屏蔽层被包覆于上绝缘层和中间绝缘层之间。发热芯层被包覆于中间绝缘层和下绝缘层之间。电连接片组件包括火线电连接片和零线电连接片。火线电连接片固定连接且电连接在中间绝缘层和下绝缘层包覆的火线连接部的部位上。零线电连接片固定连接且电连接在上绝缘层和中间绝缘层包覆的上屏蔽层的部位上及中间绝缘层和下绝缘层包覆的零线连接部的部位上。
以上述基本技术方案为基础的技术方案是：还包括胶粘层。胶粘层下侧粘结固定设置在上绝缘层的上侧上，胶粘层的上侧设有离型纸。
以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：发热部相互平行的相邻部分之间的间距呈由内至外逐渐缩小设置。
以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：发热部的导电截面积由内至外逐渐缩小设置。
以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：发热部相互平行的相邻部分之间的间距呈由内至外逐渐增大设置，发热部的导电截面积由内至外逐渐缩小设置。
以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：发热芯层的导电发热条由金属材料制成。
以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：还包括下屏蔽层和底部绝缘层。下屏蔽层被包覆于底部绝缘层和绝缘层之间。零线电连接片固定连接且电连接在上绝缘层和中间绝缘层包覆的上屏蔽层的部位上、中间绝缘层和下绝缘层包覆的零线连接部的部位上以及下绝缘层和底部绝缘层包覆的下屏蔽层的相应部位上。
本发明具有以下的有益效果：（1）本发明的电加热膜结构简单，突破了传统的均匀分布设置的方式，采用了全新的设计理念。根据电热膜使用环境及被加热面（地板）传热和散热情况，调整电热膜功率密度分布（通过调整间距和/或发热部的导电截面积），当传热和散热较快的场合，被加热表面温度呈现较大的梯度，电热膜中心温度高，周边温度低，通过提高电热膜周边功率密度，减小电热膜中间的功率密度，电热膜保证电加热膜整体温度分布均匀，使被加热表面温度更加均匀防止局部温度过高，延长使用寿命和使用安全性。
（2）本发明的电加热膜设有上屏蔽层，上屏蔽层在发热芯层与被加热表面（地板）之间，上屏蔽层能把泄漏电流全部导入N，被加热表面的泄漏为零，使用安全性大大提高，能广泛应用于对泄漏要求较高的场所，如医疗器械的加热、母婴设施的加热、精密电子器件在低温环境中的加热等。
（3）本发明的电加热膜还设有下屏蔽层，发热芯层设置在上屏蔽层与下屏蔽层之间，完全封闭了电路，上屏蔽层和下屏蔽层不仅能把泄漏电流全部导入N，被加热表面的泄漏为零，还有完全的电磁屏蔽功能，完全符合轨道车辆对于EMC的要求，电磁兼容更优。
（4）传统的民用建筑中使用的电加热膜（如碳晶电加热膜），一般3至5年左右的时间，其功率就会衰大幅衰减，使用寿命大多在10-15年左右，而轨道车辆的一般设计寿命为30年，因此不适合用于轨道车辆。而本发明的电加热膜的发热芯层为金属材料制成，金属电阻通电发热，各方面电气性能稳定可靠，功率衰减很小，设计寿命可达30年以上，适用于轨道车辆加热取暖系统中。
（5）本发明的电加热膜的发热芯层为金属材料，靠金属电阻通电发热，是纯电阻性的，发热效率99%以上。而且金属电阻率是正温度系数的，当电热膜温度升高到一定程度，电阻变大，功率减小，限制电热膜温度进一步上升，很快达到平衡状态，因此本发明的电加热膜具有一定的自限温特性，使用安全性大大提高。
附图说明
图1为本发明的电加热膜的结构示意图。
图2为图1的下方观察时的示意图。
图3为本发明的电加热膜的层结构示意图。
图4为本发明的实施例2的电加热膜的发热芯层的示意图。
图5为本发明的实施例3的电加热膜的发热芯层的示意图。
图6为本发明的实施例4的电加热膜的层结构示意图。
图7为从图6的下方观察时的下屏蔽层的示意图。
附图中的标号为：
上绝缘层1，
发热芯层2，火线连接部2-1，零线连接部2-2，发热部2-3，
中间绝缘层3，
上屏蔽层4，
下绝缘层5，
胶粘层6，
电连接片组件7，火线电连接片7-1，零线电连接片7-2，
下屏蔽层8，
底部绝缘层9。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。本发明的方位的描述按照图1所示的方位进行，也即图1所示的上下左右方向即为描述的后前左右方向，图1所朝的一方为上方，背离图1的一方为下方。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系是基于附图所述的位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示必须具有的特定的方位。
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”、“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1 )
见图1至图3，本发明的电加热膜包括上绝缘层1、发热芯层2、中间绝缘层3、上屏蔽层4、下绝缘层5、胶粘层6和电连接片组件7。
上绝缘层1、中间绝缘层3和下绝缘层5均由PET（PET是英文Polyethyleneterephthalate的缩写，简称PET或PETP）或PI（PI是英文Polyimide的简称，PI中文俗称聚酰亚胺，是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物）或环氧树脂材料制成。上绝缘层1、中间绝缘层3和下绝缘层5的形状大小相同。
发热芯层2由导电发热条铺设构成，导电发热条由导电发热涂料（导电发热涂料为现有技术）通过丝网印刷方法呈前后对称印刷在下绝缘层5的上侧上，导电发热条包括火线连接部2-1、零线连接部2-2和发热部2-3。零线连接部2-2和火线连接部2-1分别设置在下绝缘层5的前部边沿和后部边沿上，呈前后对称设置；发热部2-3采用S型设置在火线连接部2-1和零线连接部2-2之间，发热部2-3的右部前后两端分别与火线连接部2-1和零线连接部2-2电连接。发热部2-3相互平行的相邻部分之间的间距呈由内至外逐渐缩小设置，最大的间距是最小的间距的1.5至3倍，具体设置方法如下：根据公式P=I²R，串联状态电流相同，金属条导电截面积越小电阻越大，功率也越大；
，热量Q与电功率P成正比，与时间成正比，与半径平方成反比，公式的系数k与散热条件有关，k的范围为0-1。根据电热膜使用环境及被加热面（地板）传热和散热情况，调整电热膜功率密度分布（通过调整间距），当传热和散热较快的场合，被加热表面温度呈现较大的梯度，电热膜中心温度高，周边温度低，通过提高电热膜周边功率密度，减小电热膜中间的功率密度，使被加热表面温度更加均匀。
中间绝缘层3通过热熔胶热压粘结固定在下绝缘层5和发热芯层2上，从而发热芯层2被包覆于中间绝缘层3和下绝缘层5之间。
上屏蔽层4由导电发热涂料（导电发热涂料为现有技术）通过丝网印刷方法印刷在中间绝缘层3的上侧上或者采用金属箔制成，在上下方向上的投影范围将发热部2-3全覆盖。
上绝缘层1通过热熔胶粘结固定在中间绝缘层3和上屏蔽层4上，从而上屏蔽层4被包覆于上绝缘层1和中间绝缘层3之间。
胶粘层6下侧粘结固定设置在上绝缘层1的上侧上，胶粘层6的上侧设有离型纸。
电连接片组件7包括火线电连接片7-1和零线电连接片7-2。火线电连接片7-1和零线电连接片7-2均为铜材料制成。火线电连接片7-1采用穿刺压接固定连接且电连接在中间绝缘层3和下绝缘层5包覆的火线连接部7-1的部位上，且向下刺穿下绝缘层5形成铆接固定连接。零线电连接片7-2采用穿刺压接固定连接且电连接在上绝缘层1和中间绝缘层3包覆的上屏蔽层4的部位上及中间绝缘层3和下绝缘层5包覆的零线连接部2-2的部位上，且向下刺穿下绝缘层5形成铆接固定连接。
本发明的电加热膜使用时可以通过胶粘层粘结固定设置在地板的下侧，火线电连接片3-1和零线电连接片3-2通过相应的导线与电源的火线和零线电连接，火线电连接片3-1和相应导线电连接的部分及零线电连接片3-2和相应导线电连接的部分通过防水密封胶进行密封处理。
（实施例2）
见图4，本实施例其余部分与实施例1相同，其不同之处在：发热芯层2由金属材料制成的导电发热条铺设构成，导电发热条由胶粘复合在下绝缘层5上的金属箔通过印刷蚀刻方法制成，本实施例的导电发热条为铝箔通过印刷蚀刻方法制成。发热部2-3相互平行的相邻部分之间的间距呈由内至外逐渐缩小设置。具体方法如下：根据公式P=I²R，串联状态电流相同，金属条导电截面积越小电阻越大，功率也越大；
，热量Q与电功率P成正比，与时间成正比，与半径平方成反比，公式的系数k与散热条件有关，k的范围为0-1。根据电加热膜使用环境及被加热面（地板）传热和散热情况，调整电加热膜功率密度分布（通过调整间距和/或发热部的导电截面积，本实施例为调整间距），当传热和散热较快的场合，被加热表面温度呈现较大的梯度，电热膜中心温度高，周边温度低，通过提高电热膜周边功率密度，减小电热膜中间的功率密度，使被加热面温度更加均匀，温差在5摄氏度。
（实施例3）
见图5，本实施例其余部分与实施例1相同，其不同之处在：发热芯层2由金属材料制成的导电发热条铺设构成，导电发热条由胶粘复合在下绝缘层5上的金属箔通过印刷蚀刻方法制成，本实施例的导电发热条为铝箔通过印刷蚀刻方法制成。发热部2-3相互平行的相邻部分之间的间距呈由内至外逐渐增加设置，发热部2-3的导电截面积由内至外逐渐缩小设置。具体方法如下：根据公式P=I²R，串联状态电流相同，金属条导电截面积越小电阻越大，功率也越大；
，热量Q与电功率P成正比，与时间成正比，与半径平方成反比，公式的系数k与散热条件有关，k的范围为0-1。根据电加热膜使用环境及被加热面（地板）传热和散热情况，调整电加热膜功率密度分布（本实施例同时调整间距及发热部的导电截面积来实现），当传热和散热较快的场合，被加热表面温度呈现较大的梯度，电热膜中心温度高，周边温度低，通过提高电热膜周边功率密度，减小电热膜中间的功率密度，使被加热面温度更加均匀，温差在5摄氏度。
（实施例4）
见图6和图7，本实施例其余部分与实施例1相同，其不同之处在于：还包括下屏蔽层8和底部绝缘层9。底部绝缘层9与下绝缘层5同材质。
下屏蔽层8由导电发热涂料（导电发热涂料为现有技术）通过丝网印刷方法印刷在下绝缘层5的下侧上或者采用金属箔制成，在上下方向上的投影范围将发热部2-3全覆盖。
底部绝缘层9通过热熔胶粘结固定在下绝缘层5和下屏蔽层8上，从而下屏蔽层8被包覆于底部绝缘层9和绝缘层5之间。
零线电连接片7-2采用穿刺压接固定连接且电连接在上绝缘层1和中间绝缘层3包覆的上屏蔽层4的部位上、中间绝缘层3和下绝缘层5包覆的零线连接部2-2的部位上以及下绝缘层5和底部绝缘层9包覆的下屏蔽层8的相应部位上，且向下刺穿底部绝缘层9形成铆接固定连接。
（实施例5）
本实施例其余部分与实施例2相同，其不同之处在于：还包括下屏蔽层8和底部绝缘层9。底部绝缘层9与下绝缘层5同材质。
下屏蔽层8由导电发热涂料（导电发热涂料为现有技术）通过丝网印刷方法印刷在下绝缘层5的下侧上或者采用金属箔制成，在上下方向上的投影范围将发热部2-3全覆盖。
底部绝缘层9通过热熔胶粘结固定在下绝缘层5和下屏蔽层8上，从而下屏蔽层8被包覆于底部绝缘层9和绝缘层5之间。
零线电连接片7-2采用穿刺压接固定连接且电连接在上绝缘层1和中间绝缘层3包覆的上屏蔽层4的部位上、中间绝缘层3和下绝缘层5包覆的零线连接部2-2的部位上以及下绝缘层5和底部绝缘层9包覆的下屏蔽层8的相应部位上，且向下刺穿底部绝缘层9形成铆接固定连接。
（实施例6）
本实施例其余部分与实施例3相同，其不同之处在于：还包括下屏蔽层8和底部绝缘层9。底部绝缘层9与下绝缘层5同材质。
下屏蔽层8由导电发热涂料（导电发热涂料为现有技术）通过丝网印刷方法印刷在下绝缘层5的下侧上或者采用金属箔制成，在上下方向上的投影范围将发热部2-3全覆盖。
底部绝缘层9通过热熔胶粘结固定在下绝缘层5和下屏蔽层8上，从而下屏蔽层8被包覆于底部绝缘层9和绝缘层5之间。
零线电连接片7-2采用穿刺压接固定连接且电连接在上绝缘层1和中间绝缘层3包覆的上屏蔽层4的部位上、中间绝缘层3和下绝缘层5包覆的零线连接部2-2的部位上以及下绝缘层5和底部绝缘层9包覆的下屏蔽层8的相应部位上，且向下刺穿底部绝缘层9形成铆接固定连接。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电加热膜，其特征在于：包括上绝缘层、发热芯层、中间绝缘层、上屏蔽层、下绝缘层和电连接片组件； 发热芯层由导电发热条铺设构成，导电发热条包括火线连接部、零线连接部和发热部；发热部的首尾两端分别与火线连接部和零线连接部电连接；上屏蔽层被包覆于上绝缘层和中间绝缘层之间；发热芯层被包覆于中间绝缘层和下绝缘层之间；电连接片组件包括火线电连接片和零线电连接片；火线电连接片固定连接且电连接在中间绝缘层和下绝缘层包覆的火线连接部的部位上；零线电连接片固定连接且电连接在上绝缘层和中间绝缘层包覆的上屏蔽层的部位上及中间绝缘层和下绝缘层包覆的零线连接部的部位上。
2.根据权利要求1所述的电加热膜，其特征在于：还包括胶粘层；胶粘层下侧粘结固定设置在上绝缘层的上侧上，胶粘层的上侧设有离型纸。
3.根据权利要求1所述的电加热膜，其特征在于：发热部相互平行的相邻部分之间的间距呈由内至外逐渐缩小设置。
4.根据权利要求1所述的电加热膜，其特征在于：发热部的导电截面积由内至外逐渐缩小设置。
5.根据权利要求1所述的电加热膜，其特征在于：发热部相互平行的相邻部分之间的间距呈由内至外逐渐增大设置，发热部的导电截面积由内至外逐渐缩小设置。
6.根据权利要求1至5之一所述的电加热膜，其特征在于：发热芯层的导电发热条由金属材料制成。
7.根据权利要求1至5之一所述的电加热膜，其特征在于：还包括下屏蔽层和底部绝缘层；下屏蔽层被包覆于底部绝缘层和绝缘层之间；
零线电连接片固定连接且电连接在上绝缘层和中间绝缘层包覆的上屏蔽层的部位上、中间绝缘层和下绝缘层包覆的零线连接部的部位上以及下绝缘层和底部绝缘层包覆的下屏蔽层的相应部位上。
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| CN202110415108.7A CN113015275A (zh) | 2021-04-17 | 2021-04-17 | 电加热膜 |
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