CN206522839U - 一种太阳能远红外发热壁画 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远红外发热装置，具体涉及一种远红外太阳能发热壁画。壁画采用石墨烯电热膜为基材，根据需要选取合适的尺寸，在其表面进行特殊印刷之后将所需的图案及远红外发射材料施加于其上。电热膜的两侧设有电线接口，通过接口与多块电热膜并联，并联后的电热膜与温控仪和不间断电源的逆变器相连。本实用新型结构简单，使用方便，可采用太阳能发电，在夜晚或者冬季，可随时切换到市电电源为不间断电源充电，实现不间断供电，在室内进行红外加热、还具有远红外理疗效果，能量损耗低，并可有效防止室内温度过高或过低。

Description

一种太阳能远红外发热壁画

技术领域

本实用新型涉及一种远红外发热装置，具体涉及一种远红外太阳能发热壁画。

背景技术

现阶段，冬季的室内取暖一般采用空调、壁挂暖气散热器或地暖等。因为空调耗电量较大，在空间较大的场合不宜使用，因此大多采用壁挂暖气散热器或地暖几种供暖方式。对于广大农村，别墅等，因为其相对独立且面积较小，很难进行集中供暖。使用煤进行取暖会出现一氧化碳中毒等问题，且会带来环境污染。冬季夜晚温度较低，受寒后易造成各种疾病，对人体伤害严重。随着生活水平的提高和收入的增加，人们对生活质量的要求也越来越高，原来没有安装暖气的家庭，现在越来越多的安装供暖设施了。在室内采暖、工农业采暖、医疗采暖等各个方面，采用电热丝，空调，电暖气等采暖方式，存在着使用不方便，发热不均匀，传热方式是热传导且传热慢，能耗高，空气干燥，安全性差等不足。

近年来，我国大部分地区雾霾天气频发，给人们的正常生活、健康造成了极大的影响。随着低碳环保意识的提高，选择节能环保的取暖设备，同时兼顾安全健康，已经成为人们最为关注的问题。并且，传统的取暖设备并不具备装饰功能，而且在一定程度上对室内环境的装饰产生了阻碍。

已有专利提出了利用太阳能电池作为电源的取暖装置，但是太阳能电池在夜间难以工作，即使可切换到市电电源，仍可能会出现断电导致无法取暖的情况。

市场上存在的远红外发热壁画只在冬季寒冷时具有远红外发射功能，在非供暖季并无任何理疗功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为解决上述现有技术中的不足，提供一种太阳能自发热壁画，采用太阳能或市电电源为不间断电源充电，通过不间断电源为石墨烯电热膜提供电源，实现室内快速加热，不会出现加热中断，并具有远红外发射功效，能量损耗低，环保安全，并有效防止室内温度过高或过低。

本实用新型所采取的技术方案是：提供一种太阳能自发热壁画，所述太阳能自发热壁画，包括：太阳能电池板、不间断电源、控制器、温控仪和石墨烯电热膜、逆变器。所述电热膜的外表面印刷有壁画图案，制备过程如下：首先在电热膜外表面进行底层印刷，然后再根据客户需求进行选定图案的数码印刷，在底层印刷的过程中将远红外辐射材料和防水剂同时添加到电热膜表面。电热膜的两侧设有电线接口，可通过接口将多块电热膜并联，并联后的电热膜与温控仪和不间断电源相连。

其中，优选方案为:

所述的石墨烯电热膜为石墨烯、碳纳米管或碳纤维复合材料；优选石墨烯电热膜，更优选德国M-Therm的石墨烯电热膜，该电热膜的厚度为0.5mm，较普通的碳晶或碳纤维发热膜更薄，更易打卷且可随意裁切，易与涂料，油墨、PVC敷料等结合。而且其工作电压为24V，安全，可使用太阳能电源进行供电，并且其发热表面温度不高，体感舒适。

根据客户需求的壁画面积大小，确定石墨烯电热膜的块数及形状。先将客户所需图案在电脑上进行设计，通过圆网印刷设备使用混合有远红外材料和防水剂的油墨对石墨烯进行底色印刷，印刷完成后根据设计好的图案在数码印刷机上对其进行个性印刷。印刷完成后，将多块电热膜分别通过前一块的正负接线柱和后一块的正负接线柱并联，并联后的电热膜与温控仪和不间断电源串联，太阳能电池板通过控制器与不间断电源相连。在控制器和不间断电源之间连接一个智能双切开关，可以检测不间断电源内部不间断电源容量情况，当太阳能电池为不间断电源充电时的充电电流低于一定值，或不间断电源容量降至一定水平，优选50%以下时，智能双切开关可自动切换至市电电源充电，当市电电源充电完成时，双切开关可自动切换至太阳能电池板供电。在空间较大的场合，或者需求热量较多的场合，为了保证热量需求可在多个墙面贴多块壁画，所述壁画在使用过程中保持相对独立性，其中一块发生故障时并不影响其他几块壁画的工作。

所述电热膜的底色印刷采用圆网印刷，表层图案采用数码印刷技术，并且所选用的油墨优选为环保水性油墨。所述远红外材料优选为复合二氧化钛电气石远红外陶瓷粉。所述防水剂优选为有机氟类防水剂。

本实用新型所述的太阳能电池板电压为35V，不间断电源电压为24V。所述控制器为整流二极管。

本实用新型使用时，将太阳能电池板设置在光照充足的位置，充分吸收太阳发出的热量。为保证不间断电源的正常使用寿命，可将其设置在室内，太阳能电池板通过控制器向不间断电源充电。不间断电源连接逆变器输出交流电，然后通过交流电对石墨烯电热膜供电，交流电电能损耗较小，相较于直流电而言应用范围更广，在电量充足的情况下，也可以为其他家用电器供电。

本实用新型可以直接将多块并联，其中一块故障后不影响其余电热膜的正常使用，通过直接接触表面判断故障块并进行更换，操作简单快捷。为防止不间断电源逆向向太阳能电池放电，在其中间串联一个控制器。在控制器和不间断电源之间连接一个智能双切开关，智能双切开关同时接一路市电电源，智能双切开关可以检测不间断电源内部不间断电源容量情况，当太阳能电池为不间断电源充电时，不间断电源容量降至一定水平，优选50%以下时，智能双切开关可自动切换至市电电源供电，当市电电源充电完成时，双切开关可自动切换至太阳能电池板供电。为了防止不间断电源出现过充或过放，温控仪采用市场上现售的液晶数显日编程采暖温控仪，可以根据使用情况选择人工控制或时段控制的运行模式，在人工控制模式下，直接通过手动控制温控仪开关机，在时段控制运行模式下，液晶显示温控仪会按照预定设定时间自动控制开关机。石墨烯电热膜仅在温控仪开机状态下通电电路才能导通，随着导通时间的增长，可设定室内温度，以及实际温度与预设温度的温差，例如为2摄氏度，此时，当温控仪检测到室内温度高于预设温度2摄氏度后，温控仪关机，石墨烯电热膜停止工作，直至室内温度降至较预设温度低2摄氏度时，温控仪重新开机，石墨烯电热膜开始加热。温控仪由发射端和接收端组成，接收端对室内温度进行监测。1平方米的石墨烯电热膜可实现4平方米空间的加热，功率为40-60W左右，能耗较低，对于一般的家庭辅助加热需求，单个房间一块1平方米的石墨烯电热膜足够。石墨烯电热膜可快速加热，在加热的过程中辐射0.8-50μm的远红外波长辐射线，并且在加热过程中，更进一步激发了壁画表面的远红外材料，会提高其远红外辐射线的发射率，发射出的远红外辐射线能和人体皮肤和细胞组织产生共振，渗透到皮肤及皮下组织深处，从而产生温热效应，改善血液循环，扩张毛细血管，排除微循环障碍，能够彻底预防因冬日寒气诱发的关节炎、风湿骨痛等病症，保证人体健康。

所述的太阳能发热壁画，包括石墨烯电热膜为基材的壁画，将壁画通过导线与温控仪和不间断电源串联，太阳能电池板通过控制器与不间断电源相连，该壁画放置在室内进行观赏的同时，可以通过石墨烯电热膜对室内空间进行红外加热，同时通过远红外发射，对室内的活动者起到理疗保健作用。

所述太阳能发热壁画的固定方式和普通无纺壁纸（画）相同，可使用糯米胶等淀粉胶进行粘贴，为了增强粘力，优选使用白胶，或者白胶和糯米胶的用量为1:1的混合胶。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型结构简单，实用方便，可采用太阳能发电，节省能源，并且通过不间断电源实现持续性加热，同时兼具室内红外理疗效果，能量损耗低，并有效防止室内温度过高或过低。其成本和传统采暖相比较基本持平。

该平面供暖系统使用了 24 伏低电压技术，不需要绝缘，没有触电危险，可以安装在潮湿的区域，如浴室和厨房。由于表面温度只有 30 度左右，可以避免烫伤、火灾的危险。

电热膜使用石墨烯、碳纳米管或碳纤维复合材料，是采暖领域的新型环保材料，具有寿命长、电磁辐射小、环保节能、热效率高等优势。相比同类型金属发热产品，节能20%以上。

有利于室内装修；不铺设室外热力管线，节省大量紧张的管位资源，有利室外管线综合规划，节约地下管线管理、管线规划定线、管线保护等费用。避免了复杂的设计规划。可以利用现有的电气安装。较普通的采暖方式有美化装饰的功效。

使用时，太阳能电池板通过控制器向不间断电源充电，由于控制器的存在，可以有效防止不间断电源出现过充或过放。

使用便捷的电子温度调节器可以使这个暖气系统更加有效率。温度调节器可以根据用户不同需求将温度调整到舒适和节省的范围，因而更加环保经济。可以根据使用情况选择人工控制或时段控制的运行模式，石墨烯电热膜仅在温控仪开机状态下通电电路才能导通，随着导通时间的增长，室内温度会逐渐升高，温控仪可以根据室内温度自动调节其开关状态，保证室内温度处于较恒定的状态，防止出现过冷或过热的情况。

1平方米的石墨烯电热膜可实现4平方米空间的加热，功率仅为60W左右，相较于传统碳纤维发热膜能耗较低。与传统的供暖方式所采用的对流式供暖相比，本实用新型所采用的辐射供暖，可以使人感受到阳光般的辐射，在相同体感的情况下，可将预设温度降低2-3摄氏度，可以减少20%的能耗，且无干燥感。本实用新型可以在短时间（60s）内加热，而且由于辐射波长难以穿透玻璃，热量损失较少。对于一般的家庭辅助加热需求，单个房间一块1平方米的石墨烯电热膜为基层的壁画足够，石墨烯电热膜在加热使用后，激发了壁画表面的远红外材料，会发射出5μm-15μm的远红外辐射线，其能对人体皮肤和细胞组织产生共振，渗透到皮肤及皮下组织深处，从而产生温热效应，改善血液循环，扩张毛细血管，排除微循环障碍，能够彻底预防因冬日寒气诱发的关节炎、风湿骨痛等病症，保证人体健康。由于含有远红外材料，即使在非采暖季仍可发射远红外线，远红外线发射率＞90%。

由于热传递时没有空气流动，不会引起灰尘和细菌飞扬，特别对过敏人群有利；因为墙壁温度比空气温度高，不会产生凝结，这样霉菌无法形成。对阴冷或潮湿气候的祛湿、防潮、防霉、防腐、防水等效果显著。由于其表面有防水功能，可以安装在厨房或卫生间。

附图说明

图1 本实用新型实施例1的太阳能自发热壁画

图2 印刷壁画层体结构图

图中：1、太阳能电池板；2、控制器；3、智能双切开关；4、不间断电源；5、逆变器；6、温控仪；7、石墨烯电热膜壁画；8、石墨烯电热膜；9、接线口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1所示，本实用新型所述太阳能自发热壁画，包括太阳能电池板1、控制器2、智能双切开关3、不间断电源4、逆变器5、温控仪6、石墨烯发热壁画7。石墨烯壁画每一块上都设有接口，接口可通过电线与温控仪4和逆变器5串联，太阳能电池板1通过控制器2和不间断电源3相连。在不间断电源4和控制器2之间连接智能双切开关3，智能双切开关还同时接一路市电电源。

其中，石墨烯壁画7上的两个接口分别和后一块的接线口并联，并联后的石墨烯电热膜与温控仪和逆变器串联，太阳能电池板1通过控制器和双切开关3与不间断电源4相连，在空间较大的场合，为保证自发热壁画的发热、理疗效果，需要使用多块石墨烯电热膜，使用过程中为避免各块电热膜的相对影响，将各块电热膜并联，在一块故障时不妨碍其他电热膜正常工作。并且在另一个优选的实施例中，也可以进一步实现分别控制，智能加热的效果。

本实用新型使用时，将太阳能电池板1设置在光照充足的位置，充分吸收太阳发出的能量。为保证不间断电源4的正常使用寿命，可将其设置在室内，太阳能电池板通过控制器2向不间断电源4充电。不间断电源4连接上逆变器5输出交流电，然后通过交流电对石墨烯电热膜供电，交流电电能损耗较小，相较于直流电而言应用范围更广，在电量充足的情况下，也可以为其他家用电器供电。为防止不间断电源4逆向向太阳能电池放电，在其中间串联一个控制器2。在控制器2和不间断电源4之间连接一个智能双切开关3，智能双切开关3同时接一路市电电源，智能双切开关可以检测不间断电源内部不间断电源容量情况，当太阳能电池为不间断电源充电时，不间断电源容量降至50%以下时，智能双切开关自动切换至市电电源供电，当市电电源充电完成时，双切开关3自动切换至太阳能电池板供电。为了防止不间断电源3出现过充或过放，温控仪4采用市场上现售的液晶数显日编程采暖温控仪，可以根据使用情况选择人工控制或时段控制的运行模式，在人工控制模式下，直接通过手动控制温控仪开关机，在时段控制运行模式下，液晶显示温控仪会按照预定设定时间自动控制开关机。石墨烯电热膜仅在温控仪开机状态下通电电路才能导通，随着导通时间的增长，设定室内温度为20摄氏度，室温与预设温度的温差为2摄氏度，当温控仪检测到室内温度高于预设温度2摄氏度后，即22摄氏度，温控仪关机，石墨烯电热膜停止工作，直至室内温度降至预设温度低2摄氏度时，即18摄氏度，温控仪重新开机，石墨烯电热膜开始加热。温控仪由发射端和接收端组成，接受端对室内温度进行监测。1平方米的石墨烯电热膜可实现4平方米空间的加热，功率为60W，能耗较低，对于一般的家庭辅助加热需求，单个房间一块1平方米的石墨烯电热膜足够。石墨烯电热膜可快速加热，在加热的过程中辐射0.8-50μm的远红外线，并且在加热过程中，更进一步激发了壁画表面的远红外材料，会提高其远红外发射率，发射率＞92%，发射出的远红外辐射线能与人体皮肤和细胞组织产生共振，渗透到皮肤及皮下组织深处，从而产生温热效应，改善血液循环，扩张毛细血管，排除微循环障碍，能够彻底预防因冬日寒气又发的关节炎、风湿骨痛等病症，保证人体健康。

实施例2：

壁画尺寸为1m×1m，本实用新型的石墨烯发热壁画是以石墨烯电热膜为底材，按照此尺寸要求先将石墨烯电热膜在圆网印刷机上进行底色印刷，在其水性油墨中加入5%的二氧化钛复合电气石远红外陶瓷粉和1%的有机氟防水剂，烘干冷却后按照壁画尺寸要求并且考虑T-therm发热膜的常规尺寸（宽为50cm），使用两块1m×0.5m的膜。在电脑上对图案进行设计排版，然后将两块已经印刷底色的石墨烯电热膜通过数码印刷机进行印刷。印刷完成后，将两块电热膜分别通过前一块的接线口和后一块的接线口并联后即为石墨烯发热壁画。

实施例3

选用嘉力丰防霉湿胶和百得白胶1:1混合均匀，按照预定面积将胶均匀刷在张贴位置，将两块并联好的石墨烯发热壁画按照贴墙纸工艺贴实。将连接导线隐蔽布置在壁画周边。

Claims (10)

1.一种太阳能自发热壁画，包括：太阳能电池板、不间断电源、控制器、温控仪和电热膜、逆变器；所述电热膜的外表面印刷有壁画图案；且膜的两侧设有电线接口，通过接口与温控仪和逆变器相连，所述逆变器依次与不间断电源、控制器和太阳能电池板相连；其特征在于，所述电热膜为石墨烯、碳纳米管或碳纤维复合材料；所述太阳能电池板电压为35V，不间断电源电压为24V；所述控制器为整流二极管；所述不间断电源通过智能双切开关与太阳能电池板连接，所述智能双切开关还与一路市电电源相连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能自发热壁画，其特征在于，所述电热膜为石墨烯电热膜。

3.根据权利要求2所述的太阳能自发热壁画，其特征在于， 所述石墨烯电热膜为德国M-Therm的石墨烯电热膜，该电热膜的厚度为0.5mm。

4.根据权利要求1或２所述的太阳能自发热壁画，其特征在于，多块电热膜通过接口并联使用，并作为整体通过接口与温控器和逆变器相连。

5.根据权利要求１或２或３所述的太阳能自发热壁画，其特征在于，所述壁画可使用淀粉胶或白胶或其组合进行粘贴。

6.根据权利要求３所述的太阳能自发热壁画，其特征在于，所述智能双切开关可以检测不间断电源内部不间断电源容量情况，当太阳能电池为不间断电源充电时的充电电流低于一定值，或不间断电源容量降至一定水平时，智能双切开关可自动切换至市电电源充电，当市电电源充电完成时，双切开关可自动切换至太阳能电池板供电。

7.根据权利要求１或２或３所述的太阳能自发热壁画，其特征在于，所述电热膜外表面壁画图案的印刷方式为首先通过圆网印刷设备进行底色印刷，然后根据设计好的图案在数码印刷机上对其进行个性壁画图案印刷。

8.根据权利要求７所述的太阳能自发热壁画，其特征在于，所述底色印刷中使用混合有远红外材料和防水剂的油墨。

9.根据权利要求８所述的太阳能自发热壁画，其特征在于，所述的油墨选自环保水性油墨；所述远红外材料选自复合二氧化钛电气石远红外陶瓷粉；所述防水剂选自有机氟类防水剂。

10.根据权利要求１或２或３所述的太阳能自发热壁画，其特征在于；所述温控仪采用液晶数显日编程采暖温控器。