CN210772417U - 一种石墨烯复合智能健康地暖 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于地暖设备技术领域，具体涉及一种石墨烯复合智能健康地暖，主体结构包括保温板、反射层、加热层、保护层、地板、温控器和导线，采用导电导热率高的石墨烯加热膜进行面状加热，石墨烯加热膜通电后，碳原子震动摩擦产生能量，能量以远红外的形式向外辐射传播，温度更加均匀，热转换效率高，相比于传统水暖和电阻丝加热更加节能环保，同时，石墨烯加热膜辐射的远红外波长为4‑15μm，与人体散发出的波长一致，可被人体吸收，具有健康理疗的功效，另外，采用控制器、温度传感器和温度控制器对温度进行实现温度的分时分区和定时定点安全控制；其结构简单，热转换效率高、发热速度快、安装便捷、维修方便。

Description

一种石墨烯复合智能健康地暖

技术领域：

本实用新型属于地暖设备技术领域，具体涉及一种石墨烯复合智能健康地暖。

背景技术：

地暖是地板辐射采暖的简称，以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。水地暖是指把水加热到一定温度，输送到地板下的水管散热网络，通过地板发热而实现采暖目的的一种取暖方式。低温地面热媒在室内形成脚底至头部逐渐递减的温度梯度，从而给人以脚暖头凉的舒适感。地面辐射供暖符合中医“温足顶凉”的健身理论，是目前最舒适的采暖方式，也是现代生活品质的象征。而水暖供暖方式大多采用锅炉加热，以化石能源为燃料，热转换效率低，部分热量被建筑墙体吸收，水暖安装过程繁琐，工序多，施工质量参差不齐，容易出现跑、冒、滴、漏的现象，开启后需要大约10个小时才能升到所需温度，无论家中有没有人，房间用不用，水暖始终在运行，非常不节能，并且每年供暖前一个月和停止供暖后一个月气温通常也比较低，无法做到随用随开。另外，水暖的对流传热方式是将空气、物体进行加热来实现采暖，空气被加热后，湿度降低，室内极为干燥，舒适度较差，干燥的空气还易引起室内灰尘增加，并且水暖也无法实现温度调节，无论气温高低，温度不变，不能有效利用资源，造成资源浪费。基于此，石墨烯与地暖相结合的石墨烯地暖应运而生，中国专利201910101883.8公开的一种浮筑石墨烯地暖系统，地暖系统为地暖板结构或者浮筑楼板结构；所述地暖板结构包括石墨烯地暖板和铺设于石墨烯地暖板之上的地板层；所述浮筑楼板结构包括石墨烯地暖板、浇筑于所述石墨烯地暖板上的混凝土面层以及垂直于石墨烯地暖板安装的保温隔音石墨烯EPS层，所述保温隔音石墨烯EPS层安装于石墨烯地暖板和混凝土面层的外侧边缘；中国专利 201820190606.X公开的一种可智能调控的石墨烯地暖系统包括电源、温控器、漏电断路器、变压器、温度传感器、石墨烯发热单元、集成电路板和手机，电源电连接温控器，温控器另一端电连接漏电断路器，漏电断路器电连接变压器，变压器另一端电连接着石墨烯发热单元；所述的石墨烯发热单元由内部的发热电缆和外部的石墨烯膜组成；所述的集成电路板电连接温控器，所述的集成电路板通过无线网络连接手机；所述的温度传感器安装在室内，温度传感器分别电连接温控器和集成电路板；中国专利201820497978.7公开的一种石墨烯地暖砖包括底砖和顶砖，在所述底砖和顶砖之间安装有一层由石墨烯复合而成的导热板，在所述导热板的底部胶粘有波浪型结构的热反射板，所述底砖和顶砖对应的两边中部均设有安装槽口，所述底砖和顶砖对应的安装槽口通过一连接块连接，所述顶砖采用陶瓷网格与陶瓷组成，所述陶瓷镶嵌在所述陶瓷网格中；中国专利201820194682.8公开的一种石墨烯地暖包括多个独立的发热单元、温控器、温度传感器、漏电断路器和电源，多个独立的发热单元相互并联，发热单元电连接漏电断路器，漏电断路器电连接温控器，温控器电连接电源，温控器上还电连接温度传感器，温度传感器安装在室内地暖的上方，发热单元由发热电缆和外部的石墨烯超导袋组成，石墨烯超导袋为添加有石墨烯的塑料袋，石墨烯超导袋上部设有连接发热电缆的电线接头；中国专利201721923457.5公开的一种半模块化石墨烯地暖由下到上依次设置有底座、热管层、石墨烯导热层、保温层和装饰层；底座为矩形板材，在底座的四角上固定安装有垂直于底座并向上延伸一段距离的螺纹柱，螺纹柱依次穿过热管层和石墨烯导热层四角上的通孔与支撑部螺纹、可调节连接；所述热管层上开设有用于铺设加热管的凹槽，凹槽开口方向朝向石墨烯导热层，石墨烯导热层与凹槽凸起部贴合；石墨烯导热层与装饰层之间存在间隙，间隙的大小通过旋转支撑部调节，石墨烯导热层与装饰层之间的间隙为保温层；中国专利201721924388.X公开的一种模块化石墨烯地暖包括装饰层、加热层和隔热层，加热层为电加热层，加热层由多个电加热模块连接而成，装饰层与电加热模块之间铺设有用于填充两者间空隙并进行热传递的石墨烯导热膜，电加热模块四角处固定安装有安装柱，安装柱上具有轴向向下延伸的外螺纹；电加热模块的下侧为隔热层，隔热层四角处开设有能通过安装柱的通孔，安装柱穿过通孔与固定螺母螺纹连接，固定螺母使电加热模块与隔热层相互贴合，安装柱穿过固定螺母还与支撑垫螺纹连接；中国专利201810109769.5公开的一种石墨烯地暖包括多个独立的发热单元、温控器、温度传感器、漏电断路器和电源，多个独立的发热单元相互并联，发热单元电连接漏电断路器，漏电断路器电连接温控器，温控器电连接电源，温控器上还电连接温度传感器，温度传感器安装在室内地暖的上方，发热单元由发热电缆和外部的石墨烯超导袋组成，石墨烯超导袋为添加有石墨烯的塑料袋，石墨烯超导袋上部设有连接发热电缆的电线接头。

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法。因此，研发设计一种石墨烯复合智能健康地暖，取代现有技术中的水暖供暖方式，避免资源浪费，提高取暖效率，很有应用前景。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计一种石墨烯复合智能健康地暖，降低资源浪费，减少环境污染，提升取暖效果。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的石墨烯复合智能健康地暖的主体结构包括保温板、反射层、加热层、保护层、地板、温控器和导线；保温板的上表面铺设有反射层，反射层的上表面铺设有加热层，加热层的上表面铺设有保护层，保护层的上表面铺设有地板，单独设置的温控器通过导线与加热层电连接。

本实用新型涉及的加热层的主体结构包括封装袋、石墨烯加热膜、银浆集流体、铜箔集流体、温度传感器、温度控制器和接线孔；封装袋的内部封装有石墨烯加热膜、银浆集流体和铜箔集流体，若干条状平行结构的石墨烯加热膜的两端分别设置有银浆集流体，银浆集流体的外侧设置有铜箔集流体，封装袋的上表面设置有温度传感器和温度控制器，封装袋的顶端两侧设置有接线孔，温度传感器、温度控制器和接线孔分别通过导线与温控器电连接。

本实用新型涉及的保温板的材质为聚苯乙烯发泡塑料、发泡聚氨酯和发泡水泥中的一种或几种组合，保温板能够有效抑制热量向下传播，最大程度的将热量保留在室内；反射层的材质为锡箔，锡箔能够有效的将远红外辐射反射回室内；加热层的热量传播形式为远红外辐射传热；保护层的材质为无纺布，无纺布能够保护加热层；地板为木质地板；温控器为市售的数字式温控器；导线为铜芯导线；封装袋的材质为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亚胺)、PVDF (聚偏氟乙烯)和PTFE(聚四氟乙烯)中的一种或者几种组合；石墨烯加热膜为中国专利201710164107.3公开的一种石墨烯电加热膜；银浆集流体和铜箔集流体用以汇集石墨烯加热膜产生的电流；温度传感器为接触式温度传感器；温度控制器为电子式温度控制器。

本实用新型涉及的石墨烯复合智能健康地暖使用时，通过温控器设定最高温度和最低温度，温度传感器检测温度达到最高温度时上传信息至温控器，温控器控制温度控制器断电，温度传感器检测温度低于最低温度时上传信息至温控器，温控器控制石墨烯加热膜重新开始加热。

本实用新型与现有技术相比，采用导电导热率高的石墨烯加热膜进行面状加热，石墨烯加热膜通电后，碳原子震动摩擦产生能量，能量以远红外的形式向外辐射传播，温度更加均匀，热转换效率高，相比于传统水暖和电阻丝加热更加节能环保，同时，石墨烯加热膜辐射的远红外波长为4-15μm，与人体散发出的波长一致，可被人体吸收，具有健康理疗的功效；其结构简单，热转换效率高、发热速度快、安装便捷、维修方便，相比于传统加热空气的对流传热形式，以远红外的形式进行辐射传热，不加热空气，室内不干燥，不易扬尘，提高舒适度。

附图说明：

图1为本实用新型的主体结构原理示意图。

图2为本实用新型涉及的电热层的主体结构原理示意图。

图3为本实用新型涉及的电热层的辐射能谱曲线图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图做进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的石墨烯复合智能健康地暖的主体结构包括保温板1、反射层2、加热层3、保护层4、地板5、温控器6和导线7；保温板1的上表面铺设有反射层2，反射层2的上表面铺设有加热层 3，加热层3的上表面铺设有保护层4，保护层4的上表面铺设有地板5，单独设置的温控器6通过导线7与加热层3电连接。

本实施例涉及的加热层3的主体结构包括封装袋31、石墨烯加热膜32、银浆集流体33、铜箔集流体34、温度传感器35、温度控制器36和接线孔37；封装袋31的内部封装有石墨烯加热膜32、银浆集流体33和铜箔集流体34，若干条状平行结构的石墨烯加热膜 32的两端分别设置有银浆集流体33，银浆集流体33的外侧设置有铜箔集流体34，封装袋31的上表面设置有温度传感器35和温度控制器36，封装袋31的顶端两侧设置有接线孔37，温度传感器35、温度控制器36和接线孔37分别通过导线7与温控器6电连接。

本实施例涉及的保温板1为聚苯乙烯发泡塑料；反射层2为锡箔；加热层3的加热介质是石墨烯；保护层4为无纺布；地板5为木质地板；温控器6为市售的数字式温控器；导线7为铜芯导线；封装袋31为PET膜；石墨烯加热膜32为中国专利201710164107.3 公开的一种石墨烯电加热膜；银浆集流体33和铜箔集流体34共同汇集石墨烯加热膜32产生的电流；温度传感器35为接触式温度传感器；温度控制器36为电子式温度控制器。

Claims (1)

1.一种石墨烯复合智能健康地暖，其特征在于主体结构包括保温板、反射层、加热层、保护层、地板、温控器和导线；保温板的上表面铺设有反射层，反射层的上表面铺设有加热层，加热层的上表面铺设有保护层，保护层的上表面铺设有地板，单独设置的温控器通过导线与加热层电连接；加热层的主体结构包括封装袋、石墨烯加热膜、银浆集流体、铜箔集流体、温度传感器、温度控制器和接线孔；封装袋的内部封装有石墨烯加热膜、银浆集流体和铜箔集流体，若干条状平行结构的石墨烯加热膜的两端分别设置有银浆集流体，银浆集流体的外侧设置有铜箔集流体，封装袋的上表面设置有温度传感器和温度控制器，封装袋的顶端两侧设置有接线孔，温度传感器、温度控制器和接线孔分别通过导线与温控器电连接。

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