新型石墨板材和石墨辐射吊顶板
技术领域
本实用新型属于新型石墨板材制备技术领域,具体涉及一种新型石墨板材和石墨辐射吊顶板。
背景技术
目前传统的空调系统存在着两个主要的问题:一是能耗大;二是室内环境中的空气质量比较差,容易引起人的不适感。
随着生活质量水平的不断提高,人们对现在的空调系统不再简单地满足于仅仅提供合适的温度和湿度,而是在这基础上向更舒适健康、节能低碳的要求上发展。尤其是在目前较严重的空气污染下,人们对室内环境的空气品质改善提出了更迫切的要求。
在这样的背景下,辐射吊顶技术走进了人们的视野并在最近几年得到了快速的发展。和传统空调相比,辐射吊顶技术可以有效的降低风速和垂直温度梯度,特别是和独立置换新风系统结合后可以有效的提高工作区内空气的清洁度并提供极佳的热舒适性,从而提高室内的居住环境品质。而且,由于其需要处理的新风量较小,使得风机的运行和维护成本下降,更重要的是,其可以使用地下水或者冷却塔水以及太阳能加热得到的热水等作为天然冷源或热源,从而大大降低空调系统的能耗。
目前辐射吊顶中的新型石墨板材采用平直结构,如图1所示,在进行制热或制热时,管道2向外四处传递管道内的热能,在实际应用过程中,我们发现在板材本体1宽度方向上,热能先以平行板材本体1宽度方向辐射后再逐渐以垂直板材本体1宽度方向辐射,如图1中的箭头方向指示,这使得我们所需的在垂直板材本体1宽度方向上辐射的热能损耗非常大(比如管道2内的水温是30℃,从辐射面出来的温度只有26℃),大大影响了热能辐射效率,且热能辐射至室内的时间长。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种新型石墨板材和石墨辐射吊顶板。
为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种新型石墨板材,包括:板材本体;所述板材本体的一面为辐射面,与该辐射面相对的另一面上设有至少一个适于包裹管道的凸起部;以及在凸起部相邻时,两凸起部的底部向外延伸相连形成一近似平摊区域。
进一步,所述凸起部呈弧状,且所述凸起部的两侧对称设置。
进一步,设定板材本体的最大厚度为H、最小厚度为L;其中最大厚度H 表示凸起部的弧顶至板材本体辐射面的垂直距离,最小厚度L表示凸起部的弧底至板材本体辐射面的垂直距离;管道的圆心与弧顶同轴设置,且设定管道的半径为R、管道表面距离弧顶的最短长度为J1,管道表面距离板材本体辐射面的最短长度为J2;其中J1的范围为1-2.5mm,J2的范围为1-2.5mm;以及最大厚度H与管道半径R、长度J1和长度J2的关系式为:H=J1+J2+R;最小厚度L 的范围为2-5mm。
进一步,设定弧底长度为b,弧顶至弧底的垂直高度为h,弧底向外延伸的长度为B;则h=H-L;b=2A;其中:A为弧底其中一端点距离弧底中心点的距离;其中:A+B=50mm,且A的范围为30-35mm。
进一步,所述弧状为圆弧状,并设定弧底长度为b,弧顶至弧底的垂直高度为h,弧形对应的圆弧半径为a;以圆弧的曲线圆心为原点(0,0),板材本体的厚度方向为y轴,板材本体的宽度方向为x轴,圆弧曲线通过y与x之间的函数关系表示,且关系式为:
其中:A为弧底其中一端点距离弦长中心点的距离;
B为弧底向外延伸的长度;
其中:A+B=50mm,且A的范围为30-35mm;
进一步,所述凸起部呈梯形状,且所述凸起部的两侧对称设置。
进一步,设定板材本体的最大厚度为H、最小厚度为L;其中最大厚度H 表示凸起部的上底至板材本体辐射面的垂直距离,最小厚度L表示凸起部的下底至板材本体辐射面的垂直距离;管道的圆心与上底的中心点同轴设置,且设定管道的半径为R、管道表面距离上底的最短长度为J1,管道表面距离板材本体辐射面的最短长度为J2;其中J1的范围为1-2.5mm,J2的范围为1-2.5mm;以及最大厚度H与管道半径R、长度J1和长度J2的关系式为:H=J1+J2+R;最小厚度L的范围为2-5mm。
进一步,以上底的中心点至下底的垂足为原点(0,0),板材本体的厚度方向为y轴,板材本体的宽度方向为x轴,则梯形各边长通过y与x之间的函数关系表示,且关系式为:
其中:S为梯形的上底长度,且2R≤S≤4R;
A为梯形的其中一下底顶点距离原点(0,0)的距离;
B为下底向外延伸的长度;
其中:A+B=50mm,且A的范围为30-35mm。
进一步,所述凸起部呈三角形状,且所述凸起部的两侧对称设置。
进一步,设定板材本体的最大厚度为H、最小厚度为L;其中最大厚度H 表示凸起部的顶点至板材本体辐射面的垂直距离,最小厚度L表示凸起部的底边至板材本体辐射面的垂直距离;管道的圆心与顶点同轴设置,且设定管道的半径为R、管道表面距离顶点的最短长度为J1,管道表面距离板材本体辐射面的最短长度为J2;其中J1的范围为1-2.5mm,J2的范围为1-2.5mm;以及最大厚度H与管道半径R、长度J1和长度J2的关系式为:H=J1+J2+R;最小厚度L 的范围为2-5mm。
进一步,以三角形顶点至底边的垂足为原点(0,0),板材本体的厚度方向为y轴,板材本体的宽度方向为x轴,则三角形各边长通过y与x之间的函数关系表示,且关系式为:
其中:A为三角形的其中一底边顶点距离原点(0,0)的距离;
B为底边向外延伸的长度;
其中:A+B=50mm,且A的范围为30-35mm。
又一方面,本实用新型还提供了一种石墨辐射吊顶板,包括:如前所述的新型石墨板材;以及所述新型石墨板材的下端面为辐射面,其上端面设置有与凸起部适配的保温层。
本实用新型的有益效果是,本实用新型的新型石墨板材将现有的平直结构改为设置至少一个凸起部的结构,优化了热能的传递路径,使管道传递出的热能能够高效低损地传递至底部和底部向外的延伸部,且近似平摊区域扩大了向下热能传递的面积,从而提高了本新型石墨板材的热能辐射效率,还有效缩短了热能辐射至室内的时间;同时,本新型石墨板材与现有的平直结构相比,在石墨材料密度相等的情况下,凸起部结构的新型石墨板材所用材料大大减少,从而降低了制造成本,并且可以使制备的石墨辐射吊顶板更加轻薄,因此本新型石墨板材有很大的经济效益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是现有新型石墨板材的结构示意图;
图2是本实用新型的新型石墨板材对应圆弧状凸起部的结构示意图;
图3是本实用新型的新型石墨板材对应圆弧状凸起部的标注各数据的结构示意图;
图4是本实用新型的新型石墨板材对应梯形状凸起部的结构示意图;
图5是本实用新型的新型石墨板材对应梯形状凸起部的标注各数据的结构示意图;
图6是本实用新型的新型石墨板材对应三角形状凸起部的结构示意图;
图7是本实用新型的新型石墨板材对应三角形状凸起部的标注各数据的结构示意图。
其中:
现有技术:板材本体1、管道2;
本申请:凸起部10、管道20。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型的结构作进一步详细的说明。
实施例1
如图3所示,本实施例1提供了一种新型石墨板材,包括:板材本体;所述板材本体的一面为辐射面,与该辐射面相对的另一面上设有至少一个适于包裹管道的凸起部;以及在凸起部相邻时,两凸起部的底部向外延伸相连形成一近似平摊区域。
具体的,本新型石墨板材的热能辐射原理是:管道20内接入热源或冷源后,向外传递热能,且热能从凸起部的顶部从两侧沿着凸起部的腰部分别传递至相应底部后,传递至底部向外的延伸部,再从延伸部对应的板材本体的辐射面辐射出去;本新型石墨板材将现有的平直结构改为设置至少一个凸起部的结构,优化了热能的传递路径,使管道20传递出的热能能够高效低损地传递至底部和底部向外的延伸部,且近似平摊区域扩大了向下热能传递的面积,从而提高了本新型石墨板材的热能辐射效率,还有效缩短了热能辐射至室内的时间;同时,本新型石墨板材与现有的平直结构相比,在石墨材料密度相等的情况下,凸起部结构的新型石墨板材所用材料大大减少,从而降低了制造成本,并且可以使制备的石墨辐射吊顶板更加轻薄。
具体的,所述凸起部10的数量可以为一个、两个、三个或四个。
作为本实施例的第一种实施方式,如图2所示,所述凸起部呈弧状,且所述凸起部的两侧对称设置。
进一步,如图3所示,设定板材本体的最大厚度为H、最小厚度为L;其中最大厚度H表示凸起部的弧顶至板材本体辐射面的垂直距离,最小厚度L表示凸起部的弧底至板材本体辐射面的垂直距离;管道的圆心与弧顶同轴设置,且设定管道的半径为R、管道表面距离弧顶的最短长度为J1,管道表面距离板材本体辐射面的最短长度为J2;其中J1的范围为1-2.5mm,J2的范围为1-2.5mm;以及最大厚度H与管道半径R、长度J1和长度J2的关系式为:H=J1+J2+R;最小厚度L的范围为2-5mm。
具体的,J1和J2的范围为1-2.5mm以及最小厚度L的范围为2-5mm,以防止板材本体对管道20的包裹厚度不够而发生破裂的问题。
进一步,设定弧底长度为b,弧顶至弧底的垂直高度为h,弧底向外延伸的长度为B;则h=H-L;b=2A;其中:A为弧底其中一端点距离弧底中心点的距离;其中:A+B=50mm,且A的范围为30-35mm。
具体的,本实施方式中的弧状可以是圆弧状或椭圆弧状或抛物线弧状。
具体的,以圆弧状为例具体说明弧形曲线,设定弧底长度为b,弧顶至弧底的垂直高度为h,弧形对应的圆弧半径为a;以圆弧的曲线圆心为原点(0,0),板材本体的厚度方向为y轴,板材本体的宽度方向为x轴,圆弧曲线通过y与x 之间的函数关系表示,且关系式为:
其中:A为弧底其中一端点距离弦长中心点的距离;
B为弧底向外延伸的长度;
其中:A+B=50mm,且A的范围为30-35mm;
具体的,本实施方式的其中一种实施应用为:所述圆弧状的凸起部10为两个,且R=5mm,J1=J2=1.5mm,则H=13mm,L=3mm,A=30mm,B=20mm,因此,a=50mm;h=10mm;b=60mm。
具体的,本实施方式的圆弧状结构对于热能的传递有积极作用,使弧顶与弧底之间的温度梯度明显减小,从而提高了本新型石墨板材的热能辐射效率。
作为本实施例的第二种实施方式,如图4所示,所述凸起部呈梯形状,且所述凸起部的两侧对称设置。
进一步,如图5所示,设定板材本体的最大厚度为H、最小厚度为L;其中最大厚度H表示凸起部的上底至板材本体辐射面的垂直距离,最小厚度L表示凸起部的下底至板材本体辐射面的垂直距离;管道的圆心与上底的中心点同轴设置,且设定管道的半径为R、管道表面距离上底的最短长度为J1,管道表面距离板材本体辐射面的最短长度为J2;其中J1的范围为1-2.5mm,J2的范围为 1-2.5mm;以及最大厚度H与管道半径R、长度J1和长度J2的关系式为: H=J1+J2+R;最小厚度L的范围为2-5mm。
具体的,J1和J2的范围为1-2.5mm以及最小厚度L的范围为2-5mm,以防止板材本体对管道20的包裹厚度不够而发生破裂的问题。
进一步,以上底的中心点至下底的垂足为原点(0,0),板材本体的厚度方向为y轴,板材本体的宽度方向为x轴,则梯形各边长通过y与x之间的函数关系表示,且关系式为:
其中:S为梯形的上底长度,且2R≤S≤4R;
A为梯形的其中一下底顶点距离原点(0,0)的距离;
B为下底向外延伸的长度;
其中:A+B=50mm,且A的范围为30-35mm。
具体的,本实施方式的其中一种实施应用为:所述梯形状的凸起部10为两个,且R=5mm,J1=J2=1.5mm,则H=13mm,L=3mm,A=30mm,B=20mm, S=10mm。
具体的,梯形状结构对于热能的传递有积极作用,使上底部与下底部之间的温度梯度明显减小,从而提高了本新型石墨板材的热能辐射效率。
作为本实施例的第二种实施方式,如图6所示,所述凸起部呈三角形状,且所述凸起部的两侧对称设置。
进一步,如图7所示,设定板材本体的最大厚度为H、最小厚度为L;其中最大厚度H表示凸起部的顶点至板材本体辐射面的垂直距离,最小厚度L表示凸起部的底边至板材本体辐射面的垂直距离;管道的圆心与顶点同轴设置,且设定管道的半径为R、管道表面距离顶点的最短长度为J1,管道表面距离板材本体辐射面的最短长度为J2;其中J1的范围为1-2.5mm,J2的范围为1-2.5mm;以及最大厚度H与管道半径R、长度J1和长度J2的关系式为:H=J1+J2+R;最小厚度L的范围为2-5mm。
具体的,J1和J2的范围为1-2.5mm以及最小厚度L的范围为2-5mm,以防止板材本体对管道20的包裹厚度不够而发生破裂的问题。
进一步,以三角形顶点至底边的垂足为原点(0,0),板材本体的厚度方向为y轴,板材本体的宽度方向为x轴,则三角形各边长通过y与x之间的函数关系表示,且关系式为:
其中:A为三角形的其中一底边顶点距离原点(0,0)的距离;
B为底边向外延伸的长度;
其中:A+B=50mm,且A的范围为30-35mm。
具体的,本实施方式的其中一种实施应用为:所述三角形状的凸起部10为两个,且R=5mm,J1=J2=1.5mm,则H=13mm,L=3mm,A=30mm,B=20mm。
具体的,本实施方式的三角形状结构对于热能的传递有积极作用,使顶部与底部之间的温度梯度明显减小,从而提高了本新型石墨板材的热能辐射效率。
实施例2
在实施例1的基础上,本实施例3提供了一种石墨辐射吊顶板,包括:如实施例1所述的新型石墨板材;以及所述新型石墨板材的下端面为辐射面,其上端面设置有与凸起部适配的保温层。
具体的,保温层与新型石墨板材的上端面适配后,在不影响保温效果的基础上,有效的降低了整个石墨辐射吊顶板的厚度,使其更加轻薄,便于安装在楼层不高的顶面。
具体的,所述新型石墨板材的具体结构及原理可参考实施例1的描述,此处不再赘述。
综上所述,本新型石墨板材将现有的平直结构改为设置至少一个凸起部的结构,优化了热能的传递路径,使管道传递出的热能能够高效低损地传递至底部和底部向外的延伸部,且近似平摊区域扩大了向下热能传递的面积,从而提高了本新型石墨板材的热能辐射效率,还有效缩短了热能辐射至室内的时间;同时,本新型石墨板材与现有的平直结构相比,在石墨材料密度相等的情况下,凸起部结构的新型石墨板材所用材料大大减少,从而降低了制造成本,并且可以使制备的石墨辐射吊顶板更加轻薄,因此本新型石墨板材有很大的经济效益。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。