CN211617700U - 一种基于碳纤维的地铁车厢电暖器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于碳纤维的地铁车厢电暖器，包括：外壳、和置于外壳上的加热结构；加热结构包括隔热板和碳纤维加热线；外壳的外部正面设有散热片；外壳的两端侧壁上设有对流孔；外壳两端的固定边与外壳的侧框间设有插槽，用于安装隔热板；隔热板插入插槽中并紧贴车厢侧壁；两端固定边上均开有至少3个安装孔，安装孔内配合连接有螺栓，用于将电暖器安装在车厢座椅的下方；外壳的内部背面底端设有卡槽；碳纤维加热线缠绕在卡槽中。本实用新型采用碳纤维发热线进行加热，可大幅度提高热转换效率，改善车厢内温度场分布，提高乘客乘坐舒适度。

Description

一种基于碳纤维的地铁车厢电暖器

技术领域

本实用新型涉及电采暖领域，尤其涉及一种基于碳纤维的地铁车厢电暖器，适用于轨道交通车辆的采暖。

背景技术

目前地铁车厢基本都是采用空调预热、电加热器补偿加热方式釆暖。当空气调节装置在冬季取暖不足时，补偿电加热装置将启动电热管作为电热器，对车厢内部进行补充加热。它对空间的加热主要是通过对流换热来实现。该供暖方式不仅耗能大，而且舒适性较差，电热转换效率较低。冷暖型空调机组采暖和空调预热电加热器补偿加热采暖温度场不均匀，乘客舒适度较差。

因此，综上所述，有必要提供一种新型电暖器以解决现有设备存在的问题。

实用新型内容

根据上述问题，提供一种基于碳纤维的地铁车厢电暖器。本实用新型主要利用碳纤维发热线进行加热，不仅提高了热转换效率，而且还能改善了车厢内温度场分布，提高了乘客乘坐舒适度。本实用新型采用的技术手段如下：

一种基于碳纤维的地铁车厢电暖器，包括：外壳和置于外壳上的加热结构；所述加热结构包括隔热板和碳纤维加热线；

所述外壳的外部正面设有散热片；所述外壳的两端侧壁上设有一排间距5mm均匀分布的散热孔；所述散热片和所述散热孔结合使用，用于加强电暖器向车厢内部的散热；

所述外壳的两端设有固定边，所述固定边与所述外壳的侧框间设有插槽，用于安装所述隔热板；所述隔热板以正面紧贴车厢侧壁方向插入所述插槽中并紧贴车厢侧壁，用于减少电暖器向车厢侧壁的散热损失；两端所述固定边上均开有至少3个安装孔，所述安装孔内配合连接有螺栓，用于将电暖器以正面散热片正对乘客腿部、背面紧贴车厢侧壁的方向安装在车厢座椅的下方；

所述外壳的内部背面底端设有用于安装所述碳纤维加热线的卡槽；所述碳纤维加热线缠绕在所述卡槽中，被所述外壳和所述隔热板封装在内。

进一步地，所述碳纤维加热线至少设有三根，总长为7-8m。

进一步地，所述散热片至少设有76片，沿所述外壳的长度方向按间距11mm均匀排列；所述散热片的宽度为3mm，高度为4mm，长度为300mm。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的基于碳纤维的地铁车厢电暖器，采用碳纤维发热线进行加热，不仅提高了热转换效率，而且还能改善了车厢内温度场分布，提高了乘客乘坐舒适度。

2、本实用新型提供的基于碳纤维的地铁车厢电暖器，节省能源，热效果相同时，比金属丝发热线节省电量30％左右。

3、本实用新型提供的基于碳纤维的地铁车厢电暖器，性能稳定，碳纤维发热线使用寿命经3700V高压测试后证明超过30年。

4、本实用新型提供的基于碳纤维的地铁车厢电暖器，碳纤维发热线韧性强，不易折断且易于安装布置。

5、本实用新型提供的基于碳纤维的地铁车厢电暖器，面罩背部为隔热板，可有效减小热量向车体侧墙的损失。

6、本实用新型提供的基于碳纤维的地铁车厢电暖器，碳纤维加热线强度高，可有效避免使用中存在的断裂、触电、易打火等现象发生。

7、本实用新型提供的基于碳纤维的地铁车厢电暖器，碳纤维发热产生的远红外线，对风湿病、肩周炎具有良好的治疗、保健作用。

基于上述理由，本实用新型可在电采暖尤其是轨道交通工具采暖等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体三维示意图。

图2为本实用新型中外壳的主视图。

图3为本实用新型中外壳的后视图。

图4为本实用新型中外壳顶部散热孔的放大图。

图5为本实用新型中碳纤维加热线的安装示意图。

图6为本实用新型中外壳散热片的局部放大图。

图7为本实用新型中加热线卡槽的局部放大图。

图8为本实用新型中隔热板的结构示意图。

图9为本实用新型中温控系统的结构图。

图10为本实用新型中温控器的结构图。

图中：1、散热片；2、散热孔；3、安装孔；4、插槽；5、卡槽；6、碳纤维加热线；7、隔热板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-10所示，本实用新型提供了一种基于碳纤维的地铁车厢电暖器，包括：外壳和置于外壳上的加热结构；所述加热结构包括隔热板6和碳纤维加热线7；

所述外壳的外部正面设有散热片1；所述外壳的两端侧壁上设有一排间距5mm均匀分布的散热孔2；所述散热片1和所述散热孔2结合使用，用于加强电暖器向车厢内部的散热；

所述外壳的两端设有固定边，所述固定边与所述外壳的侧框间设有插槽4，用于安装所述隔热板6；所述隔热板6以正面紧贴车厢侧壁方向插入所述插槽4中并紧贴车厢侧壁，用于减少电暖器向车厢侧壁的散热损失；两端所述固定边上均开有至少3个安装孔3，所述安装孔3内配合连接有螺栓，用于将电暖器以正面散热片正对乘客腿部、背面紧贴车厢侧壁的方向安装在车厢座椅的下方；

所述外壳的内部背面底端设有用于安装所述碳纤维加热线7的卡槽5；所述碳纤维加热线7缠绕在所述卡槽5中，被所述外壳和所述隔热板6封装在内。

所述电暖器还包括温控系统，所述控温系统包括置于驾驶室内的智能控制主机和温控器，所述温控器安装于每节车厢的电暖器外壳正面，通过火线、零线与所述碳纤维加热线7电连接；所述智能控制主机利用Wifi控制所述温控器工作，同时所述温控器将车厢环境温度反馈给所述智能控制主机；网络故障时，所述温控器通过自身内部设定好的程序独立工作。

优选的，所述碳纤维加热线7至少设有三根，总长为7-8m。

优选的，所述散热片1至少设有76片，沿所述外壳的长度方向按间距11mm均匀排列。

实施例1

一种电采暖装置，安装在车厢座椅下方，包括：

外壳：外壳整体如图1所示。外壳正面做成若干阵列分布的散热片1，每台电暖器上一共需要76个散热片1，增加电暖器的散热面积，使其与空气的接触面积大幅增加，电暖器的散热性能显著提高，而且加工工艺简便、方便清洁电暖器表面。外壳正面如图2所示。散热片1放大图如图6所示，散热片1的宽度为3mm，高度为4mm，长度为300mm。外壳两端(顶部和底部)设置一排散热孔2，加强向车厢内的散热，散热孔2放大图如图4所示。外壳背部安装卡槽5，外壳背部如图3所示。卡槽3具体位置见图1，卡槽5放大图如图7所示。外壳背面两端开有插槽4，插槽4位置如图1所示。电暖器通过安装孔3安装在车厢侧壁，安装孔3位置如图2所示。

加热结构：碳纤维加热线7缠绕在卡槽5中，如图5所示，加热线三根为一束卡在线槽之中，总体沿线槽呈蛇形蜿蜒排列，三根总长7.1m碳纤维发热线采用并联的方式排列，沿外壳的长度方向按间距11mm均匀排列。隔热板6插在外壳的插槽4中，紧贴车体侧壁，有效防止碳纤维发热线发出的热量向车体侧墙散失，隔热板6设计图如图8所示。隔热板6和外壳将碳纤维加热线7封装在内部。

温控系统：由置于驾驶室中的智能控制主机和每节车厢中的温控器(从机)组成，温控系统结构图如图9所示。温控器(从机)与碳纤维发热线电连接，通过火线和零线相连，火线和零线由侧框的通孔延伸出来，温控器则安装在外壳正面。当温控系统开启时，智能控制主机利用Wifi向各温控器发出指令，控制温控器(从机)工作，温控器通过温度传感器对环境温度自动釆样、即时监控，并将所得数据通过无线网络传送给主机，由驾驶室中的主机统一远程通过一定的控制算法控制继电器的开关动作，从而控制碳纤维电暖器的开启和关闭，使车厢内温度能够保持在一定的温度范围内。温控器(从机)结构图如图10所示。温控系统的硬件设计主要是对温控器的设计。它由MSP430F1121单片机、FC-201/SP数传模块、按键、LED显示单元、DBS18B20数字温度传感器、继电器组成。温控器配有LED显示屏显示碳纤维加热器温度。配备电源为温控器工作提供能量。按键可以人为控制温控器是否工作。温控器内采用选择DBS18B20数字温度传感器测量温度，该传感器提供9-12位摄氏温度测量，且具备报警功能。FC-201/SP数传模块将DBS18B20数字温度传感器采集到的温度信号传输给MSP430F1121单片机。温控器采用MSP430F1121单片机作为核心运算处理器。DBS18B20数字传感器通过一个单线接口发送或接受信息，MSP430F1121单片机和DBS18B20数字温度传感器用一条连接线相连。继电器与MSP430F1121单片机、FC-201/SP数传模块、DBS18B20数字温度传感器配合，控制电路。

如果网络出现故障，各个温控器(从机)通过自身内部设定好的程序独立工作。这样的双保险就可以保证车厢内的温度始终维持在正常水平，保证了乘客乘车的舒适度。

以上所述，外壳形状尺寸、碳纤维发热线的总长度可以根据具体应用车型尺寸变化；温控器的放置位置可以根据需要变化；电暖器的应用范围可拓展到高铁等轨道车辆。

电暖器的碳纤维材料是以热辐射为主的供暖方式，热辐射可以使车厢内的温度分布更加均匀、热舒适性得到显著改善；碳纤维材料具备良好的导热性及完美的抗氧化性，它的质量轻，电阻温度系数小，电性能稳定，可屏蔽或减弱电磁波干扰，是现阶段国际上公认的先进采暖方式；碳纤维采暖系统的结构简单，均匀散热、安全性高、转热效率高达98％、使用寿命长。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种基于碳纤维的地铁车厢电暖器，其特征在于，包括：外壳和置于外壳上的加热结构；所述加热结构包括隔热板(6)和碳纤维加热线(7)；

所述外壳的外部正面设有散热片(1)；所述外壳的两端侧壁上设有一排间距5mm均匀分布的散热孔(2)；所述散热片(1)和所述散热孔(2)结合使用，用于加强电暖器向车厢内部的散热；

所述外壳的两端设有固定边，所述固定边与所述外壳的侧框间设有插槽(4)，用于安装所述隔热板(6)；所述隔热板(6)以正面紧贴车厢侧壁方向插入所述插槽(4)中并紧贴车厢侧壁，用于减少电暖器向车厢侧壁的散热损失；两端所述固定边上均开有至少3个安装孔(3)，所述安装孔(3)内配合连接有螺栓，用于将电暖器以正面散热片正对乘客腿部、背面紧贴车厢侧壁的方向安装在车厢座椅的下方；

所述外壳的内部背面底端设有用于安装所述碳纤维加热线(7)的卡槽(5)；所述碳纤维加热线(7)缠绕在所述卡槽(5)中，被所述外壳和所述隔热板(6)封装在内。

2.根据权利要求1所述的基于碳纤维的地铁车厢电暖器，其特征在于，所述碳纤维加热线(7)至少设有三根，总长为7-8m。

3.根据权利要求1所述的基于碳纤维的地铁车厢电暖器，其特征在于，所述散热片(1)至少设有76片，沿所述外壳的长度方向按间距11mm均匀排列；所述散热片(1)的宽度为3mm，高度为4mm，长度为300mm。

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