CN212227195U - 智能发热地暖系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及地热取暖技术领域，尤其是一种智能发热地暖系统，包括控制芯片、适配器、多个相互独立的地暖单元以及功率检测电路，适配器连接到家庭电路中，各地暖单元分别与适配器的输出端电连接；功率检测电路串接在家庭电路的零线尾端，并监测家庭电路实时用电总功率；控制芯片分别与适配器和功率检测电路电连接，并根据功率检测电路反馈的实时家庭电路用电功率导通或断开地暖单元，地暖单元内设有储热材料层。本实用新型通过设置功率检测电路实时检测家庭电路的实际用电功率，并据此控制电暖单元的通电情况，避免在用电高峰期对家庭电路造成压力，同时设置储热材料层，电暖单元断电依然可以维持发热，提高体验感。
Description
技术领域
本实用新型涉及地热取暖技术领域，尤其是一种智能发热地暖系统。
背景技术
地暖是地板辐射采暖的简称，是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。现有技术中，地暖产品大多采用整体发热控温的加热方式，地暖产品的用电功率随铺设面积增大而增大，在用电高峰期时，即使入户总线主动减少分配给地暖的功率，家庭用电网络依然难以承受地暖与家庭中的其他用电设备同时使用时的用电压力，另一方面，长时间在欠压状态或功率变化较大下工作，会缩短地暖的寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有电地暖产品因用电功率高而难以在用电高峰期与其他用电器同时兼容并正常发热的缺陷。
为实现上述目的，本实用新型公开一种智能发热地暖系统，包括控制芯片、适配器、多个相互独立的地暖单元以及功率检测电路；其中，
适配器连接到家庭电路中，各地暖单元分别与适配器的输出端电连接；功率检测电路串接在家庭电路的零线尾端，并监测家庭电路实时用电总功率；控制芯片分别与适配器和功率检测电路电连接，并根据功率检测电路反馈的实时家庭电路用电功率导通或断开地暖单元，地暖单元内设有储热材料层。
作为优选，功率检测电路包括功率检测芯片、采样电阻以及多个相互串接的分压电阻，采样电阻串接在所述地暖单元尾端，功率检测芯片的两个电流采样端分别与采样电阻电连接，功率检测芯片的输出端与控制芯片电连接，功率检测芯片的电压采样端通过分压电阻与家庭电路的火线电连接。
进一步的，功率检测芯片为HLW8032型功率计量芯片。
作为优选，控制芯片的输出端电连接有开关管，其中，开关管的第一端与控制芯片的输出端电连接，开关管的第二端与适配器的正输出端电连接，开关管的第三端分别与各地暖单元电连接。
作为优选，适配器为恒流式开关电源。
作为优选，地暖单元还包括陶瓷层、石墨烯发热层和金属导热层，金属导热层通过导热硅脂分别与陶瓷层的下侧表面和石墨烯发热层的上侧表面粘结，所述储热材料层设置于石墨烯发热层的下侧。
进一步的，地暖单元还包括呈盖状的绝缘框架，陶瓷层固定盖合于绝缘框架的开口侧，石墨烯发热层、金属导热层和储热材料层存放于绝缘框架内，陶瓷层的底部边缘四侧设有用于对准安装的嵌装卡块，绝缘框架的顶部形成有与嵌装卡块相匹配的嵌装卡槽。
进一步的，石墨烯发热层包括自下而上依次设置的基材层、耐磨层、石墨烯发热膜和高分子绝缘层，石墨烯发热膜的上侧左右两端设有电极条。
作为优选，储热材料层由相变储热材料制成。
本实用新型的有益效果：通过设置功率检测电路实时检测家庭电路的实际用电功率，并据此控制电暖单元的通电情况，避免在用电高峰期对家庭电路造成压力，同时设置储热材料层，电暖单元断电依然可以维持发热，提高体验感。
附图说明
图1：智能发热地暖系统的电性原理示意图。
图2：功率检测电路的电性原理示意图。
图3：本实用新型石墨烯地暖瓷砖结构的截面示意图。
图4：图3中A处的放大示意图。
图5：本实用新型石墨烯发热层的爆炸示意图。
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晰，下面将结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的描述。
请参阅图1-5，本实用新型公开一种智能发热地暖系统，其包括控制芯片1、适配器2、多个相互独立的地暖单元3以及功率检测电路4；通过检测家庭电路的实时用电功率，从而开启或关闭发热功能。
具体地，适配器2连接到家庭电路中，用于将交流电压转换为直流电压输出，各地暖单元3分别与适配器2的输出端电连接；功率检测电路串接在家庭电路的零线尾端，并监测家庭电路实时用电总功率；控制芯片1分别与适配器2和功率检测电路4电连接，并根据功率检测电路4反馈的实时家庭电路用电功率导通或断开地暖单元3，地暖单元3内设有储热材料层35，储热材料层35由相变储热材料制成，可缓慢释放吸收而来的热量。
家庭电路的最大用电功率一般由电能表的额定最大通过电流决定，一般在几千瓦到一万多瓦之间，当实际用电功率超过最大用电功率时，会触发空气开关跳闸。而电地暖系统属于大功率产品，一平方米电地暖的功率可以达到100W，一般家庭全部铺设或部分铺设后，电地暖系统会占用相当大的使用功率，在用电高峰期无疑会对家庭电路造成巨大压力。
在本实施例中，智能发热地暖系统采用功率检测电路4实时检测家庭电路的实时总功率，控制芯片1预置当前家庭电路的最大用电功率，当实时总功率到达断开值时(例如实时总功率≥最大用电功率-100W)，控制芯片1 断开适配器2与地暖单元3之间的电连接，断开后地暖单元3内部的储热材料层35缓慢释放之前吸收而来的热量，在一段时间内维持发热。
在本实施例中，功率检测电路4包括功率检测芯片U1、采样电阻R1以及多个相互串接的分压电阻R2-R5，其中，功率检测芯片U1为HLW8032 型功率计量芯片，采样电阻R1串接在地暖单元3尾端，功率检测芯片U1 的两个电流采样端分别与采样电阻R1电连接，功率检测芯片U1的输出端与控制芯片1电连接，功率检测芯片U1的电压采样端通过分压电阻R2-R5与家庭电路的火线电连接。
控制芯片1通过开关管Q控制适配器2与地暖单元3之间的通断，其中，适配器2为恒流式开关电源，开关管Q的第一端与控制芯片1的输出端电连接，开关管Q的第二端与适配器2的正输出端电连接，开关管Q的第三端分别与各地暖单元3电连接。开关管Q可以是晶体三极管或场效应管(本实施例采用晶体三极管作为开关管Q)，当开关管Q为晶体三极管时，第一端为开关管Q的基极，第二端为开关管Q的集电极，第三端为开关管Q的发射极，当开关管Q为场效应管时，第一端为开关管Q的栅极，第二端为开关管Q的漏极，第三端为开关管Q的源极。当实时总功率未达到断开值时，控制芯片1持续向开关管Q的第一端输出高电平，反之，控制芯片1向开关管Q的第一端输出低电平。
需要说明的是，在正常使用时，适配器2的输入端设有机械开关，可人为断开或导通机械开关，控制地暖系统工作与否。
在本实施例中，地暖单元3还包括陶瓷层31、石墨烯发热层32、金属导热层33以及呈盖状的绝缘框架34，金属导热层33通过导热硅脂分别与陶瓷层31的下侧表面和石墨烯发热层32的上侧表面粘结，储热材料层35设置于石墨烯发热层32的下侧；陶瓷层31固定盖合于绝缘框架34的开口侧，石墨烯发热层32、金属导热层33和储热材料层35存放于绝缘框架34内，陶瓷层31的底部边缘四侧设有用于对准安装的嵌装卡块311，绝缘框架34 的顶部形成有与嵌装卡块311相匹配的嵌装卡槽341。
石墨烯发热层32由自下而上依次设置的基材层321、耐磨层322、石墨烯发热膜333和高分子绝缘层334组成，石墨烯发热膜333的上侧左右两端设有电极条335，石墨烯发热膜333通过电极条335与适配器2电连接。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能发热地暖系统，包括控制芯片、适配器和多个相互独立的地暖单元，其特征在于，还包括功率检测电路；
所述适配器连接到家庭电路中，各所述地暖单元分别与适配器的输出端电连接；所述功率检测电路串接在所述家庭电路的零线尾端，并监测家庭电路实时用电总功率；所述控制芯片分别与适配器和功率检测电路电连接，并根据功率检测电路反馈的实时家庭电路用电功率导通或断开地暖单元，所述地暖单元内设有储热材料层。
2.根据权利要求1所述的智能发热地暖系统，其特征在于，所述功率检测电路包括功率检测芯片、采样电阻以及多个相互串接的分压电阻，所述采样电阻串接在所述地暖单元尾端，所述功率检测芯片的两个电流采样端分别与采样电阻电连接，所述功率检测芯片的输出端与控制芯片电连接，所述功率检测芯片的电压采样端通过分压电阻与家庭电路的火线电连接。
3.根据权利要求2所述的智能发热地暖系统，其特征在于，所述功率检测芯片为HLW8032型功率计量芯片。
4.根据权利要求1所述的智能发热地暖系统，其特征在于，所述控制芯片的输出端电连接有开关管，其中，所述开关管的第一端与控制芯片的输出端电连接，所述开关管的第二端与适配器的正输出端电连接，所述开关管的第三端分别与各地暖单元电连接。
5.根据权利要求1所述的智能发热地暖系统，其特征在于，所述适配器为恒流式开关电源。
6.根据权利要求1所述的智能发热地暖系统，其特征在于，所述地暖单元还包括陶瓷层、石墨烯发热层和金属导热层，所述金属导热层通过导热硅脂分别与陶瓷层的下侧表面和石墨烯发热层的上侧表面粘结，所述储热材料层设置于石墨烯发热层的下侧。
7.根据权利要求6所述的智能发热地暖系统，其特征在于，所述地暖单元还包括呈盖状的绝缘框架，所述陶瓷层固定盖合于绝缘框架的开口侧，所述石墨烯发热层、金属导热层和储热材料层存放于所述绝缘框架内，所述陶瓷层的底部边缘四侧设有用于对准安装的嵌装卡块，所述绝缘框架的顶部形成有与所述嵌装卡块相匹配的嵌装卡槽。
8.根据权利要求6所述的智能发热地暖系统，其特征在于，所述石墨烯发热层包括自下而上依次设置的基材层、耐磨层、石墨烯发热膜和高分子绝缘层，所述石墨烯发热膜的上侧左右两端设有电极条。
9.根据权利要求1-8任一项所述的智能发热地暖系统，其特征在于，所述储热材料层由相变储热材料制成。
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