CN2686268Y - 电热采暖元件 - Google Patents

Abstract

一种电热采暖元件，采用陶质板(1)作为载体，在陶质板的一个表面制备红外辐射层(2)，在陶质板的另一个表面相继制备瓷质过渡层(3)、瓷质电热层(4)及表面封闭层(5)。本实用新型适于作为采暖设备的电热元件，具有节电、环保、长寿命的特性。

Description

电热采暖元件

本实用新型涉及一种电热采暖元件，与红外辐射层、瓷质电热层、瓷质过渡层、表面封闭层及陶质板材有关，它属于一种具有多层复合结构的非金属薄板式电热采暖元件。

截至目前通常采用的建筑电热采暖方式有对流式电采暖、辐射式电采暖、地热式电采暖、分户式电锅炉水暖等，这些采暖设备大多采用电热丝为基材制成的电热管/板、电热条/带、电热线/缆等作为电热元件，其主要缺点是耗电高、寿命短、热启动慢等，一般人对采用电热丝元件的采暖设备普遍认为是“电老虎”。98年新试用的屋顶采暖，采用一种电热塑料薄膜，试用后发现，不仅耗电高，而且电热塑料薄膜在通电加热后易老化脆化而损坏，仅使用2-3个冬季就出现了质量问题，目前这种电热塑料薄膜已停止使用。尽管建筑领域对电热采暖设备具有极大的市场需求，但由于目前仍没有创新适用的电热采暖元件，因而就电热采暖领域目前的技术现状而言，仍处于初始研发试用阶段。

本实用新型的目的在于提出一种耗电省、寿命长、热启动快、基本无需维修保养、适于规模生产、成本低廉的电热采暖元件。本实用新型选择陶质板作为载体，在陶质板的一个表面制备红外辐射层，在陶质板的另一个表面相继制备瓷质过渡层、瓷质电热层及表面封闭层，因此，本实用新型属于一种具有多层复合结构的非金属薄板式电热采暖元件。

本实用新型的设计原理：本实用新型选择的陶质板具有耐温绝缘、耐腐蚀、不老化的特性，自身具有适当的强度，经反复冷热循环不变形、不炸裂。红外辐射层具有较高的红外发射率，在本实用新型的工作温度范围内，能辐射丰富的远红外。瓷质电热层的作用是直接将电能转换成热能，是电加热的主体。瓷质过渡层的作用是强化陶质板与瓷质电热层之间的结合牢固度。表面封闭层的作用是绝缘封闭瓷质电热层的表面。

本实用新型的制造方法：

红外辐射层可采用喷砂工艺、模压工艺或涂敷工艺来制备，其红外发射率可达0.83以上。喷砂工艺是将陶质板的一个表面进行粗化处理，以增大其比表面。模压工艺是在陶质板的一个表面模压纹路图型，以增大其比表面。经喷砂工艺或模压工艺加工过的陶质板表面的红外发射率可明显提高。涂敷工艺是选择合适的红外涂料直接涂制在陶质板的一个表面，其红外发射率可达0.88以上。

瓷质过渡层采用常规的涂敷烧结工艺制备。一般可选用锑光釉系列、钛光釉系列或其他与陶质板相匹配的光亮釉系列。要求瓷质过渡层应与陶质板及瓷质电热层结合牢固，保证其在反复的冷热循环中不龟裂、不脱落。

瓷质电热层选用碳基浆料，经印刷烧结工艺制备。瓷质电热层的导电电极和导电引出端均采用银基浆料，经印刷烧结工艺制备。瓷质电热层(包括导电电极和导电引出端)料性的线膨胀系数应与陶质板及瓷质过渡层匹配，在反复的冷热循环中保持性能稳定。

表面封闭层选用有机硅涂料，经涂敷烘干工艺直接制备在瓷质电热层的外表面，将其绝缘封闭，仅裸露导电引出端。在国家安全标准允许省去表面封闭层的情况下，可省去表面封闭层。

本实用新型的有益效果：采暖元件的一个表面(制备有红外辐射层)以远红外辐射采暖为主，另一个表面(制备有瓷质电热层)以对流采暖为主，这种集辐射采暖和对流采暖为一体的采暖元件是本实用新型的特性。采暖元件的多层结构是一体化的、永久性的、不可再剥离的，通电加热时的温度分布相当均匀(包括板面的温度分布及各个层间的温度分布)，绝无电热丝元件的红热高温区或高温点。采暖元件的整个板状外表面既是加热面又是散热面，热熔能耗小，热启动快，其升温速度远高于电锅炉—热水管道—金属散热器的供热系统。采暖元件的(全面积)功率密度范围是0.07-0.25瓦/平方厘米，通电3分钟即可热启动，表面温度范围是80-250度，设计工作寿命为30-50年。本实用新型的供电电源可以是高压、低压、交流或直流，通过导电引出端，采用焊接、螺接或卡接与供电电源连接。(本实用新型各层的厚度，瓷质电热层的功率、功率密度、功率电阻等均为所属技术领域的公知技术，在此不再熬述)

本实用新型适于作为采暖设备的电热元件，具有节电、环保、长寿命的特性，生产成本不高，原材料易得，具备规模生产的技术条件，在建筑采暖领域推广应用是可行的。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的主视剖面图。

图2是瓷质电热层、导电电极、导电引出端平面图。

图中：1.陶质板，2.红外辐射层，3.瓷质过渡层，4.瓷质电热层，5.表面封闭层，6.瓷质电热层，7.导电引出端，8.导电引出端，9.导电电极，10.导电引出端。

结合附图说明本实用新型的实施例。

实施例1：选用200*300*6的普通陶质板(1)(应能耐受室温-250度的反复冷热循环，具有适当的强度)，在陶质板(1)的一个表面制备瓷质过渡层(3)(选择一种结合牢固的钛光釉，委托建筑陶瓷厂代为加工)。采用印刷工艺将银基浆料(市售，含银量大于80％，电阻率：6*10^-3欧姆-厘米)印制在图2中的导电电极部位，经烧结(460℃，16分钟)即完成了导电电极(9)的制备。采用印刷工艺将碳基浆料(市售，方块电阻：60-70欧姆/方块)印制在图2中的瓷质电热层(6)的部位，并将(高银)银基浆料(市售，可焊锡，含银量大于90％，电阻率：3*10^-5欧姆-厘米)涂制在图2中导电引出端(7)、(8)、(10)的部位，经烧结(450℃，16分钟)即完成了瓷质电热层(4)、(6)和导电引出端(7)、(8)、(10)的制备。采用喷砂工艺制备红外辐射层(2)(选用60目以下的粗砂)。选用有机硅涂料、采用喷涂-烘干工艺(120℃，30分钟)制备表面封闭层(5)，导电引出端(7)、(8)、(10)裸露不封闭。

制成的采暖元件与220V交流电源的接线方式：根据附图2，导电引出端(7)和(8)分别与电源的两极连接即可(焊接、螺接或卡接)。

采暖元件性能参数：加热功率：180瓦/件，功率密度(全面积)：0.14瓦/平方厘米，稳定工作温度：150-160度，通电3分钟元件表面温度可升至120度以上，红外发射率：大于0.89，耐潮湿性：大于96％(相对湿度)，使用寿命：30-50年，采暖元件通电加热时，无噪音、无红光、无气味。采用本实用新型的采暖设备可立式安装在墙壁或水平安装在屋顶。

实施例2：选用200*300*6的陶瓷墙砖，墙砖底板作为陶质板(1)，墙砖面釉作为瓷质过渡层(3)，墙砖背面模压凸凹线槽的表面作为红外辐射层(2)。采暖元件性能参数：加热功率：130瓦/件，功率密度(全面积)：0.10瓦/平方厘米，稳定工作温度：120-130度，通电3分钟元件表面温度可升至100度以上，其他与实施例1相同。

实施例3：制成的电热采暖元件与110V交流电源的接线方式：根据附图2，将导电引出端(7)和(8)并联后与电源的一极联接，导电引出端(10)与电源的另一极联接即可。采暖元件性能参数：加热功率：250瓦/件，功率密度(全面积)：0.20瓦/平方厘米，稳定工作温度：190-210度，通电3分钟元件表面温度可升至160度以上，其他与实施例1相同。

Claims (7)

1.一种电热采暖元件，其特征是：陶质板作为载体，在陶质板的一个表面制备红外辐射层，在陶质板的另一个表面相继制备瓷质过渡层、瓷质电热层及表面封闭层，在国家安全标准允许省去表面封闭层的情况下，可省去表面封闭层。

2.根据权利要求1所述的电热采暖元件，其特征是：红外辐射层具有较高的红外发射率，采用喷砂工艺、模压工艺或涂敷工艺来制备。

3.根据权利要求1所述的电热采暖元件，其特征是：陶质板具有适当的强度，经反复冷热循环不变形、不炸裂。

4.根据权利要求1所述的电热采暖元件，其特征是：瓷质过渡层可选用锑光釉系列、钛光釉系列或其他与陶质板相匹配的光亮釉系列，经涂敷烧结工艺制备。

5.根据权利要求1所述的电热采暖元件，其特征是：瓷质电热层是电加热的主体，选用碳基浆料，经印刷烧结工艺制备；瓷质电热层的导电电极和导电引出端采用银基浆料，经印刷烧结工艺制备。

6.根据权利要求1所述的电热采暖元件，其特征是：表面封闭层选用有机硅涂料，经涂敷烘干工艺制备在瓷质电热层的表面，将其绝缘封闭，仅裸露导电引出端。

7.根据权利要求1所述的电热采暖元件，其特征是：供电电源可以是高压、低压、交流或直流，采用焊接、螺接或卡接，将导电引出端与供电电源连接。

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