基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于供暖領域，具體涉及一種基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板。
【背景技術】
[0002]近年來伴隨我國極端天氣的出現，人們對居住條件的要求增強，環保、節能、高效、經濟成為人們生活中的關鍵詞。而供暖系統作為衡量人們居住條件的一個重要的標志主要分為集中采暖系統和局部采暖系統。其中，集中式采暖系統在采暖過程中因材料及管路輸氣損耗等問題造成產生的熱能不能被充分利用，能量利用率低，熱量供給設備昂貴，運行成本高等問題，使得集中式采暖系統推廣具有很大的局限性。同時由于供熱知識普及不夠，給供熱系統的設計、技術改造和運行管理等帶來許多問題。局部采暖系統有煙氣采暖、電熱采暖及燃氣采暖等，其中煙氣采暖和燃氣采暖會對環境造成直接污染，例如C02污染、硫化物及可吸入顆粒排放量增多等。而且燃氣采暖主要分布在一些農村家庭中，很多使用者難以做到正確、安全得使用家用采暖熱水兩用燃氣爐，存在著很大的安全隱患，并且在冬季的持續工作中，燃氣鍋爐產生的燃燒廢氣(S02、C0、C02、N0X)對環境會造成極大的污染，對人體健康也會造成一定的影響，不符合節能環保的理念。
[0003]碳纖維發熱體是以碳纖維為發熱基本材料制成的管狀發熱體，具有效率高、功率大、加熱快的優點。國內外對于碳纖維發熱也有一定的研究，但是利用的范圍太小，且由于沖壓設備和人工操作費用極高，市場上現有的碳纖維產品成本頗高，故在其推廣上用很大的難度，不能為更多的人帶來更好的方便。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:提供一種基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板，加熱效率高，成本低。
[0005]本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為:一種基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板，其特征在于:它包括依次連接的保溫層、對流層、加熱層和裝飾層；其中加熱層由碳纖維和金屬絲相間排列而成；對流層包括一個空腔，空腔側向設有進風口和出風口，空腔內設有波紋狀的導流板。
[0006]按上述方案，所述的裝飾層包括PET膜。
[0007]按上述方案，電熱板的外形為矩形，四個邊角為平滑圓角。
[0008]按上述方案，所述的保溫層為聚氨酯發泡材料。
[0009]按上述方案，所述的保溫層為白色，所述的加熱層為黑色。
[0010]本發明的有益效果為:
1、本發明電熱板通過電加熱的方式對環境無污染、綠色環保，可作為裝飾畫掛在墻上，不影響美觀并且維修方便，根據室內面積確定電熱板的個數；巧妙的設置對流層，利用波紋狀的導流板增大空氣與加熱板的面積，當空氣流過導流板，空氣被動擾動，使原為層流狀態的空氣變為湍流狀態，從而強化冷熱空氣的熱交換，使單位面積的熱交換功率增大，提高加熱效率；通過增加保溫層，防止熱量傳遞給墻面，減少熱量損失；本發明材料簡單普通，成本低。
[0011 ] 2、選用PET膜用來做裝飾，其表面可以是山水畫、毛筆字等作為藝術欣賞品，其沖擊強度是其他薄膜的3-5倍，耐折性好，可以耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀堿，耐大多數溶劑，同時具有良好的耐高、低溫性能和優良的阻氣、水、油及異味性能。
[0012]3、選用常見的裝飾畫形狀作為電熱板的形狀，美觀大氣，四個邊角為平滑圓角，從而增大氣體在流動的速度，減少氣體流動產生的不必要的阻力。
[0013]4、保溫層的顏色為白色，再次減少熱量向墻面傳遞的損失；加熱層顏色為黑色，從而增強表面的吸熱能力，提高傳熱效率。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明一實施例的結構示意圖。
[0015]圖2為本發明一實施例的傳熱原理圖。
[0016]圖3為經仿真分析后端溫度云圖。
[0017]圖4為經仿真分析后的速度矢量圖。
[0018]圖中:1_進風口，2-出風口，3-導流板，4-加熱層，5-裝飾層，6-保溫層。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實例和附圖對本發明做進一步說明。
[0020]本實施例提供一種基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板，包括依次連接的保溫層
6、對流層、加熱層4和裝飾層5 ;其中加熱層4由碳纖維和金屬絲相間排列而成，發熱的同時進行遠紅外輻射換熱，發熱功率在200-1000W不等；對流層包括一個空腔，空腔側向設有進風口 1和出風口 2，空腔內設有波紋狀的導流板3，增大空氣與加熱器的面積，當空氣流過帶波紋狀凹槽的導流板，空氣被動擾動，使原為層流狀態的空氣變為湍流狀態，從而強化冷熱空氣的熱交換，使單位面積的熱交換功率增大，如圖2所示。
[0021]優選的，所述的裝飾層包括PET膜，用來做裝飾，其表面可以是山水畫、毛筆字等作為藝術欣賞品，其沖擊強度是其他薄膜的3-5倍，耐折性好，可以耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀堿，耐大多數溶劑，同時具有良好的耐高、低溫性能和優良的阻氣、水、油及異味性能。
[0022]進一步優選的，電熱板的外形為矩形，四個邊角為平滑圓角，從而增大氣體在流動的速度，減少氣體流動產生的不必要的阻力。
[0023]進一步優選的，所述的保溫層為聚氨酯發泡材料，防止熱量傳遞給墻面，減少熱量損失。
[0024]再進一步的，所述的保溫層為白色，再次減少熱量向墻面傳遞的損失，所述的加熱層為黑色，從而增強表面的吸熱能力，提高傳熱效率。
[0025]本實施例提供的基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板，1500X 1000X50mm)不計溫度控制器成本不到100元，與其他大部分局部采暖方式價格相比減少40°/『90%，經濟實惠，可以滿足低收入家庭的需求。
[0026]碳纖維發熱材料的加熱效率在98%以上，熱量損失微乎其微，比其他大部分局部加熱采暖方式效率提高了約40%以上，節省大量電費。
[0027]碳纖維電熱畫占用空間小，還有用作室內裝飾的作用，并且所發散出來的遠紅外線對人體起到保健作用，實現了健康、環保、實惠、美觀等多元功能。
[0028]為了驗證整個裝置的可行性，利用Ansys軟件建立了基于碳纖維的空氣對流型電熱畫的三維模型，并進行了網格劃分，然后對其溫度的分布和速度分布進行了仿真計算(見圖3和圖4)，仿真結果表明，在空氣流動的過程中溫度不斷升高，各部分溫度分布相對均勻，傳熱效果良好；同時空氣的出口速度相對較大，達到0.164m/s，符合人體所需空氣流動舒適值。
[0029]本發明十分適合應用于我國東北、華北等冬天需要集中供暖的地區以及我國南方需要局部供暖的地區，既可以實現高效率地為環境提供一定的熱量，又不會占用很大的面積，同時不會造成有害物質的排放，可以極大程度地實現節能減排，提高經濟性，具有較高的實用價值和社會價值，十分適合推廣。
[0030]以上實施例僅用于說明本發明的設計思想和特點，其目的在于使本領域內的技術人員能夠了解本發明的內容并據以實施，本發明的保護范圍不限于上述實施例。所以，凡依據本發明所揭示的原理、設計思路所作的等同變化或修飾，均在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板，其特征在于:它包括依次連接的保溫層、對流層、加熱層和裝飾層；其中加熱層由碳纖維和金屬絲相間排列而成；對流層包括一個空腔，空腔側向設有進風口和出風口，空腔內設有波紋狀的導流板。2.根據權利要求1所述的基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板，其特征在于:所述的裝飾層包括PET膜。3.根據權利要求1所述的基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板，其特征在于:電熱板的外形為矩形，四個邊角為平滑圓角。4.根據權利要求1所述的基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板，其特征在于:所述的保溫層為聚氨酯發泡材料。5.根據權利要求4所述的基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板，其特征在于:所述的保溫層為白色，所述的加熱層為黑色。
【專利摘要】本發明提供基于碳纖維發熱的空氣對流型電熱板，包括依次連接的保溫層、對流層、加熱層和裝飾層；其中加熱層由碳纖維和金屬絲相間排列而成；對流層包括一個空腔，空腔側向設有進風口和出風口，空腔內設有波紋狀的導流板。本發明通過電加熱的方式對環境無污染、綠色環保，可作為裝飾畫掛在墻上，不影響美觀并且維修方便，根據室內面積確定電熱板的個數；巧妙的設置對流層，利用波紋狀的導流板增大空氣與加熱板的面積，當空氣流過導流板，空氣被動擾動，使原為層流狀態的空氣變為湍流狀態，從而強化冷熱空氣的熱交換，使單位面積的熱交換功率增大，提高加熱效率；通過增加保溫層，防止熱量傳遞給墻面，減少熱量損失；本發明材料簡單普通，成本低。
【IPC分類】H05B3/28, H05B3/14
【公開號】CN105392218
【申請號】CN201510906335
【發明人】朱漢華, 楊涵宇, 陳芊屹, 宋廣浩, 陳浩然, 李浩然, 吳一飛
【申請人】武漢理工大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月10日