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一種碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊及地暖系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11254646閱讀:1032來源:國知局
一種碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊及地暖系統(tǒng)的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及碳纖維領(lǐng)域,特別涉及一種碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊及地暖系統(tǒng)。



背景技術(shù):

碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,用碳纖維制成各種規(guī)格的發(fā)熱線纜,具有碳元素及纖維的雙重優(yōu)點及特性,具有良好的熱轉(zhuǎn)換率、發(fā)熱快、電阻值穩(wěn)定且分布均勻等優(yōu)點而廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。它的比重不到鋼的1/4,抗拉強度卻是鋼的7-9倍,抗拉彈性模量亦高于鋼,與金屬電纜相比,占有很大優(yōu)勢,是傳統(tǒng)地暖電纜的最佳替代產(chǎn)品。

現(xiàn)在市面上的碳纖維線纜一般是由多根碳纖維發(fā)熱絲絞合形成一股碳纖維發(fā)熱體5,參見圖6,再在上述碳纖維發(fā)熱體5的外側(cè)周部上包裹上絕緣用護(hù)套6而形成,這樣制作形成的碳纖維線纜至少存在以下兩個缺點:第一、單股碳纖維發(fā)熱體要達(dá)到需要的發(fā)熱量,就需要絞合大量的碳纖維發(fā)熱絲,電阻降低,電流變大,實際發(fā)熱功率變大,即消耗的電量大;第二、現(xiàn)有的碳纖維線纜外層的護(hù)套耐熱程度較低,滿足不了一些高溫應(yīng)用環(huán)境的使用要求。

另一方面,在現(xiàn)有技術(shù)中,發(fā)熱地板的發(fā)熱線一般鋪設(shè)在地板本體上,在地板本體上開設(shè)排線槽,不僅開槽工藝復(fù)雜,而且容易造成地板分層開裂等缺陷。現(xiàn)有技術(shù)中還有將發(fā)熱線鋪設(shè)在水泥中,但是這樣容易造成發(fā)熱慢,耗能高。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題,本發(fā)明提供了一種碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊及地暖系統(tǒng),技術(shù)方案如下:

一方面,本發(fā)明提供了一種碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊,包括保溫板、導(dǎo)熱板和發(fā)熱線,所述導(dǎo)熱板設(shè)置在保溫板的上方,所述發(fā)熱線排布在所述導(dǎo)熱板上,所述發(fā)熱線包括設(shè)置成束狀的至少兩根碳纖維發(fā)熱單元線,每根碳纖維發(fā)熱單元線包括設(shè)置成束狀的多根碳纖維絲和絕緣層,所述多根碳纖維絲設(shè)置在絕緣層內(nèi),不同的碳纖維發(fā)熱單元線的碳纖維絲數(shù)量相同或者不同。

進(jìn)一步地,所述導(dǎo)熱板上設(shè)有排線槽,所述發(fā)熱線設(shè)置在排線槽內(nèi)。

進(jìn)一步地,所述發(fā)熱線還包括導(dǎo)熱保護(hù)層,所述導(dǎo)熱保護(hù)層設(shè)置在所述至少兩根碳纖維發(fā)熱單元線的外側(cè)。

進(jìn)一步地,所述排線槽具有線槽引出口,所述線槽引出口設(shè)置在導(dǎo)熱板邊緣,所述發(fā)熱線的兩端均從所述線槽引出口引出。

進(jìn)一步地,所述發(fā)熱線的兩端端部設(shè)置有接頭,所述接頭用于與供電接口配合,所述接頭與供電接口密封連接。

進(jìn)一步地,所述接頭內(nèi)包括第一金屬件和第二金屬件,所述第一金屬件和第二金屬件分別與發(fā)熱線的兩端一一對接。

進(jìn)一步地,所述絕緣層由耐高溫絕緣材料制成,所述導(dǎo)熱保護(hù)層由耐高溫pvc阻燃材料或耐高溫cpvc阻燃材料制成。

進(jìn)一步地,所述保溫板上設(shè)置有凹槽,所述排線槽嵌置在所述凹槽中,所述排線槽為蛇形排布或回形排布。

進(jìn)一步地,所述導(dǎo)熱板為金屬板、金屬箔或者碳晶材料制成的導(dǎo)熱膜層。

另一方面,本發(fā)明提供了一種地暖系統(tǒng),包括地板、供電接口及多個如上所述的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊,所述供電接口用于向碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊的發(fā)熱線供電,多個碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊并排鋪設(shè),所述地板鋪設(shè)在碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊上。

本發(fā)明提供的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊能夠產(chǎn)生以下有益效果:

a.束狀的多根碳纖維絲組成單根碳纖維發(fā)熱單元線,本發(fā)明采用雙根或多根碳纖維發(fā)熱單元線,單根碳纖維發(fā)熱單元線的碳纖維絲數(shù)量減小,電阻加大,電流變小,發(fā)熱功率降低,節(jié)約電能;

b.發(fā)揮多根碳纖維發(fā)熱單元線的熱疊加作用,達(dá)到需要的溫度;

c.在碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊的端部設(shè)置接頭,與供電接口配合,方便發(fā)熱線的鋪設(shè)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本發(fā)明實施例提供的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊的導(dǎo)熱板俯視示意圖;

圖3是本發(fā)明實施例提供的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊的發(fā)熱線的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4是本發(fā)明實施例提供的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊的發(fā)熱線接頭的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5是本發(fā)明實施例提供的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊的發(fā)熱線制作方法流程圖;

圖6是現(xiàn)有技術(shù)中碳纖維發(fā)熱線纜的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中,附圖標(biāo)記為:1-保溫板,2-導(dǎo)熱板,21-排線槽,22-線槽引出口,3-發(fā)熱線,31-碳纖維發(fā)熱單元線,32-絕緣層,33-導(dǎo)熱保護(hù)層,4-接頭,41-第一金屬件,42-第二金屬件,5-碳纖維發(fā)熱體,6-絕緣用護(hù)套。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是,本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換,以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤4送?,術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形,意圖在于覆蓋不排他的包含,例如,包含了一系列步驟或單元的過程、方法、裝置、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元,而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

實施例1

在本發(fā)明的一個實施例中,提供了一種碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊,參見圖1,所述碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊包括保溫板1、導(dǎo)熱板2和發(fā)熱線3,所述導(dǎo)熱板2設(shè)置在保溫板1的上方,所述發(fā)熱線3排布在所述導(dǎo)熱板2上。

為了便于在導(dǎo)熱板2上排布所述發(fā)熱線3,所述導(dǎo)熱板2上設(shè)有排線槽21,所述發(fā)熱線3設(shè)置在排線槽21內(nèi),參見圖2,所述排線槽21為蛇形排布或回形排布,所述排線槽21具有線槽引出口22,所述線槽引出口22設(shè)置在導(dǎo)熱板2邊緣,所述發(fā)熱線3的兩端均從所述線槽引出口22引出,但是以上為可實施的優(yōu)選實施例,本發(fā)明并不以此對排布的具體形狀及發(fā)熱線3的引出方式作出限定。對應(yīng)地,為了使設(shè)有排線槽21的導(dǎo)熱板2固定在保溫板1上,所述保溫板1上設(shè)置有凹槽,所述排線槽21嵌置在所述凹槽中。優(yōu)選地,所述導(dǎo)熱板2為金屬板、金屬箔或者碳晶材料制成的導(dǎo)熱膜層。

本發(fā)明的發(fā)熱線3與現(xiàn)有技術(shù)中的單根型碳纖維發(fā)熱線有所不同,參見圖3,所述發(fā)熱線3包括設(shè)置成束狀的至少兩根碳纖維發(fā)熱單元線31,每根碳纖維發(fā)熱單元線31包括設(shè)置成束狀的多根碳纖維絲和絕緣層32,所述多根碳纖維絲設(shè)置在絕緣層32內(nèi),不同的碳纖維發(fā)熱單元線31的碳纖維絲數(shù)量相同或者不同。所述發(fā)熱線3還包括導(dǎo)熱保護(hù)層33,所述導(dǎo)熱保護(hù)層33設(shè)置在所述至少兩根碳纖維發(fā)熱單元線31的外側(cè)。

以兩根線型舉例:在本實施例中,每根碳纖維發(fā)熱單元線31均由6000根碳纖維發(fā)熱絲絞合形成,絞合的6000根碳纖維發(fā)熱絲的外層包覆有絕緣層32,所述絕緣層32為耐高溫材料制成,這里的耐高溫范圍為260℃左右,優(yōu)選采用鐵氟龍材料,鐵氟龍學(xué)名為聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene),英文縮寫為ptfe,這種材料的產(chǎn)品一般統(tǒng)稱作"不粘涂層",是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點,幾乎不溶于所有的溶劑,同時,聚四氟乙烯具有耐高溫的特點,且具有良好的絕緣性能,包覆有鐵氟龍制絕緣層32的碳纖維發(fā)熱絲定義為單根碳纖維發(fā)熱單元線31。在本發(fā)明的另一個實施例中,所述絕緣層32可采用其他的耐高溫絕緣材料制成,比如聚酰亞胺、聚四氟乙烯(ptfe)、改性聚甲醛(pom)等材料。本發(fā)明對使用的耐高溫絕緣材料的具體種類不作限定。

在本實施例中,所述碳纖維發(fā)熱單元線31的數(shù)量為兩根,兩根碳纖維發(fā)熱單元線31并列靠緊設(shè)置,并在兩根碳纖維發(fā)熱單元線31的外側(cè)包覆導(dǎo)熱保護(hù)層33,所述導(dǎo)熱保護(hù)層33采用耐高溫pvc材料制成,pvc學(xué)名為聚氯乙烯,英文簡稱pvc(polyvinylchloride),本發(fā)明實施例中的耐高溫的溫度為120℃-130℃,在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中,所述導(dǎo)熱保護(hù)層33優(yōu)選采用耐高溫cpvc材料制成,cpvc樹脂由聚氯乙烯(pvc)樹脂氯化改性制得,耐高溫的溫度可達(dá)到150℃。

本發(fā)明的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊中發(fā)熱線3的端部設(shè)置有接頭4,所述接頭4用于與供電接口配合,極大地為接線提供了便利,優(yōu)選地,接頭4與供電接口之間通過密封圈連接,以防止進(jìn)水,參見圖4,在本實施例中,所述接頭4中包括第一金屬件41和第二金屬件42,所述第一金屬件41和第二金屬件42與發(fā)熱線3的兩端一一對接。

以9.5m的碳纖維線纜為例,現(xiàn)有技術(shù)中,采用單根12k規(guī)格(12000根碳纖維發(fā)熱絲)的碳纖維發(fā)熱單元線31,發(fā)熱功率約為176w,采用本發(fā)明實施例中雙根6k規(guī)格(6000根碳纖維發(fā)熱絲)的碳纖維發(fā)熱單元線31,兩根碳纖維發(fā)熱單元線31發(fā)熱功率總和降低至140w,大大降低了電能消耗。

本發(fā)明實施例提供的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊的發(fā)熱線采用雙根或多根碳纖維發(fā)熱線替代現(xiàn)有技術(shù)中單根碳纖維發(fā)熱線的制作工藝,在達(dá)到相同發(fā)熱溫度的前提下,大大降低了發(fā)熱功率,節(jié)約電能。

實施例2

與實施例1不同的是,本實施例中的碳纖維發(fā)熱單元線31為三根,每根碳纖維發(fā)熱單元線31包括4000根碳纖維絲。與現(xiàn)有技術(shù)中單根12k規(guī)格(12000根碳纖維發(fā)熱絲)的碳纖維發(fā)熱線相比,同樣可以實現(xiàn)電能消耗的降低。

相對應(yīng)地,三根碳纖維發(fā)熱單元線31的碳纖維發(fā)熱絲均由絕緣層32包裹,導(dǎo)熱保護(hù)層33裹覆三根碳纖維發(fā)熱單元線31,其他數(shù)量的碳纖維發(fā)熱單元線31制成的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊在此不一一列舉。

實施例3

在本發(fā)明的一個實施例中,提供了一種地暖系統(tǒng),包括地板、供電接口及多個如上述實施例所述的碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊,所述供電接口用于向碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊的發(fā)熱線供電,多個碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊并排鋪設(shè),所述地板鋪設(shè)在碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊上。

本發(fā)明實施例提供的地暖系統(tǒng)無需在地板本體上開設(shè)排線槽,因此不會出現(xiàn)地板本體因開槽或直接與發(fā)熱線接觸而造成的分層開裂,隔熱板的排線槽可以在隔熱層成型時形成,而不需要后續(xù)開槽,因此,可以在工廠批量生產(chǎn)襯墊,也省去了開槽這一工藝過程,節(jié)省人力物力,大大提高了生產(chǎn)效率。另外,在安裝地板時,可以將電采暖模塊鋪設(shè)在地面,然后覆蓋地板本體,安裝方式相比傳統(tǒng)的發(fā)熱地板更加方便。

實施例4

本發(fā)明的一個實施例中,提供了一種碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊中發(fā)熱線的制作方法,參見圖5,所述方法包括以下步驟:

s1、將絕緣層包覆在多根碳纖維絲的外側(cè),制成單根碳纖維發(fā)熱單元線;

s2、將導(dǎo)熱保護(hù)層包覆在多根碳纖維發(fā)熱單元線外側(cè);

s3、裁剪得到發(fā)熱線。

其中,s1中,所述單根碳纖維發(fā)熱單元線包括6000根碳纖維絲,所述絕緣層由耐高溫絕緣材料制成;s2中,所述導(dǎo)熱保護(hù)層由耐高溫pvc阻燃材料或耐高溫cpvc阻燃材料制成,具體說明如上,在此不再贅述。

進(jìn)一步地,s3之后還包括,在碳纖維節(jié)能發(fā)熱模塊的兩端與接頭連接,所述接頭包括兩個金屬件,所述金屬件與發(fā)熱線的端部一一對接接。

s3中,裁剪得到的發(fā)熱線的長度與導(dǎo)熱板上排線槽的長度相匹配,將裁剪得到的發(fā)熱線排在排線槽內(nèi),發(fā)熱線的兩端均由線槽引出口引出,并接在同一個接頭上。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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