基于碳纤维发热的空气对流型电热板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于供暖领域，具体涉及一种基于碳纤维发热的空气对流型电热板。
【背景技术】
[0002]近年来伴随我国极端天气的出现，人们对居住条件的要求增强，环保、节能、高效、经济成为人们生活中的关键词。而供暖系统作为衡量人们居住条件的一个重要的标志主要分为集中采暖系统和局部采暖系统。其中，集中式采暖系统在采暖过程中因材料及管路输气损耗等问题造成产生的热能不能被充分利用，能量利用率低，热量供给设备昂贵，运行成本高等问题，使得集中式采暖系统推广具有很大的局限性。同时由于供热知识普及不够，给供热系统的设计、技术改造和运行管理等带来许多问题。局部采暖系统有烟气采暖、电热采暖及燃气采暖等，其中烟气采暖和燃气采暖会对环境造成直接污染，例如C02污染、硫化物及可吸入颗粒排放量增多等。而且燃气采暖主要分布在一些农村家庭中，很多使用者难以做到正确、安全得使用家用采暖热水两用燃气炉，存在着很大的安全隐患，并且在冬季的持续工作中，燃气锅炉产生的燃烧废气(S02、C0、C02、N0X)对环境会造成极大的污染，对人体健康也会造成一定的影响，不符合节能环保的理念。
[0003]碳纤维发热体是以碳纤维为发热基本材料制成的管状发热体，具有效率高、功率大、加热快的优点。国内外对于碳纤维发热也有一定的研究，但是利用的范围太小，且由于冲压设备和人工操作费用极高，市场上现有的碳纤维产品成本颇高，故在其推广上用很大的难度，不能为更多的人带来更好的方便。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:提供一种基于碳纤维发热的空气对流型电热板，加热效率高，成本低。
[0005]本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种基于碳纤维发热的空气对流型电热板，其特征在于:它包括依次连接的保温层、对流层、加热层和装饰层；其中加热层由碳纤维和金属丝相间排列而成；对流层包括一个空腔，空腔侧向设有进风口和出风口，空腔内设有波纹状的导流板。
[0006]按上述方案，所述的装饰层包括PET膜。
[0007]按上述方案，电热板的外形为矩形，四个边角为平滑圆角。
[0008]按上述方案，所述的保温层为聚氨酯发泡材料。
[0009]按上述方案，所述的保温层为白色，所述的加热层为黑色。
[0010]本发明的有益效果为:
1、本发明电热板通过电加热的方式对环境无污染、绿色环保，可作为装饰画挂在墙上，不影响美观并且维修方便，根据室内面积确定电热板的个数；巧妙的设置对流层，利用波纹状的导流板增大空气与加热板的面积，当空气流过导流板，空气被动扰动，使原为层流状态的空气变为湍流状态，从而强化冷热空气的热交换，使单位面积的热交换功率增大，提高加热效率；通过增加保温层，防止热量传递给墙面，减少热量损失；本发明材料简单普通，成本低。
[0011 ] 2、选用PET膜用来做装饰，其表面可以是山水画、毛笔字等作为艺术欣赏品，其冲击强度是其他薄膜的3-5倍，耐折性好，可以耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂，同时具有良好的耐高、低温性能和优良的阻气、水、油及异味性能。
[0012]3、选用常见的装饰画形状作为电热板的形状，美观大气，四个边角为平滑圆角，从而增大气体在流动的速度，减少气体流动产生的不必要的阻力。
[0013]4、保温层的颜色为白色，再次减少热量向墙面传递的损失；加热层颜色为黑色，从而增强表面的吸热能力，提高传热效率。
【附图说明】
[0014]图1为本发明一实施例的结构示意图。
[0015]图2为本发明一实施例的传热原理图。
[0016]图3为经仿真分析后端温度云图。
[0017]图4为经仿真分析后的速度矢量图。
[0018]图中:1_进风口，2-出风口，3-导流板，4-加热层，5-装饰层，6-保温层。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
[0020]本实施例提供一种基于碳纤维发热的空气对流型电热板，包括依次连接的保温层
6、对流层、加热层4和装饰层5 ;其中加热层4由碳纤维和金属丝相间排列而成，发热的同时进行远红外辐射换热，发热功率在200-1000W不等；对流层包括一个空腔，空腔侧向设有进风口 1和出风口 2，空腔内设有波纹状的导流板3，增大空气与加热器的面积，当空气流过带波纹状凹槽的导流板，空气被动扰动，使原为层流状态的空气变为湍流状态，从而强化冷热空气的热交换，使单位面积的热交换功率增大，如图2所示。
[0021]优选的，所述的装饰层包括PET膜，用来做装饰，其表面可以是山水画、毛笔字等作为艺术欣赏品，其冲击强度是其他薄膜的3-5倍，耐折性好，可以耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂，同时具有良好的耐高、低温性能和优良的阻气、水、油及异味性能。
[0022]进一步优选的，电热板的外形为矩形，四个边角为平滑圆角，从而增大气体在流动的速度，减少气体流动产生的不必要的阻力。
[0023]进一步优选的，所述的保温层为聚氨酯发泡材料，防止热量传递给墙面，减少热量损失。
[0024]再进一步的，所述的保温层为白色，再次减少热量向墙面传递的损失，所述的加热层为黑色，从而增强表面的吸热能力，提高传热效率。
[0025]本实施例提供的基于碳纤维发热的空气对流型电热板，1500X 1000X50mm)不计温度控制器成本不到100元，与其他大部分局部采暖方式价格相比减少40°/『90%，经济实惠，可以满足低收入家庭的需求。
[0026]碳纤维发热材料的加热效率在98%以上，热量损失微乎其微，比其他大部分局部加热采暖方式效率提高了约40%以上，节省大量电费。
[0027]碳纤维电热画占用空间小，还有用作室内装饰的作用，并且所发散出来的远红外线对人体起到保健作用，实现了健康、环保、实惠、美观等多元功能。
[0028]为了验证整个装置的可行性，利用Ansys软件建立了基于碳纤维的空气对流型电热画的三维模型，并进行了网格划分，然后对其温度的分布和速度分布进行了仿真计算(见图3和图4)，仿真结果表明，在空气流动的过程中温度不断升高，各部分温度分布相对均匀，传热效果良好；同时空气的出口速度相对较大，达到0.164m/s，符合人体所需空气流动舒适值。
[0029]本发明十分适合应用于我国东北、华北等冬天需要集中供暖的地区以及我国南方需要局部供暖的地区，既可以实现高效率地为环境提供一定的热量，又不会占用很大的面积，同时不会造成有害物质的排放，可以极大程度地实现节能减排，提高经济性，具有较高的实用价值和社会价值，十分适合推广。
[0030]以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于碳纤维发热的空气对流型电热板，其特征在于:它包括依次连接的保温层、对流层、加热层和装饰层；其中加热层由碳纤维和金属丝相间排列而成；对流层包括一个空腔，空腔侧向设有进风口和出风口，空腔内设有波纹状的导流板。2.根据权利要求1所述的基于碳纤维发热的空气对流型电热板，其特征在于:所述的装饰层包括PET膜。3.根据权利要求1所述的基于碳纤维发热的空气对流型电热板，其特征在于:电热板的外形为矩形，四个边角为平滑圆角。4.根据权利要求1所述的基于碳纤维发热的空气对流型电热板，其特征在于:所述的保温层为聚氨酯发泡材料。5.根据权利要求4所述的基于碳纤维发热的空气对流型电热板，其特征在于:所述的保温层为白色，所述的加热层为黑色。
【专利摘要】本发明提供基于碳纤维发热的空气对流型电热板，包括依次连接的保温层、对流层、加热层和装饰层；其中加热层由碳纤维和金属丝相间排列而成；对流层包括一个空腔，空腔侧向设有进风口和出风口，空腔内设有波纹状的导流板。本发明通过电加热的方式对环境无污染、绿色环保，可作为装饰画挂在墙上，不影响美观并且维修方便，根据室内面积确定电热板的个数；巧妙的设置对流层，利用波纹状的导流板增大空气与加热板的面积，当空气流过导流板，空气被动扰动，使原为层流状态的空气变为湍流状态，从而强化冷热空气的热交换，使单位面积的热交换功率增大，提高加热效率；通过增加保温层，防止热量传递给墙面，减少热量损失；本发明材料简单普通，成本低。
【IPC分类】H05B3/28, H05B3/14
【公开号】CN105392218
【申请号】CN201510906335
【发明人】朱汉华, 杨涵宇, 陈芊屹, 宋广浩, 陈浩然, 李浩然, 吴一飞
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月10日