专利名称：半导电聚合物无介质传导制热方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及制热领域，尤其是一种采用半导电聚合物制热、不需要介质 传导的方法。本发明还涉及采用半导电聚合物制热方法的制热装置。
背景技术：
现在的采暖系统多为燃气、燃煤、燃油锅炉，燃煤、燃气、燃油锅炉通 过煤、气、油燃烧产生热量，然后将热量通过管道中的水传到暖气片上，暖 气片将热量传递到空气中，进行室内冷热空气传导对流，辐射采暖。但是这
样的采暖方法及采暖设备具有以下缺点
(1) 这些设备结构庞大，设备与原料占用空间大，安装使用不方便；
(2) 采暖系统前期造价高，锅炉、管道、暖气片、机电等耗资巨大；
(3) 采暖系统在加热过程中排放大量有害烟雾气体，对大气污染严重， 且浪费燃料资源和电资源；
(4) 采暖系统需要专业人员24小时管理、维护和维修，长期使用费用 增力口；
(5) 采暖系统不能独户独间控制；
(6) 地暖的维修耗工耗材；
(7) 采暖系统都是采用有介质传播的方式。
现有技术中使用较普遍的还有通过电阻丝发热采暖的电暖器，电暖器内 的电阻丝发热，通过水或油等介质将热量传递到空气中，但是此种采暖方式 耗电高，设备使用寿命短
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种环保、热效率高的半导 电聚合物无介质传导制热方法。
一种半导电聚合物无介质传导制热方法，所述方法为在导热材料制作 的腔体内充满能发生电热感应的半导电聚合物，腔体内通过两根平行的导线， 导线分别为火线和零线，火线和零线之间不形成回路，通电后，火线和零线 之间产生电磁，电磁使半导电聚合物产生电流，电流流动产生热量。
本发明的另 一 目的是提供一种实现半导电聚合物无介质传导的制热装置。
所述制热装置包括腔体、加热层和绝缘层，加热层设置在腔体内，加热 层外围为绝缘层，
所述腔体由导热材料制作，
所述加热层内充满能发生电热感应的半导电聚合物，加热层内平行通过 火线和零线，火线和零线之间不形成回路，火线和零线的一端与电源导线连 接。
本发明采用半导电聚合物将电能转化为热能，实现制热的目的，具有以 下有益效果
1) 制热效果好，电能利用率高，可将原来1J的功产生1J的热能变为1J功 产生5J的热能，可完全替代锅炉、管道、暖气片；
2) 无介质传导制热方式为国家节省不可估量的钢材、有色金属资源、煤、 气、油、电资源、国土资源等，也节省了大量附属机电设备资源，同时也无 需专人24小时管理，节省了大量人力资源，降低劳动强度；
3) 制热过程中，无有害气体、粉尘排放，对环境不会造成污染，为国家 节省了治理大气污染的费用，维护了大自然生态平衡，而且在传导热能时，无 噪音；
4) 由于需要的制热设备节约了大量成本，而且不需要长期维护，所以可为建筑开发商提供长远的经济利益；
5)实现了国家惠民、便民要求，节省了国家对居民冬季采暖的经济补贴。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部 分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中
图1为本发明实施例提供的制热方法的作用原理图2为本发明实施例1提供的制热装置的结构示意图3为本发明实施例2提供的制热装置的结构示意图。
具体实施例方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意 性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本发明实施例1提供了一种半导电聚合物无介质传导制热方法及其制热 装置。所述制热方法具体为在导热材料制作的腔体内充满能发生电热感应 的半导电聚合物，腔体内通过两根平行的导线，导线分别为火线和零线，火 线和零线之间不形成回路，通电后，火线和零线之间产生电磁，电磁使半导 电聚合物产生电流，电流流动产生热量。
可发生电热感应的半导电聚合物是一种结合了半导电物质(如无机半导 体)的光学、电学性能以及聚合物便于人工设计、合成等两方面优点的新型 半导体材料。半导电聚合物本来是紧密连接在一起的一个半导体，而在通电 后，火线与零线之间产生电磁，电磁使半导电聚合物产生电流，火线、零线 和半导电聚合物之间形成一个回路，半导电聚合物内的电流流动从而产生热 量，而热量使半导电聚合物温度随之升高，半导电聚合物粒子则会随温度上 升而体积膨胀，导致粒子之间距离增大，当温度上升到一定程度时，半导电 聚合物粒子近于完全分离状态，由原来的导电体转变为微导电体，由原来的小电阻变为电阻的无穷大，大得几乎阻断电流的程度，以微小电流保持设定 温度的正温度系数效应，此时温度不再上升，这样就可达到电能能源的最大 化利用，当温度降低后，半导电聚合物粒子又会结合到一起，形成通路，产 生热量，周而复始(如图l所示)。
在实际使用过程中，可根据实际情况而限定加热温度，实现自限自控温
度，例如，设定加热温度为130度，则使用最高加热温度不超过130度的半 导电聚合物；如果需要设定加热温度为85度，则调节半导电聚合物的组分及 含量，使其最高温度不超过85度。由于半导电聚合物材料本身的性质决定了 加热的最高温度，所以当达到温度的最高限值后，随着加热时间的延长，温 度也不会再上升，实现了自动自控温度，热惯性小，温度均匀，无烧毁之虑， 使用安全，不需配备控温装置。
半导电聚合物在升温过程中对电能的利用率^[艮高，而且在半导电聚合物 从升温到温度降低的这段过程中，可以以微小的电流保持设定温度，从而使 得对电能能源的利用最大化，可将原来1J的功产生U的热能变为1J功产生 5J的热能，电能转化为热能的转化率很高，制热效率提高5倍以上，换言之， 节电效果是传统采暖设备的5倍。
由于所述制热方法采用电磁感应原理，所以如果外界的电磁信号很强的 话会影响到制热效力，为了使制热过程稳定、效力更高，本实施例还可以采 取屏蔽措施，即在实现本方法的制热装置中设置屏蔽层，将外部电磁信号干 扰屏蔽掉，提高导热散热的平衡作用，并且防止制热装置腔体内产生电磁辐 射。屏蔽物质为可屏蔽掉电磁信号的任何物质，如有色金属等。
参见图2，图2为本实施例提供的采用半导电聚合物制热方法的装置的结 构示意图，如图2所示，所述制热装置包括腔体l、加热层2和绝缘层3，加 热层2设置在腔体1内，加热层2外围为绝缘层3，腔体l由导热材料制作， 加热层2内充满能发生电热感应的半导电聚合物4，加热层2内平行通过火线 5和零线6，火线5和零线6之间不形成回路，火线5和零线6的一端与电源
7导线连接。
火线和零线的一端与电源导线连接，火线和零线的另外一端均釆取绝缘 处理，使火线和零线之间不形成回路，当电源接通后，水平设置的火线和零 线之间产生电磁，电磁使半导电聚合物产生电流，电流由一根导线经过半导 电聚合物到另一根导线形成回路，电流流动从而产生热量，由于腔体采用导 热材料制作，热量通过腔体散发出去，从而实现周围环境温度的上升。
另外火线和零线被绝缘处理，如，用绝缘胶布封头或者其他方式，如果 由于因装置延长需要将火线和零线延长的话，还可以继续在原来导线的基础 上接入导线，使之延长，使得后续的改装和维护方便。
制热装置的功率及加热面积与长度、厚度成正比，制热装置长度越长、
厚度越厚，其制热功率越大，加热的面积也越大；如果温度不变，与电极距 离成反比，所以可任意截距，或在一定长度之内任意接长。另外，在实际使 用中，可根据加热房间的大小而设定加热层的大小，也可以在同一装置中设 置多个加热层。
由于本实施例提供的制热装置将电能转化为热能的转化率高，制热效果 稳定，可以完全替代现有技术中的锅炉、管道、暖气片等，在制热过程中， 无有害气体、粉尘排放，更是节省了不可估量的钢材、有色金属资源、煤、 气、油、电资源、国土资源等，也节省了大量附属机电设备资源，同时也无 需专人24小时管理，节省了大量人力资源，降低劳动强度。
参见图3，图3为本发明实施例2提供的制热装置的结构示意图，实施例 2与实施例1的区别之处在于为了使得制热装置制热过程稳定、电能利用率 更高，可以采用屏蔽电磁干扰的方法，屏蔽层一方面将外部电磁信号干扰屏 蔽掉，提高导热散热的平衡作用，另一方面防止制热装置腔体内产生电磁辐 射。如图3所示，具体结构是在腔体内设置屏蔽层，更具体地说是，腔体内 最里层是加热层2，加热层2外围为绝缘层3，绝缘层3外围为屏蔽层7。另 外由于一些环境中的电磁干扰特别强，可以多设置几层屏蔽层和绝缘层。屏
8蔽层采用可屏蔽掉电磁信号的物质制成，如有色金属等。
为了使装置的主体结构部分不受外物的磨擦或其它影响，本实施例提供
的加温加湿装置中还可以设置防护层8,防护层8设置在屏蔽层7和腔体1之 间，防护层8可采用绝缘耐高温氟塑料制成。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了
明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人 员，依据本发明实施例，在具体实施方式
以及应用范围上均会有改变之处， 综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1、一种半导电聚合物无介质传导制热方法，其特征在于所述方法为在导热材料制作的腔体内充满能发生电热感应的半导电聚合物，腔体内通过两根平行的导线，导线分别为火线和零线，火线和零线之间不形成回路，通电后，火线和零线之间产生电磁，电磁使半导电聚合物产生电流，电流流动产生热量。
2、 如权利要求1所述的半导电聚合物无介质传导制热方法，其特征在于 采取屏蔽层将外部电》兹信号干扰屏蔽，提高导热散热的平衡作用，并防止腔 体内产生电磁辐射。
3、 如权利要求2所述的半导电聚合物无介质传导制热方法，其特征在于 所述屏蔽层采用的物质为有色金属。
4、 一种实现权利要求1 3所述方法的制热装置，其特征在于所述装置 包括腔体、加热层和绝缘层，加热层设置在腔体内，加热层外围为绝缘层，所述腔体由导热材^h制作，所述加热层内充满能发生电热感应的半导电聚合物，加热层内平行通过 火线和零线，火线和零线之间不形成回路，火线和零线的一端与电源导线连 接。
5、 如权利要求4所述的制热装置，其特征在于所述腔体内还设置屏蔽 层，屏蔽层设置在绝缘层外围。
6、 如权利要求5所述的制热装置，其特征在于所述腔体内设置三层屏敝层o
7、 如权利要求5或6所述的制热装置，其特征在于所述屏蔽层采用有 色金属制作。
8、 如权利要求7所述的制热装置，其特征在于所述屏蔽层与腔体之间 设置防护层。
9、如权利要求8所述的制热装置，其特征在于所述防护层采用绝缘耐高温氟塑料制成。
全文摘要
本发明公开了一种半导电聚合物无介质传导制热方法及制热装置，通过两根平行的导线之间产生的电磁对半导电聚合物产生电流，电流流动产生热量，从而实现制热的目的。本发明提供的制热方法及装置制热效果好，电能利用率高，可将原来1J的功产生1J的热能变为1J功产生5J的热能，可完全替代锅炉、管道、暖气片；为国家节省了不可估量的各种资源，同时也节省了大量人力资源，降低了劳动强度；而且制热过程中，无有害气体、粉尘排放，保护了环境。
文档编号H05B6/02GK101600272SQ20091004090
公开日2009年12月9日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者刘爱芬, 郑博悦, 郑茂林 申请人:北京亿海盛管材有限公司