一种平板型加热装置的制作方法

本实用新型涉及液体加热技术领域，具体地，涉及一种平板型加热装置。

背景技术：

传统的用电将液体快速加热装置大多是装有管式水道加热器，其结构是在铜管或铝管的外侧安装电热元件，使用最多的是电热管、电阻丝（片）或PTC陶瓷发热块，通过电热元件对金属管加热，加热器内的液体无法实现加热的均匀性，即液体与电热元件的接触不均匀，同时液体在加热器内流动过程中，与电热元件的接触时间不长，无法达到液体温度满足需求温度或液体温度分布均匀的效果，且PTC陶瓷发热块功率易衰竭、寿命短，同时现有的液体速热装置结构复杂，用材不环保，对用户身心影响较大。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、加热均匀、功率可调、温度可控的平板型加热装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种平板型加热装置，包括外壳和加热层，所述外壳具有开口，所述加热层为平板型结构，所述加热层对外壳开口进行封闭连接形成能容纳液体流通的加热腔室，所述加热腔室中具有多块挡板将加热腔室分隔成多个供液体呈S型迂回流通的加热通道，所述外壳上具有进液口和出液口。

进一步地，所述加热层为厚膜混合电路加热层，其包括导热基板、覆盖于导热基板上的绝缘介质层、设于绝缘介质层上的电阻发热层、串联于电阻发热层中的焊盘导体，所述电阻发热层为采用电阻浆料制作形成电阻回路。

更进一步地，为保证所述平板型加热装置的发热和传热效果，同时保证平板型加热装置的整体轻便性，将所述电阻发热层的印刷厚度控制在12～18um。

进一步地，所述绝缘介质层采用介质浆料制作，所述焊盘导体通过导体浆料附着在电阻加热层上。

更进一步地，所述绝缘介质层、电阻发热层和焊盘导体通过丝网印刷与分层烧结工艺制作而成。

进一步地，为使电阻发热层的发热情况得到有效监控，还包括串联于电阻发热层中的温控元件。

进一步地，为使电阻发热层得到有效维护，还包括覆盖在电阻发热层表面的保护层，所述保护层为使用介质浆料通过丝网印刷与分层烧结工艺制作。

如此一来，所述加热层整体形成印刷电路板状，本发明同时对各功能层厚度进行控制，具体为所述绝缘介质层的印刷厚度为20-30μm；所述导体浆料的印刷厚度12～18um；所述保护层的印刷厚度为20-30μm，此时，整个加热层的总厚仅0.1mm左右，达到了极致轻薄的效果。

进一步地，所述出液口处还安装有温度传感器对出液口液体温度进行监控。

本实用新型同时提供一种新能源汽车，包括暖气系统，所述暖气系统设有如上所述的平板型加热装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.S型迂回流通的加热通道结合平板型加热层的设计，使得液体与加热层接触时间长，加热效果好，同时保证了液体的整体加热均匀；

2.通过对焊盘导体选择串联或并联连接，可实现平板型加热装置的功率可调、温度可控的功能，增加了温度的可选择性；

3.所述加热通道可无限扩展，功率密度大；

4.加热层采用厚膜混合电路加热层，即采用电阻浆料制作的电阻发热层发热，绿色环保，不含铅镉等有害元素，不会对人体造成潜在伤害；

5.电阻发热层响应迅速，可直接发热，极速升温；

6.绝缘介质层、电阻发热层和焊盘导体均采用丝网印刷与烧结工艺制作，可有效附着于导热基板上，通过控制各层的印刷厚度，可实现厚膜混合电路加热层的极致轻薄；

7.电阻发热层与液体之间仅间隔有绝缘介质层和导热基板，无其它热阻器件，同时电阻发热层为浆料涂层，在导热基板上的辐射面积大，可保证电阻发热层热量迅速地传递给液体，其电热转化效率高达98%以上。

附图说明

图1为所述平板型加热器的俯视图；

图2为所述平板型加热器的俯视剖视图；

图3为所述平板型加热器的左视剖视图；

图4为所述厚膜混合电路加热层的具体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1～4所示，一种平板型加热装置，包括外壳2和加热层1，外壳2具有开口，加热层1为平板型结构，加热层1对外壳2开口进行封闭连接形成能容纳液体流通的加热腔室，加热腔室中具有多块挡板4将加热腔室分隔成多个供液体迂回流通的加热通道3，外壳2上具有进液口21和出液口22。

挡板4的设置使得液体只能顺着各加热通道依次流动，保证了液体与加热层1的充分接触，使加热通道内液体加热均匀，提高了加热效率。

为增强加热通道的整体可靠性，挡板4与外壳2设为一体成型结构。

加热层1为厚膜混合电路加热层，包括导热基板11、覆盖于导热基板11上的绝缘介质层12、设于绝缘介质层12上的电阻发热层13、串联于电阻发热层13中的焊盘导体14，电阻发热层13为采用电阻浆料制作形成电阻回路。

通过对各焊盘导体14进行选择性接通，即对各焊盘导体选择串联连接方式或并联连接方式，可实现厚膜混合电路加热层的功率可调、温度可控的功能，从而增加平板型加热装置的温度选择性。

其中电阻发热层13均匀分布于绝缘介质层12上，具体地电阻浆料为根据专利申请文件201410009200.3基于金属基板的烧结温度可调的厚膜电路电阻浆料及其制备工艺中的记载制作。

绝缘介质层12采用介质浆料制作，焊盘导体14通过导体浆料附着在电阻加热层13上。

绝缘介质层12、电阻发热层13和焊盘导体14通过丝网印刷与分层烧结工艺制作而成。

具体地，在导热基板11上，先涂覆绝缘介质层12，绝缘介质层的丝网印刷目数为90～125目，印刷厚度为20～30um，印刷完成后在200-300℃的温度下烘干10分钟，然后以800～900℃的高温烧结30分钟，其印刷烧结操作需重复2～4次。

待绝缘介质层12成型后，再在其表面印刷电阻发热层，电阻发热层的丝网印刷目数为200-250目，印刷厚度为12～18um，印刷完成后在200-300℃的温度下烘干10分钟，然后以800-900℃的高温烧结30分钟，烧结完成后需测量印刷线路电阻值是否满足要求，如有偏差则需对印刷参数等进行调整，优选地，电阻发热层的印刷厚度为15um。

导体浆料在电阻发热层上的丝网印刷目数为200-250目，印刷厚度为15um，印刷完成后在200-300℃的温度下烘干10分钟，然后以800-900℃的高温烧结30分钟。

绝缘介质层12、电阻发热层13和导体浆料在烧结完成后均需采用超声波测厚仪测量其印刷成膜厚度是否满足要求。

外壳2在开口边缘处布设有若干螺纹孔，厚膜混合电路加热层的导热基板11上设有与这些螺纹孔适配的通孔，外壳2与厚膜混合电路加热层通过螺栓23连接成整体。

同时，为使电阻发热层13的发热情况得到有效监控，厚膜混合电路加热层还包括串联于电阻发热层13中的温控元件15。

为使电阻发热层13得到有效维护，在电阻发热层表面还覆盖有保护层16，保护层16也采用介质浆料通过丝网印刷与分层烧结工艺制作，其印刷厚度为20～30um，印刷完成后在200-300℃的温度下烘干10分钟，然后以800～900℃的高温烧结30分钟，烧结完成后需采用超声波测厚仪测量其印刷成膜厚度是否满足要求。

具体来说，绝缘介质层、电阻发热层和保护层作为厚膜混合电路加热层的功能层，其总厚仅0.1mm左右，使整个厚膜混合电路加热层达到了极致轻薄的状态。

出液口22处还安装有温度传感器5，以便对出液口的液体温度进行实时监测。

导热基板11为金属基板，具体可采用铝合金、不锈钢、铜等金属材料制作，其可提高厚膜混合电路层的安全耐用性，其寿命预测可达15年，金属基板相对于非金属基板来说无老化倾向，且抗冲击、耐震强。

工作过程中，液体从进液口21进入外壳2内部，同时提供给厚膜混合电路加热层一定的工作电压，电阻发热层13开启工作直接发热，外壳内部的液体即极速升温，加热后的液体从出液口流出，完成一个加热循环。

本实施例中外壳2和挡板4可以使用铝合金、不锈钢、铜等金属材料制作，也可采用聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚酰胺树脂（PA66）等塑料制作。

加热装置用液体具体可采用水、防冻液等公知导热介质，优选地选用防冻液。

本实施例中通过对串联在电阻发热层中的焊盘导体进行选择性接通，可实现加热装置的不同温度选择；厚膜混合电路加热层采用环保型电子浆料制作，不含铅镉等有害元素，绿色环保，符合欧洲ROHS指令。

本实用新型的平板型加热装置可应用于新能源汽车、空调、热水器、家用取暖器等方面，尤其适用于新能源汽车，采用厚膜混合电路（HIC）加热技术，完全颠覆了现有技术的新能源汽车如PTC风暖、PTC水暖等设计思路，带来了高效、安全、环保、轻量化、高舒适度的全新体验。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。