石墨烯散热组件以及石墨烯电暖器的制作方法

本发明属于石墨烯领域，具体涉及一种石墨烯散热组件以及石墨烯电暖器。

背景技术：

冬季燃煤取暖造成严重污染，为了有效改善环境污染现状，实现可持续发展，最行之有效的方法是进行煤改电工程。石墨烯是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，具有高强度、超导热、超导电的特点，特殊的微观结构决定了石墨烯材料发热快、热转化率极高、性质稳定、使用寿命长。因此石墨烯材料是当今最理想的电采暖发热材料，可以有效提高节能效果，同时尺寸重量小巧，便于移动使用。

传统北方市政集中供暖采用强制循环水，且需要铺设专用管线，但是体积庞大，不能随意移动，且前期投入费用高。南方非供暖地区以可移动电暖器作为冬季主要取暖设备。传统移动电暖器以电阻丝作为热源，以水或油为传热介质，目前主要存在以下问题：1)以铁质或铸铝做散热器，重量大，且散热循环通道数量较少，造成循环速度慢，造成热传导效率低，即升温慢；2)散热器采用铸造结构，外部散热结构与空气接触面积有限，造成传热效率不佳；3)电阻丝作为加热元件，能耗及安全性较差；4)散热器传热介质采用水或油，水加热容易腐蚀散热器内壁，而油的导热系数较小。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种石墨烯散热组件以及石墨烯电暖器。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种石墨烯散热组件，包括壳体、设置在所述的壳体上下两侧的导热剂汇聚容器、设置在所述的壳体外壁的石墨烯发热膜和网状散热片、以及设置在所述的壳体内部的内散热片；所述的内散热片间隔设置，相邻所述的内散热片间形成导热剂流动通道；下端所述的导热剂汇聚容器设置有导热剂注入通道用以将导热剂注入所述的导热剂流动通道；所述的石墨烯发热膜设置在所述的壳体的外壁的下部且与所述的壳体两侧的边缘保有空隙；所述的网状散热片设置在所述的壳体的外壁的上部；所述的导热剂注入通道的一端为密封端。

所述的石墨烯发热膜贴合在所述的壳体外壁上；贴合胶为硅基胶或者ab散热胶。

所述的网状散热片为纵横排布的多个散热片，横向的散热片为间隔起伏设置的横排散热片，相邻的横排散热片错位排列。

所述的石墨烯发热膜为网纹背胶型石墨烯加热片，所述的网纹背胶型石墨烯加热片包括自下而上设置的印刷网纹的双面离型层、第一网纹黏胶层、支撑层、第二网纹黏胶层以及石墨烯发热膜层；所述的第一网纹黏胶层以及第二网纹黏胶层厚度为10-60μm，所述的第一网纹黏胶层以及第二网纹黏胶层上面均设置有网纹；所述的网纹的深度为12-18μm；所述的网纹的相邻节点的距离为0.1-1mm；所述第一网纹黏胶层以及第二网纹黏胶层内均分布有导热剂。

一种石墨烯电暖器，包括多个石墨烯散热组件；所述的石墨烯散热组件的石墨烯发热膜上设置有与输入电极以及输出电极；所述的输入电极以及输出电极通过汇流片连接；多个所述的石墨烯散热组件之间采用并联方式接电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的石墨烯散热组件优化设计导热通道及外部散热装置，可以提高导热剂的自循环速度，提高加热效率，有效改善传统电暖器启动初期室内升温慢的问题。原理为加电后导热剂流动通道内的导热剂在石墨烯发热膜处被加热，加热后的导热剂通过导热剂流动通道向上流动，通过壳体内部的散热片及外部网状散热片实现热量向外环境辐射，降温后的导热剂循环至上部的导热剂汇聚容器中汇集，降温后导热剂在重力的作用下在两侧未被石墨烯发热膜加热的导热剂流动通道中向下流动，从而汇集到下部的导热剂汇聚容器中，中间位置的导热剂流动通道内导热剂再次被石墨烯发热膜加热，向上流动，从而实现导热剂的自动热循环，提高了散热效率。

同时，本申请由于采用密封设计，可选用比水导热效率更高的导热介质，进一步提高电热转化效率，达到节能的目的；而且石墨烯发热膜作为热源，和传统电阻丝作为热源相比，具有更高的转化效率，更安全，且体积小巧。为了提高加热功率，采用模组化设计，可以将多个散热组件组合固定在一起，进而达到不同加热功率，方便灵活。

附图说明

图1为本发明石墨烯散热组件整体结构示意图；

图2为本发明石墨烯散热组件内的导热剂流动通道的结构示意图；

图3为本发明石墨烯散热组件内的导热剂的循环示意图；

图4为本发明石墨烯散热组件内的网状散热片示意图；

图5为本发明的网纹背胶型石墨烯加热片的剖面图；

图6为本发明的网纹背胶型石墨烯加热片的使用示意图；

图7为本发明石墨烯电暖器的总体示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1-7示出一种石墨烯散热组件，包括壳体2、设置在所述的壳体上下两侧的导热剂汇聚容器(包括上部的导热剂汇聚容器1、以及下部的导热剂汇聚容器7)、设置在所述的壳体外壁的石墨烯发热膜5和网状散热片3、以及设置在所述的壳体内部的内散热片8；所述的内散热片间隔设置，相邻所述的内散热片间形成导热剂流动通道9；所述的内散热片与所述的壳体一体成型；下端所述的导热剂汇聚容器设置有导热剂注入通道10用以将导热剂注入所述的导热剂流动通道；所述的石墨烯发热膜设置在所述的壳体的外壁的下部且与所述的壳体两侧的边缘保有空隙；所述的网状散热片设置在所述的壳体的外壁的上部；所述的导热剂注入通道的一端为密封端11，采用螺栓密封或者压力密封。

所述的石墨烯发热膜贴合在所述的壳体外壁上，两侧到散热器外壳留有间隙，作为冷却后的导热剂向下循环通道；贴合胶为硅基胶或者ab散热胶。

图4示出网状散热片的结构示意图，所述的网状散热片为纵横排布的多个散热片，横向的散热片为间隔起伏设置的横排散热片，纵向相邻的横排散热片之间错位排列。

所述的石墨烯发热膜为网纹背胶型石墨烯加热片，所述的网纹背胶型石墨烯加热片包括自下而上设置第一网纹黏胶层54、支撑层53、第二网纹黏胶层52以及石墨烯发热膜层51；所述的第一网纹黏胶层以及第二网纹黏胶层厚度为10-60μm，所述的第一网纹黏胶层以及第二网纹黏胶层上面均设置有网纹；所述的网纹的深度为12-18μm；所述的网纹的相邻节点的距离为0.1-1mm；所述第一网纹黏胶层以及第二网纹黏胶层内均分布有导热粉末。

图7示出一种石墨烯电暖器，包括多个石墨烯散热组件；所述的石墨烯散热组件通过固定件15进行固定。所述的石墨烯散热组件的石墨烯发热膜上设置有与输入电极4、6以及输出电极13；所述的输入电极以及输出电极通过汇流片12连接；多个所述的石墨烯散热组件之间采用并联方式接电。所述的输出电极与石墨烯发热膜电连通。

本发明的石墨烯散热组件可以实现导热剂的自循环，提高加热效率，原理为通过导热剂注入通道11，将导热剂注入散热器中，加注体积是散热器容积的90-95％以上，导热剂可以是水，乙二醇，酒精等介质；加注导热剂后，封堵注入通道11；石墨烯发热膜通过电极导线加电；加电后导热剂流动通道内的导热剂在石墨烯发热膜处被加热，加热后的导热剂通过导热剂流动通道向上流动，通过壳体内部的散热片及外部网状散热片实现热量向外环境辐射，降温后的导热剂循环至上部的导热剂汇聚容器中汇集，降温后导热剂在重力的作用下向两侧未被石墨烯发热膜加热的导热剂流动通道向下流动，从而汇集到下部的导热剂汇聚容器中，中间位置的导热剂流动通道内导热剂再次被石墨烯发热膜加热，向上流动，从而实现导热剂的自动热循环，提高了散热效率。

本申请由于采用密封设计，可选用比水导热效率更高的导热介质，进一步提高电热转化效率，达到节能的目的；而且石墨烯发热膜作为热源，和传统电阻丝作为热源相比，具有更高的转化效率，更安全，且体积小巧。为了提高加热功率，采用模组化设计，可以将多个散热组件组合固定在一起，进而达到不同加热功率，方便灵活。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。