浅谈新型电热地暖材料的应用

浅谈新型电热地暖材料的应用

朱杭丽,林伟强,吴海鹏

浙江鹏远新材料科技集团股份有限公司，浙江省杭州市，310000

摘要：地暖是随着科学技术的发展而产生的一种新型的取暖方式，满足了人们日益增长的物质文化生活的需求。它以低温地面热媒在室内形成脚底至头部逐渐递减的温度梯度,给人以脚暖头凉的舒适感。而关于电热地暖材料选择也很有学问，好的材料能让地暖取暖更加舒适有效。本文提出两种新型电热地暖材料，一种石墨烯电热地暖材料和一种模块化电热地暖板，旨在增强保温效果、防潮效果，提高热量利用率。

关键词：石墨烯；模块化；地热地暖材料

1.背景

地暖，是地板辐射采暖的简称，是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。低温地面热媒在室内形成脚底至头部逐渐递减的温度梯度，从而给人以脚暖头凉的舒适感。地面辐射供暖符合中医"温足顶凉"的健身理论，是目前最舒适的采暖方式，所以地暖称为现代家居生活的取暖首选。

随着社会的发展和各方需求的不断提高，对电热地暖材料的品质和性能也提出了

更高的要求。

目前有一种石墨烯电热板，其特征在于：包括高温热熔胶基布，高温热熔胶基布的内部安装有第一石墨烯电热膜和第二石墨烯电热膜，第二石墨烯电热膜位于第一石墨烯电热膜的下方，且第二石墨烯电热 膜与第一石墨烯电热膜之间安装有铁片，高温热熔胶基布的一侧安装有连接管，且温热熔胶基布相对于连接管的一侧安装有螺杆，连接管的内部开设有连接孔。另一种基于石墨烯导热板的地暖结构，其特征在于：包括地面上基板、石墨烯导热板、加热元件和地面下基板，加热元件嵌入地面下基板中，石墨烯导热板位于加热元件之上；地面上基板位于石墨烯导热板之上；石墨烯导热板包括一底板和一盖板，底板为生长有石墨烯薄膜的铜箔，底板刻蚀有图案化的毛细凹槽，毛细凹槽相互交联形成网络结构，毛细凹槽内壁还生长有氧化铜纳米线，盖板为生长有石墨烯薄膜的铜箔，盖板和底板相对盖合形成一密闭腔体，密闭腔体内填充有工作流体。

2.一种石墨烯电热地暖材料

为解决当前电热板、导热板及现有市场上的地暖材料的整体结构较为复杂，向地面的导热、散热效果不佳，向下的保温效果欠佳，热量容易流失等问题，现提供一种石墨烯电热地暖材料。

2.1技术方案

一种石墨烯电热地暖材料，包括电热复合层和复合在所述电热复合层一侧的保温复合层；电热复合层包括依次复合为一体的上膜层、水性石墨烯油墨层和下膜层，水性石墨烯油墨层呈条纹状间隔涂布在上膜层一侧，水性石墨烯油墨层与下膜层之间还贴附有金属导电层，金属导电层设有两部分，其中一部分贴附连接于若干条状的水性石墨烯油墨层的一端，另一部分贴附连接于水性石墨烯油墨层另一端。下膜层靠近金属导电层的一侧上涂覆有EVA热熔胶层。保温复合层由第一XPE层、第一铝箔层、PET膜层和PE膜层依次复合而成，保温复合层由第二XPE层和纳米气囊层复合而成，第二XPE层复合于两层所述纳米气囊层之间。纳米气囊层由PE发泡气囊层和两层第二铝箔层复合而成，PE发泡气囊层复合于两层第二铝箔层之间。上膜层、下膜层为PET、PE、PP、PS或PVC材质的膜层。金属导电层为铜材质。

2.2技术原理示意图

图1 电热复合层的剖面结构示意图

附图说明：1-电热复合层，11-上膜层，12-水性石墨烯油墨层，13-金属导电层，14-EVA热熔胶层，15-下膜层。

2.3 具体实施方式

为增强导电效果，金属导电层与上膜层之间沿金属导电层方向，同样设有条状的水性石墨烯油墨层，该条状水性石墨烯油墨层设于相应金属导电层正下方，且与其它若干条状水性石墨烯油墨层均都相连接。电热复合层中的水性石墨烯油墨层呈条状间隔涂覆在上膜层表面，并通过与金属导电层的接触实现通电加热，水性石墨烯油墨层间隔分布，散热效果好，导电性能强，而且本地暖材料的结构较为简单。下膜层靠近金属导电层的一侧上涂覆有EVA热熔胶层。

另一种实施方式与上面基本相同，其不同之处在于，保温复合层由第二XPE层和纳米气囊层复合而成，所述第二XPE层复合于两层纳米气囊层之间。其中，纳米气囊层由PE发泡气囊层和两层第二铝箔层复合而成，PE发泡气囊层复合于两层第二铝箔层之间。纳米气囊层不仅具有较好的保温、隔热、防潮效果，而且具有一定的降噪功能，纳米气囊层中靠近电热复合层一侧的铝箔层能够起到一定的反射热量的效果，使热量利用率提高，而远离电热复合层一侧的另一层铝箔层能够起到防潮、隔温效果。

2.4有益效果

一种石墨烯电热地暖材料的电热复合层中的水性石墨烯油墨层呈条状间隔涂覆在上膜层表面，并通过与金属导电层的接触实现通电加热，水性石墨烯油墨层间隔分布，散热效果好，导电性能强，结构简单；保温复合层由多层层状结构复合而成，尤其是铝箔层、纳米气囊层的设置，能够起到较好的保温隔热效果。

3.一种模块化电热地暖板

地暖板是指适用于低温热水地板采暖的地板或者通过电热管加热的地板，其必须具备很好的散热性。现代生活中，人们对室内的环境温度要求越来越高。对于广大的南方地区的室内缺乏采暖设备，这给南方地区的人们在生活和工作上造成了不利影响，特别是对于南方地区的冬季，室内潮湿阴冷，体质虚弱的人容易滋生风湿病，因此提供必要的廉价供暖设施，特别是提供室内供暖设施，对于生活在南方地区的人们是十分受欢迎的。但是，现有地暖板的结构较为复杂，而且热量利用率不高，保温效果差。为解决当前技术问题，本文提供一种模块化电热地暖板。

3.1技术方案

一种模块化电热地暖板，包括隔温板，隔温板的上表面贴附有反射保温层，隔温板上侧凸出有若干凸块或凸楞，相邻凸块或凸楞之间设有布线槽。反射保温层为镀铝膜或铝箔。隔温板的下侧设有中间隔板和底板，中间隔板为中空板，中

间隔板设于所述隔温板和底板之间。隔温板为EPS板、XPS板、EPU板或EPP板。

隔温板整体呈方形，长宽尺寸为60mm*60mm。凸块呈棱形，且拐角处设有倒圆角。隔温板的不同侧面上分别开设有凸沿和卡槽，凸沿和卡槽相适配；还包括垫网，所述垫网铺设在所述布线槽内。

3.2 技术原理示意图

图2 一种模块化电热地暖板整体结构示意图

图3 一种模块化电热地暖板正视图

附图说明：1-隔温板，11-凸沿，12-卡槽，2-反射保温层，3-凸块，4-布线槽，5-中间隔板，6-底板。

3.3具体实施方案

一种模块化电热地暖板，包括隔温板，隔温板的上表面贴附有反射保温层，隔温板上侧凸出有若干凸块，相邻所述凸块之间设有布线槽。该电热地暖板结构简单，通过在隔温板上贴附反射保温层来起到隔热保温的作用，而且反射保温层还能将接触/接收到的热能散发、“反射”回去，防止热量损失，进而提高热量利用率；隔温板上相邻凸块之间形成的布线槽，方便电热线路的铺设。

隔温板的下侧设有中间隔板和底板，中间隔板为中空板(又称瓦楞板、中空格子板)，中间隔板设于隔温板和底板之间，中空板和底板能够进一步起到隔热保温的作用。隔温板为EPS板、XPS板、EPU板或EPP板，其中，EPS是指聚苯乙烯泡沫材料；XPS是指挤塑聚苯乙烯泡沫塑料；EPU是指聚氨酯泡沫塑料；EPP是指聚丙烯塑料发泡材料。隔温板的隔热保温效果好。凸块呈棱形，且拐角处设有倒圆角，这样在布设电热线路或电热板，尤其是电热线路的时候，在拐角处线路能够平滑过渡，防止线路打折。为了方便多块本地暖板的拼接，隔温板的不同侧面上分别开设有凸沿和卡槽，凸沿和卡槽相适配；还包括垫网，垫网铺设在布线槽内，网垫与布线槽底面形状相契合，网垫上有很多相通的网孔，故而当电热线路或电热板供热时，由于电热线路或电热板的正下方有空隙(网孔)，进而使电热线路或电热板底面的热量也能散发出来，从而提高了供热效率。

3.4 有益效果

该电热地暖板结构简单，通过在隔温板上贴附反射保温层来起到隔热保温的作用，而且反射保温层还能将接触/接收到的热能散发、“反射”回去，防止热量损失，进而提高热量利用率；隔温板上相邻凸块或凸楞之间形成的布线槽，方便电热线路的铺设。

4.结语

自古以来，取暖问题是就人们日常生活中主要关注的问题，随着现代化的科学技术手段不断提高，为人们的生活水平提高产生了十分积极的影响。与此同时，我国的建筑产业发展也产生了巨大的改变，通过对于住房结构模式的改变，实现了我国居民的新型供暖途径，地暖应运而生。作为现代化的取暖方式，地暖逐渐被广大建筑工程企业所广泛应用于各行各业的建筑中，无论是我们日常生活中所居住的住宅、还是对于畜牧业的养殖供暖甚至还可以用于道路清雪。基于地暖的广泛使用，促进地暖产业的健康发展和应用具有重大意义。

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