CN112128837A

CN112128837A - 一种新型电暖器

Info

Publication number: CN112128837A
Application number: CN202011024419.2A
Authority: CN
Inventors: 李小彪; 杜杰
Original assignee: Chengdu Tianyi Intelligent Manufacturing Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Tianyi Intelligent Manufacturing Technology Co Ltd
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2020-12-25

Abstract

一种新型电暖器，包括上盖栅、下盖栅以及设置在上盖栅和下盖栅之间的电暖管组，所述电暖管组包括若干根电暖管，所述电暖管包括外壳、电热芯和填充物，所述填充物的材料包括石墨、氧化镁、硫酸镁和水，按重量份计，其中石墨的重量份数为10‑50份，氧化镁的重量份数为20‑50份，硫酸镁的重量份数为10‑20份，水的重量份数为20份。按一定比例混合石墨、氧化镁、硫酸镁和水，形成一种新的高导热复合填充材料作为电暖管内的填充物，导热性能好。

Description

一种新型电暖器

技术领域

本发明涉及电暖器领域，特别涉及一种新型电暖器。

背景技术

电暖器包括对流式、蓄能式和微循环等三种形式：对流式电暖器以电发热管为发热元件，通过对空气的加热对流来采暖，它体积小、启动迅速、升温快、控制精确、安装维修简便；蓄能式电暖器采用蓄能材料，能利用夜间电价较低时蓄能，白天释放热量，但它体积较大，采暖的舒适性较差；微循环电暖器是利用在散热器中充注导热介质，利用介质在散热器中的循环来提高室内温度的新型电暖器，它运行可靠，采暖效率比较高。在这三种电暖器中，对流式电暖器运用得最为普遍，我们平常在家电卖场见到的民用电暖器几乎都是对流式的。

对流式电暖器是利用空气动力学原理使暖气由下至上，自然对流。对流式电暖器罩壳上为出气口，下方为进气口，通电后电热管周围的空气被加热上升，从出气口流出，而周围的冷空气从进气口进入补充。如此反复循环，使室内温度得以提高。但是这种依赖空气自然对流的方式，对于室内空气的流通的加速有限，不能够很快的将室内温度提高。

而电暖器的电暖管内的电热芯和外壳之间会填充填充物，这是因为金属的外壳和电热芯是不绝缘的，填充物紧密填充在电热丝和管外壳间隙部位可以起绝缘作用，通电时电加热管的管体不带电，使用安全可靠，填充物一般需要具备以下特征：

1、填充物具有足够的绝缘性和电气强度，金属外壳和电热芯是不绝缘的，填充物紧密填充在电热丝和管外壳间隙部位可以起绝缘作用，还能起到保温蓄热作用，通电时电暖管的外壳不带电，使用安全可靠；

2、具有良好的导热性，能将碳纤维发热线通电发所产生的热量及时传递到护套管；

3、填充物具有高耐热性和电热芯相近的膨胀系数，在电暖管缩管、退火、弯管的制造工序中限制碳纤维发热线的位移；

4、填充物具有较高的机械性能和经受温度极变特性，可以保护电热丝，使它不受到外来机械压力和冲击；不会因为短时间温度的骤然升高而过度膨胀使管壁凸起、爆裂，例如：模具电加热管在通电后十几秒甚至几秒钟温度瞬间会升至3～4百度；

5、填充物对电热丝具有化学惰性，不会和电热丝产生化学反应，影响电热丝的特性；

6、容重小，在填充完电暖管后，使得电暖管不会过重；

7、吸湿性小，这样即便封口被污染，填充物接触空气也不会短时间大量吸收水分，从而产生漏电现象或因为热胀冷缩，水分蒸发成空气，空气加热膨胀产生爆管现象；

8、材料来源广泛，价格低廉，降低电加热管的生产和使用成本。

而一般的无机复合材料填充物，要么容重太大，填充后暖气管太重，要么导热系数低，导热性能差，无机复合材料的导热性能和低密度不能兼得，并不能满足暖气管填充物的需求。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种新型电暖器，使用一种新型的无机复合材料作为电暖管的填充物，容重低且导热系数高，解决了上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种新型电暖器，包括上盖栅、下盖栅以及设置在上盖栅和下盖栅之间的电暖管组，所述电暖管组包括若干根电暖管，所述电暖管包括外壳、电热芯和填充物，所述填充物的材料包括石墨、氧化镁、硫酸镁和水，按重量份计，其中石墨的重量份数为10-50份，氧化镁的重量份数为20-50份，硫酸镁的重量份数为10-20份，水的重量份数为20份。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述填充物的材料中，石墨的重量份数为20份，氧化镁的重量份数为40份，硫酸镁的重量份数为20份，水的重量份数为20份。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述填充物的材料还包括改性剂，所述改性剂的重量份数为1份。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述填充物的材料中的氧化镁为氧化镁晶须，粒径为200-400目。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述电暖管组设置为两排并列排布，所述电暖管上端插接在上盖栅底端，电暖管下端插接在下盖栅；

所述电暖器还包括反射隔热板，所述反射隔热板上端插接在上盖栅底端，反射隔热板下端插接在下盖栅，所述反射隔热板安装在两组电暖管组的背面。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述电暖器还包括加热装置，所述加热装置安装在下盖栅内，并和所有的电暖管电性连接，所述加热装置通过电线接出连接到外部电源。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述电线和下盖栅外侧连接处套接有一个螺母，电线在下盖栅外侧的一段上套接有软管。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述反射隔热板采用纳米隔热防腐彩铝板。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述上盖栅顶面设置有若干第一通风孔。

一般有机导热材料的导热系数W会比无机复合导热材料的导热系数W更高，比如，有机硅灌封胶LK-611的导热系数，大于等于0.8，耐温只有200度，而常规的无机复合导热材料一般远低于0.8，比如，水泥的导热系数是0.19~0.65W/m·K，矿粉的导热系数是0.26~0.29 W/m·K，粉煤灰的导热系数是0.23 W/m·K。而导热系数高的无机复合材料密度也相对高，一般也不适合做暖气片的填充物，如灰砂砖的导热系数是1.1W/m·K，但是容重为1900Kg/m3，而本方案提供的新型无机高导热复合填充材料，导热系数在常温下可以逼近0.8，且容重低，可以和有机导热材料相当。

市场上现有的导热材料价格高，每公斤100元作用，还不耐高温，通常只能耐200-250度温度，本发明中的导热材料原料来源广泛，氧化镁每公斤价格1元，石墨每公斤价格1.5元，硫酸镁价格每公斤0.5元，制成的高温高导热材料价格每公斤1元左右，每立方米容重800公斤左右，能耐高温，完全可以在400度环境中使用，大大降低了产品成本提高了产品导热性能。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种新型电暖器，按一定比例混合石墨、氧化镁、硫酸镁和水，形成一种新的高导热复合填充材料作为电暖管内的填充物，导热性能好；

2.本发明所述的一种新型电暖器，按一定比例混合石墨、氧化镁、硫酸镁和水，形成一种新的高导热复合填充材料作为电暖管内的填充物，传热，蓄热，并据此提供一种合理的电暖器的结构，结构降低电暖气的长度，适合房间安装，能更好地应用这种填充物，供热性能好。

附图说明

为了更清楚地说明本技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是本发明的一种形式的结构示意图；

图2是本发明的另一种形式的结构示意图；

图3是本发明的正面视角示意图；

图4是本发明的电暖管的立体结构示意图；

图5是本发明的电暖管的俯视视角结构示意图；

图6是实施例2的材料样品的TGA测试谱图；

图中，1-上盖栅，101-第一通风孔，2-下盖栅，3-电暖管组，301-电暖管，302-外壳，303-电热芯，304-填充物，4-反射隔热板，5-加热装置，6-电线，7-螺母，8-软管。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图6对本发明作详细说明。

实施例1：

一种新型电暖器，如图1，包括上盖栅1、下盖栅2以及设置在上盖栅1和下盖栅2之间的电暖管组3，所述电暖管组3包括若干根电暖管301，如图4、图5，所述电暖管301包括外壳302、电热芯303和填充物304，所述填充物304的材料包括石墨、氧化镁、硫酸镁和水，按重量份计，其中石墨的重量份数为10-50份，氧化镁的重量份数为20-50份，硫酸镁的重量份数为10-20份，水的重量份数为20份。

工作原理：一般有机导热材料的导热系数W会比无机复合导热材料的导热系数W更高，比如，有机硅灌封胶LK-611的导热系数，大于等于0.8，耐温只有200度，而常规的无机复合导热材料一般远低于0.8，一般有机导热材料的导热系数W会比无机复合导热材料的导热系数W更高，比如，有机硅灌封胶LK-611的导热系数，大于等于0.8，而常规的无机复合导热材料一般远低于0.8，比如，水泥的导热系数是0.19~0.65W/m·K，矿粉的导热系数是0.26~0.29 W/m·K，粉煤灰的导热系数是0.23 W/m·K。而导热系数高的无机复合材料密度也相对高，一般也不适合做暖气片的填充物，如灰砂砖的导热系数是1.1W/m·K，但是容重为1900Kg/m³，而本方案提供的新型无机高导热复合填充材料，导热系数在常温下可以逼近0.8，且容重低，可以和有机导热材料相当。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，所述填充物304的材料中，石墨的重量份数为20份，氧化镁的重量份数为40份，硫酸镁的重量份数为20份，水的重量份数为20份。

所述填充物304的材料还包括改性剂，所述改性剂的重量份数为1份。

所述填充物304的材料中的氧化镁为氧化镁晶须，粒径为200-400目。

工作原理：为了验证本实施例的中的填充物304的导热性能，委托天依科创测试中心为本材料做了测试并出具了测试报告，报告编号为TJC2006012，测试时间为2020年7月10日，测试标准为“GB/T 10297-2015 非金属固体材料导热系数的测定”，采用热线法测定，使用热失重分析仪（TGA）进行测试，测试结果为：

在常温23℃±2℃的温度，50%±5%RH的湿度的环境下，本实施例所述的填充物304的导热系数W为0.7951m·K，1000℃下的残余质量为39.67%。

如图6是本实施例的材料样品的TGA测试谱图，其中TG是质量与温度或者时间的关系，在本实施例中是质量关于温度的关系；DTG是质量变化率与温度或时间的关系，即将所得到的TG曲线对温度或时间一阶求导，在本实施例中是TG曲线对温度的一阶求导；DTA测量的是物质和参比物之间的温度差与温度的关系，当试样发生任何物理如相转变、熔化、结晶、升华或化学变化时，所释放或者吸收的热量使试样温度高于或者低于参比物的温度，从而相应的在DTA曲线上得到放热峰或吸收峰，即差热分析曲线。

从谱图中可以看出，样品的TG残留质量在999.5℃时达到最低位，如前面所述为39.67%；而DTG在381.8℃达到峰值为-1.26%/min，在732.3℃时达到峰值-1.61%/min；DTA在464.4℃时达到峰值10.648mW/mg，在885.5℃时达到峰值25.615Mw/mg。另外，在电热管301中的填充物304，需要有良好的TG性能，即在一定温度下的质量损失较低，一般来说，电热芯303的温度会保持在400℃左右，而从图6中可以看出，400℃左右时，填充物304的TG在90%左右，TG性能较好。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，如图1-图3，所述电暖管组3设置为两排并列排布，所述电暖管301上端插接在上盖栅1底端，电暖管301下端插接在下盖栅2；

所述电暖器还包括反射隔热板4，所述反射隔热板4上端插接在上盖栅1底端，反射隔热板4下端插接在下盖栅2，所述反射隔热板4安装在两组电暖管组3的背面。

所述电暖器还包括加热装置5，所述加热装置5安装在下盖栅2内，并和所有的电暖管301电性连接，所述加热装置5通过电线6接出连接到外部电源。电线6和下盖栅2外侧连接处套接有一个螺母7，电线6在下盖栅2外侧的一段上套接有软管8。

所述反射隔热板4采用纳米隔热防腐彩铝板。

工作原理：在本方案中，主要是在电暖器的后端即电暖管301的后端设置有反射隔热板4用于反射辐射向后面的空气中的热量，使得电暖器的电暖管301产生的热量更集中的向前方的大面积空气中辐射，避免在将电暖器电暖器紧贴墙放置时，电暖管301后端的空间有限，电暖管301向后辐射的热量无法有效地加速空气的对流。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新型电暖器，包括上盖栅（1）、下盖栅（2）以及设置在上盖栅（1）和下盖栅（2）之间的电暖管组（3），其特征在于：所述电暖管组（3）包括若干根电暖管（301），所述电暖管（301）包括外壳（302）、电热芯（303）和填充物（304），所述填充物（304）的材料包括石墨、氧化镁、硫酸镁和水，按重量份计，其中石墨的重量份数为10-50份，氧化镁的重量份数为20-50份，硫酸镁的重量份数为10-20份，水的重量份数为20份。

2.根据权利要求1所述的一种新型电暖器，其特征在于：所述填充物（304）的材料中，石墨的重量份数为20份，氧化镁的重量份数为40份，硫酸镁的重量份数为20份，水的重量份数为20份。

3.根据权利要求1所述的一种新型电暖器，其特征在于：所述填充物（304）的材料还包括改性剂，所述改性剂的重量份数为1份。

4.根据权利要求1所述的一种新型电暖器，其特征在于：所述填充物（304）的材料中的氧化镁为氧化镁晶须，粒径为200-400目。

5.根据权利要求1所述的一种新型电暖器，其特征在于：所述电暖管组（3）设置为两排并列排布，所述电暖管（301）上端插接在上盖栅（1）底端，电暖管（301）下端插接在下盖栅（2）；

所述电暖器还包括反射隔热板（4），所述反射隔热板（4）上端插接在上盖栅（1）底端，反射隔热板（4）下端插接在下盖栅（2），所述反射隔热板（4）安装在两组电暖管组（3）的背面。

6.根据权利要求1所述的一种新型电暖器，其特征在于：所述电暖器还包括加热装置（5），所述加热装置（5）安装在下盖栅（2）内，并和所有的电暖管（301）电性连接，所述加热装置（5）通过电线（6）接出连接到外部电源。

7.根据权利要求6所述的一种新型电暖器，其特征在于：所述电线（6）和下盖栅（2）外侧连接处套接有一个螺母（7），电线（6）在下盖栅（2）外侧的一段上套接有软管（8）。

8.根据权利要求1所述的一种新型电暖器，其特征在于：所述反射隔热板（4）采用纳米隔热防腐彩铝板。

9.根据权利要求1所述的一种新型电暖器，其特征在于：所述上盖栅（1）顶面设置有若干第一通风孔（101）。