一種碳纖維節能發熱地磚線、線組及地暖系統的製作方法

2023-05-10 05:53:06 1

本發明涉及碳纖維領域，特別涉及一種碳纖維節能發熱地磚線、線組及地暖系統。

背景技術：

碳纖維是一種力學性能優異的新材料，用碳纖維製成各種規格的發熱線纜，具有碳元素及纖維的雙重優點及特性，具有良好的熱轉換率、發熱快、電阻值穩定且分布均勻等優點而廣泛地應用於各個領域。它的比重不到鋼的1/4，抗拉強度卻是鋼的7-9倍，抗拉彈性模量亦高於鋼，與金屬電纜相比，佔有很大優勢，是傳統地暖電纜的最佳替代產品。

現在市面上的碳纖維線纜一般是由多根碳纖維發熱絲絞合形成一股碳纖維發熱體，再在上述碳纖維發熱體的外側周部上包裹上絕緣用護套而形成，這樣製作形成的碳纖維線纜至少存在以下兩個缺點：第一、單股碳纖維發熱體要達到需要的發熱量，就需要絞合大量的碳纖維發熱絲，電阻降低，電流變大，實際發熱功率變大，即消耗的電量大；第二、現有的碳纖維線纜外層的護套耐熱程度較低，滿足不了一些高溫應用環境的使用要求。

技術實現要素：

為了解決現有技術的問題，本發明提供了一種碳纖維節能發熱地磚線、線組及地暖系統，技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種碳纖維節能發熱地磚線，包括發熱線、連接導線及兩個三通接頭，所述連接導線的一端依次穿過第一個三通接頭的第一接頭部和第二接頭部，再依次穿過第二個三通接頭的第一接頭部和第二接頭部，所述發熱線的一端伸入第一個三通接頭的第三接頭部並與連接導線連接，所述發熱線的另一端伸入第二個三通接頭的第三接頭部並與連接導線連接。

進一步地，所述發熱線包括設置成束狀的至少兩根碳纖維發熱單元線，每根碳纖維發熱單元線包括設置成束狀的多根碳纖維絲和絕緣層，所述多根碳纖維絲設置在絕緣層內，不同的碳纖維發熱單元線的碳纖維絲數量相同或者不同。

進一步地，所述連接導線包括第一導線和第二導線，所述第一導線與火線連接，所述第二導線與零線連接。

進一步地，所述發熱線的一端與連接導線的第一導線連接，另一端與連接導線的第二導線連接。

進一步地，所述發熱線還包括導熱保護層，所述導熱保護層設置在所述至少兩根碳纖維發熱單元線的外側。

進一步地，所述絕緣層由耐高溫絕緣材料製成，所述導熱保護層由耐高溫pvc阻燃材料或耐高溫cpvc阻燃材料製成。

進一步地，所述碳纖維發熱單元線為兩根，每根碳纖維發熱單元線包括6000根碳纖維絲；或者，所述碳纖維發熱單元線為三根，每根碳纖維發熱單元線包括4000根碳纖維絲。

另一方面，本發明提供了一種碳纖維節能發熱地磚線線組，所述線組包括多個如上所述的碳纖維節能發熱地磚線。

進一步地，多個碳纖維節能發熱地磚線共用一條連接導線，或者，多個碳纖維節能發熱地磚線的連接導線串聯連接。

另一方面，本發明還提供了一種地暖系統，所述地暖系統包括地磚、混凝土層及一個或多個如上所述的碳纖維節能發熱地磚線線組，所述線組排布在混凝土層下方，所述地磚鋪設在混凝土層上方。

本發明提供的碳纖維節能發熱地磚線能夠產生以下有益效果：

a.束狀的多根碳纖維絲組成單根碳纖維發熱單元線，本發明採用雙根或多根碳纖維發熱單元線，單根碳纖維發熱單元線的碳纖維絲數量減小，電阻加大，電流變小，發熱功率降低，節約電能；

b.發揮多根碳纖維發熱單元線的熱疊加作用，達到需要的溫度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的碳纖維節能發熱地磚線的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的單個碳纖維節能發熱地磚線的的排布示意圖；

圖3是本發明實施例提供的碳纖維節能發熱地磚線線組的排布示意圖；

圖4是本發明實施例提供的碳纖維節能發熱地磚線的電路連接示意圖；

圖5是本發明實施例提供的碳纖維節能發熱地磚線的發熱線的結構示意圖；

圖6是本發明實施例提供的碳纖維節能發熱地磚線的發熱線的製作方法流程圖。

其中，附圖標記為：1-發熱線，11-碳纖維發熱單元線，12-絕緣層，13-導熱保護層，2-三通接頭，21-第一接頭部，22-第二接頭部，23-第三接頭部，3-連接導線。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。

需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」等是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本發明的實施例能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、裝置、產品或設備不必限於清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

實施例1

在本發明的一個實施例中，提供了一種碳纖維節能發熱地磚線，參見圖1和圖2，所述碳纖維節能發熱地磚線包括發熱線1、連接導線3及兩個三通接頭2，兩個三通接頭2隔開一定距離，所述連接導線3的一端依次穿過第一個三通接頭2的第一接頭部21和第二接頭部22，再依次穿過第二個三通接頭2的第一接頭部21和第二接頭部22，所述發熱線1的一端伸入第一個三通接頭2的第三接頭部23並與連接導線3連接，所述發熱線1的另一端伸入第二個三通接頭2的第三接頭部23並與連接導線3連接。

本發明的發熱線1與現有技術中的單根型碳纖維發熱線有所不同，參見圖5，所述發熱線1包括設置成束狀的至少兩根碳纖維發熱單元線11，每根碳纖維發熱單元線11包括設置成束狀的多根碳纖維絲和絕緣層12，所述多根碳纖維絲設置在絕緣層12內，不同的碳纖維發熱單元線11的碳纖維絲數量相同或者不同。所述發熱線1還包括導熱保護層13，所述導熱保護層13設置在所述至少兩根碳纖維發熱單元線11的外側。

以兩根線型舉例：在本實施例中，每根碳纖維發熱單元線11均由6000根碳纖維發熱絲絞合形成，絞合的6000根碳纖維發熱絲的外層包覆有絕緣層12，所述絕緣層12為耐高溫材料製成，這裡的耐高溫範圍為260℃左右，優選採用鐵氟龍材料，鐵氟龍學名為聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)，英文縮寫為ptfe，這種材料的產品一般統稱作"不粘塗層"，是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。這種材料具有抗酸抗鹼、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶於所有的溶劑，同時，聚四氟乙烯具有耐高溫的特點，且具有良好的絕緣性能，包覆有鐵氟龍制絕緣層12的碳纖維發熱絲定義為單根碳纖維發熱單元線11。在本發明的另一個實施例中，所述絕緣層12可採用其他的耐高溫絕緣材料製成，比如聚醯亞胺、聚四氟乙烯(ptfe)、改性聚甲醛(pom)等材料。本發明對使用的耐高溫絕緣材料的具體種類不作限定。

在本實施例中，所述碳纖維發熱單元線11的數量為兩根，兩根碳纖維發熱單元線11並列靠緊設置，並在兩根碳纖維發熱單元線11的外側包覆導熱保護層13，所述導熱保護層13採用耐高溫pvc材料製成，pvc學名為聚氯乙烯，英文簡稱pvc(polyvinylchloride)，本發明實施例中的耐高溫的溫度為120℃-130℃，在本發明的另一個優選實施例中，所述導熱保護層13優選採用耐高溫cpvc材料製成，cpvc樹脂由聚氯乙烯(pvc)樹脂氯化改性製得，耐高溫的溫度可達到150℃。

以9.5m的碳纖維線纜為例，現有技術中，採用單根12k規格(12000根碳纖維發熱絲)的碳纖維發熱單元線11，發熱功率約為176w，採用本發明實施例中雙根6k規格(6000根碳纖維發熱絲)的碳纖維發熱單元線11，兩根碳纖維發熱單元線11發熱功率總和降低至140w，大大降低了電能消耗。

本發明實施例提供的碳纖維節能發熱地磚線的發熱線採用雙根或多根碳纖維發熱線替代現有技術中單根碳纖維發熱線的製作工藝，在達到相同發熱溫度的前提下，大大降低了發熱功率，節約電能。

所述地磚線的電路連接方式如下：

所述連接導線3包括第一導線和第二導線，所述第一導線與火線連接，所述第二導線與零線連接，可將穿過三通接頭2的連接導線3看成是一根火線與一根零線的組合，火線和零線之間通過絕緣材料隔開。參見圖4，所述發熱線1的一端與連接導線3的第一導線(火線)連接，另一端與連接導線3的第二導線(零線)連接，在本發明的一個實施例中，所述發熱線1的兩根碳纖維發熱單元線11從一段引出並絞合在一起，然後與火線或零線連接；在本發明的另一個實施例中，所述發熱線1的兩根碳纖維發熱單元線11從一段引出並相互獨立，各自連接火線或零線，優選地，同一端引出的兩根碳纖維發熱單元線11均連接火線，另一端引出的兩根碳纖維發熱單元線11均連接零線。

實施例2

與實施例1不同的是，本實施例中的碳纖維發熱單元線11為三根，每根碳纖維發熱單元線11包括4000根碳纖維絲。與現有技術中單根12k規格(12000根碳纖維發熱絲)的碳纖維發熱線相比，同樣可以實現電能消耗的降低。

相對應地，三根碳纖維發熱單元線11的碳纖維發熱絲均由絕緣層12包裹，導熱保護層13裹覆三根碳纖維發熱單元線11，其他數量的碳纖維發熱單元線11製成的碳纖維節能發熱地磚線在此不一一列舉。

實施例3

在實施例1的基礎上，本發明提供了一種碳纖維節能發熱地磚線線組，所述線組包括多個如實施例1所述的碳纖維節能發熱地磚線。

作為一個優選實施例，多個碳纖維節能發熱地磚線共用一條連接導線3，參見圖3，或者，多個碳纖維節能發熱地磚線的連接導線3串聯連接。

在本發明的一個實施例中，提供了一種地暖系統，所述地暖系統包括地磚、混凝土層及一個或多個如上所述的碳纖維節能發熱地磚線線組，所述線組排布在混凝土層下方，所述地磚鋪設在混凝土層上方。

實施例4

本發明的一個實施例中，提供了一種碳纖維節能發熱地磚線中發熱線的製作方法，參見圖6，所述方法包括以下步驟：

s1、將絕緣層包覆在多根碳纖維絲的外側，製成單根碳纖維發熱單元線；

s2、將導熱保護層包覆在多根碳纖維發熱單元線外側；

s3、裁剪得到發熱線。

其中，s1中，所述單根碳纖維發熱單元線包括6000根碳纖維絲，所述絕緣層由耐高溫絕緣材料製成；s2中，所述導熱保護層由耐高溫pvc阻燃材料或耐高溫cpvc阻燃材料製成，具體說明如上，在此不再贅述。

進一步地，s3之後還包括，將發熱線的兩端分別接入兩個三通接頭的第三接頭部，其中一段連接火線，另一端連接零線。

s3中，裁剪得到的發熱線的長度可根據具體地暖供需而設定，比如房間寬5米，則單根發熱線可裁剪為9米左右並按寬度方向排布，或者房間長8米，則單根發熱線可裁剪為15米左右並按長度方向排布，在排布過程中，儘量做到均勻排布。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。