[发明专利]导电混凝土电暖装置

说明书

本发明是采用导电混凝土为电发热体的电暖装置。

目前集中供暖的主要有蒸汽、热水供暖和电加热供暖这两种系统。蒸汽、热水供暖中均存在暖气、热水管道和散热片的架设，影响住宅美观，而且大多数供暖系统的燃煤锅炉产生的烟尘，均未经处理而直接排放到大气中，造成环境污染。电加热集中供暖系统中，一般采用中央空调系统，由于造价昂贵，只能提供写字楼和高级宾馆等场级的供暖，不能为民用住宅和普通办公场所、生产厂房等所接受。

除了集中供暖系统外，还有相当一部分城镇居民采用以蜂窝煤和煤球为燃料的煤炉取暖，这些煤炉不仅给居民家庭造成粉尘污染，而且由于数量之多以至不能忽视其对大气的污染。当通风或排烟不畅时，易造成煤气中毒，给人们的生活带来隐忧。

为解决未受惠于集中供暖的的居民取暖问题，市场上推出了各式各样的电暖器，主要有充油式电暖器、远红外电暖器、热风电暖器、挂画式全塑电暖器等。充油式电暖器的绝缘油一般采用多氯联苯，是不易降解的有毒物质；远红外电暖器表面发热元件温度在600～900℃，有明火和过热处，结构也复杂；热风电暖器耗能高，且有噪音；挂画式全塑电暖器由于塑料会因长时间加热而迅速老化，影响使用寿命。专利93107944.6又推出一种电热地板砖，由于采用石墨粉与金属粉末通过树脂粘接而成，但金属粉末易在不断加热中加速氧化而改变导电能力，影响供暖效果；而且树脂也会老化而减少使用寿命。专利93101346.1则推出碳素石墨电极防漏电结构离子取暖器，采用电解质水溶液通电来加热，其电热转换率较低，并且制作繁杂。

无论是集中供暖设施还是煤炉、电暖器，都存在一个共同的缺点，即需要占用一定的空间面积。

针对上述问题，特完成本发明。

本发明是由导电混凝土发热体、电极、加热控制装置、绝缘材料四个主体部分构成。下面将结合图例进行详细说明，为便于描述，在图1至图6中，各部分的编号统一，以免混淆。

   编号      名称

   <1>       导电混凝土发热体

   <2>       电极

   <3>       加热控制装置

   <4>       绝缘材料

   <5>       混凝土墙面或地面

   <6>       PTC电子陶瓷片

   <7>       金属片

   <8>       固定螺丝钉或螺栓

   <9>       螺纹孔

一.本发明采用导电混凝土作为电加热发热体。作为该发热体的导电混凝土至少含有石墨粉、碳纤维中的一种。其中碳纤维可以是平均长度为2～12mm的短切碳纤维，碳纤维网、碳纤维布、碳纤维束及其组合。

由于石墨粉、碳纤维均具有良好的化学惰性和热稳定性，保证了导电混凝土的使用寿命和稳定的性能。

导电混凝土发热体<1>既可以在建筑施工中与墙面(见图1-a)或地面(见图1-b)结合为一体，无需占用额外空间，并实现集中供暖；也可以制成混凝土预制件——导电混凝土发热板(图2)，以满足市场需求。图1-c是导电混凝土电暖装置主体部分的接线图。

二.本发明中与导电混凝土两端连接的电极，可以采用金属电极、石墨电极、碳纤维束电极、碳纤维布电极中的任意一种。

电极<2>与导电混凝土之间可以用导电胶粘接(见图2的导电混凝土发热板式的设计)，也可以在导电混凝土砂浆浇铸导电混凝土发热体时，直接浇铸在导电混凝土发热体两端(图1-a，图1-b)，即以导电混凝土砂浆粘接。

三.本发明所采用的加热控制装置，可以是串级电阻式的分压控制器和PTC电陶瓷(正温度系数电陶瓷)控制器的任意一种。

加热控制装置(3)是通过控制施加于导电混凝土发热体两端的电压来达到控制导电混凝土发热体加热速度。串级电阻式的分压器需人工调档；PTC电子陶瓷控制器(图3.图4)则可自动控制在设定温度范围内。当发热体温度低于设定温度时，PTC电子陶瓷电阻很小，施加于导电混凝土发热体的电压就大，其加热速度和升温速度较快；当温度达到设定温度(PTC电子陶瓷的居里点温度)时，PTC电子陶瓷的电阻急剧增大，导致导电混凝土发热体两端分压减少而降低加热速度。当温度回落到低于设定温度时，PTC电子陶瓷阻值又急剧回降，施加于导电混凝土发热体两端的电压回升而增加加热速度，从而达到对电暖装置的加热自动控制，并节约电能。