一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板制造技术

本发明专利技术涉及电热转换技术领域，具体涉及一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板。采用集多功能于一体的泡沫铝结构材料，替代现有复合在发热元件上的多种、多层不同功能作用的材料，将发热元件嵌套其中，消除现有电热板存在的种种缺陷。泡沫铝是一种由多孔金属铝骨架、覆盖骨架外表的氧化铝薄膜及其骨架内的空气泡组成，集金属铝、非金属氧化铝与空气的优良性能于一体，兼具质轻、多功能、环保、可设计的功能与结构特征，是一种提高电热板性价比的理想工程材料。

【技术实现步骤摘要】
一种用泡沬铝嵌套发热元件制作的电热板 本专利技术涉及电热转换
，具体涉及一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热 板。
技术介绍
现有电热板或电热地暖都是以发热元件为心脏，用多种金属和非金属材料复合而 成的制品。2007100559294号专利公开了一种小型电热板制作方法，它由金属板制作的箱 型板、防止粉尘的无纺织物、埋设有陶瓷发热体的天然炭层、无纺织物纤维层、下部外层材 料、上部外层材料、旧式窗户状本质垫板压制与粘合而成；20113547401号专利公开了一种 包括多孔绝缘防火材料层的电热地板，它由地板基材层、热扩散层、导电发热材料层、绝缘 防火层、多孔绝缘防火材料层、耐磨层、平衡层复合制成；201220068922号专利公开了一种 电热膜地暖装置，它由加固网、水泥层、室内装饰层、加热层、内保护层、外保护层安装施工 而成；2012103105561号专利公开了一种负离子远红外电地暖床板，它由耐压保护层底板、 地暖模块本体绝热层、防火阻燃层、纯铝箔反射层、四周侧板、发热电缆及上保护面板组成。 从上述公布的、用不同发热元件制作的电热板专利看出，为确保电热采暖的安全、 环保、经济、耐用的功能效果，几乎所有电热板或地暖都是由多种不同性能与功能的材料复 合制作。由此引出诸多隐患，一是电热板受人为的、自然的及其随机组合因素影响太多，很 难判断各类产品的好坏优劣，市场推出的发热电缆、碳纤维、电热膜、碳晶、电热丝地板正处 于百家争鸣、各说各好中；二是多种功能作用不同材料复合在一起，如受热时，不同材料的 线膨胀系数各异，板面会翘起变形；三为使多种金属、无机物、有机物材料复合在一体，维 修难、再生利用也难；四是不同比重材料组合为一体，不仅重，而且厚，电地热板厚度一般 40-50醒，至少25醒，必须请专业人员安装。 本专利技术采用集多功能于一体的泡沫铝结构材料，替代现有复合在发热元件上的多 种不同功能作用的材料，将发热元件嵌套其中，消除现有电热板存在的种种缺陷。泡沫铝是 一种由多孔金属铝骨架、覆盖骨架外表的氧化铝薄膜及其骨架内的空气泡组成，集金属铝、 非金属氧化铝与空气的优良性能于一体，兼具质轻、多功能、环保、可设计的功能与结构特 征： -是质轻特性。与传统材料相比，孔隙率为90 %的泡沫铝，密度只有0. 25g/ cm 3， 仅为铝的1/10、铁的1/30、木材比重的1/4, 一块1000X 1000X 10 mm泡沫铝板重约2. 5 kg， 500 X 500 X 10 mm泡沫铝板，只有700g ; 二是多功能性。同时具有高比强度、高比刚度、高强韧、高能量吸收等优良机械力 学性能，以及隔热保温、耐热阻燃、散热、电磁屏蔽、防潮抗蚀、抗老化、耐磨耐用等特殊物理 性能，集多种不同功能材料的特性于一身，用一种材料替代现有包裹在发热元件上的多种 材料，为制作电热板瘦身，达到最隹的技术效果； 三是环境友好性。泡沫铝中80-90%是空气，空气是一种热导系数很小的可再生无 价的资源，泡沫铝在制作或再生或在中高温下长期使用时，无任何有害气体的产生与排放， 是一种对环境不产生一次污染、二次污染的绿色材料； 四是可设计性。泡沫铝具有千变万化微结构，通过合理调整孔隙、孔径等微结构， 制作满足各种用户需要的功能型电热板，如突出换热散热功能，选用开孔泡沫铝板，突出绝 热保温功能，选用闭孔泡沫铝板；加工性能优异，可任意裁切、打孔、弯曲、粘结、铆接、榫卯， 做成所需的结构与外形，特别是采用榫卯结构插装固定，施工、安装、维修都十分方便。 综上所述，泡沫铝材制作电热板，是一种提高电热板性价比的理想工程材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：采用不同微观结构的泡沫铝板替代现有多种上下 包裹电热元件的材料制作电热板，覆盖电热元件的上层材料采用开孔泡沫铝板，主要起换 热散热、电磁屏蔽、耐温阻燃、耐磨耐用、载重抗变、外观装饰等功能结构作用；敷设发热元 件的下层材料采用闭孔泡沫铝板，主要起绝热保温、承重防潮、电磁屏蔽、耐温阻燃等功能 结构作用，优选榫卯结构将发热元件嵌套在上下两层泡沫铝板中，制成适合市场所需的各 种规格型号的电热板。 为解决上述技术问题，提出以下技术实施方案： -是电热板上层材料米用孔隙率90% 土、孔径< 1醒、密度0· 25g/cm3土、厚5醒、 长度与宽度根据使用需要的开孔泡沫铝平面板制作，开孔泡沫铝具有大的比表面积，并使 散布在其中的空气产生复杂的三维流动，经试验，其散热能力优于现有翅片散热结构，不仅 散热效率高，而且轻；厚度5mm开孔泡沫铝在50-1050 ? MHz电磁波频率范围内，电磁屏蔽 性能在30-75dB间，远比纯铁、硅钢片、含铜粉涂料的电磁屏蔽性能优良；线膨胀系数与基 体材料铝相近，热稳定性好，即使高于软化温度也不变形；具有一定的抗压、抗冲击性能，承 重可达自重的60倍以上。 二是电热板的下层材料采用孔隙率90% 土、孔径彡1 IM、密度〇. 25g/cm3土、厚度 > 5 mm、长度与宽度与上层材料相对应的闭孔泡沫铝凹形槽板制作，将圆形或扁平的电热 元件敷设在凹槽中；闭孔泡沫铝导热系数很低，仅为纯铝的1/5-1/150,是一种优良的绝热 保温材料，能确保电热元件的热量向上辐射；经检测质量与体积吸湿率均< 0. 1%，防潮性 优异，不影响因潮湿降低电热元件的性能；电磁屏蔽性能略优于开孔结构；优良的缓冲吸 能特性，即使地面平整度较低，也能安装其上，不影响使用与外形美观。 三是发热元件及其温控系统，沿用现有成熟技术制作或定制，电热丝、电缆等圆形 发热元件嵌套在下层泡沫铝板的U形凹槽中，电热膜、碳纤维布等扁平形电热元件则嵌套 在下层泡沫铝板的平面凹槽中，凹槽的凹面面积与高度依发热元件的面积与高度（直径或 厚度）而定，确保发热元件与上下两层泡沫铝板无缝隙地连接为一体，为确保电热元件无 缝平摊在凹槽中，电热元件面积与下层泡沫铝凹面面积一致，电热元件厚度与下层泡沫铝 的平面凹槽或U形凹槽的高度一致，则下层泡沫铝板厚度由实现功能的基本厚度5 mm (凹 形底面到泡沫铝板底面的高度）与敷设在凹槽内的电热元件厚度或直径相加而成；其计算 式为： Η (电热板厚度）=Hi (上层泡沫铝板厚度）+H2 (下层泡沫铝板厚度） 式中H2 = h21(凹形底面到凹槽顶面的高度）+h22(凹形底面到泡沫铝板底面的高 度） H3 (发热元件的直径或厚度）=h2i H22 = 1? 贝丨J :H =氏+1121+1122 =氏+成+氏=2^+? H2 = 已知Hi为5 mm，则电热板与下层泡沫铝板的厚度取决于发热元件的厚度或直径， 目前市面用于取暖的发热元件厚度或直径，根据功率大小，一般在0.3-5 mm之间，如下表所 示： 几种常用电采暖发热元件厚度比较表 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于采用不同微观结构的泡沫铝板替代现有多种上下包裹电热元件的材料制作电热板，覆盖电热元件的上层采用开孔泡沫铝板，主要起换热散热、电磁屏蔽、耐温阻燃、耐磨耐用、载重抗变、外观装饰功能结构作用；敷设发热元件的下层闭孔泡沫铝板，主要起绝热保温、承重防潮、电磁屏蔽、耐温阻燃功能结构作用，优选榫卯结构将发热元件嵌套在上下两层泡沫铝板中，制成适合市场所需的各种规格型号的电热板。

【技术特征摘要】
1. 一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于采用不同微观结构的泡沫铝 板替代现有多种上下包裹电热元件的材料制作电热板，覆盖电热元件的上层采用开孔泡沫 铝板，主要起换热散热、电磁屏蔽、耐温阻燃、耐磨耐用、载重抗变、外观装饰功能结构作用； 敷设发热元件的下层闭孔泡沫铝板，主要起绝热保温、承重防潮、电磁屏蔽、耐温阻燃功能 结构作用，优选榫卯结构将发热元件嵌套在上下两层泡沫铝板中，制成适合市场所需的各 种规格型号的电热板。2. 根据权利要求1所述一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于电热板 上层材料采用孔隙率90% 土、孔径< 1 mm、密度〇.25g/cm3土、厚5 mm、长度与宽度根据使用 需要的开孔泡沫铝平面板制作。3. 根据权利要求1所述一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于电热板 的下层材料采用孔隙率90% 土、孔径< 1 mm、密度〇· 25g/cm3土、厚度> 5 mm、长度与宽度与 上层材料相对应的闭孔泡沫铝凹形槽板制作，将圆形或扁平的电热元件敷设在凹槽中。4. 根据权利要求1或3所述一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于发 热元件及其温控系统，沿用现有成熟技术制作或定制，圆形发热元件嵌套在下层泡沫铝板 的U形凹槽中，扁平形电热元件则嵌套在下层泡沫铝板的平面凹槽中，凹槽的凹面面积与 高度依发热元件的面积与直径或厚度而定，确保发热元件与上下两层泡沫铝板无缝连接为 一体，为确保电热元件无缝平摊在凹槽中，电热元件面积与下层泡沫铝凹面面积一致，电热 元件厚度与下层泡沫铝的平面凹槽或U形凹槽的高度一致，则下层泡沫铝板厚度由凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪原，汪国杰，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43