一种中红外供暖墙布制造技术

本实用新型专利技术提供一种透中红外热绝缘封装的中红外供暖墙布，墙布具有叠层结构，包括顶面覆盖层、多孔聚乙烯热绝缘透中红外防刺穿层、电转中红外发射膜层、热绝缘层、底面覆盖层、墙面黏贴层；该墙布顶面中红外辐射强度高达发射源强度的70%以上，底面漏失辐射少于10%；发射源由导电纳米碳塑料复合物组成。本实用新型专利技术的创新性源于这些可量化属性的结合，利用多孔聚乙烯，既克服了热空气对流供暖的高能耗弊端，又可高效传递中红外辐射,而且可防止使用者因不慎刺穿绝热层而被灼伤。该墙布智能环保，可在墙面装饰里嵌铺或内藏多块矩形形状的独立电控组件，每块组件可根据人体位置与温度来调控开关与供暖功率，构成颠覆性节能供暖系统。系统。系统。

【技术实现步骤摘要】
一种中红外供暖墙布


[0001]本技术涉及中红外光学工程、热绝缘工程、室内供暖与节能绿色工程、纳米工程和智能制造技术，具体涉及一种美观安全的用于供暖的透中红外热绝缘封装中红外发射墙布。

技术介绍

[0002]人类文明在不断进步，但当前的发展模式是不可持续的，因为全球能源消耗速度已远远超过了全球能源储备补充速度并因此衍生能源殆尽危机。由于建筑的室内能源消耗占全球能源消耗的近40％，因此颠覆性降低室内能源消耗的创新显得尤为重要和紧迫[1
‑
5]。室内供暖科技基于物体通过固体热传导、热对流和红外辐射传递热能，其中最普遍的是通过热空气对流来实现室内供暖, 但在此方案中，热能的传递都是无选择性地让空间中几乎所有的物体都接收和消耗能量,人与物的对流能量吸收率又大致相同,故此,对流供暖虽简单却不高效，若要改变室内空间环境中所有物体的温度，不仅能耗高而且升降温速率极其缓慢。除浪费能源外，这种加热空气的供暖方式还令室内相对湿度严重下降，产生皮肤与呼吸器官等方面的诸多健康问题。尽管补充水蒸气可以提高室内湿度，但由于水蒸发所需的热量很高，因此这种补湿方法消耗的能量较大。总之，全面整改传统室内对流供暖是刻不容缓的。
[0003]与对流供暖相比，红外辐射能从热源瞬间穿过空气并被皮肤与常用衣物完全吸收，令人迅速产生暖感，而且，金属表面普遍反射且不吸收红外辐射，只要室内空间环境中较少摆放吸收红外的物件，供暖能耗可大幅下调。由于空气中的氧与氮几乎不吸收供暖所用的红外辐射，故此室内红外辐射供暖可提供一种身处冬天室外冷空气中晒太阳的感觉，温暖舒适，且不会导致空气相对湿度太低。
[0004]在现实众多室内供暖方案中，旧式农舍燃烧煤和柴的供暖烧水炉最为经典且历史悠久，例如20kW供暖燃料炉炉内温度高于600℃而开放式铸铁炉壳表面温度低于200℃，炉门开口可发射总辐射强度达33kW/m2的电磁波，辐射包括峰值在3.3μm的红外波和强度弱而仍可见的红光，如炉门开口面积为0.1m2，辐射功率约3kW；同时，开放式炉壳面发射总辐射强度约2kW/m2的中红外电磁波，峰值高于6μm,如炉壳面积1m2,炉壳辐射功率约2kW。此分析说明这种20kW 供暖炉因红外辐射面积小，总辐射功率只有5kW,供暖炉主靠加热空气对流供暖，红外辐射功率只占总能量功率的25％。
[0005]国内外城市中普遍家用的“中央”供暖炉是利用提高炉内温度来增加供热效果，而现代建筑热绝缘较好，一个额定功率为10kW的“中央”供暖器炉已足够用于100m2的室内空间供暖，近乎密封的供暖器的炉芯通常都在>1000℃的炽热温度下运行,主要依靠直接吹送加热的对流空气到室内空间的各个角落，红外辐射供暖/对流供暖的比例极低。如果炉芯间接输送加热的水或油到室内空间各个角落的散热板，散热板温度在40
‑
80℃左右，靠低功率密度和大面积对流供暖，同时也以红外辐射供暖。红外辐射供暖/对流供暖的比例是判断供暖节能度的关键参数,目前以散热板和地暖式供暖的标值约为1,未来绿色环保供暖应把此
比例提高至2或更高，把浪费能源的对流供暖分额降低。
[0006]在分析红外辐射供暖/对流供暖的比例时，对流供暖的能量功率密度普遍用下面公式1推算：
[0007]公式1：
[0008]对流供暖的能量功率密度C＝2.17
×
T
1.13 W/m2[0009]公式1中T是供暖散热板表面温度与室温的摄氏温差数。红外辐射传送能量功率密度可用以下由普朗克定律[6]导出的公式2与公式3计算：
[0010]公式2：
[0011][0012]公式3：
[0013]红外供暖的功率密度R＝供暖器红外辐射光谱强度在波长3μm
‑
50μm总和
‑
环境红外供暖的能量功率密度
[0014]由公式1与公式3可得出公式4，
[0015]公式4：
[0016]红外辐射供暖/对流供暖＝R/C
[0017]此分析方法可通过以下案例来理解。首先，理想的光谱辐射器(称为黑体)在整个辐射光谱中没有任何自吸收而按上述普朗克定律光谱分布发射电磁波，其发射率在理论上被设置为100％。如今，黑体已经通过专业生产和校准，并广泛用作发射率的检测参考标准。例如，图1所示为温度为310K(37℃、人体温度) 时黑体的发射光谱。波长短于3μm的辐射的总光谱强度约为其整个光谱的 0.02％，波长50μm以上的总光谱强度仅为2％，总辐射的98％位于3μm
‑
50μm 的波长范围内。因为人体不能长期暴露在高于320K和低于290K的温度下，因此图1中还包括了这两个温度下的黑体光谱，以进一步确认与人体健康相关的热辐射实际上只是在3μm
‑
50μm波长范围内的红外区域。温度为310K的黑体的红外辐射的能量功率密度是524W/m2,代表图1中光谱强度在3μm
‑
50μm 波长范围内的总和。
[0018]例如采用公式1与3，可算出市面上一个表温为34℃的地暖器在室温16℃时的有效对流供暖能量功率密度为96W/m2，有效红外辐射供暖能量功率密度为90W/m2,红外辐射供暖/对流供暖比例为0.94。此分析显示市面上的地暖器，超过一半功能用于无选择性的对流供暖,把室内与暖感无关的物件都加温, 导致升温慢,湿度低和耗能高。虽然如此，上述供暖已是目前较节能且较舒适的供暖方法；由此可见，供暖方式急需颠覆性革新，红外辐射供暖/对流供暖比例仍需大幅提升，供暖产市场的消费者与产销商都有责任了解红外辐射光谱科学并以此基础协力降低供暖能耗。
[0019]实际上，除供暖外，3μm
‑
50μm波长范围内的红外辐射对人类健康的重要性已经得到了充分的证实和评估[7
‑
10]。总而言之，人体被3μm
‑
50μm波长范围内的红外辐射可提高血液循环和免疫力[11
‑
14]，增强伤口愈合能力[15]，减轻疼痛[16
‑
17]，减轻抑郁压力[18]，改善睡眠质量[19]，并延缓记忆力衰退[20]。将红外辐射的这些知识与个人热管理的新兴领域协同整合[21
‑
22]，出现了新的科学研究领域并制造出新的产品。但是，当前实践中的波长跨度具有一定的随意性，这种随意性阻碍了这一新兴行业的发展和市场的可持续接受能力。例如，仅参考文献11
‑
20中的示例性作品就在红外中显示出以下从窄到宽的波长
跨度的极大不同的光谱带：“5μm
‑
12μm”[11]，“3μm
‑
14μm”[14]，“3μm
‑
15μm”[18]，“4μm
‑
16μm”[16,17,19]，“5μm
‑
20μm”[20]，“4μm
‑
20μm”[13]和“5.6μm
‑
25μm”[15]。显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中红外供暖墙布，特征在于，所述中红外供暖墙布具有叠层状结构，包括透中外顶面覆盖层、多孔聚乙烯热绝缘透中红外防刺穿层、发热元件、热绝缘层、底面覆盖层、墙面黏贴层；所述中红外的光谱波长范围为3
µ
m
‑
50
µ
m波段；所述顶面覆盖层中红外透射率≧50%；所述多孔聚乙烯热绝缘防刺穿层透中红外，所述底面覆盖层中红外发射率≤10%；所述多孔聚乙烯热绝缘透中红外防刺穿层的组成材料包括聚乙烯基体和分布于基体中的空气气泡；所述供暖墙布显示顶面向外发射红外的红外供暖功率及顶面通过热空气对流散出的对流供暖功率, 红外供暖功率比对流供暖功率高两倍以上。2. 根据权利要求1所述的供暖墙布，其特征在于，所述多孔聚乙烯热绝缘透中红外防刺穿层的厚度为1
µ
m
ꢀ‑
1cm。3.根据权利要求1所述的供暖墙布，其特征在于，所述供暖墙布具有美观的透中红外顶面覆盖层，该层包括主要组成材料和附加材料，所述主要组成材料包括聚乙烯，所述附加材料包括普通布面料、颜料、阻燃材料、和添加剂的其中一种或多种。4.根据权利要求1所述的供暖墙布，其特征在于，所述多孔聚乙烯热绝缘透中红外防刺穿层还包含附加材料，附加材料包括优化聚乙烯性能的塑料、颜料、阻燃剂和功能添加剂的其中一种或多种。5.根据权利要求1所述的供暖墙布，其特征在于，所述热绝缘是指最大实际运作热绝缘温差≥50℃。6.根据权利要求1所述的供暖墙布，其特征在于，所述多孔聚乙烯热绝缘透中红外防刺穿层具有以微结构优化过的抗击穿机械强度的单层或多层热绝缘透中红外膜结构；该防刺穿层被普通十岁孩童手指形弹子以每秒6米的速度冲击时，弹子不会击穿热绝缘透中红外防刺穿层而接触到发热膜。7.根据权利要求1
‑
6中任意一项所述的供暖墙布，其特征在于，所述多孔聚乙烯热绝缘透中红外防刺穿层的微结构由1mm
‑
10mm的封闭气泡、1mm
‑
10mm的开口气泡、1
µ
m
‑
1000
µ
m的封闭气泡、1
µ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焕明，陈鸿明，孙浩，
申请(专利权)人：佛山巧鸾科技有限公司，
类型：新型
国别省市：