防止路面湿滑的太阳能碳纤维地热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种太阳能碳纤维地热系统，包括太阳能光伏发电装置、温控装置和碳纤维地热装置。其中，碳纤维地热装置安装于地面的路基上，包括从下往上依次铺设的铝箔层、保温隔热层、碳纤维层和保护层；碳纤维层由多根碳纤维电缆铺设而成，通过温控装置与蓄电池的金属导线连接；铝箔层能够快速传递碳纤维层散发的热量；保温隔热层采用发泡水泥；保护层由聚苯板加混凝土构成。当感测到路面温度低于预先设定的温度阈值时，温度控制器控制蓄电池开始向碳纤维层输送电能；当感测到路面温度高于预先设定的温度阈值时，温度控制器控制蓄电池不再向碳纤维层输送电能。本实用新型使得铺设了碳纤维电缆的路段表面始终保持合适的温度，达到了有效防止冬季路面湿滑的效果。
【专利说明】防止路面湿滑的太阳能碳纤维地热系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及碳纤维技术，特别的，涉及一种能够防止路面湿滑的太阳能碳纤维地热系统。
【背景技术】
[0002]碳纤维(carbon fiber),是以聚丙烯腈(PAN)原丝为材料,在1000°C以上经高温高压非氧化性炭化形成的高模量聚丙烯腈基纤维体，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
[0003]碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电、导热和远红外辐射等诸多优势。
[0004]碳纤维是当今电热转化率最高的电热材料，它的物理特性决定了碳纤维发热电缆的高效节能。碳纤维是一种全黑体材料，电热转化效率比金属发热提高30%，电热效率约100%。跟其他发热材料相比，碳纤维升温迅速，同功率发热量最大，升温时间快，安全性好。其单根通过的电流为0.8A，通电状态下可以直接用手触摸碳纤维发热丝，但是并没有触电的感觉。碳纤维本身通电后，能产生8 μ m-15 μ m的远红外线，有75%的热量会以远红外线辐射出来，因此，碳纤维发热丝正是利用碳素纤维发出的远红外线辐射来取暖的。
[0005]碳纤维的抗拉强度高，在相同的允许的电流负荷面积下，碳纤维的强度比金属丝高6-10倍，在使用过程中也不会发生折断，因此在电热过程中其抗拉强度几乎无变化。
[0006]碳纤维还具有其他优点，例如:断线不起弧，能够有效杜绝火灾的发生。重量轻，能够有效减轻构件的重量。耐腐蚀，不易被氧化，化学性能稳定。在无氧状态下，加热碳纤维到3000度，其机械性能不发生任何变化，在电热状态下则克服了金属丝、PTC、碳化硅电热体强度低，易氧化烧断的缺点。碳纤维的使用寿命长，能够与建筑同寿命。
[0007]由于冬季路面湿滑容易发生交通事故，影响了人们的正常出行，因此，基于碳纤维的上述特点，可以采用一种利用了碳纤维加热原理的系统来解决上述问题。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是提供一种能够防止路面湿滑的太阳能碳纤维地热系统，使用如下技术方案来实现:
[0009]一种太阳能碳纤维地热系统，包括:太阳能光伏发电装置、温控装置和碳纤维地热装置；
[0010]所述太阳能光伏发电装置包括:太阳能电池组件、路灯、路灯灯杆、蓄电池和控制器:
[0011]所述路灯灯杆设置在道路两侧，所述太阳能电池组件和路灯安装在所述路灯灯杆上，所述蓄电池和控制器安装在灯杆底座处；其中，所述太阳能电池组件为所述蓄电池充电，所述控制器用于控制太阳能电池组件对蓄电池的充放电；
[0012]所述温控装置包括温度传感器和温度控制器；
[0013]所述碳纤维地热装置安装于地面的路基上，包括从下往上依次铺设的铝箔层、保温隔热层、碳纤维层和保护层；其中，所述碳纤维层由多根碳纤维电缆铺设而成，所述碳纤维电缆通过所述温控装置与蓄电池的金属导线连接；所述铝箔层能够快速传递碳纤维层散发的热量，均匀地面的整体温度；所述保温隔热层采用发泡水泥，用于阻止所述热量往下传递；所述保护层由聚苯板加混凝土构成，用于保护碳纤维层以及提高蓄热保温效果；在所述碳纤维电缆的表面，还安装有卡扣，用于将碳纤维电缆的位置固定:
[0014]当所述温度传感器感测到路面温度低于预先设定的温度阈值时，所述温度控制器控制蓄电池开始通过所述金属导线向所述碳纤维层输送电能；当所述温度传感器感测到路面温度高于预先设定的温度阈值时，所述温度控制器控制蓄电池不再向碳纤维层输送电倉泛。
[0015]所述控制器通过控制太阳能电池组件对蓄电池的充放电，能够防止蓄电池的过充或过放。
[0016]所述蓄电池还用于为路灯供电。
[0017]当所述蓄电池开始通过所述金属导线向所述碳纤维层输送电能时，所述碳纤维层中的碳纤维电缆迅速升温，电缆散发的热量被传导到路面，使得路面温度逐渐升高。
[0018]本实用新型的有益效果在于:
[0019]在防湿滑的路面下铺设碳纤维电缆，通过在道路两旁安装的太阳能光伏发电系统产生的电能，提供给碳纤维地热装置，电缆发热后逐渐给地面加温，使得铺设碳纤维的路段表面始终保持合适的温度，达到了有效防止冬季路面湿滑的目的，尤其在拐弯、坡道等特殊路段使用本实用新型，对安全行车、避免交通事故的效果明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的太阳能碳纤维地热系统的结构图。
[0021]其中:1.铝箔层、2.保温隔热层、3.碳纤维层、4.温控装置、5.太阳能电池组件、
6.路灯、7.蓄电池、8.控制器
【具体实施方式】
[0022]以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
[0023]如图1所示，本实用新型的太阳能碳纤维地热系统，具体结构为:
[0024]一种太阳能碳纤维地热系统，包括:太阳能光伏发电装置、温控装置和碳纤维地热
>J-U ρ?α装直。
[0025]所述太阳能光伏发电装置包括:太阳能电池组件5、路灯6、路灯灯杆、蓄电池7和控制器8。
[0026]所述路灯灯杆设置在道路两侧，所述太阳能电池组件5和路灯6安装在所述路灯灯杆上，所述蓄电池7和控制器8安装在灯杆底座处。其中，所述太阳能电池组件5为所述蓄电池7充电，所述控制器8用于控制太阳能电池组件5对蓄电池7的充放电，以防止蓄电池7过充或过放。
[0027]所述温控装置4包括温度传感器和温度控制器。
[0028]所述碳纤维地热装置安装于地面的路基上，包括从下往上依次铺设的铝箔层1、保温隔热层2、碳纤维层3和保护层(图中未示出)。其中，所述碳纤维层3由多根碳纤维电缆铺设而成，所述碳纤维电缆通过所述温控装置4与蓄电池7的金属导线连接；所述铝箔层I能够快速传递碳纤维层3散发的热量，均匀地面的整体温度；所述保温隔热层2采用具有良好隔热效果的发泡水泥，用于阻止所述热量往下传递；所述保护层由聚苯板加混凝土构成，用于保护碳纤维层3以及提高蓄热保温效果。在所述碳纤维电缆的表面，还安装有卡扣，用于将碳纤维电缆的位置固定。
[0029]所述蓄电池7用于为碳纤维层3和路灯6供电。
[0030]当所述温度传感器感测到路面温度低于预先设定的温度阈值时，所述温度控制器控制蓄电池7开始通过所述金属导线向所述碳纤维层3输送电能，所述碳纤维层3中的碳纤维电缆迅速升温，电缆散发的热量被传导到路面，使得路面温度逐渐升高；当所述温度传感器感测到路面温度高于预先设定的温度阈值时，所述温度控制器控制蓄电池7不再向碳纤维层3输送电能。
[0031]本实用新型的太阳能碳纤维地热系统，以碳纤维电缆为发热体，通电后即可产生远红外长波，使被加热物体吸收，实现了快速提高采暖环境温度的目的。其可以铺设在地面的路基上，这样，不但能够保护碳纤维层的发热体不被损坏，同时还具有蓄热和均匀散热的作用。通电后的地面能够整体发热，从而避免了道路的冬季湿滑。
[0032]该系统除了能够在冬季应用于防止路面湿滑，还可以广泛应用于住宅采暖、温室大棚、管道加热系统、屋顶融雪系统和畜牧养殖加热系统等。
[0033]以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种太阳能碳纤维地热系统，其特征在于，包括:太阳能光伏发电装置、温控装置和碳纤维地热装置； 所述太阳能光伏发电装置包括:太阳能电池组件、路灯、路灯灯杆、蓄电池和控制器； 所述路灯灯杆设置在道路两侧，所述太阳能电池组件和路灯安装在所述路灯灯杆上，所述蓄电池和控制器安装在灯杆底座处；其中，所述太阳能电池组件为所述蓄电池充电，所述控制器用于控制太阳能电池组件对蓄电池的充放电； 所述温控装置包括温度传感器和温度控制器； 所述碳纤维地热装置安装于地面的路基上，包括从下往上依次铺设的铝箔层、保温隔热层、碳纤维层和保护层；其中，所述碳纤维层由多根碳纤维电缆铺设而成，所述碳纤维电缆通过所述温控装置与蓄电池的金属导线连接；所述铝箔层能够快速传递碳纤维层散发的热量，均匀地面的整体温度；所述保温隔热层采用发泡水泥，用于阻止所述热量往下传递；所述保护层由聚苯板加混凝土构成，用于保护碳纤维层以及提高蓄热保温效果；在所述碳纤维电缆的表面，还安装有卡扣，用于将碳纤维电缆的位置固定； 当所述温度传感器感测到路面温度低于预先设定的温度阈值时，所述温度控制器控制蓄电池开始通过所述金属导线向所述碳纤维层输送电能；当所述温度传感器感测到路面温度高于预先设定的温度阈值时，所述温度控制器控制蓄电池不再向碳纤维层输送电能。
2.如权利要求1所述的太阳能碳纤维地热系统，其特征在于，所述控制器通过控制太阳能电池组件对蓄电池的充放电，能够防止蓄电池的过充或过放。
3.如权利要求1所述的太阳能碳纤维地热系统，其特征在于，所述蓄电池还用于为路灯供电。
4.如权利要求1所述的太阳能碳纤维地热系统，其特征在于，当所述蓄电池开始通过所述金属导线向所述碳纤维层输送电能时，所述碳纤维层中的碳纤维电缆迅速升温，电缆散发的热量被传导到路面，使得路面温度逐渐升高。
【文档编号】E01C11/26GK204000539SQ201420443900
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】卢贤飞 申请人:浙江省城乡规划设计研究院