一种具有热催化净化效果的低温相变蓄能电采暖装置的制作方法

本发明涉及采暖设备及室内净化设备领域，具体涉及一种具有热催化净化效果的低温相变蓄能电采暖装置。

背景技术：

我国大部分地区冬季均有采暖需求，但集中供暖范围有限。在这些地区，分散式供暖成为主要的取暖方式，包括小型户式燃油或燃气锅炉、变频空调、地源热泵及电暖器等方式。其中，燃油燃气式锅炉易造成环境污染；变频空调运行费用较高；地源热泵及电暖器节能环保且运行费用适中。但地源热泵受到地热条件限制，在某些地区难以推广应用。电暖器的特点是结构简单便携，灵活性较大，设备造价及运行费用不高，对使用环境没有特殊要求。当前市场销售电暖器大多不具有蓄热功能。具有蓄热功能电暖器多采用蓄热砖显热蓄热实现，其温度下降速度较快，放热功率不稳定，室内热舒适性较低。

相变材料作为一种具有高蓄热密度的蓄能材料，通过添加膨胀石墨、纳米铜等强化传热材料可以有效提高其导热系数，并且可以维持纯物质的相变温度。

除室内热舒适性外，控制室内空气污染物也是改善室内环境的重要部分。目前我国城区室内空气污染问题严重，污染物主要为有机挥发物(volatileorganiccompounds，简称vocs)。净化效率高，能耗低，无二次污染的净化技术的开发具有重要意义。

pt热催化-硅胶复合材料对甲醛、苯、甲苯三种有机物具有显著净化作用，且催化剂催化作用与温度正相关，60℃时催化作用趋于平稳。

本发明的目的是提供一种具有热催化净化作用的低温相变蓄能电采暖装置。以解决现有电暖器耗电量大，运行费用较高，蓄能效果不理想的状况。并结合热催化净化材料，在无多余能耗的情况下实现对室内voc的净化。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有热催化作用的低温相蓄能电采暖装置，其特征在于，包括：采暖箱体、蓄热单元、温控装置及开关组件和pt-硅胶复合材料涂层；其中采暖箱体为长方体结构，该采暖箱体包括正背顶底左右六个板，采暖箱体通过设置于采暖箱体的左侧挡板通过固定螺栓于采暖箱体的正背顶底板相连；采暖箱体正面板的上下部分别开有进风口和出风口；若干细长条的蓄热单元利用单元卡槽横向安装于采暖箱体内，蓄热单元与采暖箱体正面板间设有空气流通通道；温控装置及开关组件安装于采暖箱体前面板的右侧中部，采暖箱体的正面板表面涂有pt-硅胶复合材料涂层，蓄热单元储存电加热产生热量，在通过空气为室内房间供暖的同时提供pt-硅胶复合材料涂层发生室内vocs降解所需热量。

所述蓄热单元包括：蓄热单元外壳、低温相变材料和碳纤维加热线缆，其中碳纤维加热线缆呈u形布置于蓄热单元内部并被低温相变材料包裹，蓄热单元外壳为条状长方体结构，蓄热单元外壳的右侧开有用于连接电源线与碳纤维加热线缆；蓄热单元外壳内填充低温相变材料，低温相变材料用于储存碳纤维加热线缆发出的热量，同时散发一定热量以加热外部的冷空气。

所述低温相变材料的相变温度为60～65℃。

所述温控装置及开关组件的控制输入为布置在蓄热单元表面的温度采集器；控制输出端与各蓄热单元的内部碳纤维加热线缆相连；温控装置及开关组件电源输入端与电源线的输入火线、输入零线和输入地线相连；电源输出端与输出火线和输出零线相连，并进而连接到各蓄热单元的碳纤维加热线缆。

所述温控装置及开关组件与所述采暖箱体之间设有热保护层。

所述空气流通通道的厚度为2～3cm，由进风口进入的空气在烟囱效应下在空气流通通道内流通。

所述采暖箱体的正面板表面涂有pt-硅胶复合材料涂层具体分为：采暖箱体的正面内和/或外涂有pt-硅胶复合材料涂层。

当采暖箱体的正面内涂有pt-硅胶复合材料涂层时，pt-硅胶复合材料涂层涂在循环空气净化区中的净化材料涂覆区域上；

所述循环空气净化区设置于采暖箱体的正面板内侧，且位于进风口和出风口之间；循环空气净化区自上而下由溶液注入口、净化材料涂覆区域和溶液收集槽组成，溶液收集槽的一端开有溶液流出孔。

所述净化材料涂覆区域的表面等间距固接有竖向设置的肋条，肋条的高度为0.5cm～1.5cm。

所述pt-硅胶复合材料涂层由配比为1：1的pt热催化剂和硅胶组成，其中pt热催化剂为tio2添加质量分数占比为0.1％～3％的金属pt。

本发明的有益效果为：

利用低温相变材料对热量进行存储与室内供暖放热，具有蓄热密度大，占地面积小，温度控制稳定且运行无噪音等优点；大量推广后可平衡电网峰谷差，实现能源合理利用，降低用户采暖资费。同时，在供暖过程中，热空气通过采暖箱体内部的空气通道时，为面板内部的pt热催化-硅胶复合材料提供热量，催化空气内有机污染物的分解，从而达到不增加用电量即可净化室内空气的作用。

附图说明

图1为本发明一种具有热催化净化效果的蓄能式电采暖装置实施例1的主视结构示意图；

图2为图1中a-a剖面的剖面图；

图3为图1中b-b剖面的剖面图；

图4为本发明实施例1的左视图；

图5为本发明实施例1的内部结构示意图；

图6为本发明实施例1的内部电路结构分布图；

图7为本发明实施例1中蓄热单元的结构示意图；

图8为本发明实施例1中蓄热单元的右视图；

图9为本发明实施例2的主视图结构示意图；

图10为本发明实施例2的采暖箱体正面板由内而外的示意图；

图11为本发明实施例2的空气流通通道的局部断面示意图。

图中：

1-采暖箱体；2-pt-硅胶复合材料涂层；3-开关控制面板；4-出风口；5-进风口；6-固定挂钩；7-固定螺栓；8-蓄热单元；9-温控装置及开关组件；10-碳纤维加热线缆；11-蓄热单元外壳；12-低温相变材料，101-循环空气净化区，102-空气流通通道，1012-溶液注入口，1013-净化材料涂覆区域，1014-溶液收集槽，1015-溶液流出口，1016-肋条。

具体实施方式

如图1至图3所示的本发明一种具有热催化净化效果的蓄能式电采暖装置的实施例，包括：采暖箱体1、蓄热单元8、温控装置及开关组件9和pt-硅胶复合材料涂层2；其中采暖箱体1为不锈钢制成的长方体结构，该采暖箱体1包括正背顶底左右六个板，采暖箱体1通过设置于背面板顶端的两个固定挂钩6安装于墙面上；采暖箱体1的左侧挡板通过固定螺栓7于采暖箱体1的正背顶底板相连。采暖箱体1正面板的上下部分别开有进风口5和出风口4；采暖箱体1正面板与背面板内设有用于安装蓄热单元8的箱体卡槽，每一个细长条的蓄热单元8利用单元卡槽横向安装于采暖箱体1内，蓄热单元8于蓄热箱体1内顶上顶下安装(上方、下方及后方无缝隙)，蓄热单元8与采暖箱体1正面板间设有空气流通通道102。

蓄热单元8包括：蓄热单元外壳11、低温相变材料12和碳纤维加热线缆10，其中碳纤维加热线缆10呈u形布置于蓄热单元8内部并被低温相变材料12包裹，蓄热单元外壳11为条状长方体结构，蓄热单元外壳11的右侧开有用于连接电源线与碳纤维加热线缆；蓄热单元外壳11内填充满低温相变材料12，低温相变材料12用于储存碳纤维加热线缆10发出的热量，同时散发一定热量以加热外部的冷空气。

温控装置及开关组件9安装于采暖箱体1前面板的右侧中部，且温控装置及开关组件9与采暖箱体1之间设有热保护层。温控装置及开关组件9的控制输入为布置在蓄热单元8表面的温度采集器；控制输出端与各蓄热单元8的内部碳纤维加热线缆10相连。温控装置及开关组件9电源输入端与电源线的输入火线、输入零线和输入地线相连；电源输出端与输出火线和输出零线相连，并进而连接到各蓄热单元8的碳纤维加热线缆10。

在本实施中，采暖箱体1的正面外涂有pt-硅胶复合材料涂层2，pt-硅胶复合材料涂层2利用采暖箱体1内的蓄热单元8工作时所散发的热量实现室内vocs降解，从而净化室内空气。

在本实施例中，采暖箱体1外形尺寸长×宽×高为：80cm×15cm×150cm；蓄热单元8外形尺寸长×宽×高为：39cm×12cm×12cm。

在本实施例中，空气流通通道是一个厚度为2～3c-m缝隙，由进风口5加热后空气在自身密度差形成的烟囱效应下在缝隙内自下而上流通，最后由出风口4排出。

在本实施例中，电采暖装置工作范围为50～70℃，所使用的低温相变材料12的相变温度为60～65℃，且相变潜热不宜低于180kj/kg。

在本实施例中，pt-硅胶复合材料涂层2由配比为1：1的pt热催化剂和硅胶组成，其中pt热催化剂为tio2添加质量分数占比为0.1％～3％的金属pt；pt-硅胶复合材料涂层2在箱体正面外的涂覆量约为250g/m²。

工作时，由进风口5吸入的空气在被蓄热单元8加热后，利用加热后空气自身密度差形成的烟囱效应在空气流通通道内流通，产生热空气通过出风口4为房间供暖，同时采暖箱体1为pt-硅胶复合材料提供热量，催化室内有机污染物的分解，从而达到净化室内空气的作用。若pt-硅胶复合材料涂层2失效，在pt-硅胶复合材料涂层2的表面喷涂质量分数为10％～15％稀naoh溶液，即可恢复热催化分解能力。

如图9至图11所示的本发明实施例2，未描述部分与实施例1相同；

本实施例中，采暖箱体1的正面内涂有pt-硅胶复合材料涂层2，具体的，采暖箱体1的正面内设有循环空气净化区101，循环空气净化区101设置于采暖箱体1的正面板内侧，且位于进风口5和出风口4之间；

在本实施例中，循环空气净化区101自上而下由溶液注入口1012、净化材料涂覆区域1013和溶液收集槽1014组成，净化材料涂覆区域1013的表面等间距固接有竖向设置的肋条1016，pt-硅胶复合材料涂层2涂在净化材料涂覆区域1013上，溶液收集槽1014的一端开有溶液流出孔1015。

在本实施例中，溶液收集槽1014与水平面存在5°的夹角，溶液流出孔1015位于溶液收集槽1014较低的一侧；在不添加稀naoh溶液溶液时，溶液注入口1012和溶液流出口1013的用途分别与出风口4和进风口5相通，仅用于排风和进风。

在本实施例中，肋条1016为连续的波纹线条，肋条1016突出采暖箱体1的高度为0.5cm～1.5cm，各肋条1016间的间距为1～3cm，波纹线条使得由导管注入时对操作精度的要求不高，导管穿过溶液注入口1012并对准肋条1016即可；同时也增加pt-硅胶复合材料涂层2的表面积，进一步加强了静态空气净化的效果；

在本实施例工作时，由进风口5吸入的空气在被蓄热单元8加热后，利用加热后空气自身密度差形成的烟囱效应在空气流通通道102内流通，循环空气净化区101中的肋条1016在增加了净化面积的同时，保证了风的流向和各区域pt-硅胶复合材料涂层2间的失效速度；净化且被加热后的空气由出风口4排出为房间供暖。

若本实施例中的pt-硅胶复合材料涂层2失效，使用将质量分数为10％～15％稀naoh溶液由导管匀速注入溶液注入槽1012内，且随着肋条1016和肋条1016间的空间均匀下流并覆盖净化材料涂覆区域1012表面的所有区域；多余的稀naoh溶液在溶液收集槽1014收集并经最低端的溶液流出孔1015流出，最后进行收集或擦拭干净；附着在pt-硅胶复合材料涂层2上的稀naoh溶液，被空气流通通道内的风迅速烘干并恢复热催化分解能力。

容易理解的是，采暖箱体1的正面外涂有pt-硅胶复合材料涂层2(实施例1)和采暖箱体1的正面内涂有pt-硅胶复合材料涂层2(实施例2)的技术方案可以同时设置。