一种基于相变材料的户外折叠取暖装置及方法

本发明属于户外保温装置，具体涉及一种基于相变材料的户外折叠取暖装置及方法。

背景技术：

1、户外取暖是在特殊环境下人的基本生存保障需求，例如极端条件下，自然灾害、战争灾难后的难民安置；日常条件下，野外露营、户外过夜等，尤其在昼夜温差较大的季节天气里，取暖重要性不言而喻。

2、目前比较常见的取暖装置有睡袋、帐篷以及一些传统的棉质类产品，这些取暖装置的使用方式都比较单一，睡袋一般为充气形式，帐篷一般支撑起来使用，这些取暖装置一方面不能根据用户的需求进行取暖方式的调整，另一方面对于用户的活动空间较为限定，无法满足用户在夜间睡眠时翻身的需求，最后这些装置的取暖方式一般都需要依靠传统的棉质类产品覆盖在用户身上保证取暖，即使一些产品中填充有保温材料，但是仍然依靠维持睡袋内环境温度，减少热损耗的原理进行保温，这在夜晚低温环境下很难提供好的取暖效果，低温环境下过夜，不仅需要好的保温效果，还需要能够提供释热的热源，以此满足人的取暖需求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提出一种基于相变材料的户外折叠取暖装置及方法，提出一种空间收缩比大，能够带给用户舒适的户外夜间睡眠体验：采用厚板折叠结构，不使用时方便收纳，但在使用中能转化成方便睡眠中用户翻身活动的空间，节能、环保、安全并有较好的取暖效果：在没有明火，完全利用自然资源前提下，基于环保的相变材料进行材料结构复合，吸收太阳能，在夜间稳定且缓慢释热为用户提供长效的取暖效果。

2、一种基于相变材料的户外折叠取暖装置，包括多个保温板，保温板为折叠板，保温板能够实现完全折叠状态，完全折叠状态的保温板中间利用收纳包装袋封装；

3、所述保温板完全展开状态时，作为加热地垫使用，加热地垫上方铺盖收纳包装袋保温；

4、所述保温板半展开状态时，作为保温棚使用，保温棚两端开口处分别使用收纳包装袋进行封闭；

5、所述完全展开状态的保温板与半展开状态的保温板拼装形成取暖装置本体，取暖装置本体的两端开口处分别使用收纳包装袋进行封闭形成封闭取暖装置。

6、所述收纳包装袋为外侧是耐磨牛津布料，内侧是具有保温作用的铝膜。

7、所述保温板由多个板单元通过轴结构连接而成，板单元由等腰梯形板、直角梯形板、等腰三角形板组成，并通过轴结构相连接；所述等腰三角形板设置2个，等腰梯形板位于中间，其两端分别通过轴结构连接两等腰三角形板，两等腰三角形板的两端分别通过轴结构连接直角梯形板最终组成板单元；板单元间连接时，相邻等腰梯形板间、直角梯形板间均为长边间或短边间相互连接，以实现折叠。

8、所述轴结构包括连接杆，连接杆上方设有若干个卡槽结构，卡槽结构与连接杆为一体式结构，所述卡槽结构上沿着连接杆对称分为2个卡槽，等腰梯形板、直角梯形板、等腰三角形板上分别设有卡孔，卡孔卡接在卡槽上，实现等腰梯形板、直角梯形板、等腰三角形板间的连接及相互转动。

9、所述保温板通过调整α、β、θ角度实现完全折叠状态或半展开状态或完全展开状态，等腰梯形板与铅垂面间形成夹角α，等腰梯形板与相邻的等腰三角形板底边形成夹角β，等腰梯形板的底角为θ，α、β、θ满足公式：

10、

11、式中，α∈[0°,90°]，β∈[0°,180°]，θ∈[30°,60°]。

12、所述等腰梯形板、直角梯形板、等腰三角形板均由pe外壳、隔热气凝胶毡、陶瓷发热片、散热铜箔、高焓值相变材料包、石墨烯涂层布料组成，pe外壳设置在最外侧，其内侧依次设置隔热气凝胶毡、陶瓷发热片、散热铜箔、高焓值相变材料包、石墨烯涂层布料，所述高焓值相变材料包利用太阳能进行储热；所述陶瓷发热片连接光伏电池，光伏电池连接光伏板，光伏板将光能转化为电能为光伏电池供电。

13、所述光伏板间隔嵌入在保温板边缘处的等腰梯形板或直角梯形板或等腰三角形板的内部边缘。

14、所述陶瓷发热片设置有多个，多个陶瓷发热片间隔放置在隔热气凝胶毡、散热铜箔间。

15、一种基于相变材料的户外折叠取暖装置的使用方法，基于上述装置实现，具体包括以下步骤：

16、步骤1：白天时，将用收纳包装袋包裹的完全折叠状态的保温板完全展开铺设至阳光下，高焓值相变材料包、光伏板进行蓄热，蓄热后的保温板折叠为完全折叠状态，并用收纳包装袋包裹待用；

17、步骤2：夜间时，将完全展开的保温板作为加热地垫使用，人体躺在上面同时使用收纳包装袋作为遮盖物用于保暖；

18、或将半展开状态的保温板作为保温棚使用，保温棚的两开口处利用收纳包装袋密封；

19、或将完全展开的保温板其中一个作为加热地垫使用，另外的保温板形成半展开状态形成保温棚，保温棚放置在加热地垫上形成取暖装置本体，取暖装置本体的两端分别利用收纳包装袋进行封闭形成封闭取暖装置；

20、其中当保温板作为加热地垫使用时，石墨烯涂层布料位于最外侧，接触人体，当保温板作为保温棚使用时，pe外壳位于最上侧，接触外部空气；

21、步骤3：使用时，人体置于步骤2所述的加热地垫或保温棚或封闭取暖装置中，当加热地垫或保温棚或封闭取暖装置中的温度达到高焓值相变材料包的相变温度后，高焓值相变材料包固化维持在相变温度持续稳定放热，同时光伏电池给陶瓷发热片供电使其工作，陶瓷发热片持续放热给高焓值相变材料包供热，延长相变材料固化过程，形成长时稳定的给人体供热。

22、本发明的有益效果如下：

23、1、本发明的保温板可以形成不同的状态，从而满足不同的环境和人群的取暖，当保温板为完全展开状态时，作为加热地垫使用；也可以半展开状态作为保温棚使用；同时也可以将完全展开状态和半展开状态下的保温板相互拼装，组成取暖装置本体，取暖装置本体的两端开口处分别使用收纳包装袋进行封闭形成封闭取暖装置，本技术取暖装置灵活多用，同时保温板为折叠板，不使用时可以完全折叠，折叠结构产生较大空间收缩比，相比睡袋等传统取暖产品便于携带和收纳，使用时，可以进行拼装，方便快捷；且保温板中的板单元的个数不受限制，保温板整体拼装的个数不受限制，可以根据人体的使用需求拼装不同大小的取暖装置，同时多个保温板搭建的封闭取暖装置稳定，能够降低热消耗，本技术的取暖装置可以根据人体需要调整休息空间，保证了用户具有舒适的睡眠空间。

24、2、本技术的保温板完全利用太阳能作为能源，本技术的保温板由pe外壳、隔热气凝胶毡、陶瓷发热片、散热铜箔、高焓值相变材料包、石墨烯涂层布料组成，陶瓷发热片连接光伏电池，光伏电池连接光伏板；首先高焓值相变材料包蓄热、释热是直接将太阳能转化为热能提供给人体，更加绿色环保；

25、同时陶瓷发热片的使用，将太阳能转化为电能为相变材料提供额外热流量，大幅度提升相变材料稳定释热时间，保证整夜取暖效果。

26、3、本技术保温板的pe外壳、和隔热气凝胶毡可以防止热量散失，散热铜箔、石墨烯图层布料实现高效的热传递，形成单向释热，使取暖空间能够最大程度的形成封闭空间热量内循环，降低户外低温的影响，在室外环境温度-10℃情况下，高焓值相变材料包固化放热，当达到相变温度后就会液化吸热，此时启动陶瓷发热片，光伏板为光伏电池提供电能，从而为陶瓷发热片供电，充满电的光伏电池可以满足陶瓷发热片温度60℃，延续3.7小时，陶瓷发热片可以提供相变材料模块额外热流量，从而整体延长满足人体舒适温度22-28℃的释热时间，满足人体舒适温度22-28℃情况下可持续保温6到10个小时，展现出显著的性能提升。