[发明专利]一种低压发热装置

说明书

本发明公开了低压发热装置，包括基材以及涂覆于基材表面的导电涂层。其中，导电涂层由导电材料构成且能够在通电后发热，其发热后所产生的热量传递至基材或者与导电涂层和基材接触的流体，导电涂层具有多个孔洞，多个孔洞沿基材表面分布，导电涂层形成由多条导电线路构成的网状结构。该低压发热装置通常使用3～5V的低压直流电。而且该低压发热装置不仅升温速度快，而且加热效率高，基本可以达到一级能效的要求。

技术领域

本发明涉及电加热装置，特别涉及一种低压发热装置。

背景技术

目前市面的暖风机等暖风装置，一般都是通过电加热的方式使气流的温度升高。但是电热丝的工作电压比较高，往往必须与市电相连接，不仅存在安全隐患，而且取电也不方便。另外电热丝等加热装置的功率较大，一般还必须设置相应的温控调节电路，由此增加了成本。而且如果暖风装置处于较为潮湿的环境中时，温控调节电路的使用寿命大大缩短，由此容易导致温度控制失效，严重的甚至还会伤害人体。

另一方面，目前的电热丝等加热方式能量损失大，能效级别高，不能达到一级能效。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压发热装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种低压发热装置，包括基材以及涂覆于基材表面的导电涂层。其中，导电涂层由导电材料构成且能够在通电后发热，其发热后所产生的热量传递至基材或者与导电涂层和基材接触的流体，导电涂层具有多个孔洞，多个孔洞沿基材表面分布，导电涂层形成由多条导电线路构成的网状结构。该低压发热装置通常使用3～5V的低压直流电。电流通过导体时的发热功率遵循电功率计算公式，即P＝UI，其中P为功率，U为电压，I为电流。导电涂层通电时，电流流经导电线路时导电线路因自身电阻发热，而流经多条导电线路的电流在导电线路的交点汇聚时在交点处电流倍增，从而出现发热能力得到加强的区域。从整体上来看，导电涂层上电流的分布并不均匀，出现了多个由于电流集中产生的强加热区域。这些强加热区域相互离散且其升温速度和所能达到的温度均大于其他区域。由此该低压发热装置不仅升温速度快，而且加热效率高，基本可以达到一级能效的要求。

在一些实施方式中，基材为蜂窝状，且其中具有多个供流体通过的流体通道，流体通道的口部与导电涂层的孔洞相对应。气流等流体通过流体通道时可以与导电涂层发生热交换，从而达到快速加热气流等流体的效果。流体通道的口部与导电涂层的孔洞相对应，也就意味着导电涂层的强加热区域正好也位于三个以上的流体通道相连接的部分，强加热区域产生的热量可以同时与至少三个流体通道中的气流等流体进行热交换，因此热交换的效率会更高。

在另外的一些实施方式中，基材为蜂窝状，其中具有多个供流体通过的流体通道，导电涂层的孔洞还可以沿流体通道的口部表面分布。

在一些实施方式中，导电涂层为金属粉末涂层、石墨烯涂层或者碳纤维涂层。

在另外的一些实施方式中，导电涂层还可以为由金属粉末、石墨烯和碳纤维其中至少两种构成的复合涂层。

具体地，孔洞为三角形、四边形或者六边形。

进一步地，孔洞为多边形。这里所说的多边形是数学用语，指的是由三条或者三条以上的线段首尾顺次连接所组成的图形。按照不同的标准，多边形可以分为正多边形和非正多边形、凸多边形和凹多边形、同一平面上的多边形和非同一平面上的多边形等。对于一个大的面上的多个相互连接的多边形而言，其边和顶点一般都是与相邻的多边形共用的，由此顶点就有了更多边与之相连接。导电涂层的导电线路和强加热区域分别与多边形的边和顶点相对应。因此，多边形的孔洞使强加热区域的电流更大，所以导电涂层的加热效率也更高。

更进一步地，导电线路为由多条线段构成的折线。亦即，电流是沿直线线段状的导电线路达到一个个强加热区域的。一般来说，导电线路越直，在其相交处聚集的的电流越大，这一点与尖端放电的原理相类似，同时，相较于曲线，相邻的直线形的导电线路相互间的干扰更小，也可以使在其相交处聚集的的电流更大。