本發(fā)明涉及一種壁掛式電暖器。

背景技術：

在我國大部分地區(qū)，冬季室內(nèi)取暖都是一個現(xiàn)實問題，特別是在沒有集中供暖的中部和南部地區(qū)，為了改善居住環(huán)境，居民需要用到家庭自助供暖裝置。常用的取暖方式有自裝燃氣鍋爐、電熱油汀、單戶式地源熱泵以及空調(diào)等。自裝燃氣鍋爐以及單戶式地源熱泵涉及較大的工程，很不方便，而且一次性投入成本也比較高。目前空調(diào)和電熱油汀是自助取暖的主要方式，其中電熱油汀使用比例更高。電熱油汀的優(yōu)點是移動方便，成本較低；缺點是加熱響應比較慢，需要將內(nèi)部的導熱油加熱到較高的溫度來獲得所需要的表面溫度，這也存在著內(nèi)部的高溫導熱油泄漏導致燙傷的危險。

中國專利cn201320660203公開了一種碳纖維超導電暖掛畫，銅板畫作為散熱器，銅板畫緊貼碳纖維導熱板，工作時，對碳纖維導熱板通電加熱，熱量通過銅畫板輻射熱量出去，該碳纖維超導電暖掛畫還設計了中空的畫框，內(nèi)充超導液以提升散熱效果。這一方案相對電熱油汀，內(nèi)部的導熱液溫度稍低，安全性會好一些，但是結(jié)構(gòu)比較復雜，成本也不會低。

另外一種目前市面上比較多的是壁掛式的碳晶電暖畫，其外觀類似于一幅掛畫，附圖1為典型的碳晶電暖畫結(jié)構(gòu)示意。

如圖1所示，碳晶電暖畫沿厚度方向包括前導熱板11、電熱板12、后導熱板13、保溫隔熱板15和后蓋板16，邊框14將上述部件固定在一起。所述電熱板12的結(jié)構(gòu)是多層復合結(jié)構(gòu)，最常見的是在兩層環(huán)氧玻纖薄板之間夾了一層由含有碳素晶體顆粒的電熱膜。所述電熱膜通過如下方法制作：先是將含有碳素晶體顆粒的導電漿料經(jīng)絲網(wǎng)印刷并高溫烘烤后形成的具有一定電阻特性的平面導電膜，然后在其上采用高導電的導電銀漿經(jīng)絲網(wǎng)印刷和高溫烘干形成的叉指電極引線(或者采用銅箔條帶制備所述電極引線)。工作時，電源通過引線接入叉指電極，在碳晶電阻膜中形成電流，產(chǎn)生熱量。

通電后碳晶電熱膜產(chǎn)生的熱量從內(nèi)向外傳導致電熱板12的前后兩個表面：前導熱板11和后導熱板13，當電熱板12整體達到一定的溫度時，對外產(chǎn)生垂直于前導熱板11的紅外輻射，并在沿后導熱板13的表面形成熱對流，從而將熱量耗散至室內(nèi)，實現(xiàn)對室內(nèi)環(huán)境溫度的提升。保溫板15可以緊貼后導熱板13，也可以留出一定間隙，保溫板15主要用于減少熱量向墻壁的傳導。

上述環(huán)氧玻纖薄板是由環(huán)氧樹脂加玻纖壓制而成的，其屬于非金屬材料，傳熱和散熱能力比較差。另外，由于該電熱板12緊貼前導熱板11，而前導熱板11直接對外，碳晶電暖畫掛墻使用時容易被用戶觸及，為了安全起見，防止用戶觸及燙傷，必須設計控制電暖畫的電熱板12表面溫度在80度以下。較低的輻射溫度和較差的熱傳導能力，導致這種碳晶電暖畫的單位面積發(fā)熱功率比較低。要取得滿意的制熱效果，對應一定的室內(nèi)面積，需要裝配面積比較大的碳晶電暖畫，一方面占用較多的墻面，同時也導致使用成本較高。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種壁掛式電暖器，在提高單位面積的電熱轉(zhuǎn)換功率的同時，可以保證用戶不容易被燙傷。

一種壁掛式電暖器，包括電熱轉(zhuǎn)換板、前面板和后背板，所述電熱轉(zhuǎn)換板位于所述前面板與后背板之間，所述前面板與電熱轉(zhuǎn)換板之間設有第一熱對流通道，所述電熱轉(zhuǎn)換板與后背板之間設有第二熱對流通道，所述第一熱對流通道的和第二熱對流通道的氣流入口位于所述壁掛式電暖器的下方，所述第一熱對流通道的和第二熱對流通道的氣流出口位于所述壁掛式電暖器的上方；在所述電熱轉(zhuǎn)換板的與所述前面板相對的第一表面設有熱輻射增強涂層，相應地，在所述前面板的與所述電熱轉(zhuǎn)換板相對的第一表面設有熱輻射吸收涂層。

在一個實施例中，所述電熱轉(zhuǎn)換板包括散熱基板、絕緣膜和用于產(chǎn)生熱量的若干條狀的電阻膜，所述絕緣層和電阻膜依次設置在所述散熱基板上，所述電阻膜位于靠近所述前面板的一側(cè)。

在一個實施例中，若干所述條狀的電阻膜在所述電熱轉(zhuǎn)換板上間隔分布，所述間隔沿著所述壁掛式電暖器的高度方向從下到上逐漸增大。

在一個實施例中，在所述前面板上設置的所述熱輻射吸收涂層分布式局部覆蓋所述前面板的與所述電熱轉(zhuǎn)換板相對的第一表面，且間隔分布的無所述熱輻射吸收涂層的空白面積沿所述壁掛式電暖器的高度方向從下到上逐漸增大。

在一個實施例中，在所述電熱轉(zhuǎn)換板上設置的所述熱輻射增強涂層分布式局部覆蓋所述電熱轉(zhuǎn)換板的與所述前面板相對的第一表面，且間隔分布的無所述熱輻射增強涂層的空白面積沿所述壁掛式電暖器的高度方向從下到上逐漸增大。

在一個實施例中，所述前面板是金屬板。

在一個實施例中，還包括四周的上下左右四個邊框，所述前面板、電熱轉(zhuǎn)換板和后背板通過所述邊框上的卡槽定位并通過四個角件將四個邊框固定連接在一起，形成完整的結(jié)構(gòu)，所述電熱轉(zhuǎn)換板與所述前面板之間、所述電熱轉(zhuǎn)換板與所述后背板之間通過所述邊框連接后形成前后隔離的所述第一熱對流通道和第二熱對流通道；在上邊框上設置所述氣流出口，在下邊框上設置所述氣流入口。

在一個實施例中，所述后背板的與所述電熱轉(zhuǎn)換板相對的內(nèi)表面設有熱輻射反射涂層；所述電熱轉(zhuǎn)換板的與所述后背板相對的第二表面設有第二熱輻射增強涂層；所述第二熱輻射增強涂層的外表面呈磨砂狀。

在一個實施例中，所述后背板采用非金屬隔熱材料。

在一個實施例中，所述熱輻射增強涂層和/或所述熱輻射吸收涂層的外表面呈磨砂狀。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可以大幅提升電熱轉(zhuǎn)換板的工作溫度，并且通過增強紅外輻射熱傳導提高了電熱轉(zhuǎn)換板的熱耗散能力，顯著提升壁掛式電暖器的單位面積的電熱轉(zhuǎn)換功率，并且，電熱轉(zhuǎn)換板位于壁掛式電暖器的中間位置，不容易被用戶觸及，提高了安全性能，綜合來說，本發(fā)明可以獲得更好的性價比和使用效果。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術的一種壁掛式電暖器示意圖；

圖2是本發(fā)明一種實施例的壁掛式電暖器示意圖；

圖3是本發(fā)明一種實施例的壁掛式電暖器的電熱轉(zhuǎn)換板上的若干條狀的電阻膜的分布示意圖；

圖4是本發(fā)明一種實施例的壁掛式電暖器的前面板上的熱輻射吸收涂層的分布示意圖；

圖5是本發(fā)明一種實施例中的壁掛式電暖器的四個邊框的分解示意圖。

具體實施方式

以下對發(fā)明的較佳實施例作進一步詳細說明。

如圖2所示，一種實施例的壁掛式電暖器，包括前面板2、電熱轉(zhuǎn)換板3和后背板4，在壁掛式電暖器掛在墻壁上時后背板4位于靠近墻壁一側(cè)，電熱轉(zhuǎn)換板3位于前面板2與后背板4之間，前面板2與電熱轉(zhuǎn)換板3之間設有第一熱對流通道5，電熱轉(zhuǎn)換板3與后背板4之間設有第二熱對流通道6，第一熱對流通道5的氣流入口和第二熱對流通道6的氣流入口均位于壁掛式電暖器的下方，第一熱對流通道5的氣流入口和第二熱對流通道6的氣流出口均位于壁掛式電暖器的上方，在電熱轉(zhuǎn)換板的與前面板相對的第一表面設有熱輻射增強涂層，相應地，在前面板的與電熱轉(zhuǎn)換板相對的第一表面設有熱輻射吸收涂層。如此設計的壁掛式電暖器采用紅外輻射和自然對流兩種方式與室內(nèi)進行熱量交換。第一熱對流通道5和第二熱對流通道6是前后隔離獨立的，第一熱對流通道5和第二熱對流通道6內(nèi)的氣流從通電后處于高溫狀態(tài)的電熱轉(zhuǎn)換板3吸收熱量后膨脹上升，從上方氣流出口流出，室內(nèi)冷空氣從下方氣流入口流入補充，實現(xiàn)循環(huán)對流熱交換，熱輻射增強涂層及其相應的熱輻射吸收涂層可以提高紅外輻射吸收能力，提升壁掛式電暖器的熱輻射熱傳導能力及其在全部熱耗散功率中的占比，進而提升壁掛式電暖器的單位面積的發(fā)熱功率。

在一個優(yōu)選的實施例中，作為壁掛式電暖器的核心部件的電熱轉(zhuǎn)換板采用多層復合結(jié)構(gòu)，包括散熱基板32、絕緣膜和用于產(chǎn)生熱量的若干條狀的電阻膜31，絕緣層和電阻膜依次設置在散熱基板上，電阻膜位于靠近前面板的一側(cè)。散熱基板32可以采用導熱性能良好的金屬薄板，材質(zhì)可以是鋁、銅或鋼，優(yōu)選采用鋁板，因為鋁箔兼具導熱性好、重量輕、不易氧化等優(yōu)點。在散熱基板32的一面通過粘接熱壓方式覆一層絕緣膜，絕緣膜厚度在滿足絕緣要求前提下盡可能薄以減少熱阻，在絕緣薄膜之上通過貼敷或是絲網(wǎng)印刷制備電阻膜31。之后再通過絲網(wǎng)印刷制備高電導率的導電銀漿叉指電極引線，導電銀漿叉指電極引線的相關參數(shù)可以根據(jù)功率和電流電壓等參數(shù)設計。電熱轉(zhuǎn)換板3工作時，電壓通過叉指電極引線后在電阻膜31中形成電流，產(chǎn)生所需的熱量。

由于冷空氣從下方進入到從上方流出的過程會不斷吸收熱量，從下至上溫度不斷升高，當電熱轉(zhuǎn)換板的電熱轉(zhuǎn)換元件上下功率分布均勻時，上下空氣對流導致整個電熱轉(zhuǎn)換板的上下溫差顯著，在控制最高溫度不超過控制極限的前提下，會出現(xiàn)下半部本體溫度較低，電熱轉(zhuǎn)換板的平均溫度距控制溫度較遠，電熱板的面積得不到有效利用，這一梯度差隨高度的增加而增加。為此，通過優(yōu)化設計，將電熱轉(zhuǎn)換板設計成功率密度非均勻的，沿電熱轉(zhuǎn)換板的高度方向從下到上呈梯度下降的功率分布密度，使得通電后從下到上，單位面積熱量產(chǎn)生能力逐漸降低，這一溫度梯度設計與自下而上的對流換熱作用結(jié)合，可以改善整個電熱轉(zhuǎn)換板的上下溫度均勻程度。因此，在更進一步優(yōu)選的方案中，若干條狀的電阻膜在電熱轉(zhuǎn)換板上間隔分布，該間隔沿著壁掛式電暖器的高度方向從下到上呈逐漸增大的梯度分布，也即電熱轉(zhuǎn)換板單位面積內(nèi)的電阻膜的面積從下到上呈逐漸減小的梯度分布，單位面積為局部設置的電阻膜面積和空白面積之和，一定電壓下，單位面積的電熱轉(zhuǎn)換功率正比于該面積內(nèi)的電阻膜面積，顯然，采用電阻膜梯度間距分布方案，沿高度方向電熱轉(zhuǎn)換功率密度逐漸降低，可以降低電熱轉(zhuǎn)換板上下溫度梯度，實現(xiàn)提高平均溫度的目標。如圖3所示，為電阻膜呈梯度分布的一種示例的示意圖，在該圖中，執(zhí)行電熱轉(zhuǎn)換的是圖中橫向排布的等長電阻膜，匯流條8和匯流條9連起來作為一個電源輸入端，匯流條10作為另一個電源輸入端，當電源電壓v接入后，在電阻膜中形成電流，產(chǎn)生梯度分布的熱量。

同樣地，由于前面板受空氣對流的影響，當電熱轉(zhuǎn)換板的上下溫度接近均勻時，前面板雖然可獲得均勻熱量，但是上下對流耗散，使得前面板的上下溫度也存在梯度。通過設計前面板上的紅外輻射吸收涂層的上下分布面積，可以調(diào)整前面板上下獲取熱量的能力梯度，與對流耗散梯度相適應，從而實現(xiàn)前面板的溫度均勻化，這樣做的效果是在限制前面板最高溫度的前提下，通過改善溫度均勻性，提高本體平均溫度，也可以同樣達到提升前面板熱交換能力的效果，因此，在一個優(yōu)選的實施例中，如圖4所示，在前面板上設置的熱輻射吸收涂層分布式局部覆蓋前面板的與電熱轉(zhuǎn)換板相對的第一表面，且間隔分布的無所述熱輻射吸收涂層的空白面積沿壁掛式電暖器的高度方向從下到上逐漸增大，圖4所示的示例中的熱輻射吸收涂層呈條狀間隔分布在前面板上，在其他實施方式中，該熱輻射吸收涂層還可以呈連續(xù)的或不連續(xù)的其他幾何形狀局部覆蓋在前面板的第一表面上。

更優(yōu)選地，在電熱轉(zhuǎn)換板上設置的熱輻射增強涂層也分布式局部覆蓋電熱轉(zhuǎn)換板的與前面板相對的第一表面，且間隔分布的無所述熱輻射吸收涂層的空白面積沿壁掛式電暖器的高度方向從下到上逐漸增大，在一些實例中，熱輻射增強涂層可以呈條狀間隔分布在電熱轉(zhuǎn)換板上，也可以呈連續(xù)的或不連續(xù)的其他幾何形狀局部覆蓋在電熱轉(zhuǎn)換板上。

在一個實施例中，前面板2是金屬板，可以起到裝飾作用，例如前面板2的外觀可以是畫。

在一個實施例中，壁掛式電暖器可以包括四周的上下左右四個邊框7，前面板2、電熱轉(zhuǎn)換板3和后背板4通過邊框7上的卡槽定位，再通過四個角件將四個邊框固定連接在一起，形成一個完整的結(jié)構(gòu)，連接后形成前后隔離的第一熱對流通道5和第二熱對流通道6，在上邊框上設置氣流出口71，在下邊框上設置氣流入口(圖中未示出)。如圖5所示，為一個示例中的四個邊框的分解示意圖，其中左邊框和右邊框是封閉的，上邊框和下邊框是網(wǎng)孔狀的，網(wǎng)孔作為氣流入口或氣流出口，網(wǎng)孔的面積在保證安全(如保證使用者的手指不能探入，保證邊框的強度等)的情況下盡可能大，前面板、電熱轉(zhuǎn)換板和后背板與四個邊框連接后形成前后彼此隔離獨立的第一熱對流通道和第二熱對流通道。電熱轉(zhuǎn)換板3通電后產(chǎn)生熱量，能將第一熱對流通道5和第二熱對流通道6的氣流進行加熱，從而分別在第一熱對流通道5和第二熱對流通道6內(nèi)形成向上運動的熱對流，如圖2中向上的箭頭所示，熱氣流從上方氣流出口71流出，室內(nèi)冷空氣從下方氣流入口流入補充，實現(xiàn)循環(huán)對流熱交換。電熱轉(zhuǎn)換板3的熱量一部分可以及時被熱對流帶走，很容易從氣流出口流出，冷空氣也很容易從下方的氣流入口流入；另一部分熱量通過紅外熱輻射耗散，前面板2的內(nèi)表面(與電熱轉(zhuǎn)換板3相對的一面)吸收電熱轉(zhuǎn)換板3的熱輻射后，熱量被傳導到前面板2的外表面(與電熱轉(zhuǎn)換板3相背的一面)，熱量再從前面板2的外表面熱輻射出去，從而對室內(nèi)進行加熱，如圖2中的向左的橫向箭頭方向所示。

由于電熱轉(zhuǎn)換板3位于壁掛式電暖器的結(jié)構(gòu)的中間，不會被使用者觸碰到，相比之下，現(xiàn)有技術的電熱轉(zhuǎn)換板位于壁掛式電暖器的結(jié)構(gòu)的前表面，容易被使用者觸碰到。因此電熱轉(zhuǎn)換板3的表面溫度可不受使用者觸及燙傷的安全限制，因此，可以提升電熱轉(zhuǎn)換板3的表面溫度，即提升電熱轉(zhuǎn)換板3的電熱轉(zhuǎn)換功率。

為了使得壁掛式電暖器使用更加安全，電熱轉(zhuǎn)換板3的表面溫度可以根據(jù)連接的邊框7的溫度耐受極限以及加熱后對流排出的氣流溫度限制進行限制。例如，限制排出的對流熱氣流的溫度不大于100度可以作為一個限制指標。

通過上述措施，可將電熱轉(zhuǎn)換板的表面溫度提升至120度或者更高，從而大大提升了電熱轉(zhuǎn)換板3的電熱轉(zhuǎn)換功率。

在一個更優(yōu)的實施例中，上述紅外輻射增強涂層可以設置在條狀電阻膜上，以提升電阻膜31向前(即向外)發(fā)出紅外輻射的能力，增加電熱轉(zhuǎn)換板3與氣流接觸面積，該涂層可以是絕緣涂層，具有良好的電絕緣能力，提高了安全性，可以通過噴砂、陽極氧化或者涂層工藝等制作，涂層材料可以是本領域常規(guī)的紅外輻射增強涂層，如可以是三氧化二鋁和二氧化硅粉體按本領域常規(guī)的比例復合涂覆烘干而成。該涂層的外表面可以是磨砂狀的深色表面，可以大大提升向外的紅外輻射能力；且磨砂狀的外表面具有微觀凹凸，提升了比表面積，增大了電熱轉(zhuǎn)換板3接觸氣流的熱交換面積，提升了熱交換能力。在一個更優(yōu)的實施例中，可以在散熱基板32的一側(cè)(即與后背板4相對一側(cè))，也制備一層相同的涂層，可以起到相同的作用，即在電熱轉(zhuǎn)換板朝向后背板的一側(cè)(即電熱轉(zhuǎn)換板的與后背板相對的第二表面)設置第二熱輻射增強涂層，該涂層也可以呈磨砂狀，具有微觀凸凹結(jié)構(gòu)，其可以通過噴砂或涂層工藝等提升表面粗糙度來實現(xiàn)，增大的板面的比表面積使得同樣的本體溫度，可以獲得更多的對流熱交換能力。

在一個更優(yōu)的實施例中，前面板2包括基體21和熱輻射吸收涂層22，熱輻射吸收涂層22位于前面板2的靠近電熱轉(zhuǎn)換板3一側(cè)(與電熱轉(zhuǎn)換3相對)的第一表面?；w21可以采用導熱好的金屬板，優(yōu)選鋁合金板，基體21可以快速將前面板2的內(nèi)表面熱量導出到外表面；熱輻射吸收涂層22能盡量提升對電熱轉(zhuǎn)換板3的熱輻射(主要為紅外輻射)的吸收能力，內(nèi)表面溫度提升后，再經(jīng)具有高導熱能力的基體21快速導出到外表面，最后通過外表面的熱輻射和表面氣流對流快速耗散至室內(nèi)。本例中，熱輻射吸收涂層22采用有利于提升紅外輻射傳導能力的紅外輻射吸收涂層，與設置在電熱轉(zhuǎn)換板上的紅外輻射增強涂層配合后，能更好地吸收從電熱轉(zhuǎn)換板輻射過來的熱量，使得前面板2達到比較高的溫度。這樣設計后，前面板2一方面由室內(nèi)氣流和前述第一熱對流通道的氣流對流向室內(nèi)耗散熱量，另一方面也由于吸收電熱轉(zhuǎn)換板的紅外輻射具備較高的本體溫度，因而成為一個具有較強紅外輻射能力的紅外輻射源，通過紅外輻射向室內(nèi)耗散熱量。該涂層可以是絕緣涂層，具有良好的電絕緣能力，提高了安全性，可以通過噴砂、陽極氧化或者涂層工藝等制作，涂層材料可以是本領域常規(guī)的紅外輻射吸收涂層，如可以是三氧化二鋁和二氧化硅粉體按本領域常規(guī)的比例復合涂覆烘干而成。該涂層的外表面可以是磨砂狀的深色表面，可以大大提升向外的紅外輻射能力；且磨砂狀的外表面具有微觀凹凸，提升了比表面積，增大了前面板2接觸氣流的熱交換面積，提升了熱交換能力。

在一個實施例中，后背板4采用非金屬隔熱材料，比如環(huán)氧玻纖板材的薄板，以減少熱量向墻體的傳導。在一個更優(yōu)的實施例中，在后背板4的內(nèi)表面貼敷一層熱輻射反射膜41，可以有效反射電熱轉(zhuǎn)換板3對后背板4方向的熱輻射(主要為紅外輻射)，從而進一步減少這部分能量的無效流失，后背板4的外表面42靠墻。

本發(fā)明的實施方式，通過對壁掛式電暖器中的各個元器件進行優(yōu)化設計，充分發(fā)揮紅外輻射和自然對流兩種熱交換模式的潛力，提升了單位面積(體積)熱交換能力，提高了產(chǎn)品的功率密度比或者功率面積比，進而實現(xiàn)產(chǎn)品性價比的提升。

關于本發(fā)明的壁掛式電暖器的電控制系統(tǒng)，涉及極限控制溫度下的電源通斷控制，工作模式設定的數(shù)據(jù)指令輸入以及顯示等方面，電控制系統(tǒng)包括微控制器控制電路、開關、表面溫度和氣流溫度監(jiān)測傳感器等是本領域的常規(guī)技術，不再贅述。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。