本發(fā)明涉及一種輻射地板，尤其涉及一種基于半導(dǎo)體制熱的模塊化輻射地板。

背景技術(shù)：

由于輻射供暖具有較高的熱舒適性，因此輻射地板系統(tǒng)受到越來越多居民的喜愛，新建建筑開始大規(guī)模采用輻射地板系統(tǒng)，并且既有居民建筑也有許多開始做輻射地板系統(tǒng)的安裝改造。輻射地板系統(tǒng)由于熱慣性大，因此需要連續(xù)運(yùn)行，存在能耗大的缺點(diǎn)，如何在保證安全性的前提下提高其供暖效率是輻射地板系統(tǒng)研究重點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中輻射地板主要分為水暖地板和電暖地板。水暖地板通過在地板下鋪設(shè)水管，并通以熱水對地板進(jìn)行加熱，這種方式在運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)臟堵，維護(hù)檢修麻煩，同時(shí)熱慣性大，能耗高；電暖地板通過在地板下鋪設(shè)電熱膜等電加熱設(shè)備對地板進(jìn)行加熱，這種方式存在電熱效率低、能耗高的缺點(diǎn)，并且運(yùn)行過程中可能存在局部過熱而出現(xiàn)火災(zāi)的危險(xiǎn)。現(xiàn)有地板采暖系統(tǒng)都存在鄰室傳熱的問題，需要在安裝過程中做好地板底部的保溫來減少系統(tǒng)熱量損耗，不僅增加了安裝設(shè)計(jì)難度，并無法從根源解決熱量浪費(fèi)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種基于半導(dǎo)體制熱的模塊化輻射地板，利用半導(dǎo)體制熱反應(yīng)迅速、制熱效率高和運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)輻射地板的個(gè)性化局部供暖，為人體活動(dòng)區(qū)域營造局部舒適的熱環(huán)境；并可間歇性工作、安全可靠，安裝和維護(hù)方便。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于半導(dǎo)體制熱的模塊化輻射地板，其特征在于：該輻射地板是由多個(gè)地板單元模塊組成，每個(gè)地板單元模塊包括地板上層、地板下層和半導(dǎo)體組件；所述半導(dǎo)體組件包括pn節(jié)、上金屬導(dǎo)體、下金屬導(dǎo)體、上導(dǎo)熱層和下導(dǎo)熱層；地板單元模塊的連接結(jié)構(gòu)由上至下依次為地板上層、上導(dǎo)熱層、上金屬導(dǎo)體、pn節(jié)、下金屬導(dǎo)體、下導(dǎo)熱層和地板下層；多個(gè)地板單元模塊的導(dǎo)線彼此并聯(lián)。

上述技術(shù)方案中，其特征在于：地板上層、上導(dǎo)熱層、上金屬導(dǎo)體、pn節(jié)、下金屬導(dǎo)體、下導(dǎo)熱層和地板下層相鄰之間接觸處涂以導(dǎo)熱硅脂或安裝導(dǎo)熱硅膠墊片。

優(yōu)選地，上導(dǎo)熱層和下導(dǎo)熱層材料為陶瓷或?qū)峁枘z絕緣片；上導(dǎo)熱層和下導(dǎo)熱層厚度為1-3mm。

優(yōu)選地，上金屬導(dǎo)體和下金屬導(dǎo)體材料鐵、銅或鋁；上金屬導(dǎo)體和下金屬導(dǎo)體厚度為0.5-1mm。

優(yōu)選地，地板單元模塊為矩形，其面積為0.05—1m²。

優(yōu)選地，地板上層材料為大理石、瓷磚或木材；地板下層材料為硅膠或橡膠，地板下層厚度為2--10mm。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果：①利用半導(dǎo)體制熱效率較高、反應(yīng)迅速，且半導(dǎo)體制熱運(yùn)行穩(wěn)定安全性高，能夠做到個(gè)性化局部供暖。②使用輻射的傳熱形式供暖，對人體而言熱舒適性較高。③避免了鄰室傳熱的問題，能夠?qū)崃咳坑糜谳椛涔┠?。④可以進(jìn)行模塊化生產(chǎn)和安裝，提高了施工效率。

附圖說明

圖1為地板單元模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為半導(dǎo)體組件剖面圖。

圖3為由地板單元模塊組裝而成的模塊化輻射地板。

圖中：1-導(dǎo)線；2-地板上層；3-地板下層；4-半導(dǎo)體組件；5-pn節(jié)；6a-上導(dǎo)熱層；6b-下導(dǎo)熱層；7-電源；8a-上金屬導(dǎo)體；8b-下金屬導(dǎo)體；9-地板單元模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供的一種基于半導(dǎo)體制熱的模塊化輻射地板，該輻射地板是由多個(gè)地板單元模塊9組成，每個(gè)地板單元模塊包括地板上層2、地板下層3和半導(dǎo)體組件4(如圖1所示)；所述半導(dǎo)體組件4包括pn節(jié)5、上金屬導(dǎo)體8a、下金屬導(dǎo)體8b、上導(dǎo)熱層6和下導(dǎo)熱層6(如圖2所示)；地板單元模塊9的連接結(jié)構(gòu)由上至下依次為地板上層2、上導(dǎo)熱層6a、上金屬導(dǎo)體8a、pn節(jié)5、下金屬導(dǎo)體8b、下導(dǎo)熱層6b和地板下層3；地板上層2、上導(dǎo)熱層6a、上金屬導(dǎo)體8a、pn節(jié)5、下金屬導(dǎo)體8b、下導(dǎo)熱層6b和地板下層3相鄰之間接觸處涂以導(dǎo)熱硅脂或安裝導(dǎo)熱硅膠墊片；多個(gè)地板單元模塊的導(dǎo)線1彼此并聯(lián)。每個(gè)地板單元模塊可為矩形，也可選用其它形狀，其面積一般為0.05—1m²。

上導(dǎo)熱層和下導(dǎo)熱層的材料采用絕緣的熱導(dǎo)體，一般可采用陶瓷或?qū)峁枘z絕緣片；上導(dǎo)熱層和下導(dǎo)熱層厚度可為1-3mm。上金屬導(dǎo)體8a和下金屬導(dǎo)體8b的材料可優(yōu)選為鐵、銅或鋁；上金屬導(dǎo)體和下金屬導(dǎo)體的厚度一般為0.5-1mm。地板上層2材料一般為大理石、瓷磚、木材等常見的地板材料，可以直接鋪設(shè)于房間內(nèi)；地板下層3為硅膠、橡膠等導(dǎo)熱材料構(gòu)成，用于支撐固定地板單元模塊9，同時(shí)由于地板是受壓體，防止pn節(jié)5受到擠壓而損壞。其厚度一般為2--10mm。

半導(dǎo)體組件4在通電的條件下，電能輸入到pn節(jié)5中，使其下表面形成低溫面，地板單元模塊9下層從外界吸收熱量，通過地板下層3、下導(dǎo)熱層6b、下金屬導(dǎo)體8b傳遞至pn節(jié)5下表面；而pn節(jié)5上表面是高溫面，將電能轉(zhuǎn)化成的熱量和從地板單元模塊9下層吸收的熱量通過上金屬導(dǎo)體8a、上導(dǎo)熱層6a傳遞給地板上層2，實(shí)現(xiàn)地板上表面的加熱，實(shí)現(xiàn)輻射供暖。

通過對電源7的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)對地板上層2的表面溫度進(jìn)行控制，能夠保證室內(nèi)熱舒適的可調(diào)節(jié)性。為了保證地板上層2的表面溫度不超過安全上限，地板上層2的表面溫度過高時(shí)自動(dòng)切斷電源7，實(shí)現(xiàn)過熱保護(hù)。

如圖2所示，半導(dǎo)體組件4中的pn節(jié)5均勻布置，保證地板上層2受熱的均勻性和pn節(jié)5受壓力的均勻性。pn節(jié)5的密度決定于地板單元模塊9的最大單位面積供暖量，根據(jù)使用場景和產(chǎn)品需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

如圖3所示，地板單元模塊9可以直接彼此并聯(lián)連接組裝后使用，大大提高了施工效率和產(chǎn)品的適用性。通過地板單元模塊9的導(dǎo)線1接口將各個(gè)地板單元模塊9并聯(lián)，保證每塊單元在相同電壓下能夠同時(shí)通電使用。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種基于半導(dǎo)體制熱的模塊化輻射地板,屬于建筑構(gòu)件技術(shù)領(lǐng)域。該輻射地板是由多個(gè)地板單元模塊組成，每個(gè)地板單元模塊包括地板上層、地板下層和半導(dǎo)體組件；地板單元模塊的連接結(jié)構(gòu)由上至下依次為地板上層、上導(dǎo)熱層、上金屬導(dǎo)體、PN節(jié)、下金屬導(dǎo)體、下導(dǎo)熱層和地板下層；多個(gè)地板單元模塊的導(dǎo)線彼此并聯(lián)。本發(fā)明利用半導(dǎo)體制熱原理快速對輻射地板上表面進(jìn)行加熱升溫，能夠?qū)崿F(xiàn)部分空間、部分時(shí)間供暖；具有結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，可以進(jìn)行模塊化生產(chǎn)和安裝，施工效率高，同時(shí)具有很高的穩(wěn)定性和安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：林波榮;孫弘歷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2016.12.29
技術(shù)公布日：2017.08.18