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低温电热膜辐射供暖技术的应用

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2008-04-08  作者:赵红梅 王 君  浏览次数:236
简 介:电热膜辐射供暖技术是一种较新的供暖技术,在国内也是最近几年才发展起来的。电热膜是将特别的导电温墨及金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜间制成的纯电阻发热体,再配以独立可调的温控装置,形成了电加热的供暖系统。
关键词:电热辐射供暖、设计、安装。
1、概述:
基于我国能源结构的变化;城市大气环境的日益恶化;住宅商品化;人们对室内热舒适环境的要求不断提高;集中供热的质量普遍不高及收费制度不合理、收费难等等因素,近几年我国出现了一种新析室内供暖方式——低温电热辐射供暖,成为住宅供暖可供参与(考虑)的方式之一。
任何物体都具有热辐射效应,辐射及对流是所有供暖系统都具备的散热方式。当借助暖系统中,以辐射方式散发的热量占总能的50%以上时,该供暖系统称为辐射供暖系统。根据辐射体表面温度,将辐射供暖分为低温辐射、中温辐射、高温辐射,通常所说的低温热水地板辐射供暖及本文所述的低温电热供暖系统均是表面温度低于80℃的低温温辐射供暖。
2、低温电热辐射供暖系统的特点
2.1 舒适性高
2.1.1 室内温度分布均匀,不会出现对流散热近热远冷、上热下冷的现象,温度梯度合理,实验证明无论地板辐射供暖还是顶棚辐射供暖,其室内温度梯度均是上下热中间冷,符合人体生理卫生需要,能够改善血液循环,促进新陈代谢。
2.1.2 辐射采暖不象对流供暖易引起室内污浊空气对流;卫生条件好。
2.1.3 处于辐射环境中的家具及围护结构温度高于空气温度,减少了对人体的冷辐射,同时房间热稳定性好,停止供暖后室温下降缓慢。
2.1.4 电热辐射供暖升温迅速,控温方便,比热水辐射供暖更具优势。
2.2 节能
2.2.1 在相同的舒适感的情况下,辐射供暖的室内温度可比对流供暖低2—3℃,即人体的实感温度提高警惕,减少了设计供暖负荷。
2.2.2 电热供暖按房间划分系统,由于电热辐射供暖方便灵活的控制,不使用的房间及不使用的时间可关小或关闭,可最大限度节能。
2.2.3 采用温控器,用户可随意调整室温,杜绝传统供暖设备(包括低温热水地板辐射供暖)不易调节,无法控制等弊病,恒温控制本身便是节能的可靠保证。
2.3 安全环保
2.3.1 电力是最为清洁的能源,可保持完美的小区环境。在输送和控制方面有突出的优点。
2.3.2 克服目前较为常见的家用燃油,燃气供暖炉多点低空排放,污染空气,危及安全的缺点。
2.4  隐形安装  管理方便
利用地板或项棚供暖,取消了暖气片及管道,增加了使用面积,便于装修及家具布置和美观。顶棚的电热辐射供暖避免了地板供暖易受家具遮挡,降低供暖效果的缺点。
将供暖费转化为电费,方便了物业管理;设备为可靠成品,使用寿命长,便于维护。
2.5  缺点
2.5.1 以电为供热能源,必然存在安全用电问题。
2.5.2 有些地区的电压稳定性较差,对电热设备的可靠性,使用寿命都会有影响。
3、电热膜热辐射供暖负荷计算
电热膜热辐射供暖技术是将电热膜片以并联方式连接埋设于室内的顶棚、墙壁及地面内,片与片之间的连接采用特殊的合金材料制成的连接卡,同时连接卡还附带有起绝缘作用和保护作用的塑料罩。每个房间一个温控器,此房间的电热膜片最终连接到温控器上,其最大特点是温度可调。采用电热膜技术的用电负荷可用下式计算:
p=(1+k)pm
式中:p——电热膜用电负荷,w;
     k——运行系数,一般取k=0.2;
     pm——房间热负荷计算值,w。
通过上式我们可得出每个房间的用电负荷,并进一步计算出总负荷。一般来讲,我区每平方米建筑面积所需电热膜电功率为50—75w,如此计算下来每套住宅采用电热膜所需用电量是不采用电热膜所需用电量的近两倍,而且配电回路数至少增加两路。
4、及计量方式
采用电热膜采暖的住宅在供电方式及计量方式的设计上目前大概有二种。一是单相进户,单相计量;二是三相进户,三相计量。下面比较一下这两种方式:
a.单相进户,单相计量
以三类住宅为例,国家《住宅设计规范》(gb50096—1999)规定用电负荷标准为4kw,若采用电热膜供暖,则总负荷约需7kw,根据公式:
i=p/u·cosφ
式中:p——有功计算负荷,取7000w;
 u——额定相电压,其值为220v;
 cosφ——平均功率因数,取0.9。
则:
i=35.4(a)
根据《供配电系统设计规范》(gb50052-95)中第4.0.12条规定:单相供电负荷当线路电流i>30a时,宜采用三相四线制供电。目前,我国开发的住宅的建筑面积大部分均已超过三类,于是就有采用电热膜用电与其余用电分开的供电设计方法,也就是电热膜单独计量、单独配电。我区的住宅供电设计已强制性采用集中计量方式,多层住宅电表箱一般置于地下室。如果采用电热膜供暖,每户需两块电表,这不但增大了电表箱,而且使到每户的配线特别麻烦,增加造价,破坏结构。笔者认为此种配电方式不宜采用。 
b.三相进户,三相计量
由于采用三相供电,其每相电流相对减小,进线线径也可减小,同时为将来的发展预留了更大的用电容量。在设计时应注意三相容量的配置,尽量达到平衡。但是,采用220/380v三相四线制供电存在以下缺点:一是由于380v电压进入住户,不安全隐患增加;二是增加了三相电表和四极开关,电表箱及用户箱尺寸加大、投资增加;三是负荷不易平衡;四是导线根数增多不易穿线。
5、结论
综上所述,采用电热膜采暖后供电系统的设计较为复杂。另外,需要系数法中系数的取值问题也是有待研究和解决的。
从电热膜的具体施工上来讲。由于属于新技术,无经验可以借鉴,安装较复杂,质量难以控制。尤其是电热膜系统与建筑物的等电位连接,这是关系到人身安全的问题。
电热膜是靠电能来发热。就我区来讲,几乎全为火力发电。火力发电由(下转4页)(上接24页)煤炭燃烧转化成电能的效率是很低的,大约为30%多,再经过变电、输电到用户,其效率会更低。国家一再提倡节约能源,如果用如此低效的能源来采暖,这显然是对能源的不合理应用。
如果大规模采用电热膜采暖,这样不但用户的用电负荷会大增,连小区内的线路及变压器容量都必须增加,这将牵扯到较大的城网改造问题。同时由于冬季采暖而夏季不采暖,会出现冬季与夏季用电量相差悬殊,造成配电网的设计复杂化。
笔者认为,在以火力发电为主要电能供应的地区,电热膜辐射采暖技术将不会成为该地区采暖技术发展的方向,予以酌情考虑,不宜大力推广。 
 
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