電熱膜輻射供暖技術分析論文

時間:2022-06-22 07:07:00

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電熱膜輻射供暖技術分析論文

電熱膜輻射供暖技術是一種較新的供暖技術,在國內也是最近7﹑8年才發展起來的。電熱膜是將特制的導電油墨及金屬載流條經印刷﹑熱壓在兩層絕緣聚酯薄膜間制成的純電阻發熱體,再配以獨立可調的溫控裝置,形成了電加熱的供暖系統。

1供暖方式的比較

目前,我國的主要供暖方式有燃煤爐﹑燃氣爐﹑燃油爐﹑電鍋爐及電熱膜等,上述幾種供暖方式的特點對比見表1。

1表1幾種供暖方式特點比較

供暖方式

污染

熱效率

整體造價

使用年限(a)

運行管理費用

經濟價值

燃煤爐

嚴重

>60%

較低

10

較高

燃氣爐

>80%

較高

10

較高

燃油爐

較大

>80%

較高

15

較低

電鍋爐

95%~98%

適中

15

電熱膜

95%~98%

適中

30

較高

就室內發熱源來講,分為金屬散熱器型﹑低溫地暖熱輻射型和電熱膜熱輻射型,它們的特點對比見表2。

1表2幾種室內發熱源特點比較

發熱源

室內美觀性

人體舒適性

占地面積

溫度的可控性

金屬散熱器型

一般

占用室內面積

不可控

低溫地暖熱輻射型

舒適

不占用室內面積

可控

電熱膜熱輻射型

舒適

不占用室內面積

可控

金屬散熱器作為傳統的發熱源具有造價低﹑技術成熟等優點,被住宅用戶普遍采用。低溫地暖熱輻射技術早在20世紀30年代就在發達國家開始應用,隨著材料技術的發展近幾年也在我國廣泛應用。低溫地暖熱輻射也是采用熱水作為熱介質,但它的熱水溫度較金屬散熱器所需的熱水溫度低。它是將交聯聚乙烯塑料管材(簡稱PEX管)埋設于地面墊層里,熱量通過地板均勻向室內輻射,使人體獲得足暖頭涼的最佳感覺,而且不占用住戶室內使用面積。目前其技術也日益成熟,在我區應用的工程也較多。電熱膜熱輻射技術屬于新型供暖技術,它的出現是基于電能的充足和人們對環境的日益重視。它以其環保性﹑安全性﹑舒適性掀起了供暖領域的一場革命。國外已在各類建筑中廣泛應用。我區電力公司最近推出了優惠電價,也為其在我區的發展奠定了一定的基礎。

2電熱膜熱輻射供暖技術

2.1負荷計算

電熱膜熱輻射供暖技術是將電熱膜片以并聯方式連接埋設于室內的頂棚﹑墻壁及地面內,片與片之間的連接采用特殊的合金材料制成的連接卡,同時連接卡還附帶有起絕緣作用和保護作用的塑料罩。每個房間一個溫控器,此房間的電熱膜片最終連接到溫控器上,其最大特點是溫度可調。采用電熱膜技術的用電負荷可用下式計算:

式中:P—電熱膜用電負荷,W;

K—運行系數,一般取K=0.2;

Pm—房間熱負荷計算值,W。

通過上式我們可得出每個房間的用電負荷,并進一步計算出總負荷。一般來講,我區每平方米建筑面積所需電熱膜電功率為50~75W,如此計算下來每套住宅采用電熱膜所需用電量是不采用電熱膜所需用電量的近兩倍,而且配電回路數至少增加兩路。

2.2供電及計量方式

采用電熱膜采暖的住宅在供電方式及計量方式的設計上目前大概有二種。一是單相進戶,單相計量;二是三相進戶,三相計量。下面比較一下這兩種方式:

a.單相進戶,單相計量

以三類住宅為例,國家《住宅設計規范》(GB50096-1999)規定用電負荷標準為4Kw,若采用電熱膜供暖,則總負荷約需7KW,根據公式:

式中:P—有功計算負荷,取7000W;

U—額定相電壓,其值為220V;

cosφ—平均功率因數,取0.9。

則:

I=35.4(A)

根據《供配電系統設計規范》(GB50052-95)中第4.0.12條規定:單相供電負荷當線路電流I>30A時,宜采用三相四線制供電。目前,我國開發的住宅的建筑面積大部分均已超過三類,于是就有采用電熱膜用電與其余用電分開的供電設計方法,也就是電熱膜單獨計量、單獨配電。我區的住宅供電設計已強制性采用集中計量方式,多層住宅電表箱一般置于地下室。如果采用電熱膜供暖,每戶需兩塊電表,這不但增大了電表箱,而且使到每戶的配線特別麻煩,增加造價,破壞結構。筆者認為此種配電方式不宜采用。

b.三相進戶,三相計量

由于采用三相供電,其每相電流相對減小,進線線徑也可減小,同時為將來的發展預留了更大的用電容量。在設計時應注意三相容量的配置,盡量達到平衡。但是采用220/380V三相四線制供電存在以下缺點:一是由于380V電壓進入住戶,不安全隱患增加;二是增加了三相電表和四級開關,電表箱及用戶箱尺寸加大、投資增加;三是負荷不易平衡;四是導線根數增多不易穿線。

摘要:通過對幾種采暖技術的比較,重點對電熱膜輻射采暖技術的特點、應用及前景予以闡述。

關鍵詞:電熱膜供暖應用前景

3結論

綜上所述,采用電熱膜采暖后供電系統的設計較為復雜。另外,需要系數法中系數的取值問題也是有待研究和解決的。

從電熱膜的具體施工上來講。由于屬于新技術,無經驗可以借鑒,安裝較復雜,質量難以控制。尤其是電熱膜系統與建筑物的等電位連接,這是關系到人生安全的問題。

電熱膜是靠電能來發熱。就我區來講,幾乎全為火力發電。火力發電由煤炭燃燒轉化成電能的效率是很低的,大約為30%多,再經過變電、輸電到用戶,其效率會更低。國家一再提倡節約能源,如果用如此低效的能源來采暖,這顯然是對能源的不合理應用。

如果大規模采用電熱膜采暖,這樣不但用戶的用電負荷會大增,連小區內的線路及變壓器容量都必須增加,這將牽扯到較大的城網改造問題。同時由于冬季采暖而夏季不采暖,會出現冬季與夏季用電量相差懸殊,造成配電網的設計復雜化。

所以筆者認為,在以火力發電為主要電能供應的地區,電熱膜輻射采暖技術將不會成為該地區采暖技術發展的方向,不宜大力推廣。

由于本人的理論水平及實際經驗有限,有不妥之處請不吝賜教。