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谈电热膜辐射供暖技术的应用与前景

作者:LunWen 来源:中华论文网-免费论文下载 加入时间:2005-9-20

摘要:通过对几种采暖技术的比较,重点对电热膜辐射采暖技术的特点、应用及前景予以阐述。

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7、8年才发展起来的。电热膜是将特制的导电油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。
1 供暖方式的比较
目前,我国的主要供暖方式有燃煤炉、燃气炉、燃油炉、电锅炉及电热膜等,上述几种供暖方式的特点对比见表1。
就室内发热源来讲,分为金属散热器型、低温地暖热辐射型和电热膜热辐射型,它们的特点对比见表2。
金属散热器作为传统的发热源具有造价低、技术成熟等优点,被住宅用户普遍采用。低温地暖热辐射技术早在20世纪30年代就在一些国家开始应用,随着材料技术的发展近几年也在我国广泛应用。低温地暖热辐射也是采用热水作为热介质,但它的热水温度较金属散热器所需的热水温度低。它是将交联聚乙烯塑料管材(简称PEX管)埋设于地面垫层里,热量通过地板均匀向室内辐射,使人体获得足暖头凉的最佳感觉,而且不占用住户室内使用面积。目前其技术也日益成熟,在我区应用的工程也较多。电热膜热辐射技术属于新型供暖技术,它的出现是基于电能的充足和人们对环境的日益重视。它以其环保性、安全性、舒适性掀起了供暖领域的一场革命,国外已在各类建筑中广泛应用。我区电力公司最近推出了优惠电价,也为其在我区的广泛应用奠定了一定的基础。
2 电热膜热辐射供暖技术
2.1 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。
2.2 供电及计量方式
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。
3 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。
所以笔者认为,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,不宜大力推广。
由于本人的理论水平及实际经验有限,有不妥之处请不吝赐教。

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