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韩国电热板辐射采暖系统研究
编辑:沈阳三煦新能源科技有限公司   发布时间:2018-08-11

沈阳三煦新能源科技有限公司专业生产各种型号电热板,是沈阳领先的电热板厂家。近年来,人们的生活水平明显提高,采暖形式越来越多样化,市场上出现了很多不同种类的采暖设备,如发热电缆、电热膜、电暖气等,这些采暖设备技术和性能已经比较成熟。韩国电热板辐射采暖系统具有响应速度快、可调性强等优点,和电采暖形式相比,具有良好的经济性和环保性,因此在未来发展过程中,应加大对韩国电热板辐射采暖系统的研究和推广。
  一、韩国电热板发热的基本原理
  韩国电热板内部含有一个碳纤维平板主要用于发热,利用层压技术将绝缘材料、导电电极、碳纤维复合导电纸等材料复合起来,制作成碳纤维电热板,接通电源后,碳纤维电热板中的碳纤维材料成为电流流通的通道,释放大量热量。短切碳纤维在韩国电热板中的分布状态不规则,纤维材料之间相互搭接,构成碳纤维网格。碳纤维导电聚合物和填充材料相互接触,两者之间相隔一定的距离,一旦外部电源被接通,碳纤维材料会形成电流通道。同时,韩国电热板中其它功能体的距离相隔比较近,中间是一层薄聚合物层,电子被热振动激活以后易穿透薄聚合物层,周围导电粒子和激活电子结合,形成隧道电流,这就是韩国电热板导电原理。
  如果某种物质内部形成温度梯度,温度高部位会将热量传递到温度低部位,即形成这种物质的热量传导。对于碳纤维发热材料,碳原发生晶格振动引起热量传递,和复合材料相比存在一些差异,碳纤维电热板传递热量主要是声子之间发生相互作用。碳纤维材料导热率计算公式: ,公式中, 是热导率[W/(m K)];A是热导系数;C是热容[J/(kg K)];v是声子速度(m/s);L是声子平均自由程(m); 是声子振动频率(1/s)。[1]经过简化计算, ,根据公式可知,碳纤维热导率主要由L来决定,L又受到电子相互碰撞和散射影响,其和微晶尺寸成正比。在碳纤维材料中主要有两种作用形式:界面和声子、缺陷和声子之间相互作用以及声子间的相互作用,不同的碳纤维结构中这两种作用产生的热导率不同,高结晶度的碳纤维材料,缺陷和晶界少,缺陷和界面间隔影响较小,声子之间的散射路程发挥着主导作用,因此韩国电热板在加工制作时应仔细研究碳纤维材料的微观结构,确保发热效率。
  二、韩国电热板发热特点
  韩国电热板中的晶格振动发热,丙烯氰基碳纤维材料作为韩国电热板搭接线,并且韩国电热板中含有少量的纳米碳纤维,有效减少了火花和静电消散,保障了晶格点阵和相互接触的搭接传热,纳米碳素晶体材料是一种纵横交错的网格,载流子从网格的高电势位置移动到低电势位置,形成均匀的发热面,碳纤维局部无序,整体有序,韩国电热板在实际应用中整张板都散热,内部的短切碳纤维产生8~11 m远红外线[2],韩国电热板在接通电源的几十秒以内,电热板温度快速上升,并且内部碳纤维热量快速传递到表面电热材料,3~5分钟表面材料和发热体实现热态平衡,在恒定温度下实现热辐射。韩国电热板具有良好的绝缘性和安全性,使用寿命比较长,击穿电压10000V,在长时间使用过程中防水、防潮、不脱落、不断裂,适合应用在宾馆、会议室、办公室等场所,可用于衣物烘干、浴池加温、家庭取暖,满足人们的生活生产需要。
  三、韩国电热板辐射采暖系统应用
  1、铺设形式
  (1)靠墙铺设
  靠墙铺设是指在墙裙位置辐射电热板,利用辐射作用传递热量,这种铺设形式不影响建筑室内的美观度,可以提高局部区域的热量。根据建筑室内设计要求,可在墙面上悬挂电热板,减少地面周围的散热量,增加建筑室内的温度梯度。
  (2)地面铺设
  地面铺设适合应用在办公室,在座椅或者办公桌下方平铺一块或几块电热板,对于人员比较集中的位置,在韩国电热板上面加一层保护层,发挥良好的保护作用。对于民用建筑工程,韩国电热板可以铺设在床、沙发或者座椅上,为人们提供舒适的室内环境[3]。
  2、经济性
  (1)初投资计算
  上海地区主要采用电暖气和家用空调采暖,根据当前的电价(0.617元/kWh)和维修费以及不同采暖形式的使用寿命,根据计算家用空调设备初期投资约 2000~3000元,电暖气设备初投资费用约500元,这两种采暖设备不需要花费安装施工费用,如果采用韩国电热板辐射采暖系统,每年的费用约200元,从初投资费用来看,韩国电热板辐射采暖系统具有良好的经济效益。
  (2)运行维护费用
  韩国电热板辐射采暖系统投入使用后,稳定性和安全性较高,通常情况下不需要大修,只需要在日常使用过程中注意管理维护。而家用空调采暖设备需要大量的电能,并且维护检修频率较高,在使用寿命内,维护检修费用约880~1250元,根据年运行能耗进行计算,电暖气年耗电量约558kWh,空调采暖年耗电量约280kWh,韩国电热板辐射采暖系统年耗电量约400kWh。
  (3)年平均费用
  按照年平均费用计算公式: ,公式中,A是采暖年平均费用(元);P是设备初投资费用(元);R是运行费用(元);M是维护费用(元);N是维护费用(元)。根据计算,电暖气年平均费用约350元,空调采暖年平均费用约520元,韩国电热板辐射采暖系统年平均费用约260元[4],因此韩国电热板辐射采暖系统的经济效益非常明显。
  结束语:
  近年来,韩国电热板辐射采暖系统快速发展,其具有良好的经济性、安全性和稳定性,和传统的电暖气、空调采暖设备相比,应用优势明显。通过分析韩国电热板辐射采暖系统,要加大对其的研究,积极融合新技术,推动韩国电热板辐射采暖系统快速发展。

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