熱水、碳晶、發(fā)熱電纜地熱系統(tǒng)比較
2009-04-12 00:00:00李薇薇
船海工程 2009年3期
摘要：在建筑施工領(lǐng)域中，目前共有三種常見的低溫地面輻射采暖系統(tǒng)，分別是熱水低溫地面輻射采暖系統(tǒng)、發(fā)熱電纜低溫地面輻射采暖系統(tǒng)及碳晶低溫地面輻射采暖系統(tǒng)，通過對對三種不同的采暖系統(tǒng)的施工工藝對比及成本分析，探討尋找優(yōu)越的施工工藝。
關(guān)鍵詞：熱水；碳晶；發(fā)熱電纜；低溫地面輻射采暖
中圖分類號：TU833文獻標志碼：A文章編號：1671-7953(2009)03-0072-03
目前，國內(nèi)外建筑行業(yè)中應用于低溫地面輻射采暖系統(tǒng)的形式趨于多樣化，但主要有三種形式，即熱水低溫地面輻射采暖系統(tǒng)、碳發(fā)熱電纜低溫地面輻射采暖系統(tǒng)及碳晶低溫地面輻射采暖系統(tǒng)。
1熱水低溫地面輻射采暖系統(tǒng)
該系統(tǒng)為應用范圍最廣，使用最平常，技術(shù)最成熟的地面輻射采暖技術(shù)。選用材料多種多樣，PB、PEX、PE-RT等，且目前市場上生產(chǎn)該項技術(shù)管材的廠家非常廣泛，價格也趨于透明及可控制。同時目前施工企業(yè)均具備良好的施工工藝及高效的施工能力。整體初裝費用較低，運行費用較低。初裝費用為40-50元/m2，運行費用約為4-5元/m2·月。
但熱水采暖系統(tǒng)無論是以市政蒸汽或熱水為熱源還是以小區(qū)內(nèi)單獨集中供暖，都是以燃燒煤炭作為熱量的來源。在燃燒的過程中就會產(chǎn)生大量的廢氣及廢渣，還有在燃燒中沒有被完全利用的熱能散發(fā)到周圍空氣中，此部分熱能均未被回收利用亦未作任何熱處理，因此會嚴重破壞環(huán)境。
熱水采暖系統(tǒng)的顯著缺點是集中供暖的群體利益與單體利益的沖突。每年每個小區(qū)都會因為少數(shù)人不按時繳納取暖費用而影響大家的供暖，而這些人中有些人實在供暖季節(jié)或部分時間根本就不居住在這個小區(qū)內(nèi)的，但是為了大眾的利益，還是要白白的繳納相應的費用。供暖的平衡是在系統(tǒng)運行中不斷調(diào)試從而得出的，在這樣一個漫長的過程中很多人都會有半夜被凍醒或熱醒的經(jīng)歷。這使得我們繳納了相應費用，但得到的卻不是一個可控的環(huán)境。而且安裝此種供暖方式的均為北方城市，南方陰冷的冬天就無法享用這項技術(shù)了。
2發(fā)熱電纜低溫地面輻射采暖系統(tǒng)
發(fā)熱電纜從內(nèi)而外由以下幾部分組成：金屬發(fā)熱元件即發(fā)熱體、絕緣材料、接地導線、金屬護套、外套。當發(fā)熱電纜通電后，發(fā)熱體把電能轉(zhuǎn)化為熱能，將熱能主要以輻射、對流的方式散發(fā)出去，其對流傳熱的比例約占33.51％。發(fā)熱電纜各組成部分的物理特性要滿足以下幾個方面的要求：1)發(fā)熱效率高，壽命長；2)安全性好，做到不漏電、不短路；3)無電磁污染；4)有一定的機械強度；5)有一定的溫控措施，以防表面溫度超過安全要求。
發(fā)熱電纜是一種新型電熱材料，由于近年來國家電力政策適時鼓勵用電，如明確峰谷電的使用、建設(shè)項目電力增容費的減免等，以及采暖計費制度的確立，使得以發(fā)熱電纜為熱源的采暖系統(tǒng)的應用得以出現(xiàn)，其中發(fā)熱電纜低溫地板輻射供暖系統(tǒng)最為舒適。
該系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：屬清潔能源，無污染和噪聲，利于環(huán)保；發(fā)熱效率高，設(shè)計、施工方便，衛(wèi)生舒適，無須采暖外線，降低損耗；可實現(xiàn)分室控制，自動化程度高，可與樓宇控制系統(tǒng)結(jié)合；便于獨立計費，維護、管理簡單，運行可靠等，另外發(fā)熱電纜等電熱產(chǎn)品的應用，提高了整個發(fā)電系統(tǒng)的資源利用水平，均衡全年用電負荷。以上特點給發(fā)熱電纜提供了更廣闊的生存空間，并成為建筑采暖設(shè)計的一種重要補充。
發(fā)熱電纜地熱系統(tǒng)的顯著缺點在于費用昂貴，顧名思義，發(fā)熱電纜選用的材料均為銅或銅鎳合金，因此無論是初裝費用還是使用費用均遠遠高于目前市場中所選用的任何一種地熱結(jié)構(gòu)，初裝費用為80-90元/m2，運行費用約為9元/m2·月。
同時雖然發(fā)熱電纜具備電纜的絕緣材料護套層，金屬屏蔽護套層以及相應外套，同時設(shè)計該項技術(shù)的設(shè)計方也一再強調(diào)采用鋁鉑屏蔽、雙絞線平衡結(jié)構(gòu)等較好的產(chǎn)品其磁通量密度不超過0.2μT，根據(jù)歐洲委員會的建議，磁通量的密度不得超過100μT。但目前該項技術(shù)不夠成熟，國家在該項技術(shù)上尚未出臺相關(guān)材料技術(shù)標準及施工技術(shù)標準，一旦施工過程中材料有一項指標無法達到相應條件，將會產(chǎn)生磁場，危及人身安全。同時一旦地面有大量積水或出現(xiàn)漏水泄水現(xiàn)象，難免會破壞電纜并出現(xiàn)一定威脅。
3碳晶低溫地面輻射采暖系統(tǒng)
碳晶低溫輻射供暖系統(tǒng)，是以電為能源，采用半導體碳素晶體材料為電熱轉(zhuǎn)換載體，在電場的激勵作用下，通過碳分子的布郎運動產(chǎn)生熱能和大量遠紅外線輻射傳熱的新型供暖方式。碳晶板的電能轉(zhuǎn)換率達到99％，電能基本上完全轉(zhuǎn)換成熱能。紅外線輻射熱量，升溫速度快。既用即熱，同時選用液晶編程式溫控器可以在一周時間內(nèi)設(shè)定每天幾個時段的溫度和開閉時間，雙溫雙控功能，從而使用戶更合理有效的使用碳晶采暖系統(tǒng)，更大限度的降低能耗，提高生活質(zhì)量。這就使集中供熱轉(zhuǎn)換為單體結(jié)合實際進行自行選擇成為可能。這項技術(shù)成熟的可能就使得無論北方城市還是南方城市均可隨意進行安裝和使用。
碳晶發(fā)熱板的發(fā)熱原理是：在電場作用下，碳晶分子間發(fā)生布郎運動，摩擦發(fā)熱；碳晶是半導體且碳晶發(fā)熱板是大面積平面發(fā)熱材料，穿過其單位面積的電流非常之小，即使碳晶板被打穿也不會影響其發(fā)熱。
同時，碳晶地熱系統(tǒng)非常安全。無論靜態(tài)還是在工作狀態(tài)下，產(chǎn)品不產(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì)。且可吸附和中和環(huán)境中的游離苯。沒有電磁輻射。
國家紅外及工業(yè)電熱產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的檢驗報告顯示：碳晶發(fā)熱板在工作狀態(tài)下每平方米泄漏電流僅為0.011mA，遠遠低于國家標準的0.75mA。
合格的碳晶電熱板經(jīng)上海電器設(shè)備科學研究所的檢測，其6個位置的貼近電磁輻射為：3.19，2.18，0.07，0.17，0.49，0.63個μT且其衰竭為距離的十幾次方。對應于電腦主機的貼近電磁輻射1000μT來說，碳晶板幾乎沒有電磁輻射。對人體無害。
碳晶地暖的缺點在于目前技術(shù)成熟尚未完全成熟，價格高于其他系統(tǒng)。初裝費用為75元/m2，運行費用約為7元/m2·月。
碳晶地暖同時不可敷設(shè)衛(wèi)生間內(nèi)以及在長時間不進行搬運的家具及設(shè)備下，因為發(fā)出的熱量或被水吸收，或被家具設(shè)備吸收，不能夠保證散熱的良好性能，而家具等吸收熱量不散熱會引起腐蝕損壞等。
碳晶板每塊板體的面積為1m2， 不可現(xiàn)場裁剪，因此不能夠滿鋪于室內(nèi)，可能會出現(xiàn)局部供暖不均衡現(xiàn)象。
參考文獻
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