碳晶電熱板輻射采暖系統的研究與應用

王 璇 韓偉國

（1.沈陽軍區建筑設計院，遼寧 沈陽 110005；2.沈陽軍區建筑設計院，遼寧 沈陽 110005）

1 引言

目前電采暖的形式多種多樣，以前傳統的電鍋爐、電暖器采暖方式被電熱膜、發熱電纜等比較成熟的新形式所代替。電采暖正逐步的應用于建筑采暖事業當中。

由于電采暖的獨特優勢，使得國內外對電采暖的研究越來越深入，在研究過程中人們不斷地將電采暖設備與自動控制、蓄熱材料等其他新技術相結合，即產生了碳晶電熱板采暖系統。

2 碳晶電熱板材料的發熱原理及特點

碳晶電熱板是由碳晶發熱材料制成的一種新型電發熱產品，它是以短碳纖維制成的平板充當發熱體，通過特殊工藝，把遠紅外發射劑、導線電極、絕緣材料等結合在一起，制成的面狀電熱板。碳晶電熱板的發射原理是當電熱板接通電源后，在電流的刺激下碳晶發熱材料中的碳晶顆粒將進行“布朗運動”，碳分子在這種不斷地摩擦和撞擊中產生熱量，接著它與納米級的丙烯腈基碳纖維原料相結合組成搭接線，這樣既可防止產生火花，又可保證能形成散熱均勻的面狀發熱體。

3 碳晶電熱板輻射采暖系統的組成及特點

3.1 組成形式

碳晶電熱板輻射采暖系統主要由碳晶電熱板、輸電線路、溫度控制器及設備連接配件四部分組成。由于碳晶電熱板輻射采暖系統是通過電流產生熱量，其熱量不斷聚集，不能像熱水采暖系統那樣以循環流動的方式將熱量散去。因此，必須設置溫度控制裝置-即溫度控制器。

3.2 鋪設方式

地面鋪設：將碳晶電熱板鋪設于人員集中的活動區域的地面上，保證發熱區域在人員活動區中心。電熱板鋪設時不應緊靠墻邊，距離墻邊應有30cm左右的余隙，當家具落地或底部高度過小時不宜鋪設。

靠墻鋪設：將碳晶電熱板鋪設于人員集中的活動區域的墻面上，也可做成壁畫掛于墻面。其前方不應有其他遮蓋物，其特點是可使局部區域加熱充分，垂直方向上的溫度梯度加大，不占用空間。

3.3 碳晶電熱板輻射采暖系統的優勢

系統形式簡單，通過國家電熱產品質量監督檢驗中心檢驗，使用安全可靠；經濟性、節能性好；具有環保性。在對碳晶電熱板輻射采暖、家用空調采暖及電暖氣采暖的采暖能耗量進行計算，其結果表明，家用空調采暖方式耗電量最低，碳晶電熱板其次，電暖氣采暖耗電量最高。

3.4 碳晶電熱板輻射采暖系統與其他采暖方式的優劣勢對比情況總結見表1。

此外，由于碳晶電熱板輻射采暖系統的調控溫度能力強，配合溫度控制裝置，可以做到精確加熱、保溫等特殊功能。在寒冷地區的機場或屋頂化雪、極地考察保溫等方面均有極大的應用前景。

碳晶電熱板輻射采暖系統在加熱時向外輻射波長為8～18μm的遠紅外線，人們長期處于這種環境不僅對身體無害，還可改善人體微循環，提高人體免疫力。

4 碳晶電熱板輻射采暖系統的適用范圍及應用前景

4.1 系統的適用條件

碳晶電熱板輻射采暖系統特別適用于夏熱冬冷地區的供暖。此外，在寒冷及嚴寒地區的過渡季節遇到突發的急寒天氣時，由于供暖設施未運行，此時若采用碳晶電熱板輻射系統進行采暖可使人們緩解不適，具有很好的采暖效果。

4.2 系統的應用前景

碳晶電熱板輻射采暖作為一種新產品，既符合國家科學發展觀可持續發展的戰略要求以及“ 節約資源、低碳環保”的政策導向， 又滿足人們對生活環境舒適度要求高的需要，具有很大的環境效益及發展潛力。

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[2]孫洪磊.遠紅外加熱技術應用之碳晶墻暖熱點分析[D]. 全國第十四屆紅外加熱暨紅外醫學發展研討會論文及論文摘要集.

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