電采暖系統在裝配式住宅中的應用

(重慶交通大學 重慶 400074)

在國外，智能電熱地暖系統已被廣泛采用，獲得了很好的社會效益，通過長期的實用化，把清潔的電力變成熱能的高品質的采暖方式，而且被證實有其他的取暖方法沒法比較的優越性，世界上的大多數用戶都認可了這一點。本文探索將智能控制的電力采暖系統集成在裝配式住宅中，將兩者的優點有機結合在一起，實現新的建筑供暖模式。

一、電采暖系統

(一)電采暖的概念

傳統采暖系統利用空氣流體力學原理,為直熱式空氣微循環對流導熱方式。目前,我國的主要供暖方式有燃煤爐、燃氣爐、燃油爐、分戶燃氣壁掛爐及空調[1]。電采暖系統是一項較新的供暖技術,在國內也是最近幾年才發展起來的，與傳統采暖方式不同的是，現代智能電采暖系統采用碳纖維發熱電纜發熱，傳熱方式主要是依靠遠紅外輻射傳熱。

(二)電采暖系統工作原理

電采暖系統主要由碳纖維發熱電纜和溫控器組成。根據采暖需求的預先設定，由溫控器智能調控碳纖維加熱電纜加熱。碳纖維具有遠紅外輻射功能，在通電狀態下碳纖維分子活動振蕩做布朗運動取得熱量，并以遠紅外輻射形式散發出來，發出的熱量被地板下的水泥層吸收并迅速升溫，以整個地面作為散熱器，在通過對流傳導和遠紅外輻射均勻散熱實現采暖。其中，遠紅外波長在4-14um，是醫療界公認為“生命光波”的健康理療頻譜光波，使人體深層細胞適度共振，起到暖身通絡，加速血液循環等作用[2]。

(三)智能控制原理

智能控制供暖系統是通過溫控器，溫度感應探頭實現對溫度的控制。隨著科技的進步和條件的允許，供暖系統可以直接聯網APP，實現智能分區控制的目的。電熱系統的電源采用家用的ac220v。目前,大多數現代電器控制元件的內核基本都是很簡單但很可靠的，發熱線主要是采用進口的碳纖維發熱絲，在室溫低于用戶設定的初始值時人工或者自動啟動供暖系統，系統一般默認有安全溫度限制，達到一定溫度后自動停止供暖。

(四)電采暖系統的特點

選用進口長絲碳纖維發熱材料，熱轉換率高達98.2%以上，即使室溫設定比傳統方式低2-3℃,仍可獲得比傳統供暖方式更好的采暖效果,能節約10%的能源。安裝時保溫層采用高性能聚氨酯絕熱保溫材料，有效的減少熱損耗。室內溫度梯度小,空氣溫度分布均勻,無冷熱點,室內空氣流速低，采暖系統產生的熱量從地面徐徐升起，給人帶來腳暖頭涼的舒適享受，符合人體工程學,具有較好的保健作用,對關節炎、心血管病有預防和抑制作用[3]。獨立的設計工藝，確保安全可靠，智能分室分時溫控，靈活方便，易操作。

(五)電采暖系統存在的問題

電采暖需要有穩定的、高品質的電力資源作為保障。一是電路要有保障，不能經?；蜷L時間停電；二是電壓要穩定，因為電功率是和電壓平方成正比，當電壓下降10%，功率要下降19%。電采暖的效果受到建筑結構保溫性能等外部因素的影響較大。原因主要是建筑外墻的保溫性差，房屋本身的保暖性能不好。我國的建筑系統的能源消耗占能源消耗總量的1/3以上，在全部的建筑系統的能源消耗中其供暖能耗又占60%左右[4]。

二、裝配式住宅

(一)裝配式建筑的發展

裝配式住宅結構體系使得建筑物本身的功能優勢得到充分發揮，在提升施工效率的同時，達到建筑節能環保的要求。其建筑模式低碳環保，提升建筑的抗震減壓效果，環保節能的高效生產施工模式符合當今社會所倡導的節能概念，在這種高效的建筑體制下，人們可更加易于接受這種新型的裝配式建筑模式[5]。目前我國已初步形成“政府推動、企業參與、產業化蓬勃發展”的良好態勢，我國裝配式住宅建筑正逐步向標準化發展，人們追求高品質生活的步伐也大步向前。

(二)裝配式住宅電供暖模式

在裝配式住宅環境下，電采暖系統的安裝將變得更方便，可實現模塊化集成安裝。在建筑信息模型和有限元分析軟件的幫助下，可以在建筑建成初期進行熱力學分析，得到建筑各房間的最佳采暖熱負荷，從而預設采暖方案，將采暖設備在工廠進行預制。在采用低溫輻射地熱電采暖的房間內,選用合適的地板也很重要。鋪設地板時,可先在地面墊上防潮墊,再用膠與地板粘合,不要在地面打釘子和做龍骨,以免破壞電纜,影響采暖效果。安裝時,從地面平整度的要求到固定帶的安裝,從電纜之間的間距到地面覆蓋層材料、厚度等都應嚴格按行業標準去施工。安裝過程中一定要做好試驗、調試工作，溫控器的接線和調試也尤其重要,安裝完畢后要進行通電試運行。

(三)裝配式住宅電采暖的優勢分析

1.節能性分析。建筑采暖的熱損失主要來自圍護結構的傳熱，電地暖以地板低溫輻射為主，伴隨部分對流傳熱，使室溫自下而上逐漸升高。由于裝配式住宅建筑整體結構性好，圍護結構保溫隔熱，整個輸送過程熱損失小，熱量集中在人體受益的高度，使人體實感溫度比室內實際溫度略高2-3℃。同時電采暖便于控制，室溫處于動態調節，有效利用熱量，減少不必要的能源損耗，比傳統采暖方式更加節能。

2.舒適性分析。電地暖低溫輻射方式采暖，室內地表溫度均勻，室溫由下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的良好感覺，從而形成真正符合人體要求的熱微環境。電采暖系統工作時零排放，無噪音干擾，無電磁污染，不會導致室內氣流的急劇流動和灰塵飛揚，減少空氣中水分蒸發。同時裝配式住宅有保溫隔熱，抗震隔音的特點，在間歇供暖的條件下室內溫度變化緩慢，熱穩定性好，舒適度更高。

三、結語

對于建筑采暖，電能作為清潔環?？稍偕亩文茉?，開發潛力巨大。大部分北方城市夏季空調用電量很大，而冬季這部分電量卻無法消耗，因此國家鼓勵冬季用電采暖，并且給予了集中電采暖低谷電價優惠政策和補貼支持。特別是近期政府宣稱今后將大力發展核能發電，以后大部分能源將來源于成本低廉的核能發電。而其他資源越來越貧乏，開采成本越來越高，從長遠來講電采暖比其他能源如煤、燃油、燃氣采暖方式都要經濟、安全、環保。而建筑采暖對建筑本身的隔熱性，防腐性，安全性等有特定的要求。裝配式建筑所帶來的模數化，標準化住宅完全具備電采暖所要求的節能，隔熱，防火防腐和抗震等性能，為配備采暖設備提供有利條件。在未來，以電能為主的清潔能源，配套綠色裝配式住宅的低碳經濟將成為我們生活的主旋律。