电采暖系统在装配式住宅中的应用

(重庆交通大学 重庆 400074)

在国外，智能电热地暖系统已被广泛采用，获得了很好的社会效益，通过长期的实用化，把清洁的电力变成热能的高品质的采暖方式，而且被证实有其他的取暖方法没法比较的优越性，世界上的大多数用户都认可了这一点。本文探索将智能控制的电力采暖系统集成在装配式住宅中，将两者的优点有机结合在一起，实现新的建筑供暖模式。

一、电采暖系统

(一)电采暖的概念

传统采暖系统利用空气流体力学原理,为直热式空气微循环对流导热方式。目前,我国的主要供暖方式有燃煤炉、燃气炉、燃油炉、分户燃气壁挂炉及空调[1]。电采暖系统是一项较新的供暖技术,在国内也是最近几年才发展起来的，与传统采暖方式不同的是，现代智能电采暖系统采用碳纤维发热电缆发热，传热方式主要是依靠远红外辐射传热。

(二)电采暖系统工作原理

电采暖系统主要由碳纤维发热电缆和温控器组成。根据采暖需求的预先设定，由温控器智能调控碳纤维加热电缆加热。碳纤维具有远红外辐射功能，在通电状态下碳纤维分子活动振荡做布朗运动取得热量，并以远红外辐射形式散发出来，发出的热量被地板下的水泥层吸收并迅速升温，以整个地面作为散热器，在通过对流传导和远红外辐射均匀散热实现采暖。其中，远红外波长在4-14um，是医疗界公认为“生命光波”的健康理疗频谱光波，使人体深层细胞适度共振，起到暖身通络，加速血液循环等作用[2]。

(三)智能控制原理

智能控制供暖系统是通过温控器，温度感应探头实现对温度的控制。随着科技的进步和条件的允许，供暖系统可以直接联网APP，实现智能分区控制的目的。电热系统的电源采用家用的ac220v。目前,大多数现代电器控制元件的内核基本都是很简单但很可靠的，发热线主要是采用进口的碳纤维发热丝，在室温低于用户设定的初始值时人工或者自动启动供暖系统，系统一般默认有安全温度限制，达到一定温度后自动停止供暖。

(四)电采暖系统的特点

选用进口长丝碳纤维发热材料，热转换率高达98.2%以上，即使室温设定比传统方式低2-3℃,仍可获得比传统供暖方式更好的采暖效果,能节约10%的能源。安装时保温层采用高性能聚氨酯绝热保温材料，有效的减少热损耗。室内温度梯度小,空气温度分布均匀,无冷热点,室内空气流速低，采暖系统产生的热量从地面徐徐升起，给人带来脚暖头凉的舒适享受，符合人体工程学,具有较好的保健作用,对关节炎、心血管病有预防和抑制作用[3]。独立的设计工艺，确保安全可靠，智能分室分时温控，灵活方便，易操作。

(五)电采暖系统存在的问题

电采暖需要有稳定的、高品质的电力资源作为保障。一是电路要有保障，不能经常或长时间停电；二是电压要稳定，因为电功率是和电压平方成正比，当电压下降10%，功率要下降19%。电采暖的效果受到建筑结构保温性能等外部因素的影响较大。原因主要是建筑外墙的保温性差，房屋本身的保暖性能不好。我国的建筑系统的能源消耗占能源消耗总量的1/3以上，在全部的建筑系统的能源消耗中其供暖能耗又占60%左右[4]。

二、装配式住宅

(一)装配式建筑的发展

装配式住宅结构体系使得建筑物本身的功能优势得到充分发挥，在提升施工效率的同时，达到建筑节能环保的要求。其建筑模式低碳环保，提升建筑的抗震减压效果，环保节能的高效生产施工模式符合当今社会所倡导的节能概念，在这种高效的建筑体制下，人们可更加易于接受这种新型的装配式建筑模式[5]。目前我国已初步形成“政府推动、企业参与、产业化蓬勃发展”的良好态势，我国装配式住宅建筑正逐步向标准化发展，人们追求高品质生活的步伐也大步向前。

(二)装配式住宅电供暖模式

在装配式住宅环境下，电采暖系统的安装将变得更方便，可实现模块化集成安装。在建筑信息模型和有限元分析软件的帮助下，可以在建筑建成初期进行热力学分析，得到建筑各房间的最佳采暖热负荷，从而预设采暖方案，将采暖设备在工厂进行预制。在采用低温辐射地热电采暖的房间内,选用合适的地板也很重要。铺设地板时,可先在地面垫上防潮垫,再用胶与地板粘合,不要在地面打钉子和做龙骨,以免破坏电缆,影响采暖效果。安装时,从地面平整度的要求到固定带的安装,从电缆之间的间距到地面覆盖层材料、厚度等都应严格按行业标准去施工。安装过程中一定要做好试验、调试工作，温控器的接线和调试也尤其重要,安装完毕后要进行通电试运行。

(三)装配式住宅电采暖的优势分析

1.节能性分析。建筑采暖的热损失主要来自围护结构的传热，电地暖以地板低温辐射为主，伴随部分对流传热，使室温自下而上逐渐升高。由于装配式住宅建筑整体结构性好，围护结构保温隔热，整个输送过程热损失小，热量集中在人体受益的高度，使人体实感温度比室内实际温度略高2-3℃。同时电采暖便于控制，室温处于动态调节，有效利用热量，减少不必要的能源损耗，比传统采暖方式更加节能。

2.舒适性分析。电地暖低温辐射方式采暖，室内地表温度均匀，室温由下而上逐渐递减，给人以脚暖头凉的良好感觉，从而形成真正符合人体要求的热微环境。电采暖系统工作时零排放，无噪音干扰，无电磁污染，不会导致室内气流的急剧流动和灰尘飞扬，减少空气中水分蒸发。同时装配式住宅有保温隔热，抗震隔音的特点，在间歇供暖的条件下室内温度变化缓慢，热稳定性好，舒适度更高。

三、结语

对于建筑采暖，电能作为清洁环保可再生的二次能源，开发潜力巨大。大部分北方城市夏季空调用电量很大，而冬季这部分电量却无法消耗，因此国家鼓励冬季用电采暖，并且给予了集中电采暖低谷电价优惠政策和补贴支持。特别是近期政府宣称今后将大力发展核能发电，以后大部分能源将来源于成本低廉的核能发电。而其他资源越来越贫乏，开采成本越来越高，从长远来讲电采暖比其他能源如煤、燃油、燃气采暖方式都要经济、安全、环保。而建筑采暖对建筑本身的隔热性，防腐性，安全性等有特定的要求。装配式建筑所带来的模数化，标准化住宅完全具备电采暖所要求的节能，隔热，防火防腐和抗震等性能，为配备采暖设备提供有利条件。在未来，以电能为主的清洁能源，配套绿色装配式住宅的低碳经济将成为我们生活的主旋律。