碳晶电热板辐射采暖系统的研究与应用

王 璇 韩伟国

（1.沈阳军区建筑设计院，辽宁 沈阳 110005；2.沈阳军区建筑设计院，辽宁 沈阳 110005）

1 引言

目前电采暖的形式多种多样，以前传统的电锅炉、电暖器采暖方式被电热膜、发热电缆等比较成熟的新形式所代替。电采暖正逐步的应用于建筑采暖事业当中。

由于电采暖的独特优势，使得国内外对电采暖的研究越来越深入，在研究过程中人们不断地将电采暖设备与自动控制、蓄热材料等其他新技术相结合，即产生了碳晶电热板采暖系统。

2 碳晶电热板材料的发热原理及特点

碳晶电热板是由碳晶发热材料制成的一种新型电发热产品，它是以短碳纤维制成的平板充当发热体，通过特殊工艺，把远红外发射剂、导线电极、绝缘材料等结合在一起，制成的面状电热板。碳晶电热板的发射原理是当电热板接通电源后，在电流的刺激下碳晶发热材料中的碳晶颗粒将进行“布朗运动”，碳分子在这种不断地摩擦和撞击中产生热量，接着它与纳米级的丙烯腈基碳纤维原料相结合组成搭接线，这样既可防止产生火花，又可保证能形成散热均匀的面状发热体。

3 碳晶电热板辐射采暖系统的组成及特点

3.1 组成形式

碳晶电热板辐射采暖系统主要由碳晶电热板、输电线路、温度控制器及设备连接配件四部分组成。由于碳晶电热板辐射采暖系统是通过电流产生热量，其热量不断聚集，不能像热水采暖系统那样以循环流动的方式将热量散去。因此，必须设置温度控制装置-即温度控制器。

3.2 铺设方式

地面铺设：将碳晶电热板铺设于人员集中的活动区域的地面上，保证发热区域在人员活动区中心。电热板铺设时不应紧靠墙边，距离墙边应有30cm左右的余隙，当家具落地或底部高度过小时不宜铺设。

靠墙铺设：将碳晶电热板铺设于人员集中的活动区域的墙面上，也可做成壁画挂于墙面。其前方不应有其他遮盖物，其特点是可使局部区域加热充分，垂直方向上的温度梯度加大，不占用空间。

3.3 碳晶电热板辐射采暖系统的优势

系统形式简单，通过国家电热产品质量监督检验中心检验，使用安全可靠；经济性、节能性好；具有环保性。在对碳晶电热板辐射采暖、家用空调采暖及电暖气采暖的采暖能耗量进行计算，其结果表明，家用空调采暖方式耗电量最低，碳晶电热板其次，电暖气采暖耗电量最高。

3.4 碳晶电热板辐射采暖系统与其他采暖方式的优劣势对比情况总结见表1。

此外，由于碳晶电热板辐射采暖系统的调控温度能力强，配合温度控制装置，可以做到精确加热、保温等特殊功能。在寒冷地区的机场或屋顶化雪、极地考察保温等方面均有极大的应用前景。

碳晶电热板辐射采暖系统在加热时向外辐射波长为8～18μm的远红外线，人们长期处于这种环境不仅对身体无害，还可改善人体微循环，提高人体免疫力。

4 碳晶电热板辐射采暖系统的适用范围及应用前景

4.1 系统的适用条件

碳晶电热板辐射采暖系统特别适用于夏热冬冷地区的供暖。此外，在寒冷及严寒地区的过渡季节遇到突发的急寒天气时，由于供暖设施未运行，此时若采用碳晶电热板辐射系统进行采暖可使人们缓解不适，具有很好的采暖效果。

4.2 系统的应用前景

碳晶电热板辐射采暖作为一种新产品，既符合国家科学发展观可持续发展的战略要求以及“ 节约资源、低碳环保”的政策导向， 又满足人们对生活环境舒适度要求高的需要，具有很大的环境效益及发展潜力。

[1]谈小灵.浅谈电采暖技术的优越性[J].煤炭工程，2006，8（01）：8-12.

[2]孙洪磊.远红外加热技术应用之碳晶墙暖热点分析[D]. 全国第十四届红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集.

[3]张明强.碳晶电热板间歇供暖的热工性能研究[D].哈尔滨工业大学硕士论文，2012.