电采暖不同末端散热设备的比较研究

刘　扬，冉春雨

（吉林建筑大学城建学院，吉林　长春　130000）

电采暖不同末端散热设备的比较研究

刘扬，冉春雨

（吉林建筑大学城建学院，吉林长春130000）

电采暖的方式近年来，逐渐在我国许多城市发展起来，针对中国的特殊国情，对这一问题的详细研究与分析能够促进资源的节约.对经济进行分析也能够进一步的让我们了解电采暖不同末端散热设备的利弊.

末端设备；散热器；低温地面电缆；低温电热膜；经济分析

中国是一次性能源储量非常丰富的国家，已占到了世界总能源储量的3.9%.但因为中国人口众多，从而导致人均一次性能源消费量在世界上却是严重低于世界平均水平的.因此，就人均资源占有量来说，中国是又一个能源资源非常短缺的国家.针对这一问题，需要通过对供暖和制冷环节进行严格的把关，了解不同的末端散热和制冷设备，以确保降能够提高人均资源利用率及人均资源占有量在世界上的水平.同时为了严格执行国家节能减排的政策要求，因而力求达到以先进的技术创新来建设一个适宜人类居住的节能减排的社会主义和谐社会.

1　概述

1.1末端设备的含义

末端设备是指对空气进行完全降温、加热、加湿和除湿以及过滤等处理过程中所采用的相应设备组合.也就是说，对室内空气进行干扰，实现对空气的散热、制冷时所使用的设备.如表面式换热器、喷水室、过滤器等设备.

1.2电采暖过程中末端设备的常见种类

1.2.1风机盘管

风机盘管的规范全称是中央空调风机盘管机组，它是一种中央空调的理想末端产品，由热交换器，水管，过滤器，风扇，接水盘，排气阀，支架等各部分组成.机组内不断再循环所在房间或室外的空气，使空气通过水盘管后被冷却或加热（具体得依据水盘管中是热水还是冷水确定），从而保持房间温度不变是它的工作原理.风机盘管则主要是依靠风机的强制作用，使得通过表冷器的作用达到预期的效果.

随着科技的发展，风机盘管技术也在不断改善和发展.现今，很多办公楼、医院、商住、科研机构等一些场所都广泛运用该技术.据相关调查发现，根据不同场合的选用特点，风机盘管的种类极其丰富，面对越来越激烈的市场竞争，很多企业开始选择走细分市场路线，这种竞争路线与传统的正面交锋不同，轨道交通领域成为了众多中央空调企业竞争的市场蓝海.

1.2.2风柜

风柜采用最新设计的柔性涡旋压缩机，具有能效比高，运行平稳，噪声低抗液击能力强，风量较大，型式单一，管路内部走氟，并且要安装在特定的机房内.适应较大运行工况范围，可靠性高，同时也适合用于会议室、中小型商场、超市、酒店、影剧院、车站、工厂等多种场合.

1.2.3组合式空调机组

组合式空调机组一种空气处理设备，这种设备能够通过各种空气处理功能段共同处理组装成.这种设备特点显著：表面磷化，高压静电喷涂（喷塑）处理，耐腐蚀性能卓越；铝型材骨架，钢架结构两种结构，外形美观；壁板聚胺脂发泡保温，保温效果特佳；计算机自动调控，可实现无人管理等功能特点.因而比较适用于阻力大于100Pa的空调系统.

在目前的实际操作过程中组合式空调机组则主要适用于多种洁净厂房的空气净化系统，如：纺织车间、汽车喷涂车间、化妆品、纯水车间、食品厂、医院手术部、ICU等多种场合.

2　技术比较

2.1散热器

散热器顾名思义即通过某种技术的开发，从而将机器内部的热量散发出去，以求机器能达到更为长久的寿命.其含义是指将机器或者其他器具在工作过程中所产生的热量及时的进行转移，以避免影响仪器或装置的正常工作.常见的散热器依据散热的方式可以分为：风冷、热管热散器、液冷、半导体制冷、压缩机制冷等多种类型.散热是通过热量传递的方式进行，当物体本身或者物质与物质之间相互接触的时候，就会将其所蕴含的能量传递到另一个物质上，这一过程称之为热传导.除此之外，还有通过流动的气体进行散热的热对流和依靠辐射传递热能量的热辐射，最典型的热辐射是太阳辐射.这三种散热方式绝不是单独存在的，在日常的散热器中，往往是三种散热方式的相互结合，共同作用.

2.2低温地面电缆

低温地面电缆是指在地面的水泥层中安装了低温辐射采暖系统，这种低温地面电缆使由铜、镍合金制成的电阻丝.

低温地面电缆的安装能够将地面转化为热源，从而使人体的温度分布形成头凉脚暖的效果，这符合人体对温度的要求，长久以来对人的健康有极大益处.与此同时这种低温地面电缆的形成促进了地面低温辐射采暖系统的形成.对人们而言，这种系统有利于资源的节约，为用户省出了大量的暖气占用空间，增加了有效使用面积.避免采暖设施占用过多面积.对资源的节约也进一步减少对燃煤、燃油等燃料等实用，避免过多的大气污染，有效的改善了环境.

2.3低温电热膜

电热膜是一种通电后能够发热的半透明聚酯膜，它的性能独特能够耐高温、耐潮湿，且承受温度的范围广、高韧度、低收缩率、运行安全、便于储运.发展至今，其应用范围也十分广泛.电热膜的安装也是相对简易的，它能够轻松地安装在房间的四壁、天花板或者地面上.其优点也相对显著：即基本上不占用什么空间.

笔者将选取其几个具有代表性的优良性能进行具体分析.（1）这种低温电热膜可通过在每个房间设置交流电温控器，随意的调整室内温度.（2）便利经济，能够根据客户的需求随时启动、关闭，起到了节约能源的作用.（3）这种尴尬低温电热膜，传统的那种暖气片和管路被取代，因此不再占有室内空间.（4）使用寿命长，免维修、维护.（5）不产生热喝烟尘和粉尘，没有噪音、浮沉，十分适合现代化的城市规划要求，绿色环保.（6）低温电热膜采用的采暖方式是辐射方式供暖，这种供暖方式的一大优势就是能够让室内的人们感觉如同沐浴在阳光中享受温暖一般，全然不会有传统供暖系统所带来的那种干燥闷热的不舒适感.（7）这种低温电热膜最高温度不超过50摄氏度，低温运行，安全可靠.尽管如此，这种低温电热膜仍旧存在较多弊端，比如说：在相同的采暖效果下电热膜经济性较差，不适于采暖面积过大，在使用时要注意的问题也比较多.

3　经济分析

3.1初投资

数据显示低温辐射电热膜采暖系统的初投资数据为150-250/平方米.其中电热膜的价格大概控制在1.0-1.88元/瓦之间，安装费一般在120-150元/平方米左右，包括电热供暖系统所用的其他辅助材料费.这些价格远远高于传统对流散热采暖系统和低温水地板辐射采暖系统.初投资包括了户内及户外的设备投资及施工费用，很少考虑到电力工程所需的费用，有学者对各种电采暖初投资的比例进行了较为详细的分析与计算，从他的计算中可以看出，能源利用率极高的热泵初投资偏高，而普通的电暖器、电热膜初投资则较低，蓄热式电暖器的初投资适中.

3.2运行费

在满足室内温度180℃，以每天12小时计算的情况下，电热膜采暖系统的运行费需要15-25元/平方米一月.这一数字同样高于对流散热采暖系统所需的15-20元/平方米一年.在相同的采暖效果下电热膜采暖经济性较差，所以说这种电热膜采暖的方式主要适合在无采暖条件的小面积使用，在国内大面积使用时应该慎重.

我们对不同建筑中低温辐射电热膜的运行费进行比较得出一些结论.将建筑具体的区分为老式多层建筑、一期节能建筑和二期节能建筑进行分析.最终得出的结论是建筑物的保温性能决定了电采暖运行费用的高低.一期节能建筑除了普通的电暖气和电热膜及普通的电锅炉外，其他的电采暖设施的运行费用都低于天然气集中的采暖运行费用.而老式的多层建筑则只有热泵及相变电热地板、蓄热电暖器的运行费用低于天然气集中的采暖运行费用；二期节能建筑则一改前两种节能建筑的弊端，除了电锅炉外运行费用都要低于天然气集中采暖的运行费了.如此看来，随着建筑材料的不断改善，能够有效的降低电采暖的运行费.

3.3采暖费用过高的原因分析

极大多数的电热膜生产厂家都对外宣称电热膜辐射采暖系统的年运行费用成功的控制在25元/平方米左右，然而实际运行费却远不止如此，通常达到了60元/平方米左右.这其中有着巨大的差额.笔者总结前人的经验结合自己的调查分析，发现主要有以下几点原因：

（1）建筑过程中为了节约成本，使用的材料通常使得建筑物达不到节能效果.当前国内节能建筑物的采暖能耗为45-60W/平方米，这一数字远远高于国家节能建筑标准中关于采暖能耗的规定.

（2）用户实际温度控制在180℃，而电热膜辐射采暖的室内设计温度为160℃.

（3）电热膜与建筑物基体间保温效果差，最终导致热损失较大.

3.4维护费用

由于低温辐射电热膜系统会受到破坏，所以在使用的过程中，必不可少的需要花费一些维护费用.在低温辐射电热膜受到破坏时一般说来，其外部零件还容易维修，但安装在墙体内部的元件就会产生很大的问题.往往一点小小的细节就需要调动整个结构，如：低温电热膜受到外部挤压原因变形就需要更换整张低温电热膜，这个过程必然损害原本完好的石膏板和装饰涂料.因此，维护费用与传统集中供暖相比的费用较低，但是对单个出现问题的用户损失则是十分严重的.

4　结语

综上所述可见，热电联产集中供热的方式以及大型锅炉房集中供热方式是当前我国电采暖方式中的辅助方式，对于其他供热方式则不太适用.因为这种电采暖的供热方式能够在很大程度上解决集中供热和冬季采暖方式不够便利等问题.

电采暖方式的便利性不能完全掩盖其在经济方面的一些弊端.相比较而言，蓄热式电暖器与电热地板相比较而言更加具经济性，因此，大面积使用能够降低用户成本，实现电网的削峰填谷.尽管我国北方地区被结霜问题制约着能源利用率高的空气源热泵的应用.但在某些有条件的地方，还可以通过水源热泵来解决这一问题.

不难发现的是，理想的电采暖方式应该具有便于充分利用夜间低谷电的蓄热功能.这种功能既能够降低用户采暖运行费用，还能平衡用电负荷以带来良好的宏观效益.

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TU833

A

1673-260X（2016）10-0045-03

2016-08-02

严寒地区校园建筑电采暖应用研究（吉教科合字（2015）第575号）