新型智能碳纤维束电加热器设计和研发

寻孟珂　齐子姝

摘要：新型智能碳纤维束电加热器设计和研发符合当今国家节能减排的响应与号召，有效减少了传统燃煤集中供暖带来的环境污染问题，因此本文介绍智能碳纤维束电加热器工作原理及研究优势。

关键词：电采暖; 碳纤维; 智能

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利用清洁能源电力来进行冬季采暖有效的弥补了我国使用传统采暖方式环境污染的劣势。新型智能碳纤维束电加热器利用非金属碳纤维为加热材料，解决了金属锈蚀的问题，延长了使用寿命。

1新型智能碳纤维束电加热器工作原理和技术特点

（1）主体结构依据热力学、流体力学原理，增大换热空气流速。主体结构为三级加热系统，下部进风口和上部出风口、辐射口为半敞开式其他部位封闭。气流根据自身重力下进上出，通过三级加热段进行换热并加速度上升。（2）统一室内气流组织。辐射口射出的红外线在室内天棚中心地带产生辐射热，使附近运动空气流二次被动加热，增大室内循环气流半径，使热气流在此温升行进到室内更远端与室内环境充分对流热交换。（3）非金属碳纤维加热材料减少金属损耗。瞬间温升迅速、使用寿命长、耐高温性能好、加热过程无铁锈味不必担心金属锈蚀问题。（4）为了增大热换热有效换热面积，内部背板贴附铝箔反光纸反射红外线。加热器背部设置保温岩棉层，防止热传导产生无效热损失，极大提高有效换热效率。

2智能碳纤维束电采暖研发优势

（1）由于主体结构为三级加热。气流根据自身重力下进上出，通过三级加热段进行充分换热并加速度上升。

（2）充分利用空气动能的冷热气流边界原理，依靠上升热气流来阻隔冷气进入房间内部。并设置辐射口依据红外线光热效应调节室内热循环。

（3）结合室内温度场热扩散度与热气流流速之间关系，换算出电采暖自身宽度与高度最佳比例。并且设计外观美观，适合居家及公共场所。

（4）统一室内气流循环组织。红外线通过辐射口使所在房间天棚远端产生温升带，气流在此二次被动加热扩大循环热气流半径，统一室内气流组织。

（5）自控节能。根据人员要求作息设置采暖时间和对应室内温度参数，也可通过判断室内有无人员自动控制电暖气的待机及运行状态，灵活控制电采暖启闭状态并最大限度节省采暖运行时间。

（6）使用安全。本系统内置温度电阻保护及电流过载保护。当采暖器上覆盖遮挡物或断路情况自动切断电源。

（7）非金属碳纤维加热材料减少金属损耗。瞬间溫升迅速、使用寿命长、耐高温性能好、加热过程无铁锈味不必担心金属锈蚀问题。

3新型智能碳纤维束电加热器技术难点

（1）将非金属碳纤维束应用到电暖器中，减少金属损耗，做到瞬间温升、延长使用寿命、提高耐高温性能，达到既节能又舒适的目的。（2）加入程式控制器（PLC）自控技术，当室内温度达到所设定的温度时，电源自动断开;当温度偏低时，电源自动连接。红外线自动捕捉人体，做到分时、分人、分温的加热，从而达到节能减排的目的。（3）在提高环境温度的基础上，充分利用空气动能的冷热气流边界原理，统一室内循环气流组织，屏蔽外窗冷风。

4 结语

新型智能碳纤维束电加热器对于改善环境洁净度、提高空气品质及减少不可再生能源消耗具有良好的发展前景，因此智能碳纤维束电采暖研发迫在眉睫。

参考文献

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