CN112128835A - 一种低温辐射电热棒供暖系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及供暖系统领域，尤其涉及一种低温辐射电热棒供暖系统，包括：绝热层，所述绝热层为用以阻挡热量传递，减少无效热耗的构造层，且所述绝热层安装于结构板层之上；电加热层，所述电加热层由若干电热棒并联而成，所述电热棒由石墨外包树脂绝缘外皮组成，所述电热层设置于所述绝热层之上；饰面层，所述饰面层设置于所述电热层之上，且所述饰面层的热阻小于0.05（m2·k）/w；所述电热棒的横截面为椭圆状，其长轴不小于8mm，短轴不小于5mm。采用本方案的低温辐射电热棒供暖系统，解决了现有技术中电热供暖设备耗电、热能转化效率低、供暖效果差、安全系数低的问题。

Description

一种低温辐射电热棒供暖系统
技术领域
本发明涉及供暖系统领域，尤其涉及一种低温辐射电热棒供暖系统。
背景技术
目前建筑物室内取暖主要是采用水、汽取暖和电力取暖两大类， 而水、 汽取暖需要在室内外铺设供热管路和采暖锅炉等设备，一次性投入较大，需要常年维修维护，采暖效果不易控制，计量困难，不利于节能环保。现多采用电力取暖，其明显优于传统取暖方式，具有投资少，维护简单，自主控温，计量方便且利于节能等诸多优势。电力取暖一般使用空调和电热膜地暖来为室内供暖。空调适用范围有限，一般适用于住宅、别墅、办公室等小型场所，虽然使用灵活方便，但其供热时空间热量浮于顶层，冷热不均，热量通过对流方式传递，人长时间处于空调房间，会感觉干燥，头晕脑胀；此外，空调维修成本费用高，耗电量也大，系统制热工况下，3匹空调制热功率2800W，辅助电加热1500W，连续制热一小时耗电4.3度电。
而电热膜长时间使用，也容易出现材料容易老化，漏电、保温效果差等问题，这些问题大大减少电热膜供暖装置的使用寿命，从而不能满足人们的使用需求。
有鉴于此，有必要对现有技术中的电热供暖系统予以改进，以解决上述电热供暖设备费电、保温效果差、安全系数低的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中电热供暖设备费电、保温效果差、安全系数低的问题，提供了一种低温辐射电热棒供暖系统。
实现发明目的的技术方案如下：
一种低温辐射电热棒供暖系统，包括：
绝热层，所述绝热层为用以阻挡热量传递，减少无效热耗的构造层，且所述绝热层安装于结构板层之上；
电加热层，所述电加热层由若干电热棒并联而成，所述电热棒由石墨外包树脂绝缘外皮组成，所述电加热层设置于所述绝热层之上；
饰面层，所述饰面层设置于所述电加热层之上，且所述饰面层的热阻小于0.05（m2·k）/w；
所述电热棒的横截面为椭圆状，其长轴不小于8mm，短轴不小于5mm。
作为本方案的进一步改进，供暖房间所需电热棒数量满足如下关系式：
N=（1+k）P/Pm
其中，N-所需电热棒的数量（m）；P-房间热负荷值（w）；Pm-每米电热棒对供暖房间的有效功率（w）；k-附加运行系数。
作为本方案的进一步改进，房间热负荷值的计算关系式如下：
P=α*Qj+qh*M
Qj=ß*f*k1*（tn-tw）
其中，α-间歇供暖的修正系数；Qj-房间基本热负荷（w）；qh-房间单位面积平均户间传热量，取7w/m2；M-房间使用面积（m2）；ß-围护结构温差修正系数；f-围护结构的面积（m2）；k1-围护结构的传热系数（［w/( m2•k)］）；tn-供暖室内温度（℃）；tw-供暖室外温度（℃）。
作为本方案的进一步改进，所述电热棒选用型号为HS508，使用温度范围在40～50℃。
作为本方案的进一步改进，所述绝热层的厚度为20～40mm，所述饰面层的厚度不大于15mm。
作为本方案的进一步改进，还包括防水层，所述防水层设置在所述电热层之上。
作为本方案的进一步改进，还包括温控装置，所述温控装置与电热层相贴，所述温控装置用于控制电加热层温度。
作为本方案的进一步改进，所述温控装置包括感温探头和温控器，所述感温探头与电加热层相贴，所述温控器与电源相连，所述感温探头与温控器之间通过信号线连接。
与现有技术相比，本发明型的有益效果是：
（1）本发明的一种低温辐射电热棒供暖系统，相比与现有技术，本方案的电热棒供暖系统安装容易，且其电热层采用电热棒（电热条），转化率高达90.3%，大大减少了传递过程中热量的损失，同时加热速度快，且加热均匀，不受供暖期限限制，可实现分户计量，分时间控制温度；此外，电热条使用电能作为采暖能源，直接将电能转化为热能，不产生废气、废水、废物，污染排放直接降为零，无有害挥发物质产生；而且，本方案的电热棒供暖系统具有自限温功能，能够自动断掉不必要的电流，达到节约用电的目的。
（2）本发明的一种低温辐射电热棒供暖系统，可根据所要供暖区域的面积大小对电热层中电热棒的数量进行选取，以达到节能、高效的目的，同时，还能保证供暖效果更舒适。
（3）本发明的一种低温辐射电热棒供暖系统，电热棒的数量的选取要根据建筑物供暖房间的热负荷值和电热棒每米有效功率共同来确定，建筑物供暖房间的热负荷值可通过计算获得，因此，电热棒的有效功率越大，所需电热棒的数量越少，在能达到供暖要求的基础上投入的成本越小。
（4）本发明的一种低温辐射电热棒供暖系统，在电加热层上方设置防水层，当该供暖系统安装于潮湿环境中时，通过增加防水层，可以保证在潮湿环境中供暖系统正常使用，防水防潮，使用范围增加。
（5）本发明的一种低温辐射电热棒供暖系统，通过设置温控装置，控制电流的大小实现电热棒发热量，实现电加热层温度要求，达到供暖的目的。
附图说明
图1为本发明的供暖系统结构示意图；
图2为本发明的供暖系统带防水层结构示意图；
图3为本发明的供暖系统温控装置安装结构示意图；
其中，1、结构板层；2、绝热层；3、电加热层；4、饰面层；5、电热棒；6、防水层；7、感温探头；8、温控器；9、PVC套管。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1：
结合图1，本实施例的一种低温热辐射电热棒供暖系统，包括：绝热层2，所述绝热层2为用以阻挡热量传递，减少无效热耗的构造层，且所述绝热层2安装于结构板层1之上；电热加层3，所述电热加层3由若干电热棒5并联而成，所述电热棒5由石墨外包树脂绝缘外皮组成，所述电热加层3设置于所述绝热层2之上；饰面层4，所述饰面层4设置于所述电热加层3之上，且所述饰面层4的热阻小于0.05（m2· k）/w；所述电热棒5的横截面为椭圆状，其长轴不小于8mm，短轴不小于5mm。
当该系统应用于地面采暖时：
在电热加层3与饰面层4之间还增设有填充层，填充层采用豆石混凝土浇筑而成，且在填充层内还填设置有过热保护探头，该过热保护探头和电热层均与感温装置相连，当过热保护探头感受到的温度高于设定值时，则感温装置即控制电热加层3断电，同时，填充层又会起到一个保温的效果，保证房间内温度的恒定。其中过热保护探头可设置若干个，且其功率密度不大于200w/ m2；绝热层2采用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板，其厚度为20-50mm，由于挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板表面形成的硬膜均匀平整，内部完全闭孔发泡连续均匀，成蜂窝状结构，因此具有高抗压，轻质，不吸水，不透气耐磨，不降解的特性，是作为绝热层2的最佳材料。
当该系统应用于潮湿地面采暖时：
如图2所示，还设置有防水层6，所述防水层6设置在所述电热层之上，具体的，防水层6设置于填充层与饰面层4之间，并在填充层内设置一层等位电网，保证在卫生间、浴室等潮湿地面内使用本方案的电热供暖系统的安全性。
需注意，当铺设于地面时应注意电热设备与地面之间应设置伸缩缝，且伸缩缝宽度不应小于8mm，并且伸缩缝采用高发泡聚乙烯塑料或弹性膨胀膏来填充。
当该系统应用于棚顶采暖时：
在绝热层2与电热加层3之间增设龙骨结构，采用金属龙骨作为骨架结构，依次将绝热层2、电热加层3和复合棚面，固定在结构板面（即顶层楼板）上，相比于以往的顶棚采暖设备，其结构简单，便于安装，且绝热层2采用无贴面玻璃丝棉毡，其厚度为30-50mm，表观密度不小于18kg/m3表面系数不大于0.04w/(m·k)，具体的安装过程中，采用塑料钉、胶带等沿电热棒5两边将电热棒5固定在纵向龙骨结构的底面槽内，钉距为300mm，且绝热层2应凸出龙骨结构约5-10mm。
当该系统应用于墙面采暖时：
其安装方法与棚顶安装方法一致，需注意的是，将该系统安装于墙面距地面200-2000mm的位置处，且在电热供暖系统发热范围内，电热供暖系统不得有任何相互搭接的现象，且相互系统之间的距离不小于80mm，同时，电热供暖系统不宜布置在被家具等覆盖的区域。
作为本方案的进一步改进，所述绝热层2的厚度为20～40mm，所述饰面层4的厚度不大于15mm。
实施例2
相比于实施例1，本实施例的一种低温热辐射电热棒供暖系统，更进一步的，供暖房间所需电热棒5数量满足如下关系式：
N=（1+k）P/Pm
其中，N-所需电热棒的数量（m）；P-房间热负荷值（w）；Pm-每米电热棒对供暖房间的有效功率（w）；k-附加运行系数。
作为本方案的进一步改进，房间热负荷值的计算关系式如下：
P=α*Qj+qh*M
Qj=ß*f*k1*（tn-tw）
其中，α-间歇供暖的修正系数；Qj-房间基本热负荷（w）；qh-房间单位面积平均户间传热量，取7w/m2；M-房间使用面积（m2）；ß-围护结构温差修正系数；f-围护结构的面积（m2）；k1-围护结构的传热系数（［w/( m2•k)］）；tn-供暖室内温度（℃）；tw-供暖室外温度（℃）。
电热棒5的数量的选取要根据建筑物供暖房间的热负荷值和电热棒5在每平方面积内的有效功率共同来确定，建筑物供暖房间的热负荷值可通过计算获得，因此，电热棒的有效功率越大，所需电热棒5的数量越少，在能达到供暖要求的基础上投入的成本越小，可根据所要供暖区域的面积大小对电热加层3中电热棒5的数量进行选取，以达到节能、高效的目的，同时，还能保证供暖效果更舒适。
具体的，电热棒5选用型号为HS508，使用温度范围在40～50℃。
实施例3
相比于实施例2，本实施例的一种低温热辐射电热棒供暖系统，更进一步的，结合图3，还包括温控装置，所述温控装置与电加热层3相贴，所述温控装置用于控制电加热层3温度，所述温控装置包括感温探头7和温控器8，所述感温探头7与电加热层3相贴，所述温控器8与电源相连，所述感温探头7与温控器8之间通过信号线连接。
通过设置温控装置，控制电流的大小实现电热棒5发热量，实现电加热层3温度要求，达到供暖的目的。此外，温控器8的安装位置与照明开关等高，且所述温控器8与感温探头7的连接线外侧包裹有PVC套管9。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种低温辐射电热棒供暖系统，其特征在于，包括：
绝热层（2），所述绝热层（2）为用以阻挡热量传递，减少无效热耗的构造层，且所述绝热层（2）安装于结构板层（1）之上；
电加热层（3），所述电加热层（3）由若干电热棒（5）并联而成，所述电热棒（5）由石墨外包树脂绝缘外皮组成，所述电加热层（3）设置于所述绝热层（2）之上；
饰面层（4），所述饰面层（4）设置于所述电热加层（3）之上，且所述饰面层（4）的热阻小于0.05（m2· k）/w；
所述电热棒（5）的横截面为椭圆状，其长轴不小于8mm，短轴不小于5mm。
2.根据权利要求1所述的一种低温辐射电热棒供暖系统，其特征在于，供暖房间所需电热棒（5）数量满足如下关系式：
N=（1+k）P/Pm
其中，N-所需电热棒的数量（m）；P-房间热负荷值（w）；Pm-每米电热棒对供暖房间的有效功率（w）；k-附加运行系数。
3.根据权利要求2所述的一种低温辐射电热棒供暖系统，其特征在于，房间热负荷值的计算关系式如下：
P=α*Qj+qh*M
Qj=ß*f*k1*（tn-tw）
其中，α-间歇供暖的修正系数；Qj-房间基本热负荷（w）；qh-房间单位面积平均户间传热量，取7w/m2；M-房间使用面积（m2）；ß-围护结构温差修正系数；f-围护结构的面积（m2）；k1-围护结构的传热系数（［w/( m2•k)］）；tn-供暖室内温度（℃）；tw-供暖室外温度（℃）。
4.根据权利要求1所述的一种低温辐射电热棒供暖系统，其特征在于，所述电热棒（5）选用型号为HS508，使用温度范围在40～50℃。
5.根据权利要求1所述的一种低温辐射电热棒供暖系统，其特征在于，所述绝热层（2）的厚度为20～40mm，所述饰面层（4）的厚度不大于15mm。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的低温辐射电热棒供暖系统，其特征在于，还包括防水层（6），所述防水层（6）设置在所述电加热层（3）之上。
7.根据权利要求6所述的一种低温辐射电热棒供暖系统，其特征在于，还包括温控装置，所述温控装置与电加热层相贴，所述温控装置用于控制电加热层（3）温度。
8.根据权利要求7所述的一种低温辐射电热棒供暖系统，其特征在于，所述温控装置包括感温探头（7）和温控器（8），所述感温探头（7）与电加热层（3）相贴，所述温控器（8）与电源相连，所述感温探头（7）与温控器（8）之间通过信号线连接。
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