随着电采暖在居民采暖中的推广,人们经常会发现一个有趣的现象,在安装了相同功率发热电缆和石墨烯电热膜,相同楼层、朝向、面积、都是中间户型并且具有相同保温条件的两户居民,采暖电费却相差一倍多,为什么会有这样的情况?其实这里面有两个主要原因,
其一,就是线发热和面发热两种发热形式,对房间加热的效率不同。
其二,就是电能转化为热能时浪费掉的电能不同,即电热转换率不同。
今天我们先说一下第一个不同:
同样的电转化为热,很显然,我们采暖要求热量散到房间空间越多约好,房间温升的越快越好。我们知道发热电缆正常工作时表面温度是70℃,利物盛石墨烯电热膜正常工作时表面温度是50℃。但是,为什么发热电缆给到房间环境的热量会少呢?这是因为发热电缆是线状发热体,其发热表面积远小于石墨烯电热膜。
这里我们举一个例子,以套内面积100平米的房间为例:
假设发热电缆直径Φ=4mm,长度L=1000m,则表面积为
3.14*Φ*L=3.14*4/1000*1000=12.56m2。
石墨烯电热膜的铺装面积按照55%计算,即实铺55m2,则发热面积比为4.38倍。
热量从高温物体(发热体)到室内物体(地面、空气)有两种方式:
(1)热传导,通过接触把热量由高温物体传到低温物体,传热量与接触面积、温差成正比。假设室温10°,则发热电缆与室温温差60℃,石墨烯电热膜与室温温差40℃。所以通过热传导石墨烯电热膜传给地面或者其他接触物的热量,是发热电缆的:
面积比*温差比=4.38*(40/60) ≈3倍。
若接触物导热良好,比如水泥或者瓷砖,热量传输较快;若是木地板等热的不良导体,发热电缆即便温度高于石墨烯电热膜,但由于传导面积小,所以传导出来的热量仍然远小于石墨烯电热膜。
(2)红外热辐射,热量不通过传热介质,直接发射到四周物体(包括墙体、家具),热辐射功率公式如下:P(功率)=δ(常数)S(面积)ε(热辐射系数)T4(物体的开尔文温度),我们可以不考虑ε(热辐射系数)的影响,计算温度T对热辐射值的影响,将发热电缆、石墨烯电热膜的温度,转换为开尔文温度,70+273=343K、50+273=323K,所以石墨烯电热膜通过红外辐射散发的热量与发热电缆的比值为:4.38*(323÷343)≈4倍。
因此,在采暖实践中我们发现,当控制器设定房间控制温度20℃,安装同样输出功率的发热电缆和石墨烯电热膜,使用发热电缆的通电时间10个小时,而电热膜通电时间只需要4~5个小时,也就是在指定室温下,发热电缆通电时间比石墨烯电热膜多一倍。我们知道当温控器关停,室内向室外的散热是固定值,降温时间固定。
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