電熱膜在水利工程中的應用

樊小愛

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

電熱膜是一種以電力為能源，通過紅外線輻射進行傳熱的新型供暖方式，是當今被應用廣泛的供暖方式之一。于20世紀90年代首次進入中國，但是在美國、韓國等國家已有20多年的應用歷史，應用領域十分廣泛。電熱膜將電能轉(zhuǎn)換成熱能，是一種通電后能發(fā)熱的半透明聚酯膜，它具有運行安全、便于儲運等優(yōu)良性能，耐潮濕、耐高壓，承受溫度范圍廣、低收縮率、高韌度。

1 工程概況

本項目為山西省水文水資源勘測局標準站房，建設用地位于省內(nèi)多個地方，建筑層數(shù)為地上二層，建筑面積339.56 m2，建筑高度8.45 m。

2 采暖形式的比較及確定

2.1 選用散熱器及水暖地暖系統(tǒng)（方案一）

首先解決熱源問題，需要自建鍋爐房，鍋爐整體壽命為10～15年、鍋爐主要部件5年更換一次。地熱盤管安裝難度高，涉及到分集水器、鍋爐等部分，維護系數(shù)大，假若安裝地暖，相當于降低了層高，因為保溫層2 cm+盤管2 cm+混凝土層5 cm，共9 cm。而且地表溫度預熱時間長，至少4h以上，冷熱溫差10℃。如果使用自備鍋爐作為熱源，鍋爐本身的熱損耗大，鍋爐整體壽命10～15年、鍋爐主要部件5年更換，因此水暖的實際使用能耗很高。地下盤管使用年限50年、散熱器15年、銅質(zhì)分集水器8年，存在系統(tǒng)滲漏維護等問題。

2.2 電熱膜地暖系統(tǒng) （方案二）

電熱膜安裝快捷方便，材質(zhì)輕且柔，20 min即能明顯感到散熱，達到地面平均溫度大約1 h左右。電熱膜有厚度小的優(yōu)勢，僅有0.37 mm，不占空間。接近100%電熱轉(zhuǎn)換率，基本無中間能量耗損。電熱膜抗老化，工作溫度40℃左右，低于它的老化溫度，因此電熱膜的使用壽命與建筑是一致的。

結(jié)合本工程采暖面積小，且位置處于偏遠地區(qū)，沒有市政管網(wǎng)的集中熱源可以利用，如果自建鍋爐房，初次投資費用大、運行管理復雜，所以選用電熱膜作為采暖方式。

3 電熱膜在設計中應該注意的問題

節(jié)能環(huán)保的電熱膜地暖受到大眾的肯定和認可，應用也越來越廣泛，但是要發(fā)揮好電熱膜的節(jié)能環(huán)保特點就必須在進行電熱膜地暖設計時就考慮周全。

第一，電熱膜地暖設計應首先依據(jù)建筑物圍護結(jié)構的傳熱系數(shù)及室內(nèi)外計算參數(shù)做出每個房間的熱負荷計算，并結(jié)合規(guī)范規(guī)定敷設體表面平均溫度，然后確定電熱膜的敷設數(shù)量。詳見表1。

表1 敷射體表面平均溫度 單位：℃

第二，電熱膜地暖的設計過程應該計算有效散熱量，計算過程中應該考慮家具、遮擋物覆蓋地面影響散熱量，所以應該在原來的熱負荷基礎上面適當擴大系數(shù)，以確保所敷設電熱膜能夠達到房間所需要的溫度。第三，電熱膜地暖設計過程應該考慮地面裝飾材料不同而影響散熱效果，例如木地板和瓷磚，地面敷設不同的材料，其散熱量也不同，應適當加大熱負荷。

綜上所述，設計人員要合理設計電地暖系統(tǒng)，綜合考慮房間的實際裝修情況，保證設計的電熱膜地暖系統(tǒng)最為科學。

4 電熱膜在運行中的安全性

電熱膜的絕緣性和阻燃性經(jīng)有關部門檢測都達到了國家相應的標準，是非常成熟的產(chǎn)品。電熱膜因為具有阻燃性，不會導致自燃，非常安全。因為電熱膜地暖一般是在220 V電壓下運行，電熱膜不會有擊穿的危險，達不到1 200 V的擊穿電壓。電熱膜地暖表面溫度只有24℃～26℃，屬于低溫輻射供暖系統(tǒng)，不會出現(xiàn)燙傷。電熱膜供暖系統(tǒng)在每個房間均設一個溫控裝置，溫控器將自動控制整個系統(tǒng)，室內(nèi)溫度達到設定要求溫度時，整個電熱膜供暖系統(tǒng)停止運行，當室內(nèi)溫度低于設定溫度要求時，供暖系統(tǒng)將自動開始運行。

5 電熱膜在施工時的注意事項

第一，施工所用電熱膜應符合國家相關標準的規(guī)定，所有產(chǎn)品的電氣機械性能和安全性能必須經(jīng)國家電線電纜質(zhì)檢部門檢驗合格。

第二，根據(jù)電熱膜布置圖要求，沿電熱膜剪切線裁剪出所需數(shù)量電熱膜組，每組最多數(shù)量一般不超過35片（20 W/片）。將裁剪好的電熱膜居中定位并固定至輕鋼龍骨上。電熱膜兩側(cè)的載流條應與龍骨內(nèi)邊等距，且應保持距離大于10 mm，電熱膜與輕鋼龍骨的固定，宜采用自攻螺釘或拉鉚釘，鉚釘距應保持小于1 000 mm；接線一端應留出60 mm，以便壓接連接端子。固定電熱膜時，應注意將電熱膜拉平整，并使其上部緊貼絕熱層。

第三，電熱膜運輸當中應該盡量避免撞擊和磨損，在鋪設的時候檢查電熱膜的破損情況，并盡可能做破損檢查實驗，以免在安裝以后留下后患。

第四，在鋪電熱膜時禁止擊打、刺破電熱膜，鋪設前要打掃地面，保證地面不能有砂石、沙粒，施工人員嚴禁穿鞋在施工現(xiàn)場踩踏。

第五，接線時的施工人員要找經(jīng)過專業(yè)培訓的電工，將接頭部位都接牢固并且固定住，以免跳閘、漏電。

第六，衛(wèi)生間內(nèi)一般不建議安裝電熱膜，以保證安全。如果一定要安裝的話，需要防止漏電，衛(wèi)生間的地面防水必須做到位，因為在后期使用中水浸泡的時間會較多，以免泡水漏電。

6 結(jié)語

國家現(xiàn)在推廣多樣化采暖方式，電熱膜符合國家推“低碳環(huán)?！焙汀肮?jié)能減排”政策的趨勢，電熱膜在設計當中按照規(guī)范設計，在施工當中一定要照圖施工，規(guī)范操作，打造完美工程，讓電熱膜給人類的居住環(huán)境帶來健康和舒適。