【地暖】-行业新闻
  • 认识地暖Q&A 电热地暖系统

  • 来源:  发布时间:2014-04-17  浏览:1063
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    认识地暖Q&A 电热地暖系统

     

     

     

     

     

     

     

    地暖 - 在国外使用已有近百年历史技术也相当成熟,在北京是近几年才兴起。但绝大多数的建筑或装修业者、以及消费者对此新设备都不甚了解,对于功能性、耐用度、安全性、何为合理价格?都有诸多疑问。尤其,绝大多数的北京地暖业者都是贸易商,其专业知识都是来自国外出口商,更遑论有否能力自行验证测试;国内在本地板的施工方式与要求,在石材软底的施工方式与顾虑都并非与各出口国相同的,在保暖材的选择,施工方式,地暖系统的设计都必须视地面材的选择和施工环境而有所调整。身为木质地板产销与地暖系统研发团队,希望众多对地暖有所好奇者与需求者提供参考! 1•何谓地暖?在地板下产生热源,经由传导与对流方法温暖室内居住者。 最重要的是它能温暖脚底。人体的身体无论如何暖和,如果脚冷,全身的寒意还是无法去除的,而愈年长者体会愈深。2• 地暖、空调、电暖器传递热量方式的不同点? 物理学上的热量传递方式为传导、对流、辐射;而化学热量的产生是压缩机将空气中水蒸气凝结成水后产生。 地暖的热量是全面性的由下往上传导、对流,热量集中在人身高度以下,符合足暖体温的保健方式。 电暖器以辐射、对流方式将热量往其前方传递,热量不均匀分散,而主要集中在电暖器近程前方。有部份电暖器加上电风扇来增加对流效果。 空调是以压缩机来产生热量,一大部份热量是水蒸气凝结成水所产生的化学能,而经由风扇对流至室内。热量集中在人身头部上方。








     
     地暖、空调、电暖器三种电热源各项性能比较表
     
    室温均匀度 地暖> 空调> 电暖器
    居者舒适度 地暖> 空调> 电暖器
    节能 地暖> 空调> 电暖器
    升温速度 空调> 地暖> 电暖器
    耐用持久性 地暖(E-Board 电暖板) > 电暖器> 空调
    居住安静度 地暖= 电暖器> 空调
    使用方便性 地暖= 空调> 电暖器
    空气清洁度 地暖> 电暖器> 空调
    装设容易度 电暖器> 空调> 地暖
    使用安全性 地暖(E-Board 电暖板) > 空调> 电暖器
    装设成本 地暖> 空调> 电暖器

    3•地暖相对于空调的优越性
    空调是上热下温,相对湿度趋近于零,让人口干舌燥,皮肤干燥发痒,脚底仍然是冰凉。
    地暖是下温上凉,室内水气仍大部份保留住,室内下半部会比较干燥舒服,脚底像在作Spa,足暖体温。4•产生地暖的方式 有二种: (1)透过介质水的加热,传递热量,俗称水暖。 (2)电能透过合金导体或碳素半导体将电能转换成热能,称电热地暖。5•电热地暖与水暖的比较 水暖优点:没有蓄热所产生的无限升温风险,可使用低成本能源,无漏电风险,社区统一规划使用降低了设置与使用成 本。 水暖缺点:必须定期维护,管路漏水将造成壁癌及锅炉爆炸风险,温控不准确,管路前后端温差大,多占用地面高度至 少三公分以上,个人住居设置无法使用低成本能源,升温慢,无法弹性空间使用而浪费能源予无人空间。 电热地暖优点:无须维护,可弹性设置与使用,温控准确,占用空间少。 电热地暖缺点:蓄热造成局部过热风险,品质与施工缺失造成漏电风险。6•电热地暖的热量传递原理 合金导体或碳素半导体形成的电阻通电后产生热量(热量值=(电压*电压)/电阻),热 ​​量传导(电子移动)给其包覆体(矽胶-耐温200度C,PET-耐温65度C);再经由包覆体传导至周遭的覆盖物,热传导是等量往上及往下进行;往上传导的热量经由面材传导给与其接触之空气分子,空气分子再经由对流方式(分子移动)将热量往上方输送,空气分子接触到室内人体皮肤,则再经由传导方式将热量传导给人们;同时,面材的热量接触到足底,会先传导给它,如果脚底固定在同一位置,则该处热量会累积而使脚底更加温暖;而如果面材上方是覆盖着大面积平底家具或纺织品,则热量会快速累积而在该处升高温度,如果面材是石材,因为其传导系数高,升高之温度有限,但如果是木制品,由于其热传导系数仅约为石材的六分之一~十分之一,温度有可能升高数十度,而将会毁损电热膜,而木地板也将龟裂或变形。7•电热地暖的蓄热所造成局部过热问题之原因: 1.面材散热不良(主要原因) 2.电阻线路不均匀 3.电功率太大。 面材散热不良主要由于面材上方堆积不易散热之棉被、衣物等低导热系数之物品或无脚之家具,因而引起局部过热。此时会造成局部区域升温数十度。 将造成之后果:木地板变形、龟裂及局部损坏或电源线路中断。 避免之道:不要堆积低导热率之物品于地板上,或者要求地暖施工业者至少在每1㎡的范围内设置过温保护器。8•电热地暖之漏电问题? 造成之主因:施工品质不良,使用错误的电热地暖系统。 防护方法:装置漏电断路器及全面性接地施工,即可100%隔绝漏电造成之风险。9•地暖的远红外线加热之说? 估且不论远红外线是否确实有保健效果或发热源散发之热量波长是否集中在远红外线区域,远红外线是无法穿透非透明体的。甚至复健医疗用的高功率远红外线飞利普灯泡也不敢夸称其能穿透皮肤,事实的复健效果也是热量造成的。 而地板面材都是非透明物,发热源如何辐射出远红外线来穿透地面石材或板材来加热室内空气或温暖人体呢?这是业者的无知或故意欺骗消费者的说法。 这就像是发热衣的部份业者欺骗消费者的恶意误导,事实上,它只是一种新式压克力类聚脂绵纤维制成的保温效果,实该正名为“保暖衣”。 只有像X射线,及阿尔发、贝它,伽傌射线及电磁波等短波才可能穿透人体或非透明物体,紫外线、可见光、红外线是绝对无法穿透石材或木板、衣物等。10•电热膜厂商都在强调其PTC功能,并有业者说能自控温度,那么功能是怎么一回事呢? PTC (positive temperature coefficient)是指导体或半导体的电阻会随着温度上升而稍微增大,(每增高1℃,约增加电阻0.37﹪),因此单位时间的发热量就稍微降低(每增高1℃ ,约降低0.37﹪),PTC(正温度系数)意指电阻随温度增加而变大之比例:NTC(负温度系数)意指电阻随温度变大而变小之比例,但是总发热量还是持续增加,一样会在散热不良的情况下,持续升温。电功率式:P=V*V/R ,所以发热量与电阻成反比。由于碳墨印刷电热膜的载体为PET ,此材质的耐温度不高,因此它们在碳墨中加入稀有金属离子,改性质成PTC;或者是以塑化物控制聚合度来制成高分子电热膜,让发热量随着温度的增加而减少,防止过 ​​度升温,但是其效果是有限的,也常因此更加速其功率衰退。 此时,唯有温度保护器能够消除此升温现象,而且过温保护器的设置密度越大越好。电热电阻本身是无法自控温度的。10-1.自限温-电热伴带:可作为地暖用吗? 这是以HDPE或其它高分子渗入了一定比率的石墨而制成,当升温至某一段时即能限制温度再上升,但其缺点是功率会一直递减,或许一周、或许三年、或许十年,其发热功率会减至原来的一半以下,而其能达到的最高温度会一直往下滑落,升温速度也愈来愈慢。这种产品在欧、美、韩国、中国有许多工厂在生产,一般都祗用在户外防冻或工业的管路保温,最近祗有少数的中韩厂家敢把它用在住家釆暖上。住家建物寿命都在五十年以上,岂能接受其地暖热量渐小、升温期渐长而在10年后报销!全球最大厂挪威Nexans及芬兰Ensto ,都声明祗能应用在管路或户外防冻使用。11•电热地暖的电磁波问题? 任何发热源都会辐射出电磁波,因此必须覆盖电磁波消除层来减低此辐射量至相当安全的范围,也必须经过公证单位来认证其安全性。最好安装后,再实地测试。12•电热地暖相较于水暖的集中供暖优势? 1.以电力为能源,环保、零污染。 2.分户、分室供暖调温,可以自主调控,满足个人需求,亦较节能。 3.使用安全可靠,没有水暖的漏水困扰。 4.没有管路维护、锅炉漏 ​​瓦斯气风险。 5.电热的风险可在施工、产品设计上将其完全排除。 6.合金电阻线寿命长,不会老化。 7.占用空间少,在高房价的空间成本是低的。13•铺设电热地暖,消费者须注意的4项考虑点 1.面材的选择 2.不同面材的地暖系统选择 3.保温层的选择 4.电源开关的选择。 一、面材种类的选择:石材、实木复合木地板、卡扣式木地板 二、不同面材的地暖系统选择 1.石材类:(考虑点-漏电风险,电磁波的消除)唯一可考虑的使用系统:发热电缆原因:石材泥砂层干燥期久,干燥时产生的蒸汽压甚大,发热电缆施工时并未在泥砂层中设置接点,因此不用担心蒸汽压会穿透所谓有防水效果的接头;而其他系统在施工过程中,必须在现场连接各种线路而以所谓的防水胶布或接头包裹,在众多接点中只要有一个被蒸汽压侵入,即会使整个系统不能运作。另外,发热电缆有数层矽胶及电磁波消除网包裹,因此不用担心施工时,遭受重力毁损,而完工使用时,亦不用担忧电磁波来影响健康。况且,石材、泥砂的导热率甚高,所以发热电缆的较小之发热面积之缺点,并不甚重要。 2.实木复合木地板类:(考虑点~地板可否保有原来 ​​的踏实感及没有扰人的杂音,并能消除电磁波)使用系统的必备特性:可以充分上胶、上钉的地暖系统,而且必须能完全固定木地板;另必须有电磁波消除层。 原因:铺设木质地板,须有三项应有的认知: (一)水泥基础面一定不平整。 (二)固定木地板的胶合夹板一定会自行反翘,尤其置放在地面上。(三)实木复合板会因湿度、温度的改变而有变形的倾向。 因此,若无法完全固定木地板,施工后或者地暖系统使用一阵子后,必有杂音及地板的不踏实感。 3.卡扣式木地板:此种工业化木质地板是以floating方式(飘浮式)施工,因此不用上钉或上胶,各种电热膜、电热板均适用,只是各有不同的优劣点。需考虑:是否设置电磁波隔离层?及其他施工设计工程的考虑点是否周全。 三、保温层:必须使用高密度(40kg/m3以上)的聚苯板(PS)或聚脂胺板(PU),厚度在1cm以上。四、电源开关:最好都是采用单一回路。 16A温控器配15A防漏电、防过载开关及2.0㎡耐热电线。 32A温控器配30A防漏电、防过载开关及3.5㎡以上的耐热电线。 16A的温控器可控制六坪以下的铺设面积,大面积使用多个16A温控器,可以有效精确的温控效果。 32A可使用于12坪以下。14•石材与木地板面材之暖房效果比较: 首先须了解的是石材的导热速度虽为木板的6~10倍,但是石材软底施工的被加热层约为六公分,木地板地暖系统的被加热层仅为木地板厚度,在二者都已使用苯板作为保温层的情况之下,由于石材的被加热体积约为木地板的四倍以上,在加上木地板的蓄热能力大于石材,因此在同等发热量安排之下,木地板暖房在20-30分钟即达到足暖体温的效果,而石材暖房则需要二倍时间。 所以地暖用于浴室时,热量的散发量,就必须另行安排,以期能在20分钟内达到效果。但是达到设定温度以后,各种面材的地暖效果都一样了。15•北京地区的单位面积发热量安排为何必须大于寒带地区? 寒带地区的发热量安排约为80-100watts/㎡,因此其预热时间在半天至一天,开机后,就持续近半年而不关机。但是,在北京的热量安排则约为180-230watts/㎡,预热时间必须在20~30分钟之内。 因为北京的冬季(12月初至3月中旬),每波寒流来袭约为3天至5天,预热时间不能太长,更不能等待半天至一天会不符合使用者期待;而且由于往往是湿冷,故须要较大的单位发热量。16•大热量与小热量的电阻原料应用不同点 镍、铬、银、铜、铁为主体的合金电阻耐热度及发热量都大,而电阻发热的均匀度亦相当优良,一般用于高温发热的场合;碳、矽、锗等类金属大都使用于低发热量的电阻结构,尤其用在合金类电阻不易建构的产品。而地暖的需求发热量属于中温,以合金电阻来建构当然不成问题;但是将低发热量的类金属用印刷方式来建构电阻线路,则可靠度的问题就不小了,尤其要建构150watts/ m2以上的发热层,则印刷线路将更粗、更厚,其电阻均匀度更差,而其载体PVC或PET65℃以上即开始软化,并释放氯乙烯分子及塑化剂。17•地暖发热源的温度问题? 虽然地暖系统完成后,常将地暖发热源设定在35℃至50℃。但这是发热电阻散热至其载体周围之温度。实际上发热点温度可能经常维持在60℃以上,尤其在周遭环境散热不良(如木地板上堆积衣物或人躺在木地板上),温度会再上升数十度,所以在必须使用高热量地暖的北京或中国华东以南地区,若使用印刷电热膜,必需承受将来电阻线路损坏及散发塑化剂、氯乙烯分子之高风险。18‧采用电热膜四大难解问题? 合金电阻线是使用历史最优久与最耐高温的,但由于其外形无法应用于需要平面化加热的结构上,例如玻璃或镜面的除雾,或是需要以胶膜黏贴纸方式来应用于被加热体,因而才促成了印刷电热膜的问世。而当电阻发热线欲图使用于木地板底下时,却一直很难让木地板能平整的固定以及无法均匀地加热。而电热膜可以均匀地加热,只是必须将印刷线路加厚加粗以期提高发热量才能使用于地暖,但这却造成了电阻的不均匀。因此其业者才发展出了第二代的铜箔主载流条及第三代的铜箔次主载流条,但这只是减低了过热风险,并未能够避开此风险,然而却又增加了载流条与碳墨印刷线路接点的技术问题。因而,才又有了第四代全合金蚀刻线路的电热膜。 但只要是电热膜,则有四大难解问题: (一)怕外力,却又持绩承受了地板上了的重力。 (二)无法作接地。 (三)无法自控温度,因此蓄热风险永远存在。 (四)发热体升高到65度C以上时,其PET或PVC载体即会软化并释放出无色无味的氯乙烯分子与塑化剂。19‧地暖热量的传递保温效能概说: 地暖系统的发热体发出之热量,一部份会经由覆盖面材散发至室内,同时另有部份会蓄热在覆盖物内。 至于热量如何分配于上述两者,端视覆盖物的导热率,蓄热能力,室内温度而定。 祗要保温工程作得好,依照能量不灭定律,电能100%转换成热能,此热能将完全分布在地板及室内。20‧从太阳温暖地球的过程来细究远红外线的能量观念说: 地球与太阳间是真空的,因此不可能有任何能量经由传导,对流的方式影响地球,因此太阳仅能以各种光波辐射能量到地球。而此等能量累积在地表,再以传导,对流方式经由空气分子,散布在大气中,愈高处空气愈稀薄,所获得热量就愈少,因而愈泠。人体若处在阳光下,又多获得了直接辐射能量。而所有太阳辐射到地球的能量又以红外线为主。现在,让我们想像个简单实验将在远距离已开启之远红外线电暖器突然转个方向移到吾人身前一公尺处,在其方向对准我们瞬间,我们首先感受到的则是红外线热量的辐射,尔后增加热量的一部份则是经过空气分子对流而来。然而,我们再来试一下所谓的远红外线电热膜,当开启电源后,立于其上方的我们身体绝对感受不到任何热量,而光波速度是298,000公里/秒,何以人身无法感受到热量呢?而必须等到数十分钟才感受到热量呢?是故电热膜的远红外线温热人体说,是毫无根据的。21.何以电地暖比暖气空调节能省电? 主要的两个原因: 1.电地暖热量主要范围分布屋内约地板与人身高左右,因此温度设定可略低三度以上。 2.电地暖是纯电阻发热,没有压缩机等零件所引起的能量耗损。22. E-Board电暖板地暖系统温控器的温控方式? 主要以晶片程式设计控温,并以on/off方式进行而非调整热量大小方式。 一般都有两个温度感应点:一个在温控器内感应室内温度,另一个由施工者安置在地板下接近发热体的位置,感应发热体周围的温。而E-board则是唯一具有另设置多点温控于各个E-Board内的专利结构。23.为何要装置温度保护器于地板下? 因为电地暖温控器仅靠地板下面一个感温点测试来模拟整片地板的温度变化是有风险的。如果地板的某处因堆积不易导热之物品而上升了10℃以上,温控器是无从察觉的。 此时可能造成地板毁损,更甚者,造成电热膜软化、穿孔而损坏。如果遍布了温度保护器,则能侦测到温度的异常而自行断电。绝大多数的电热膜业者在施工时都不设置温度保护器,尤其是北京的贸易代理商。24.地暖会释放远红外线的迷思?? 红外线、远红外线都是带有热能的长波,振辐越大则热能越大。但它们并不能穿透非透明物体,因此不可能透过皮肤数毫米以上来加热人体内细胞,更不可能去激发人体内的水分子,因为这是微波才有的能力。事实上红外线所表现出来的是高效能的热量,其辐射人体时,热量是由皮肤传导至体内的,而非远红外线穿透皮肤细胞,一切复健、保健器材功效也多是累积热量的结果。而功率大的红外线能量是靠电能来激发出大振幅。也由于红外线无法穿透非透明体,才被用来制成红外线距离测量枪、红外线温度计。25.地暖系统中温度保护器以串联或并联方式设置于地板下的区别? 电热膜因结构问题,只能在施工时以串联方式布置少量温度保护器,如果某处感应到异常升温,则完全断电,整个系统暂停供电。事实上,除了消费者提出要求,电热膜业者是不会甚至没有能力安装足够密集之温度保护器来保护地暖系统的安全。 而E-Board电暖板则是在结构中已置入了温度保护器于每一片发热板中,平均面积在0.6㎡至1.0㎡内有一温度不超过50℃的侦测点控制器,因此不仅密度高而均匀分布,而且是随着线路的连接以并联方式存在地板下方,因此如果某处感应到异常升温,则仅该处断电,整个系统照常运作不受影响,这是其他地暖系统业者无法达到的安全保护功能。26.电热膜可以接地吗? 电热膜无法进行接地。27 .电热膜的载体PET号称可耐100℃,为何担心异常升温呢? 事实上,PET常时间在65℃以上即会软化而可能造成线路短路或载体穿洞。如果载体改以Pl或矽胶,则耐温度可大为提高但是由于成本与技术的问题,电热膜生产商尚无法改变其载体材料于地暖的使用上。28.合金电阻线路与印刷电热膜的耐用性比较? 合金电阻线自1920年代用于地暖至今仍是电热地暖的主流,家用电器如冰箱的除霜、电锅的保温盖、除油烟机的化油组、吹风机、慰斗、电毯都是一直使用它。而印刷电热膜是由于近几年碳墨浆的量化生产而大量使用,但是主要应用在低温发热如除雾、发热织物上。 而地暖是属于中高温的使用,印刷电热膜使用于地暖就像轿车参加越野赛一样的不适当。29.为何北京不适用水暖来采暖? 水暖-是寒带国家主要采暖方式,通常是由政府或杜区使用廉价能源来统一供应通常带有社会福利的用意。并且在其地区都已有完整的施工、相关材料、维护的完整网络。而且他们的地暖系统开机后,连续一个冬季都不会关闭,因而水垢的产生较不严重,但仍须每隔1至3年由专门人员使用高压机器以特殊化学药物清洗管路;而且其管路铺设亦不能有接头,更不能在施工现场用铁管连接而是用整捆的复合金属塑料管自水源头接到端点,一气呵成。这都是北京目前所欠缺的。

     

     


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