既节能又健康的纳米电辐射采暖你知道吗？
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2024-01-12 17:01
北京
随着国家“双碳”政策的推进，实现碳中和就必须推进能源转型，推动能源系统从以化石能源为基础的碳基能源转为以可再生能源为基础的零碳能源，全面电气化就成为能源转型的主要任务之一。“电能替代”成为冬季采暖降碳的主要途径。![]()
寒冬的到来，北方地区已经开启了供暖模式，南方有部分地区也使用了分散式采暖设备。传统的供暖模式主要有：集中供热、燃气壁挂炉供热、中央空调、地源热泵系统、空气源热泵系统、电热膜采暖等。《国家十三五规划纲要》明确提出，电能替代取暖应大力推广。与此同时，传统集中式供暖造成大量的能源浪费，供暖配套设备建设、维护和管理成本很高。绿色健康、节能安全的分体式供暖方式成为未来我国北方冬季采暖以及部分南方区域的主要趋势。在此背景下，越来越多的项目选择了电辐射采暖系统。电辐射采暖系统是将发热电材料埋设在地板中，以发热电材料为热源加热地板，以温控器控制室温或地面温度，实现地面辐射供暖的供暖方式。电辐射采暖系统经过不同年代的更新迭代，技术不断完善，系统愈加成熟稳定。最初电辐射采暖采用发热电缆，该技术起源于德国豪赫蒂夫公司，豪赫蒂夫是首个将发热电缆植入到混凝土下的企业，由此产生了发热电缆电地暖。不同于以往的发热电缆电地暖，如今电辐射采暖系统已在材料上有了重大革新，发热体已由金属丝发热电缆变革为碳纤维、石墨烯及碳纳米材料发热体。下面就简单介绍市场上最常见的，性能最优异的健康电采暖技术--碳纳米管电采暖技术。![]()
碳纳米管被称为科学界的神奇材料之王、革命性材料。碳纳米管（CNTs），是一种具有超大长径比的一维空心管状结构的纳米材料。其管壁由一层到数十层的正六边形sp2杂化的碳原子构成，直径为几纳米至数十纳米，长度为微米到毫米甚至厘米。碳纳米管具有超高的强度，被誉为“分子钢筋”，它的拉伸强度是钢的100倍，而密度只有钢的1/6~1/7。它具备高质量的韧性、高导电（电导率可达铜的10000倍）、高导热、高电磁屏蔽等，碳纳米管具有最优异的性能。经CVD技术（化学气相沉积法）合成的高质量碳纳米管经无损分散后制备成均一分散的“碳浆”，再经精密成膜技术做成厚度仅10μm的面热源。通电后，碳纳米管中的碳原子在电场作用下发生振动，原子核周围的电子发生能级跃迁，在迁移回基态时，以远红外线形式释放能量，进而形成均匀发热的面状发热体。该技术的电-热转化效率高达99.8%，电-远红外线转换效率高达83%。碳纳米管面热源，在未通电的状态下，PTC电热膜的纳米导电离子以比较小的间距均匀地分布在高分子机体中，通电后，随着电能高效地转换成热能，高分子机体材料逐渐膨胀拉开了纳米导电离子的间距，使得本体电阻逐渐增大，发热功能逐渐减少，呈现出变频效果，从而实现自动控温和变频节能的功能。碳纳米管地暖系统，可工厂化生产，可结合建筑条件采用干式工法和湿式工法，干式工法可快速装配，可提升装配率加分。![]()
碳纳米管电采暖系统，在室内设置温控器，可以根据用户的需求进行温度的调节，并能让温度保持在恒定的状况，在长时间没人的情况下，还可以调低温度等，这样起到了节省能源的效果。该系统是将电能直接转换成了热能，不需要用水作为热循环，所以节省了大量的水资源。该系统不需要建锅炉房、储煤、堆灰、管网设置，节省了更多的空间，对城市规划有帮助。碳纳米管电采暖系统防水性能良好，安全性能高，在工作的时候，表面温度不会超过50度，所以不用担心会出现烫伤或是出现火灾之类的情况，整个运行的过程是非常安全的。该系统的使用寿命长达50年与建筑物寿命相差不多，后期维护简单，故障率低。碳纳米管电采暖系统是以远红外辐射的形式供暖，人体感觉非常舒适，不干燥、不闷热。墙壁、地面和家具等能同时吸收热量，不会产生冷源，所以舒适度比起传统的供暖系统提升了不少。该系统不会产生粉尘、废气，噪音、气味等，不会对空气产生污染，符合环保要求。碳纳米管电采暖系统能效高，节能性强。系统散热均匀，升温快，加热速度快，可平面同步升温，恒温效果好，电热转化效率高达99.8%，远红外转换效率高达83%。碳纳米管电采暖系统还具有重量轻，安装简单方便，占用空间少，不会影响室内美观。无法兼顾生活热水，比于传统的燃气壁挂炉采暖，纳米管电采暖系统无法兼顾生活热水，需要另外配置生活热水系统。以华东地区，建筑面积为143m2户型，采用纳米管电采暖系统分析：以上数据均为实际项目实测结果，由于电采暖用户注重行为节能，每天采暖运行时间小于其他采暖方式，因此在运行费用上有一定优势。采暖系统夜间相对白天开启时间更长，执行峰谷电价的地区电费还能进一步减少。
电纳米地暖系统高效节能，但若想实现真正意义上的节能节费，必须引入一个概念，就是行为节能。采暖系统的行为节能主要包含以下几点：1、改善建筑节能性能，改善建筑节能性能可以有效降低采暖能耗。选用优质的保温材料，增加建筑的保温层厚度，减少热量的散失。提升窗户、门窗的隔热性能，以减少能耗。2、合理选择供暖设备，应选择效率高且使用寿命长的设备。3、优化采暖运行策略，供暖系统的运行策略影响能耗的高低，应合理设置供暖温度和时间，避免能源浪费。可以根据室温的变化和人员的需求进行调整，避免长时间高温运行。由于电纳米采暖系统响应及时，即开即热，可分户分区分时控制的特点，该系统能很好的实现行为节能。可分区分时使用，随开随用，温度可调，离开关闭或设置低温。采暖方案的确定首先必须符合国家规范对使用电采暖的限定条件。《GB55015-2021建筑节能与可再生能源利用通用规范》第3.2.2、3.2.3条强制条文规定，对于严寒和寒冷地区居住建筑，电采暖仅可以用于：- 无城市或区域集中供热 ，采用燃气、煤 、油等燃料受到环保或消防限制，且无法利用热泵供暖的建筑。
- 利用可再生能源发电，其发电量能满足自身电加热用电量需求的建筑。
- 利用蓄热式电热设备在夜间低谷电进行供暖或蓄热，且不在用电高峰和平段时间启用的建筑。
- 无城市或区域集中供热，采用燃气、煤、油等燃料受到环保或消防限制，且无法利用热泵供暖的建筑。
- 利用可再生能源发电，其发电量能满足自身电加热用电量需求的建筑。
- 以供冷为主、供暖负荷非常小，且无法利用热泵或其他方式提供供暖热源的建筑。
因此，以下情况下可以考虑采用电采暖：非国家规定设置采暖的地区（一般都没有城市或区域集中供热）；集中供热管网难以覆盖的城乡结合部、乡村等地区；环保消防要求高的重点区域；在规划条件里已明确或通过与政府相关部门沟通已明确允许采用电采暖的项目等。碳纳米管智能采暖系统采用远红外辐射技术，辐射能量能被人体大量吸收，激发人体组织分子间共振加剧，有助于提高人体的微循环和自我调节能力。因此适合用于高端项目，其健康养生的理念更容易让用户接受高出的溢价。碳纳米管智能电采暖系统，采用互联网远程控制，可分户、分室、分区、分时控制，方便用户更容易实现行为节能。如果实行峰谷电价，采暖季室外温度最低的时间段内，电价更低，因此在满足灵活的个性舒适需求的前提下，支付的是更低的电费。在购房者比较选择时，必将体现出明显的优势。当项目周边有具有历史保护意义的建筑时，或者位于消防及环保有严格要求无法使用燃气的项目，可以考虑采用健康电采暖的方式，既没有有害废气的排放，也不会因热泵噪声影响周边环境。当项目方希望采用电采暖时，建议提前与政府相关部门积极沟通，争取在规划条件书上予以明确，或通过沟通拿到明确的指导意见。中国铁建地产开发的多个项目采用了纳米电采暖系统，例如南京花语熙岸、南京花语天境、苏州花语澜苑、苏州花语云翠等，系统均运行良好，可供大家参考。电纳米采暖技术以其舒适健康、节能降碳、安全耐久、安装便捷、智慧家居的特性，受到市场青睐。该系统不仅提高了电采暖的安全性，还改善了家居条件，净化生活环境，节约能源，与“双碳”目标方向一致，是未来环保健康采暖的趋势。
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