依据不同类型电采暖器热工性能的研究

依据不同类型电采暖器热工性能的研究

刘胜男白莉

（吉林建筑大学市政与环境工程学院,长春130118）

摘要：参照国家标准JG/T13754-2017《采暖散热器散热量测试方法》,通过对流式电采暖器、辐射式电采暖器、混合换热储能式电采暖器热工性能测试.对比其室内温升速率、电采暖器能效方面进行了实验及计算分析。

关键词：温升速率,热工性能,能效

绪论

我国以燃煤为主的集中供暖引起能源利用率低[1]、雾霾严重的社会问题.国外针对新型清洁能源采暖提出了太阳能热水采暖、空气源热泵采暖、地源热泵等清洁供暖方式。基于我国科技发展及科技兴国战略的实施。我国严寒地区城市电能富余及电能激励政策[2],利用电能进行冬季清洁能源供暖是很好的方案。

电采暖器是通过电热转换，将电能换为热能的设备。电采暖主要换热方式有：对流式、辐射式、混合式三大类。对流式电采暖器是通过热对流原理加热室内空气；辐射式电采暖器是向外界释放电磁波谱，提高被辐射物表面温度进行加热；混合式电采暖器换热方式介于对流式与辐射式之间。我们选取翅片式电采暖器、碳晶管辐射电采暖器、油汀电采暖器进行三种主要换热方式的电采暖器的研究。

1研究对象及方法

1.1实验台布置

选取热工性能实验台，依据有关标准[3~4]位置。另外被测散热器的上、下表面及前立面的几何中心处各设1个。实验中热电偶做防辐射膜处理。电热器耗电量则用精度为0.2级电功率测试仪测定,智能建筑热工性能实验台在达到运行工况后,自动跟踪记录电热器各方面性能参数.

1.2实验计算方法

考虑实验过程中,小室与外界热传导因素.依据能量守恒导热定律,对电采暖器实际温升模型进行修正,如下:

(1)

式中K为小室六个壁面传热系数，W/(㎡•℃)；A为壁面结构的内表面积，㎡;Δt为小室内外空气温差，℃；Δt1为加热过程中空气温差，℃；δT——电加热时间，s。

2实验结果分析

2.1室内温升速率

上述3类电采暖器分别以额定功率800W运行59min,对小室中心检测点(0.75m)及中心线监测点(1.5m)处温度进行记录分析.中心检测点(0.75m)反应对流式电采暖器温度从14.6℃温升至18.7℃;辐射式电采暖器从14.3℃温升至17.7℃;混合式电采暖器从14.7℃温升至17.9℃.因此对于中心点反应出,对流式电采暖器温升速率略好.对小室1.5m处对流式电采暖器温度从14.6℃温升至18.8℃;辐射式电采暖器从14.4℃温升至19.2℃;混合式电采暖器从14.4℃温升至18.5℃.由此可看出,辐射式电采暖器温升速率更好.见图3,图4所示.

图3中心监测点温度变化图4中心线1.5m处监测点温度变化

2.2电采暖器能耗及有益效果

结合式(1)可以求700W运行59min内3组电采暖器电热有效转换率P.见表1.

表1三类电采暖器能效

3结论

(1)在节能与国家优惠政策上看,带有储能功能的混合式电采暖器迎合了峰谷电价的政策.能将部分电能进行储存作为热源白天供热,经济效益更好.

(2)辐射式电采暖器热响应迅速,室内温度热均衡度较好.但地面辐射温度不宜过高,低温辐射式采暖效果比较理想.辐射式电采暖器的采暖形式与建筑物结构相互作用,有效的降低了建筑物整体的传热率.提升建筑围护结构保温性能.

(3)对流式电采暖器室内空气温升速率高,室内温度热均衡度好.但与建筑物结构热场耦合不明显,不能较快提升维护结构自身热焓因而在维护结构保温性能上不及辐射式电采暖明显.因对流式辐射一般靠近墙体,因而人体舒适度不高[5].。

参考文献

[1]唐海达,张涛,刘晓华.长江流域住宅中混凝土辐射地板与风机盘管供暖性能实测[J]暖通空调2017,47(11):97-103

[2]MASTRUCCIA,MARVUGLIAA.Lifecycleassessmentofbuildingstocksfromurbantotransnationalscales:areview[J].RenewableandSustainableEnergyReviews.2017,74:316-332

[3]中华人民共和国行业标准.采暖散热器散热量测试方法（JG/T13754-2008）[S]北京：中国建筑工业出版社，2008

[4]中华人民共和国国家标准.电采暖散热器标准（JG/T236-2008）[S]北京：中国建筑工业出版社，2008

[5]周斌,谭洪卫,王亮.低温散热器采暖方式的舒适性研究[J]建筑节能，2013,41(36):23-26

作者简介:刘胜男(1988—),女,吉林省长春人,硕士研究生.

通讯作者:白莉,女,吉林省长春人,教授,博士.E–mail:baili0308@163.com