采用超导液的地板电采暖系统的实验研究

杨美玉

(保定源盛房地产开发有限公司，河北保定 071000)

随着生活水平的提高，人们对室内热舒适的要求日益提高［1］。同时，为了缓解日趋紧张的能源和环境压力，国家颁布了阶梯电价、节能减排等一系列政策。在这些新形势下，建筑行业研发和应用节能高效的采暖技术显得至关重要。

1 采用超导液的地板电采暖系统

图1为采用超导液的地板电采暖系统的结构原理图，该系统由电源线、电热丝、电热管(PE-X管)、超导液、检修口和温控器组成。

图1 采用超导液的地板电采暖系统原理

电热管内80%的空间充有超导液，两端密封，电热丝贯穿电热管并与电源线连接。当打开温控器开关时，220 V的电流将通过电源线输入给电热丝，逐步将电热管内的超导液加热到45℃，电热管将热量传递给地板，从而实现地板辐射采暖。

温控器能够根据用户自行设置的室内温度来控制输入给电热丝的电流。系统一般采用两根电热丝，一根工作，一根备用。当系统开始运行时，为了尽快使室内温度达到设定值，两根电热丝同时工作。当室内温度达到设定值后，备用电热丝停止工作。若室内温度超过设定值，温控器将切断电流输入。

由于采用超导液的地板电采暖系统属于地板辐射采暖系统，其具有地板辐射采暖的良好热舒适性。用户可随时控制系统的开关及设置所需室内温度，室内采暖更加灵活自主。此外，超导液具有较好的蓄热能力，系统可利用低谷电进行蓄热。

2 实验研究

为了研究该系统的热性能和节能性能，笔者对其进行了实验研究，并和传统电热地缆采暖系统进行了比较。为了便于比较，选用了7 m长×6 m宽×3.2 m高的两个朝向(坐南朝北)、围护结构都相同的单层独立房间分别安装了采用超导液的地板电采暖系统和电热地缆采暖系统。施工过程中，前者的铺设从上至下为:8mm厚木地板+10mm厚混凝土+充有超导液的电热管+铝箔+120mm厚的聚苯乙烯板;后者的铺设从上至下为:8mm厚木地板+10 mm厚混凝土+电热地缆+铝箔+120 mm厚的聚苯乙烯板。实验阶段两个房间的室内设定温度都为21℃，实验过程中通过铜康铜热电偶测量室外温度、室内温度和采暖系统温度，采用CR10X数据自动化采集系统和计算机存储实验数据，采用单相电表记录各采暖系统的耗电量，采用红外气体分析仪测量房间的换气次数，采用MR-4辐射热计测量太阳辐射热。通过温控器和时间控制器共同控制供暖系统的启停。

分别在离地板2 m处、地板表面、电热管表面和电热地缆表面布置若干个温度测点，于2011年12月5日12时～2011年12月7日12时，对两种电热地采暖系统进行了实验测试。实验结果如图2～图4所示。

由图2可知，整个实验期间，采用超导液的地板电采暖系统的室内温度最高为21℃，最低为17.5℃，平均室内温度为19.2℃。由于超导液具有一定蓄热能力，因此，室内温度波动较小。

由图3可知，整个实验期间，采用超导液的地板电采暖系统的地板表面温度最高为23.7℃，最低为21.5℃，平均值为22.8℃。实验期间，采用超导液的地板电采暖系统的平均地板表面温度高于电热地缆采暖温度的地板表面温度平均值。同时，由于超导液的蓄热能力，前者的波动明显小于后者。同样，电热管表面温度波动也小于地缆表面温度波动。整个实验期间，采用超导液的地板电采暖系统和电热地缆采暖系统的耗电量分别为85.1 kWh和106.3 kWh，前者比后者节电约20%。由此可见，采用超导液的地板电采暖系统具有更好的热性能和节能性能。

图2 室外温度及两采暖系统室内温度变化

图3 两采暖系统地板表面温度变化

图4 电热管及地缆表面温度变化

3 结语

1)采用超导液的地板电采暖系统室内温度波动小，热性能好，具有更好的热稳定性;2)同传统的电热地缆采暖系统相比，节能效果显著;3)根据实验系统的搭建及运行分析，采用超导液的地板电采暖系统的初投资和运行费用分别约为13元/m2和12.5元/m2，具有良好的经济性。

［1］亢燕铭，徐惠英.地板辐射采暖的节能效应分析［J］.暖通空调，2001(4):4-6.

［2］黎文安.西安市既有建筑节能改造技术与效果评价［J］.山西建筑，2010，36(2):266-268.

［3］张竣业.国内电采暖的几点思考［J］.供热制冷，2012(2):50-51.