电热膜专题  第三讲(《地暖月刊》09年第6期)

第三讲 电热膜供暖应用概述

专题主持人：新宇阳 清华索兰 董事长 王安生 博士 

联系方式：13801290271  winner719@china.com

本讲要旨：

  本讲简述了电热膜供暖应用的发展历程、应用现状和应用前景，重点对于不同供暖形式与电热膜供暖尤其电热膜电地暖进行了对比分析，结论是：电热膜电地暖与其他所有供暖形式相比既有优势也有劣势，科学、合理选择适宜的供暖形式应是基于资源能源状况、建筑结构和用途、消费者使用需求、投资和运行成本等各种因素的综合对比分析。

一、   电热膜供暖应用发展历程和应用现状及前景分析

1、         国内外电热膜供暖发展历程和应用现状

电热膜在国外的技术研发和工业化生产始于上世纪70年代后半期。日本是电热膜大面积用于供暖最早的国家，也是世界上最早制订电热膜地暖应用规程的国家，这主要源于日本在电热新材料技术的进步、打坐式生活习惯以及电力资源充足等多方面原因。电热膜技术引入我国是在上世纪90年代末，随后经过十几年的技术研发和应用实践，无论是电热膜类型的齐全程度、电热材料高端技术研发现状以及规模化生成工艺、各类电热膜后续产品的开发及应用都已经走在了世界的前列，使我国成为了名副其实的电热膜大国并正在向强国迈进。

我国最早的电热膜供暖应用案例是世纪之交，从美国购进“无机非金属基电热膜”（即印刷油墨电热膜）产品的顶棚供暖，从东北的内蒙、黑龙江到北京、河北等地均有大面积应用工程，几乎全部以失败告终，给电热膜的技术进步和产品应用带来了近乎毁灭性的打击。北京新宇阳科技有限公司逆风而上，率先在国内开发了高分子电热膜技术并用于地板供暖，开启了国内电热膜电地暖的先河，并逐步得到社会各界的认可。此后不同类型电热膜厂家包括早期做电热膜顶暖的企业也开始纷纷效仿做电热膜电地暖，至今电热膜电地暖已经成为了国内不同类型电热膜供暖应用的主流。

据《中国建设报》08年盘点活动初步统计，我国电热膜供暖应用的总面积约为2000万平方米，超过世界其他所有国家应用面积的总和。但是与国内其他供暖形式相比，单从系统散热末端讲，是所有供暖类型中应用面积最少的，约为发热电缆电地暖的1/5-1/8，与传统的集中热源、散热器末端相比，不足其总量的0.5%。

2、         电热膜供暖应用前景分析

电热膜在我国供暖的应用尽管只有十几年的历史，并且走过弯路，但是由于电热膜供暖的先天优势，尤其伴随着电热膜技术的成熟、国产化程度的提高，电热膜电地暖工程的成功，早期受到电热膜顶棚供暖影响的所有关联人员包括政府官员、暖通专家和设计师、开发商和消费者等也已经开始逐步正视电热膜技术和电热膜供暖应用。

国家电力紧张的逐步缓解特别是大城市冬季夜间电力的过剩，化石资源尤其燃气资源的严重不足，供暖用煤价格的跌宕起伏，集中供热收费难，无集中供热条件的南方大部分城市近几年迅猛增长的供热需求等，这些因素促使人们加快探寻新的具有科技含量和具有“环保、舒适、节能”特点的新型供暖方式的步伐，这就给电热膜电地暖的大面积推广应用带来了良好的机遇。

同时，因电热膜顶棚供暖失败而一度放缓的建设行业《低温辐射电热膜》标准的即将出台，国家主流媒体《中国建设报》关注和开辟中国地暖专版对地暖全面、客观的宣传报道，使人们认识、了解和选择地暖包括电热膜电地暖起到了良好的推动作用。综合以上因素，笔者认为电热膜电地暖已经进入快速发展阶段。

二、   电热膜供暖与其他供暖方式优劣势对比

不同供暖形式之间由于系统构成和技术含量的不同而有不同的比较优劣势。现存的供暖形式，无论是传统的散热器、热风中央空调还是水地暖和电地暖，系统技术上都是成熟或基本成熟的，但都仍有系统优化和技术进步的空间，同时各种供暖形式也都有最佳的应用范围和限制使用条件。因此，科学、合理的选择供暖方式应该是能源资源条件、建筑物结构和用途、消费者的使用需求、管理方便程度以及初投资和运行成本等各种因素的综合对比分析后得出的方案。

1、         电热膜“顶暖、墙暖、地暖”之间的对比

上一讲中曾论述过，以电热膜作为发热体的供暖方式分为主供暖和辅助供暖，主供暖是指通过工程施工构成完整的电热膜供暖系统，按照电热膜铺装方式，主供暖分为“顶棚、墙裙和地板”三种方式，分别称为“顶暖、墙暖和地暖”。辅助供暖是指以电热膜作为辅助热源的供暖方式，通常是以带电源插座的电加热产品形态出现，如电热板、电热毯、电热画、电热靴等。本文仅比较三种主供暖形式之间的差异。

电热膜顶暖的优点：不容易造成过热环境，所以可以不做局部过热保护系统；安装在顶棚，与人体不直接接触，所以即使万一因为施工或非正常使用造成电热膜损坏而发生漏电，也轻易不会造成人身伤害。缺点：头热脚冷不符合人体生理需求特点，舒适性差；能耗高，围护结构越差、能耗相对越高。

电热膜墙暖的优点：不容易造成局部过热；不会产生头热脚冷现象，舒适性好于顶暖而差于地暖。缺点是对家具的摆放位置有一定限制，达到相同供暖效果的能耗介于顶暖和地暖之间。

电热膜电地暖的优点：在三种供暖形式中舒适性最好、能耗最低，同时可根据需要设计成蓄热式供热系统，有效利用波谷电。缺点：一是使用过程中会因覆盖造成局部过热，所以应设置过热保护系统；二是电气安全保护比顶暖、墙暖要求更高，加大了系统成本。

2、         电热膜地暖与发热电缆地暖的对比

电地暖分为电热膜电地暖和发热电缆电地暖，均是以电能作为供热能源，分别以电热膜和发热电缆作为发热体，直接通过电热转换达到建筑供暖目的。两种电地暖形式中的发热体产品技术和施工工艺都已成熟，智能化控制系统完备，并均有大量成功应用案例，是近年来供暖技术进步、在所有供暖形式中成长速度最快的。

两种电地暖系统之间也分别具有相对的优劣势，简单归纳如下：

发热电缆产品结构决定了其泄漏电流比电热膜电地暖系统小，所以发热电缆电地暖系统可以直接套用国家或行业漏电保护30mA 的标准，而电热膜电地暖在做水泥结合层结构时，由于电容效应而产生的泄漏电流要远远大于发热电缆，所以30mA的漏电保护装置对于电热膜电地暖是不合适的，但是现阶段只有这一标准，因此增加了电热膜电地暖企业的技术和施工难度，也因此增加了系统成本。而黑龙江省的地方标准，既不做电热膜电地暖系统安全接地，又不接漏电保护，标准明显存在缺陷，安全隐患极大，如果不能及时更正将后患无穷。

电热膜电地暖的发热体面积大，发热体温度低，地面温度均匀性好；而发热电缆地暖发热体线上温度高，线间温度低，向下散失的热量多，地板表面的温度均匀性也不如电热膜电地暖；发热电缆电地暖系统几乎无法安装局部过热系统，而电热膜电地暖则容易实现，从而增加了系统的安全性能；绝大部分厂家的电热膜电地暖在使用过程中均不会产生电磁辐射，而即使加有屏蔽的单导发热电缆也会产生一定的辐射量，个别厂家的产品甚至远远超过国际非电离放射线防护委员会（ICNIRP））对于电器产品电磁辐射量推荐的限定值。

另外，电热膜电地暖在直接与木地板结合时可形成超薄电地暖，层高影响小；电热膜发热体通常并联连接，更容易根据供暖实际需要实现智能化控制，如刚进入供暖季只开启部分发热体，冬季最冷季节全部启动，而发热电缆电地暖通常每个房间只有一条回路，只能是频繁开、断达到控制房间温度目的，相比电热膜电地暖系统的多回路并联连接更科学，也更节能。

3、         电热膜电地暖与水地暖的对比

地暖作为一个完整的供暖系统，无论水地暖和电地暖，至少包括热源、散热末端、控制（安全运行和温度控制等）几个部分，所以比较电热膜电地暖和水地暖也应该是两个系统的对比，包括系统投资。但是地暖行业通常所说的水地暖往往单指散热末端，甚至连室内温度控制也不包括在内。

单从系统散热末端讲，如果万一地面被破坏，电热膜电地暖假如没有足够的安全保护措施会危及人身生命，水地暖漏水损失的只是财产，这是两者的最大不同。电热膜电地暖地面温度比水地暖均匀，不会发生因系统失灵冻裂管路现象，温度控制也更加方便。

电热膜电地暖和水地暖系统对比，在其他条件完全相同的情况下，水地暖的热源形式决定了系统的环保、节能效果，如新能源和可再生能源的使用，空气源、水源和地源热泵不仅可以做水地暖解决冬季供热也可用于夏季供冷，提高了设备利用效率，从而弥补了热泵投资成本过高的缺陷。如果仅用热泵解决供暖问题，运行成本比电热膜电地暖可以减少30-40%，但是投资成本却提高2-3倍，降低了能耗为社会作了贡献，综合成本高消费者没有经济效益。至于化石燃料锅炉水地暖与电热膜电地暖相比，锅炉占地、运行和维修管理费用、锅炉更换、燃料价格的波动、收费难等因素综合考虑，电热膜电地暖的优势也许更加明显。

4、         电热膜电地暖与传统供暖方式的对比

传统供暖方式主要指热源为大型集中锅炉、小区独立供暖锅炉，以各种散热器为散热末端的自然对流传热为主的传统供暖形式，能源包括各种化石燃料、电能或新能源和可再生能源。

我国北方15个省和直辖市的132个地级市的集中供热总面积至08年底达到39亿立方米，占该地区总供热面积的70-80%，且每年以3亿立方米的比例递增。今后我国北方地区的供热仍将以集中供热为主这一方针至少在今后相当长一段时间内不会改变。集中供热从一次能源转换效率、污染物排放治理等方面确实有其突出的优势，国家从03年开始推行的供热体制、热计量改革、配套政策等如果能够顺利推行，集中供热高能耗的现状也许能够得到遏制。但仅仅是供热计量改革一项，历经数年，结果仍是“步履艰难、收效甚微”，这是由于大型集中供热体制、供热系统方式自身决定的，所以尽管集中供热热源部分的一次能源转换效率较高，但是长距离管网的热损耗、热输送用泵的电力能耗、用户末端无法通过控制实施行为节能节能造成末端无谓的能量消耗等，致使整个供热系统的单位总能耗在相同围护结构、达到同样供暖效果的情况下依然是所有供暖形式中最高或较高的。集中供热的高能耗状况至少在未来的几年内甚至更长时间不可能发生根本转变。

电热膜电地暖与传统供热方式相比的优势在于，地暖的舒适、节能；电地暖热源与散热末端自成系统，发热体寿命周期内（通常30-50年）没有任何其他费用支出；运行中通过设备的智能化控制，可以根据需要简单实现“舒适运行、节能运行、防冻运行”，行为节能最为彻底；电热膜电地暖发热面积大、占用空间小、无收费难的问题等。