科普|石墨烯熱輻射塗料替換地暖的鋁箔均熱板散熱效果怎麼樣?

2023年10月25日17:09:07 家居 1013

地暖是一種常見的家庭採暖方式,它使用地板下的熱水或電能帶來的熱量通過地板傳熱,從而使得室內溫度升高。地暖通常被認為是一種高效、舒適且節能的採暖方式,它的主要優點包括:

舒適度高:地暖將加熱地板下的空氣,使得室內溫度分布更加均勻,避免了傳統暖氣片加熱空氣時帶來的乾燥和悶熱感。

舒適:地暖可以通過地板熱源的輻射緩慢的釋放熱量提升室內溫度,比電加熱取暖方式溫和舒適,人體接受度高。

美觀:地暖管道通常隱藏在地板下,不會佔用室內空間,同時也減少了傳統暖氣片帶來的視覺干擾。

健康:地暖可以促進室內空氣流通,減少室內細菌滋生,有利於改善室內空氣質量。

地暖系統主要分為電地暖、水地暖乾式地暖

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石墨烯熱輻射塗料地暖

電地暖是指將電發熱元件埋設在地板中,通過溫控器控制室溫或地面溫度,實現地面輻射供暖的供暖方式。這種供暖方式具有安裝簡便、維護方便等優點,但其缺點在於使用不夠舒適,容易導致室內空氣乾燥,使用需謹慎。水地暖是指將水加熱到一定溫度,輸送到地板下的水管散熱網路,通過地板發熱實現採暖目的的一種取暖方式。這種供暖方式具有舒適度高、成本低等優點,因此被廣泛使用。然而,其缺點在於能耗偏高。乾式地暖則不需要豆石回填,具有方便安裝、取暖效率高、佔用空間低等優點。然而,其缺點在於安裝位置受限、易受損、需持續加溫。濕式地暖是指用混凝土把地暖管道包埋起來,然後在混凝土層之上再鋪設地面、瓷磚等地面材料。這層混凝土不僅起到保護、固定水暖管道的作用,還是傳遞熱量的主要渠道。濕式地暖是國內地暖市場的主導工藝,應用最為廣泛。其優點在於工藝成熟、價格相對較為低廉、保溫性能好;然而,其缺點在於能耗偏高、佔用空間大。綜合目前市面使用情況,使用最為廣泛的地暖系統是濕式/乾式水地暖,而其中均熱層使用較多的是鋁箔均熱層地暖。這種地暖系統的優點在於使用壽命長、穩定性好。

不過在實際使用中,地暖的鋁箔均熱板也暴露了諸多問題:

1.鋁箔常常存在偷工減料的現象,導致其散熱效果不盡如人意。實際上,為了達到高效的散熱效果,鋁製 均熱層的厚度應至少達到0.25mm。然而,由於這一厚度的鋁板成本較高,市場上廣泛使用的產品往往採用更薄的鋁箔來控制成本。厚度不足的鋁箔會導致其散熱量遠低於實際需求,從而影響整體的均熱能力。

2.使用鋁箔均熱板的地暖模塊,其製作工序相對增加,導致成本相應升高。在製作過程中,需要將鋁箔壓制到地暖保溫板上,如果上層還需鋪設瓷磚,則還需塗上一層聚合物粘接層。這些額外的步驟不僅增加了材料的使用,也增加了製作工序和整體成本。另外,鋁的導熱率相較於銅材質較低,而比熱容卻偏高,這意味著其散熱效果並不理想。

3.該種鋁箔由於厚度不足和導熱率低的問題,容易引發過熱現象。一旦地暖散熱效率降低,就需要通過提高循環水溫度來取暖。這會導致地暖下層的保溫層板由於水溫過高、水管溝槽大量熱氣聚集,進而產生VOC揮發性有機化合物),嚴重污染室內空氣,對人體的健康造成威脅。

解決以上問題,既提高散熱率,又不增加用料和工序(鋁箔和聚合物粘接層)方式就是用石墨烯散熱塗料取代鋁箔均熱板,不僅工序和成本可控,還能提高熱輻射效率:

1.高熱輻射率:石墨烯散熱塗料的熱輻射率不低於0.95,使得熱能大部分會被輻射至房間內,取暖效果更佳;

2.節約能源:石墨烯散熱塗料熱輻射率高,浪費的熱量就更少,更佳節約能源,取暖更佳經濟實惠。

3.人體舒適度更佳:石墨烯輻射的光波波長在3-15微米左右。有趣的是,人體發射的紅外頻譜與石墨烯的輻射非常相似。這種相似性使得石墨烯能發射所謂的「生命光波」,當這些光波被人體吸收時,會產生溫熱效應。這種效應與生物體內細胞的水分子產生一種有效的「共振」。通過這種共振,可以顯著增強人體的微血管擴張,提高自律性,並加快血液循環。所有這些都有助於促進機體的新陳代謝,增強組織的再生能力,並提高機體的免疫能力。

4.使用壽命長:石墨烯地暖不像傳統的水暖外面的壁掛爐最長也就8到10年左右就應該要換掉了,平常說的50年其實就是水暖的水管可以使用50年,而石墨烯地暖不一樣,石墨烯地暖是可以做到與建築同壽命,不用像散熱器外機壁掛爐等每隔8到10年就需要更換。

5.維護運行費用低,操作簡單、安全可靠:石墨烯地暖的操作是比較簡單的,並且安全,在國內現在好多石墨烯地暖採暖大品牌,基本上都可以做到後期0維修的,裝1次可以管50年,衰減率基本是0,熱轉化率高達99%以上。

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